Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-10-15T18:54:01Z No. of bitstreams: 1 2014_JaymeMilaneziJunior.pdf: 6506741 bytes, checksum: 35af0d3d19c8dcffb7174539404b393b (MD5) / Approved for entry into archive by Tania Milca Carvalho Malheiros(tania@bce.unb.br) on 2014-10-16T17:36:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_JaymeMilaneziJunior.pdf: 6506741 bytes, checksum: 35af0d3d19c8dcffb7174539404b393b (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-16T17:36:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_JaymeMilaneziJunior.pdf: 6506741 bytes, checksum: 35af0d3d19c8dcffb7174539404b393b (MD5) / A atividade de planejamento de sistemas de potência inclui, como um de seus maiores desafios, a predicação do comportamento da carga. Com a finalidade de otimizar oinvestimento ante os dados de consumo, as empresas do setor elétrico lançam mão de várias técnicas de previsão da evolução da demanda que devem atender. No presente trabalho, o tema da predição espacial e temporal da carga é enfrentado, estudando e incorporando, simultaneamente, a tendência hoje já observada de inclusão de fonte sem microgeração distribuída. Três fontes renováveis e emergentes de geração foram consideradas como geradoras de energia pelos consumidores: enguias elétricas, painéis fotovoltaicos para aproveitamento da luz solar e de interiores, e antenas para reciclagemda energia existente nas ondas eletromagnéticas de radiodifusão. Quatro métodos preditivos foram empregados para prever o comportamento da carga: modelo Auto-Regressivo (AR), Auto-Regressivo com Variável eXógena (ARX), Auto-Regressivo deMédia Móvel com Variável eXógena (ARMAX) e Redes Neurais Artificiais (ANN). Os dados de consumo foram as máximas demandas semanais registradas em 8 Subestações da cidade de Leipzig (Saxônia, Alemanha), durante os anos de 2001, 2002, 2003 e 2004.O dado exôgeno considerado foi a temperatura, em valores diretos e logarítmicos. Das 209 semanas existentes entre 2001 e 2004, as 200 primeiras destinaram-se ao ajuste dos coeficientes nos modelos AR e ao treinamento da rede neural; as 9 semanas restantesforam destinadas à comparação de resultados. A aplicação das técnicas deu-se, assim,em dois estágios: no primeiro, os dados reais da rede de Leipzig foram considerados, eno segundo estágio trabalhou-se com novos valores de demandas máximas, originadaspela inserção de valores hipotéticos de energia recebida das três fontes citadas. Emambos os estágios, o modelo ARMAX foi o de melhor precisão na previsão de dados.O sistema de redes neurais demonstrou ser um sistema sub-ótimo de previsão. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Power systems planning activities include load behavior prediction as one of its mostchallenging tasks. In order to optmize investments related to consumption data, utilitiesfrom the Electrical Sector resort to several forecasting techniques so that theycan predict the power demand which these utilities must support. Along the presentwork, issues related to the spatial and temporal predictions are faced, considering,simultaneously, the observed trend of microgeneration spread. Three emergent renewablesources were proposed to be taken on by consumers: electric eels, photovoltaicsolar panels for outdoor generation and indoor light energy harvesting, and antennasfor radio frequency energy recycling. Four predictive methods were employed in orderto forecast load evolution: Auto-Regressive (AR), Auto-Regressive with eXogeneousinputs (ARX), Auto-Regressive Moving Average with eXogeneous inputs (ARMAX)models and Artificial Neural Networks (ANN). Consumption data were the maximumweekly power demands registered over 8 Power Substations from the city of Leipzig(Saxony, Germany), during the years 2001, 2002, 2003 and 2004. The exogeneousvariable adopted was temperature, in realistic and in logarithmic values. During the209 weeks which are comprised between 2001 and 2004, the _rst 200 weeks served tocoe_cients adjustments, with regards to AR models, and the trainning of the neuralnetwork, in the case of ANN. The last 9 weeks were destinated for results comparison.Techniques were undertaken in two stages: _rstly, only realistic data from LeipzigSubstations were considered, and in the second stage, new values for maximum powerdemands were obtained by means of simulations upon the three emergent sources. Inboth stages, ARMAX model returned the _ttest results, whereas ANN characterizeditself as a sub-optimal prediction system.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Universidade Federal da Paraíba, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Programa Multi-Institucional e Inter-Regional de Pós-Graduação em Ciências Contábeis, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-11-20T15:21:26Z No. of bitstreams: 1 2014_AlexandroLeonelLunas.pdf: 1576195 bytes, checksum: b08929ecb58c7aeb309f06de8c2285e4 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-11-21T14:38:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_AlexandroLeonelLunas.pdf: 1576195 bytes, checksum: b08929ecb58c7aeb309f06de8c2285e4 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-21T14:38:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_AlexandroLeonelLunas.pdf: 1576195 bytes, checksum: b08929ecb58c7aeb309f06de8c2285e4 (MD5) / O objetivo do trabalho foi compreender o benefício econômico do bagaço da cana-de-açúcar para o setor sucroenergético. Com as várias alternativas disponíveis para uso desta biomassa, os administradores do setor estão propensos a escolhas diversas para utilizá-la, e cada uma destas equivalem a resultados econômicos distintos. Assim, foram analisadas algumas opções para o aproveitamento deste material, comparativamente com duas vias, uma sem processamento adicional, ou seja, pela venda in natura deste subproduto; e outra pelo processamento adicional no próprio setor. O estudo de caso de uma Usina localizada no Sudoeste Goiano foi empregado. Esta usina tem capacidade anual de moagem de 4 milhões de toneladas de cana-de-açúcar, produzindo açúcar e etanol, a qual se utiliza também a biomassa bagaço da cana-de-açúcar em duas vias, uma com processamento adicional para produção de energia elétrica e outra destinada a venda in natura, para indústrias do agronegócio na própria região. A metodologia utilizada foi a aplicação um questionário semiestruturado (disponível no apêndice 1), além de entrevistas com gestores da usina. Foram coletados ainda dados contábeis relativos a custos, despesas e receitas, geradas a partir das opções dadas ao bagaço da cana; e também foram utilizados relatórios auxiliares da safra de 2012/2013, última registrada pela empresa. Estes dados foram analisados no contexto da teoria contábil, exemplificada em Garrison, Norrean e Brewer (2011), que trata especificamente a utilização ou não de subprodutos, após o ponto de separação no processo produtivo. O trabalho está pautado em duas vias: a 1ª, sem processamento adicional do bagaço pela venda in natura. A 2ª, com processamento adicional para a produção de energia elétrica, tanto para autossuficiência quanto para venda de energia elétrica excedente. As alternativas analisadas possibilitaram resultados econômicos positivos para a empresa, objeto deste estudo. O objetivo principal foi alcançado com a equação que determinou que a via de processamento adicional do bagaço é a melhor opção economicamente para o setor, pois gerou benefício econômico de 45% há mais do que a via sem processamento adicional. Na venda in natura do bagaço, foi apurado um benefício econômico de R$ 10 milhões na safra 2012/2013, enquanto que a cogeração de energia elétrica resultou em R$ 14,5 milhões no mesmo período. Foi possível também determinar qual das alternativas de processamento adicional possibilitariam a maior contribuição para a empresa. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The aim of this work was understood the economical benefit of bagasse of sugarcane for sugarcane energy generation sector. The managers of this sector are inclined to use the bagasse of sugarcane, because there is several ways for employing this biomass and every way drives them to different economic results. So, it has analyzed some ways for harnessing this stuff. We performed a comparison by two ways: first one with no processing of bagasse, i.e., by selling it unprocessed (raw) and the second one is that the sector processes the bagasse by itself, additionally. The case study of a sugarcane mill placed into Southwest of Goiás was employed. This mill is able to shred of 4 million tons of sugarcane. It produces sugar and ethanol. It employees the bagasse of sugarcane for producing electrical energy or for selling it unprocessed to industries of agribusiness in the region. The methodology employed was the use of semi-structured survey (available on appendix 1), further interviews with the managers of mill. It has been collected the accounting data about costs, expenses and revenues that it had been reached from destination of bagasse of sugarcane. Moreover, it had been used information reports about 2012/2013 crop, the latest of the mill. These data had analyzed according to the accounting theory of Garrison and Brewer (2011). This theory states about use or not use byproducts after the unbundling in the productive process. The work had guided in two ways: The first one have treated of unprocessed bagasse sale. In the second one, the bagasse has processed for electrical energy production, both for mill self-sufficiency either for selling the leftover. The alternatives have analyzed enabled positive economic outcomes for the company studied. The main aim of this research had reached as an equation which had stated that the additional processing of bagasse is better economic choice for the sector than unprocessed selling, due to the economic benefit had reached was 45% greater than the sale of unprocessed bagasse. The economic benefit reached of unprocessed sale of bagasse was R$ 10 million in the 2012/2013 crop, while the cogeneration production of electrical energy enabled R$ 14.5 million for the same period. It was also possible to state that the additional processing would give a major contribution to the company.

Dissertação (mestrado)-Universidade de Brasília, Faculdade de Economia, Administração, Contabilidade e Ciência da Informação e Documentação, 2011. / Submitted by Shayane Marques Zica (marquacizh@uol.com.br) on 2011-10-31T11:42:34Z No. of bitstreams: 1 2011_LincolnBragaeSouza.pdf: 951650 bytes, checksum: 9f123cb8d888e7a2310673860e459e97 (MD5) / Approved for entry into archive by Elzi Bittencourt(elzi@bce.unb.br) on 2011-10-31T14:29:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_LincolnBragaeSouza.pdf: 951650 bytes, checksum: 9f123cb8d888e7a2310673860e459e97 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-10-31T14:29:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_LincolnBragaeSouza.pdf: 951650 bytes, checksum: 9f123cb8d888e7a2310673860e459e97 (MD5) / Esta dissertação apresenta fatores históricos do desenvolvimento das turbinas eólicas, dados da capacidade instalada mundial, itens relacionados à sua operação, custos básicos, aspectos ambientais e complementaridade com as usinas hidráulicas. Ademais, foi relatado o contexto em que as usinas eólicas estão inseridas no setor elétrico do Brasil. Foi feita a análise da viabilidade econômica das eólicas no Brasil, a partir das despesas e receitas utilizadas na construção do fluxo de caixa. Obteve-se o comparativo entre as usinas hidrelétricas, termelétricas e eólicas quanto à rentabilidade dos projetos. Em seguida, fez-se a análise de robustez dos projetos de usinas eólicas. Por fim, foram abordadas as sugestões que poderiam ser adotadas para a melhoria da rentabilidade dos projetos de usinas eólicas, bem como as conclusões sobre a viabilidade destas fontes na atual conjuntura do setor elétrico. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This dissertation presents historical factors about the development of wind turbines, the installed capacity worldwide, items related to its operation, basic costs, environmental aspects and complementarity with hydropower generation. Moreover, the context in which wind farms are located in the brazilian electrical sector was reported. An analysis was made about the economic viability of wind farms in Brazil, based on the costs and revenues used in the construction of cash flow. A comparison between hydro, thermal and wind plants was obtained on the profitability of projects. Then, an analysis of the robustness of wind farms projects was carried out. Finally, suggestions were raised that could be adopted to improve the profitability on wind farm projects as well as the conclusions about its viability in the current conjuncture of the electricity sector.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O projeto aerodinÃmico de um rotor eÃlico visa a otimizaÃÃo dos parÃmetros de funcionamento, para que este forneÃa uma maior eficiÃncia no regime de operaÃÃo em que à utilizado. O presente trabalho consiste na criaÃÃo de um software em linguagem C++, por meio do ambiente de desenvolvimento integrado C++Builder, atravÃs de um mÃtodo clÃssico de projeto de turbinas eÃlicas baseado na Teoria do Momento do Elemento de Pà (BEM). O software fornece ao usuÃrio dados geomÃtricos de construÃÃo, como curvas de afilamento e torÃÃo da pà com base nos dados dos aerofÃlios utilizados. A anÃlise da curva de potÃncia à feita e mostrada atravÃs de um grÃfico caracterÃstico. O software prediz as alteraÃÃes de desempenho devido Ãs perdas pela ponta e pela raiz da pÃ, e tambÃm informa, entre outras coisas, a distribuiÃÃo das cargas mÃximas ao longo da mesma, de acordo com a faixa de operaÃÃo desejada pelo usuÃrio. A potÃncia fornecida pelo aerogerador pode ser calculada atravÃs de dados de velocidade dos ventos. / The aerodynamic design of a wind rotor aims to optimize the operating parameters, so that this provides a more efficient system operation in which it is used. This work consists in creating a software in C + + language through the integrated development environment C + + Builder, via a classic method of wind turbines design based on the Blade Element Momentum Theory (BEM). The software provides the user with geometric data for building, such as curved taper of the blade and torsion based on the airfoils data used. The power curve analysis is performed and displayed via a characteristic plot. The software predicts performance changes due to losses by the tip and the root of the blade, and also shows, among other things, the distribution of maximum loads along the blade, in the operating range desired by the user. The power delivered by the turbine can be calculated using wind speed data.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O setor fotovoltaico, devido ao seu grande crescimento nos Ãltimos anos, vem destacando-se significativamente diante de todas as outras fontes de energia renovÃveis e, por isso, tornou-se a terceira maior fonte limpa de geraÃÃo de energia elÃtrica do mundo. No Brasil, esse setor ainda nÃo possui uma relevÃncia na matriz energÃtica devido à tecnologia de conversores e de painÃis ser, na maioria das vezes, toda importada. Considerando a necessidade do desenvolvimento dessa tecnologia, este trabalho vem propor a pesquisa e a implementaÃÃo de um conversor CC/CC de alto ganho aplicado a sistemas fotovoltaicos, que tem como objetivo principal retirar a energia de um mÃdulo fotovoltaico e injetÃ-la em um barramento constante de corrente contÃnua. Um mÃdulo fotovoltaico à conectado na entrada do conversor de alto ganho com tensÃo de saÃda igual a 17 Vcc. Esse conversor eleva a sua tensÃo de entrada e injeta sua corrente de saÃda em um barramento constante de 311 Vcc, utilizando a busca do ponto de mÃxima potÃncia (MPPT). O protÃtipo implementado em laboratÃrio foi desenvolvido para uma potÃncia nominal de 100 W e nÃo possui capacitores eletrolÃticos, aumentando assim o tempo de vida Ãtil do conversor e permitindo incorporar o conversor ao mÃdulo fotovoltaico. O protÃtipo se mostrou robusto e de baixo custo, caracterÃsticas necessÃrias para um conversor aplicado a fontes renovÃveis de energia. O desempenho do protÃtipo, na busca do ponto de mÃxima potÃncia, superou as expectativas do autor, mostrando que um algoritmo bastante simples pode ser extremamente confiÃvel quando se opta pela configuraÃÃo de um conversor por mÃdulo. / The photovoltaic sector has been distinguishing itself from all other renewable energy sources, due to its large growth through the last years. For this reason, it has become the third major clean source of power generation worldwide. In Brazil, this sector still doesnât have great pertinence in the energy matrix, given the imported technology of converters and panels. Considering the demand to develop this technology, this paper propounds the research and implementation of a high gain DC/ DC converter applied to photovoltaic systems, which aims mainly to remove energy from a photovoltaic module and inject it into a DC constant bus. A photovoltaic module is connected to the input of the high gain converter, with an output voltage equals to 17 Vdc. This converter raises its input voltage and injects its output current at a constant 311 Vdc bus, using the maximum power point tracking (MPPT). The laboratory implemented prototype was designed for a rated power of 100W and it doesnât have electrolytic capacitors, thereby increasing the lifetime of the converter and also allowing the incorporation the converter to the photovoltaic module. The prototype had a strong and low cost performance, necessary characteristics for a converter applied to renewable energy sources. The prototype performance exceeded the authorâs expectations, in relation to the maximum power point tracking. Thus, a quite simple algorithm can be extremely reliable when choosing to configure a converter through a module.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Vidros condutores tÃm sido usados como Ãxidos condutores transparentes (OCTâs). Por causa da transmitÃncia na regiÃo visÃvel e baixa resistÃncia de filme os OCTâs tÃm sido usados como componente de cÃlulas fotoeletroquÃmicas ativadas por corante. Neste trabalho à feito vidros condutores, em escala de laboratÃrio, de dimensÃes 2,6 cm x 7,6 cm pela tÃcnica âspray pyrolysisâ, os vidros condutores sÃo aplicados na construÃÃo da cÃlula fotoeletroquÃmica com eletrodos imersos e da cÃlula de GrÃtzel. Para isso, alÃm de fazer vidros condutores à feito a deposiÃÃo da camada de diÃxido de titÃnio dopado com prata (TiO2:Ag), preparaÃÃo de eletrÃlito, preparaÃÃo de corante, montagem das cÃlulas e caracterizaÃÃo por voltagem de circuito aberto (Vca) e corrente de curto circuito (Icc). O vidro condutor possui um filme de diÃxido de estanho dopado com flÃor (SnO2:F). A deposiÃÃo do filme de SnO2:F sobre vidro à feito a temperatura de 600ÂC a parti de uma soluÃÃo precursora. Como fonte de calor usa-se uma resistÃncia cerÃmica conectada a um forno. Para a deposiÃÃo da soluÃÃo precursora à usado um gerador de âspray. As tÃcnicas difraÃÃo de raios x (DRX), microscopia de varredura eletrÃnica (MEV), UV-vis, resistÃncia elÃtrica e dureza de MÃhr sÃo usadas para caracterizar o vidro condutor e o eletrodo SnO2:F/TiO2:Ag. O vidro condutor apresenta transmitÃncia ~70% (650 nm - 800 nm). O eletrodo de SnO2:F/TiO2:Ag apresenta refletÃncia ~20%. As cÃlulas sob iluminaÃÃo sÃo caracterizadas por Vca e Icc. A cÃlula de GrÃtzel com corante extrato de espinafre apresenta Vca = 0,264 V e Icc = 1,4 μA, enquanto que a cÃlula de GrÃtzel com corante azul de metileno apresenta Voc = 0,186 V e Icc = 3,5 μA. / The conductor glasses have been used as transparent conductor oxides (TCOâs). Due to its transmittance in the visible spectrum and low sheet resistance, TCOâs have been employed as a constituent component of photoeletrochemical cells activated with dye. This work is dedicated to the conductor glass fabrication, at a lab scale, on 2,6 cm x 7,6 cm glass substrates by spray pyrolyris method and application of the conductor glasses in photoeletrochemical cells of the type GrÃtzel and immense electrode. The work involve the fabrication of the conductor glasses, deposition of the silver-doped titanium oxide (TiO2:Ag) films on conductor glasses, preparation of the electrolyte, choice and preparation of the dye and then to close and to characterize of the cells by open circuit voltage (Voc) and short circuit current (Icc). The conductor glass is of the type fluorine-doped tin oxide (SnO2:F). The deposition of SnO2:F layer is make on the glass substrate with temperature of 600ÂC from precursor solution. The heat source is ceramic heater of flat surface in a stove. The spray gun is used for to deposit the precursor solution on glass substrate. The conductor glasses and electrodes of SnO2:F/TiO2:Ag are characterized by measures of x-ray diffraction (XRD), scanning electron micrograph (SEM), UV-vis, electric resistance and MÃhr strong. The average transmittance of the conductor glass 70 % in the wavelength regions of 650 nm â 800 nm. The average reflectance of 20 % in the electrodes SnO2:F/TiO2:Ag with extract of spinach in the wavelength regions of 650 nm â 700 nm. In the characterization of the cells, measures of Voc and Icc are obtained for cells under illumination. To hotoeletrochemical cell of the type GrÃtzel with extract of spinach the measures are Voc = 0,264 V and Icc = 1,4 μA; while that for the photoeletrochemical cell of the type GrÃtzel with methylene blue the measures are Voc = 0,186 V and Icc = 3,5 μA.

nÃo hà / Este trabalho teve como objetivos avaliar a biodegradabilidade anaerÃbia e o potencial de produÃÃo de metano (PPM) de trÃs resÃduos lignocelulÃsicos proveniente da cadeia produtiva do biocombustÃvel (fibra do mesocarpo do dendà - FMD), (bagaÃo de cana-de-aÃÃcar - BCA) e lÃnter de algodÃo tipo 4 - (LA4). Para tanto, empregou-se trÃs diferentes tipos de prÃ-tratamentos fÃsico-quÃmicos (hidrÃlise hidrotÃrmica, hidrÃlise Ãcida e hidrÃlise alcalina), onde foram usados diversos tempos de reaÃÃo, temperaturas, razÃes massa/volume e concentraÃÃes de Ãcido ou Ãlcali, de forma a buscar o melhor mÃtodo para facilitar a digestÃo anaerÃbia do material. Os prÃ-tratamentos foram avaliados usando-se planejamento fatorial multivariado 22 ou 23, com ponto central em triplicata. O PPM e a biodegradabilidade anaerÃbia obtidos com FMD, BCA e LA4 sem prÃ-tratamento foram, respectivamente, 77,8, 35,6 e 165,3 L CH4/kg substrato e 8,7, 4,4 e 24,1%. Os resultados obtidos com a FMD mostraram que o melhor PPM (199 L CH4/kg substrato) foi obtido utilizando o prÃ-tratamento Ãcido com [HCl] de 1,97 M , durante 34 min, a 103 ÂC, o qual promoveu 19% de biodegradabilidade. A digestÃo anaerÃbia do BCA à mais beneficiada quando se utiliza hidrÃlise hidrotÃrmica (10 min, 200 ÂC), resultando em PPM de 199 LCH4/kg Subst. e biodegradabilidade anaerÃbia de 27,4%. Os melhores resultados de PPM e biodegradabilidade do LA4 foram de 397,1 L CH4/kg Subst e 49,1%, obtidos com o prÃ-tratamento Ãcido ([HCl] 1M, 136 ÂC, 20 min). Apesar dos diversos prÃ-tratamento causarem aumento significativo da hidrÃlise anaerÃbia destes resÃduos lignocelulÃsicos, a energia gerada a partir do metano (FMD = 6,9 MJ/kg Subst.; BCA = 6,8 MJ/kg Subst. e LA4 = 13,2 MJ/kg Subst.) foi menor do que a obtida por uma eventual queima direta da fibra (FMD = 9,6 MJ/kg Subst.; BCA = 7,2 MJ/kg Subst. e LA4 = 17,3 MJ/kg Subst. â na forma de briquete). Uma alternativa à utilizar o prÃ-tratamento alcalino para reaproveitamento da lignina extraÃda, alÃm da geraÃÃo de energia. Desta forma, pode-se extrair atà 91% da lignina presente em FMD e 80% em BCA, que pode ser utilizada na indÃstria quÃmica em geral, e gerar 180 e 313,4 L CH4/kg de FMD e BCA hidrolisados, respectivamente. Estes valores sÃo suficientes para gerar 6,2 e 11,2 MJ/kg Subst, respectivamente. / This study aimed the evaluation of the anaerobic biodegradability and methane production potential (MPP) of three lignocellulosic wastes derived from the biofuels production chain: palm oil mesocarp fiber (PMF), sugarcane bagasse (SCB) and cotton linter type 4 (CL4). Three different types of physico-chemical pretreatments were used (hydrothermal hydrolysis, acid hydrolysis and alkaline hydrolysis), which were evaluated based on the solubilisation of sugars or extraction of lignin. Different reaction times, temperatures, mass/volume ratios, and concentrations of acid or alkali were used for seeking the best pretreatment that improves the anaerobic digestion of the material. The data of the pretreatments were analysed using multivariate factorial design 22 or 23, with the central point in triplicate (level 0) and six star-points (when necessary). The MPP and anaerobic biodegradability obtained with PMF, SCB and CL4 without pretreatment were, respectively, 77.8, 35.6 and 165.3 L CH4/kg substrate and 8.7, 4.4 and 24.1%. The results obtained with the PMF showed that the best MPP (199 L CH4/kg substrate) was obtained using acid hydrolysis with [HCl] of 1.97 M, during 34 min, at 103  C, which promoted 19% of biodegradability. Anaerobic digestion SCB is improved when using hydrothermal hydrolysis (10 min, 200 ÂC) resulting in a MPP of 199 L CH4/kg substrate and an anaerobic biodegradability of 27.4%. The best results of CL4 were MPP of 397.1 L CH4/kg substrate and biodegradability of 49.1% obtained with acid hydrolysis ([HCl] of 1 M, 136 ÂC, 20 min). Despite the several pretreatment cause significant increase in the anaerobic hydrolysis of these lignocellulosic wastes, the power generated from methane (PMF = 6.9 MJ/kg Subst, SCB = 6.8 MJ/kg Subst, CL4 = 13.2 MJ/kg Subst.) were lower than that obtained by the eventual direct combustion of the fibre (PMF = 9.6 MJ/kg Subst, SCB = 7.2 MJ/kg Subst, CL4 = 17.3 MJ/kg Subst. CL4 in the form of briquette). An alternative is to use the alkaline hydrolysis for extracting lignin and further use in the chemical industry, as well as for power generation. The results show that it is possible to extract up to 91% of the lignin present in the PMF and 80% in the SCB, which can generate up to 180 and 313.4 L CH4/kg of the hydrolysed PMF and SCB, respectively. These values are sufficient to produce 6.2 and 11.2 MJ/kg Subst, respectively.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-07-05T13:51:37Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3436857 bytes, checksum: 11de5541ba01c0ee9e7f09400402e619 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-05T13:51:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3436857 bytes, checksum: 11de5541ba01c0ee9e7f09400402e619 (MD5) Previous issue date: 2018-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os reatores UASB são amplamente empregados no tratamento de esgoto do Brasil e geram lodo e biogás como subprodutos. Normalmente, o lodo é enviado para aterros sanitários e o biogás é queimado, desperdiçando assim o valor energético agregado a estes subprodutos. Nesse contexto, a pesquisa teve como objetivo avaliar o potencial de recuperação energética de lodo e biogás provenientes de reatores UASB tratando esgoto doméstico no estado do Paraná. O total de 182 ETEs foi avaliado neste estudo e o potencial energético dos subprodutos foi estimado por um modelo matemático. Os dados foram espacialmente classificados utilizando o ArcGIS®, considerando as diferentes características do efluente, os sistemas de desidratação do lodo (leito de secagem e centrífuga) e os portes das ETEs (pequeno, médio e grande). A energia elétrica gerada foi estimada considerando-se a conversão do potencial do biogás em energia elétrica por um equipamento motogerador com eficiência de 30% e a energia demandada para secagem térmica do lodo até 10% de umidade considerando um coeficiente. O biogás foi o principal subproduto gerado pelos reatores UASB no Paraná e, se usado em todo o estado, poderia suprir a demanda de energia de uma cidade com 111 mil habitantes. O biogás correspondeu a 66%, 65% e 75% do potencial total (lodo e biogás) para as pequenas, médias e grandes ETEs, respectivamente. Considerando o cenário típico, 32% das ETEs possuem capacidade de gerar energia elétrica até 10000 kWh.dia -1 . As ETEs do Paraná possuem potencial energético para gerar energia elétrica suficiente para suprir a demanda energética e realizar a secagem térmica do lodo até uma umidade de 10%. Para este estudo, pode-se destacar a notável energia potencial de lodo e biogás de reatores UASB para explorar, em que o biogás é o principal subproduto energético. A associação entre modelos matemáticos e SIG é relevante para a tomada de decisões das empresas de saneamento no que tange o aproveitamento energético do lodo e biogás. / The UASB reactors are widely used in sewage treatment in Brazil, generating sludge and biogas as byproducts. Normally, the sludge is sent to landfills, and the biogas is burned, thus wasting the accumulated energy value of these byproducts. The energetic use of sludge and biogas allows the reduction of energy costs in sewage treatment plants (STPs). In this context, the objective of the research was to evaluate the potential for recovery of sludge and biogas from UASB reactors treating domestic sewage in the state of Paraná. The total of 182 STPs were assessed in this study and the energy potential of the byproducts was estimated by a mathematical model. Data were spatially classified using ArcGIS®, considering the different effluent characteristics, sludge dehydration systems (drying bed and centrifuge) and STP sizes (small, medium and large). The electric energy generated was estimated considering the conversion of the biogas potential into electric energy by a motor-generator equipment with 30% efficiency and the energy demanded for thermal drying of the sludge to 10% of humidity considering a coefficient. Biogas was the main byproduct generated by UASB reactors in Paraná, and if used in the entire state, it could supply the energy demand of a city with 111,000 inhabitants. Biogas corresponded to 66%, 65% and 75% of the total potential (sludge and biogas) for small, medium and large STPs, respectively. Considering the typical scenario, 32% of the STPs have the capacity to generate electricity up to 10000 kWh.dia -1 . The STPs of Paraná have sufficient energetic potential to supply the energy demand and to perform the thermal drying of the sludge to a humidity of 10%. For this study, it can be highlighted the remarkable potential energy of sludge and biogas from UASB reactors to explore, where biogas is the main energy byproduct. The association between mathematical models and GIS is relevant for the decision-making of sanitation companies regarding the energetic use of sludge and biogas.

Submitted by MARCOS LEANDRO TEIXEIRA DE OLIVEIRA (marcosteixeira@ufv.br) on 2018-10-09T12:35:28Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2380788 bytes, checksum: 6786ae497ba88ba9e7ba1903d6231300 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-09T12:35:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2380788 bytes, checksum: 6786ae497ba88ba9e7ba1903d6231300 (MD5) Previous issue date: 2018-07-16 / Devido ao crescimento da população mundial, o uso da terra se tornou uma valiosa commodity, criando a necessidade de se estudar maneiras de diminuir a ocupação de área para assegurar o desenvolvimento de futuras gerações. Sistemas fotovoltaicos fixos ao solo possuem a desvantagem de ocupar grandes áreas que poderiam ser utilizadas para a agricultura, construção de indústrias, edifícios, etc. Nesse sentido, surge uma forma alternativa de posicionamento de placas na forma de uma árvore fotovoltaica, uma nova e promissora maneira de integrar a energia solar fotovoltaica às construções e ao espaço urbano em geral, otimizando ao máximo o espaço necessário. Uma árvore fotovoltaica é basicamente como uma árvore natural, mas com células solares posicionadas no lugar das folhas. Entretanto, o sombreamento causado pelas “folhas” neste tipo de disposição pode causar uma queda na geração de energia do conjunto. Dessa forma, o objetivo desta dissertação foi realizar a comparação do sistema tradicional de painéis com a árvore fotovoltaica. Para isso, foi projetado um sistema automático de aquisição de dados para se computar a energia gerada por cada conjunto. Além disso, três diferentes arranjos de árvores fotovoltaicas foram comparados: árvore 1, com 16 células; árvore 2, com 20 células; árvore 3, com 30 células, a fim de se encontrar o melhor design de sistema, balanceando o número de células com a geração de energia. O sistema de aquisição de dados construído foi utilizado para a realização do experimento, medindo a geração de energia de cada conjunto. Ao final, a árvore 2 foi o sistema que mais gerou energia, apesar de não possuir o maior número de células. Estima-se então, que para este estudo, a distância ótima de posicionamento dos galhos de uma árvore fotovoltaica equivale a 5% do comprimento total da estrutura central de sustentação. Comparando-se as Árvores 1 e 3, concluiu-se que a construção da Árvore 3 não é vantajosa, uma vez que se pode obter uma geração de energia equivalente (apenas 3% inferior) ao se construir a Árvore 1, que é cerca de 35% mais barata. Pode-se dizer que a Árvore 3 está melhor desenhada para os períodos da manhã e da tarde. Por volta do meio dia, a ocorrência de sombreamento é maior devido à maior altura solar, diminuindo assim a energia gerada pela Árvore 3. / Due to the growth of the world population, land use has become a valuable commodity, creating a need to study ways to reduce area occupation to ensure the development of future generations. Photovoltaic systems fixed to the ground have the disadvantage of occupying large areas that could be used for agriculture, construction of industries, buildings, etc. In this sense, there is an alternative form of panel positioning in the form of a photovoltaic tree, a new and promising way to integrate photovoltaic solar energy into buildings and urban space, optimizing the space used as much as possible. A photovoltaic tree is basically like a natural tree, but with solar cells positioned in the place of the leaves. However, the shading caused by the "leaves" in this type of arrangement can decrease energy generation of the system. Thus, the objective of this work was to compare the traditional panel system with the photovoltaic tree. For that, an automatic data acquisition system was designed to compute the energy generated by each set. In addition, three different arrangements of photovoltaic trees were compared: tree 1, with 16 cells; tree 2, with 20 cells; and tree 3 with 30 cells in order to find the best system design, balancing the number of cells with the generation of energy. The proposed data acquisition system was used to perform the experiment, measuring the energy generation of each set. In the end, tree 2 was the system that generated the most energy, despite not having the largest number of cells. It is estimated that for this study, the optimal positioning distance of the branches in a photovoltaic tree is equivalent to 5% of the total length of the central support structure. Comparing Trees 1 and 3, it was concluded that the construction of Tree 3 is not advantageous, since an equivalent energy generation (only 3% lower) can be obtained by constructing Tree 1, which is about 35% cheaper. It can be said that Tree 3 is best designed for the morning and afternoon periods. Around noon, shade occurrence is higher due to the higher solar height, thus decreasing the generated energy by Tree 3.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES