Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânicas, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-12-05T10:53:28Z No. of bitstreams: 1 2016_TiagoLeitePereira.pdf: 4122953 bytes, checksum: de024caad7af7bec3a1a4b965e84484a (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-01-30T20:15:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_TiagoLeitePereira.pdf: 4122953 bytes, checksum: de024caad7af7bec3a1a4b965e84484a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-30T20:15:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_TiagoLeitePereira.pdf: 4122953 bytes, checksum: de024caad7af7bec3a1a4b965e84484a (MD5) / Diversas fontes de energias são foco de pesquisa nas últimas décadas, a colheita de energia do ambiente é uma dessas possibilidades e tem sido explorada recentemente através do uso de materiais piezelétricos. A colheita de energia, das vibrações mecânicas a partir da utilização materiais piezelétricos, é possível pelo efeito direto, onde o material é capaz de converter energia mecânica em energia elétrica. Essa energia obtida pode ser utilizada para alimentar dispositivos eletrônicos de baixa potência. Este trabalho apresenta um estudo de uma estrutura magnética que consiste em uma viga ferromagnética engastada em uma extremidade e livre na outra. A extremidade livre da viga possui um imã e a uma distância vertical d da extremidade existe outro imã que, devido a força repulsiva, cria um sistema não-linear biestável. Com o objetivo de usar essa estrutura como gerador piezelétrico, duas camadas de piezoceramica são fixadas na superfície da viga e um gerador bi laminar é obtido. A estrutura é submetida a três tipos de excitação: harmônica pura, aleatória pura e harmônica combinada com aleatória. No último caso, para identificar o forçamento define-se o parâmetro RRS que é a razão entre o forçamento aleatório pelo forçamento harmônico. O objetivo deste trabalho é avaliar e comparar o desempenho do gerador piezelétrico quando sujeito aos diferentes forçamentos. Neste contexto, propõe-se um método para avaliação do desempenho apropriada tanto para excitações harmônicas como para excitações aleatórias. Para isso, analisa-se os sinais de entrada, forçamento adimensional, e de saída, tensão elétrica adimensional, através da Densidade Espectral de Potência (PSD, do inglês Power Spectral Density) e estabelece-se um parâmetro que avalia a razão entre PSD de entrada e saída. Quando comparando os casos com forçamentos puros, o desempenho de excitação harmônica pura é superior ao forçamento aleatório puro. Para um forçamento combinado, os melhores resultados são obtidos para casos onde o forçamento harmônico é predominante e a resposta apresenta características de periodicidade. / Many alternative energy sources have been investigated in the last decades, energy harvesting from the environment is of these possibilities and have been explored recently by using piezoelectric material. This vibration-based energy harvesting using piezoelectric elements is possible by exploring the direct effect, where the piezoelectric material is able convert mechanical in to electrical energy. This application can be very useful for applications in powering small electronic devices. The energy harvesting system presented in this work is a magnetoelastic structure that consists of a ferromagnetic cantilevered beam with two permanent magnets, one located in the free end of the beam and the other at a vertical distance d from the beam free end. In order to use this device as a piezelectric power generator, two piezoceramic layers are attached to the root of the cantilever and a bimorph generator is obtained. The piezomagnetoelastic structure is subjected to harmonic excitation, random excitation and harmonic combined with random excitation. The parameter is proposed in order to verify different combination between random excitation to the harmonic excitation. The goal of the proposed analysis in this work is to evaluate the energy harvested and the performance of the piezomagnetoelastic. The numerical analysis presents a comparison between the Power Spectral Density (PSD) of the input, dimensionless force, and output signal, dimensionless electrical voltage, setting a parameter that evaluates the ratio of PSD of the input and output signal. When comparing harmonic and random excitations separately, energy harvesting performance of harmonically excited system is better than randomly excited system. For combined forcing, the best results are presented for cases where the harmonic forcing is predominant and the answer has periodic characteristics.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-12-12T18:05:11Z No. of bitstreams: 1 2016_RonaldoSergioChaconCamargos.pdf: 9688182 bytes, checksum: aaa85f7935aa2f232ce1d8822752cb00 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-12-19T15:50:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_RonaldoSergioChaconCamargos.pdf: 9688182 bytes, checksum: aaa85f7935aa2f232ce1d8822752cb00 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-19T15:50:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_RonaldoSergioChaconCamargos.pdf: 9688182 bytes, checksum: aaa85f7935aa2f232ce1d8822752cb00 (MD5) / Devido ao constante aumento no consumo de energia elétrica pela sociedade, novas modalidades de geração surgiram trazendo com elas a utilização de energias renováveis como fonte primária para a geração de eletricidade. Dessa forma, a geração distribuída fotovoltaica (GDFV) surgiu como uma excelente opção para atender a essa demanda crescente de energia através da conexão de micro e minicentrais geradoras diretamente à rede de distribuição. Todavia, os alimentadores não estão preparados e precisam se adaptar a essa nova realidade. As redes de distribuição possuem um planejamento a ser seguido para sua expansão e ele deve considerar a instalação de geração distribuída (GD). A Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) exige que a expansão dos alimentadores seja planejada considerando a inserção desse tipo de geração, entretanto ela não define como isso deve ser feito. Com o intuito de contribuir para o preenchimento dessa lacuna, o presente trabalho propõe um método para a identificação dos limites de GDFV que alteram a necessidade de reforços detectada pelo planejamento da expansão de redes de distribuição de média tensão. Esse método analisa os critérios de carregamento, nível de tensão e perdas técnicas antes e após a instalação dessa geração. Após a aplicação do método em duas redes radiais, uma hipotética e uma real, variando-se as curvas de carga, conclui-se que a inserção de GDFV pode alterar as situações consideradas críticas pelo planejamento da expansão. Tradicionalmente, a situação crítica para a rede acontece quando a demanda dos consumidores é máxima, contudo, quando se instala GDFV, os cenários que exigem reforços para o alimentador ocorrem nos momentos em que a GDFV injeta maior potência na rede: nas horas de maior irradiância solar e menor consumo. ________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Because of the constant increase in the electric energy consumption by society, new types of generation arose bringing together the use of renewables energies as the primary source for electricity generation. In this way, the photovoltaic distributed generation (PVDG) arose as one excellent option to meet this growing demand of energy through the direct connection to distribution networks of micro and minigenerators. However, these distribution networks are not prepared to receive those connections and they need to adapt to this new reality. The distributions networks have a planning for their augmentation and it must consider the installation of distributed generation (DG). However, the National Electric Energy Agency only requests that the network augmentation be planned considering the insertion of this kind of generation and it does not determine how this must be done. In this context, this study proposes a method for the identification of PVDG limits that change the requirements of reinforcements detected by the augmentation planning of medium voltage distribution networks. This method analyzes the criteria of loading, tension level and technical losses before and after the installation of PVDG. After the method application in two radials networks, one hypothetical and one real, varying the load curves, it concludes that the PVDG insertion can change the critical situations detected by the augmentation planning. Traditionally, the network’s critical scenario occurs when energy demand by consumers is maximum. However, when the PVDG is installed, the situations those requires reinforcements for the network are verified at the moments that PVDG inject more power in the network: when the solar irradiance is bigger and the energy demand is smaller.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2014. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2014-09-04T15:08:25Z No. of bitstreams: 1 2014_ThiagoGuilhermeFerreiraPrado.pdf: 6458919 bytes, checksum: 9015e03aaf4841a88687bea4e6cf2f3f (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-09-06T17:05:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_ThiagoGuilhermeFerreiraPrado.pdf: 6458919 bytes, checksum: 9015e03aaf4841a88687bea4e6cf2f3f (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-06T17:05:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_ThiagoGuilhermeFerreiraPrado.pdf: 6458919 bytes, checksum: 9015e03aaf4841a88687bea4e6cf2f3f (MD5) / Esta tese, que trata da avaliação das políticas públicas e programas de desenvolvimento energético com o foco em fontes renováveis, apresenta uma análise sob a perspectiva do planejamento energético de longo prazo do país. O método empregado foi baseado em levantamentos documentais, legislativos e de resultados mensurados nos diferentes setores estudados. Este confronto acarretou em propostas de novas políticas públicas no setor energético e adequações aos programas e políticas existentes que compatibilizem de forma adequada o planejamento setorial. A referência são os cenários de planejamento de longo prazo até o ano de 2030, utilizando como base o Plano Nacional de Energia (PNE) (2008b), documento que dita a política energética nacional. Conclui-se que, apesar de o principal recurso energético para a expansão do parque gerador de energia elétrica ser o aproveitamento do potencial hidrelétrico, a principal barreira é a falta de convergência das diferentes políticas públicas existentes (infraestrutura, ambiental, populações tradicionais, patrimônio histórico e cultural, e energética), que acarreta na falta de eficácia e eficiência da expansão da infraestrutura em energia elétrica. As fontes incentivadas pelo atual programa de desenvolvimento energético governamental vêm apresentando, a cada ano, ganhos na competitividade com relação às demais fontes, com suporte das políticas setoriais vigentes, abrindo espaço para inserção de outras fontes renováveis não competitivas, atualmente. Ainda, identificou-se que as assimetrias na forma de participação e contratação nos leilões de energia colocam-nas em patamares de competição desiguais; contudo, os leilões de energia têm atendido a perspectiva renovável da matriz de eletricidade. Por fim, os agentes setoriais não estimulam as fontes renováveis ou alternativas cujo estado de maturidade tecnológica não se encontra pronto para aplicações em grande escala, sejam interligadas aos sistemas elétricos ou vislumbrando-as como alternativa para o suprimento de comunidades isoladas, promovendo o desenvolvimento sustentável destes locais num País com dimensões continentais. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This thesis, which deals with the evaluation of public policies and programs for energy development with a focus on renewable sources, presents an analysis from the perspective of long-term energy planning of Brazil. The method used was based on documents, legislative surveys and results measured in different studied sectors. This comparison resulted in proposals for new public policies in the energy sector and adjustments to existing programs and policies that adequately reconcile sectorial planning to its original goal. The reference scenarios are the long-term planning by the year 2030, using as a basis the National Energy Plan (NEP) (2008b) the document that dictates the national energy policy. We conclude that although the main energy resource for the expansion of generating electricity is hydroelectric potential, the main barrier is the lack of convergence of various existing policies (infrastructure, environment, traditional people, heritage and culture and energy) that results in a lack of effectiveness and efficiency of infrastructure expansion in electricity. The renewable sources with specific benefits from the current government energy development program have shown, every year, gains in competitiveness in relation to other sources, making room for the insertion of other renewables not yet competitive. Although, it was identified that the asymmetries in the participation and engagement in energy auctions rules put them at unequal levels of competition, however the energy auctions have entertained the renewable electricity matrix proposed by the government. Finally, the sector agents fail to stimulate renewable or alternative sources of energy whose state of technological maturity is not ready for largescale applications, even they are connected to electrical systems or envisioning them as an alternative for the supply of isolated communities, promoting sustainable development of these sites in a country with continental dimensions, like Brazil.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2015-01-22T18:30:30Z No. of bitstreams: 1 2014_DiogoKeijiNakai.pdf: 2501020 bytes, checksum: f247c5f157bdffb5c63a7455fbc3e42e (MD5) / Approved for entry into archive by Ruthléa Nascimento(ruthleanascimento@bce.unb.br) on 2015-02-13T13:39:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_DiogoKeijiNakai.pdf: 2501020 bytes, checksum: f247c5f157bdffb5c63a7455fbc3e42e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-13T13:39:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_DiogoKeijiNakai.pdf: 2501020 bytes, checksum: f247c5f157bdffb5c63a7455fbc3e42e (MD5) / Este trabalho objetivou avaliar o potencial de geração de energia elétrica do gás produzido pela gaseificação de eucalipto. Três espécies foram utilizadas: E. urophylla, E. grandis e E urograndis. O reator utilizado foi do tipo leito fixo contracorrente (updraft), utilizando ar como agente de gaseificação. As caracterizações em termos de poder calorífico superior, composição imediata e elementar foram realizadas a fim de comparar os dados obtidos com os da literatura e verificar se os modelos de predição do poder calorífico superior da biomassa eram condizentes com a realidade, uma vez que de todas as propriedades essa é a mais importante para efeitos de processo. Também foi avaliada a densidade dos materiais a serem gaseificados. A qualidade do gás foi avaliada através de cromatografia gasosa (CG/DCT), quantificando-se as concentrações de H2, CO e CO2. As análises dos resultados das caracterizações das três espécies mostraram que a espécie E. urograndis possui um poder calorífico superior menor, um teor de cinzas maior e um teor de hidrogênio maior que as demais espécies. As demais propriedades foram classificadas como estatisticamente não diferentes entre as espécies estudas. Assim espera-se não haver diferença significativa na produção de alcatrões durante a gaseificação das três biomassas devido ao teor semelhante de voláteis, além de uma qualidade de gás também muito semelhante devido à semelhança no teor de carbono fixo e na razão C/H das espécies. Um menor rendimento de gás da espécie E. urograndis em relação as demais. Embora tenham sido observadas algumas diferenças estatisticamente significativas entre algumas das propriedades das espécies estudadas, nenhuma diferença chegou a influenciar a níveis perceptíveis a qualidade o gás produzido. Isso se deve, não somente à semelhança das espécies, mas também à robustez do reator de leito fixo e ao método de análise dos gases, que consegue apenas retirar amostras pontuais. O gás produzido mostrou qualidade semelhante à encontrada na literatura para o gás proveniente da gaseificação em leito fixo para biomassa e seu poder calorífico superior é estimado entre 4 – 6 MJ/Nm³. Assim, sua viabilidade técnica na geração de energia elétrica foi demonstrada. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work aimed to evaluate the power production potential of syngas produced through the eucalyptus gasification. Three species were used: E. urophylla, E. grandis and E urograndis. The gasifier was an updraft reactor with air as gasifier agent. Characterization of high heat value, proximate analysis and ultimate analysis of all species were performed and results compared to literature data and predicting models of high heat value of biomass, since it’s the most important parameter to any thermochemical processes. Also all species materials that were gasified had its density determined. The quality of syngas was determined by gas chromatography (GC/TCD) in terms of concentration of H2, CO and CO2. Analysis of characterization data showed that E. urograndis has a lower high heat value, higher ash content and lower hydrogen content than the other species. The other properties have been considered statistically non different between all species studied. Therefore no significant difference is expected in the yield of tars due to the close volatile content. Also no significant difference is expected in the quality of the syngas due to the close relation C/H and fixed carbon content of studied species. A lower yield of syngas can occur during the gasification of E. urograndis due to its lower high heat value. Although some statistical differences have been observed between species properties, none had notable influence in the syngas quality not only because of the little difference between the species, but also because of the gasifier’s robustly and syngas analysis method that was able to analyze only punctually and timely spaced samples of the process. The syngas quality was similar to literature’s data for biomass gasification in fixed bed gasifier and its high heat value is estimated to be between 4 – 6 MJ/Nm³. And its technical viability for power production was proved.

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.

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-07-06T17:40:25Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_MetodologiaReducaoConsumo.pdf: 5585190 bytes, checksum: c733a65525b53a7a76abf06022973abf (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-08-10T11:51:48Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_MetodologiaReducaoConsumo.pdf: 5585190 bytes, checksum: c733a65525b53a7a76abf06022973abf (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-10T11:51:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_MetodologiaReducaoConsumo.pdf: 5585190 bytes, checksum: c733a65525b53a7a76abf06022973abf (MD5) Previous issue date: 2017-03-30 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho analisa de forma experimental a utilização de fontes alternativas de energia para redução do consumo de óleo diesel em usinas termoelétricas do sistema isolado. Foram utilizadas misturas de óleo vegetal de palma com diesel e gás hidrogênio produzido via eletrolise da água. As misturas utilizadas como combustível foram formadas de 20% óleo de palma e 80% óleo diesel. Foi injetado no ar de admissão do motor o gás HHO produzido por uma célula eletrolítica. Os resultados experimentais mostram que a corrente elétrica influencia diretamente a produção de gás HHO, permitindo que o controle da quantidade de gás seja feito pelo ajuste da corrente elétrica. Utilizando a mistura diesel/óleo vegetal com a injeção de gás HHO no ar de admissão, identificaram-se redução no consumo específico de combustível, reduções nas emissões de CO, HC e CO2, conforme aumento da quantidade de gás HHO injetado. Esses resultados alcançados irão promover reduções significativas no consumo de óleo diesel e nas emissões dos gases de exaustão dos grupos geradores de usinas termoelétricas do sistema isolado. / This work analyzes the use of alternative sources of energy to reduce the consumption of diesel oil in the diesel power plants of the isolated system. Blends of palm oil with diesel and hydrogen gas produced by electrolysis of water were used. The blends used as fuel were composed of 20% palm oil and 80% diesel oil. The HHO gas produced by an electrolytic cell was injected into the engine intake air. The experimental results show that the electric current directly influences the production of HHO gas, allowing the control of the amount of gas to be made by the adjustment of the electric current. Using the diesel / vegetable oil mixture with the HHO gas injection in the intake air, we identified reduction in specific fuel consumption, reductions in CO, HC and CO2 emissions as the amount of HHO gas injected increased. These results will lead to significant reductions in diesel oil consumption and exhaust gas emissions from the generator sets of thermoelectric power plants in the isolated system.