É muito difícil falar sobre aquecimento de água usando energia solar, sem falar em energia de apoio, ou auxiliar. Essa indispensável energia auxiliar, que pode ser eletricidade, gás ou um outro combustível qualquer, tem por objetivo substituir a energia solar nos dias nublados, ou complementá-la nos períodos de baixa radiação solar. Sua finalidade é manter um certo volume de água quente dentro das condições mínimas de temperatura para uso imediato. Essa energia, tão importante para a eficácia do sistema, tem sempre um custo agregado que deve ser considerado no projeto. A escolha do tipo de energia auxiliar recai justamente sobre a eletricidade por sua facilidade de controle e baixo investimento inicial. O custo da energia elétrica, contudo, é hoje alto o suficiente para que a fração elétrica no consumo de energia do sistema seja importante e passe a merecer mais atenção. Esta dissertação visa a estudar estratégias para minimizar o consumo de energia elétrica auxiliar. O trabalho foi desenvolvido através da simulação do atendimento de uma residência unifamiliar, habitada por cinco pessoas, com um consumo de água quente variável ao longo do dia e igual para todos os dias do ano. Empregou-se para as simulações de todos os casos estudados, o software TRNSYS em sua versão 14.2, (KLEIN, 1997) que demonstrou eficácia e coerência nos resultados obtidos Ao longo do trabalho foram simulados mais de setecentos casos, variando-se parâmetros como área de coletores, volume do reservatório, potência elétrica, dentre outros. Com os resultados obtidos nas simulações foram elaboradas tabelas e gráficos dos quais foi possível retirar algumas conclusões relevantes tais como a dependência do consumo de energia auxiliar com o volume do reservatório, número de coletores, potência da resistência de aquecimento e sua altura, bem como a altura do termostato. A partir dos resultados deste trabalho foi possível a elaboração de uma série de recomendações relativas a estudo e a projeto de sistemas de aquecimento solar de água quente para uso doméstico, visando à otimização na utilização do sistema de energia auxiliar.

Resumo não disponível

Diretorio TesteAs recentes mudanças de estrutura no sistema elétrico (geração, transmissão, distribuição e comercialização de energia) têm motivado o uso da geração distribuída e, em particular, pequenos produtores independentes conectados ao sistemas de distribuição e subtransmissão. Sendo recente, ainda há muitas lacunas quanto ao entendimento do impacto desta nova topologia na estabilidade e outros índices de desempenho do sistema. O presente trabalho está focado na conexão dos produtores independentes aos sistemas de distribuição e subtransmissão e visa contribuir quanto ao estudo teórico-prático deste problema, com ênfase nos aspectos de modelagem dos componentes do sistema. Este estudo faz parte do projeto de pesquisa “Impacto de Produtores Independentes e Autoprodutores Conectados aos sistemas de distribuição e subtransmissão", desenvolvido pela UFRGS com financiamento da CEEE. Como as unidades de geração distribuída são conectadas às redes de distribuição e transmissão, a distância entre estes geradores e as cargas é menor comparativamente às usinas de grande porte. Existe ainda a questão dos produtores independentes serem de potências menores e, portanto, mais suscetíveis às variações de carga da rede em que estão ligados. Devido a estes e outros fatores, uma melhor análise dos modelos estáticos e dinâmicos dos diversos componentes do sistema de potência dentro desta nova topologia se faz necessária. Um dos aspectos considerados neste trabalho, foi o estudo da influência da resistência da linha na análise da geração distribuída nas linhas de distribuição. Esta foi uma das contribuições deste trabalho e foi realizada por meio de simulações considerando vários modelos de geradores e cargas. Outra contribuição foi a construção do sistema consistindo de um protótipo de um produtor independente conectado a rede de distribuição, composto de um gerador de 100kVA conectado à rede elétrica, contendo cargas resistivas e indutivas, podendo serem ligadas/desligadas, emulando condições de operação similares às reais. A construção do protótipo também envolveu um sistema para simulação, um sistema supervisório para operação e realização de ensaios, e os algoritmos necessários para tal. Este sistema permite a simulação dinâmica de modelos de sistemas elétricos de potência em diversos cenários e a verificação experimental do comportamento dos grupos geradores em diversas condições de operação, incluindo a análise de desempenho estático, ensaios de curto circuito e as variações de despacho ativo e reativo de potência. Obtendo com isso uma melhor identificação e quantificação do impacto dos produtores independentes e autoprodutores na análise de sistemas elétricos de potência.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2016. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-06-20T15:41:05Z No. of bitstreams: 1 2016_RomuloCastroNiemeyer.pdf: 3666054 bytes, checksum: 677e874d2007f0914f511a0fd84c0027 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-07-30T11:50:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_RomuloCastroNiemeyer.pdf: 3666054 bytes, checksum: 677e874d2007f0914f511a0fd84c0027 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-30T11:50:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_RomuloCastroNiemeyer.pdf: 3666054 bytes, checksum: 677e874d2007f0914f511a0fd84c0027 (MD5) / Os cabos de transmissão de energia elétrica, em determinadas condições operacionais, sofrem deformações associadas à dilatação térmica e fluência que podem levar a flechas excessivas que infringem as distâncias mínimas estabelecidas por normas de segurança. O objetivo do presente trabalho é explorar a capacidade termomecânica das Ligas com Memória de Forma (Shape Memory Alloys – SMA) para modelar e realizar a análise de um mitigador de flecha para linhas de transmissão de energia elétrica. A SMA se inserem na área de aplicação de materiais inteligentes e sua característica mais marcante é sua capacidade de recuperar uma forma previamente estabelecida quando aquecidos acima de uma determinada temperatura ou quando submetidos a determinados ciclos de carga. A partir de uma concepção já existente foi desenvolvido um modelo para análise e projeto de um dispositivo de mitigação de flecha. O modelo foi aplicado a um estudo de caso. Os resultados mostram que o dispositivo mitigador dimensionado a partir do modelo proposto mostra-se capaz de promover redução de flecha que mantem a distância de segurança prevista pela norma. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The electric power transmission cables, under certain operating conditions, suffer deformations associated with thermal expansion and creep that can lead to excessive sags that violate the criteria required by safety standards. The objective of this study is to explore the thermomechanical capacity of alloys with shape memory - SMA - to perform an model and analysis of a sag mitigator for power transmission lines. The SMAs fall into the area of application of smart materials and their most striking feature is its ability to recover a previously established form when heated above a certain temperature or when subjected to certain load cycles. From an existing design was developed a model for analysis and design of an sag mitigation device. This model was applied to a case study. The results show that the mitigating device dimensioned effected a sag reduction thereby maintaining the required safety distance.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-03-23T18:07:41Z No. of bitstreams: 1 2016_MarcosVeniciusLeiteVasconcelos.pdf: 2864727 bytes, checksum: 7743bd46e61d57a8207ecf4b151b4929 (MD5) / Approved for entry into archive by Ruthléa Nascimento(ruthleanascimento@bce.unb.br) on 2017-03-24T18:19:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_MarcosVeniciusLeiteVasconcelos.pdf: 2864727 bytes, checksum: 7743bd46e61d57a8207ecf4b151b4929 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-24T18:19:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_MarcosVeniciusLeiteVasconcelos.pdf: 2864727 bytes, checksum: 7743bd46e61d57a8207ecf4b151b4929 (MD5) / A implantação das Redes Elétricas Inteligentes (REI) tem resultado em significativos benefícios ao setor de distribuição de energia elétrica em diferentes países. Todavia, os investimentos associados a esta empreitada são volumosos, o que indica a necessidade de uma avaliação de sua viabilidade econômica e, consequentemente, de seus motivadores. Alguns estudos já responderam a essa demanda em nível nacional. Entretanto, ainda não há no Brasil uma análise que incorpore as características específicas das diferentes empresas de distribuição. Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo executar uma análise do custobenefício da implantação das REI nas diversas concessionárias brasileiras de distribuição. Para tanto, estima-se o Valor Presente (VP) de 3 categorias de custos e 8 de benefícios e, por meio de processos de clusterização e técnica de correlação, identificam-se os motivadores para as novas tecnologias. Os resultados apontam, considerando-se as condições ora adotadas, que das 62 distribuidoras avaliadas, em 25 não há viabilidade para a implantação das REI, ou seja, em 37 empresas percebe-se atratividade econômica. Ademais, constatou-se que os motivadores para essas redes no país são a redução de perdas não técnicas, o aumento da eficiência energética e a melhoria da qualidade do serviço. Com base nesses resultados, o trabalho oferece subsídios para elaboradores de políticas públicas em nível nacional e regional, para a agência reguladora e para as distribuidoras. / The implementation of Smart Grids has resulted in significant benefits in the electricity distribution sector of different countries. However, the associated investments are huge, which indicates the need for an assessment of their economic viability and, consequently, of their motivators. Some studies have already addressed this need at a national level. However, there is still no analysis in Brazil that incorporates the specific characteristics of the different distribution utilities. In this context, the present study aims to perform a cost-benefit analysis of Smart Grids implementation in the Brazilian electricity distribution companies. In order to accomplish this, the Present Value (PV) of 3 cost and 8 benefit categories is estimated and, through clustering processes and correlation techniques, the motivators for the new technologies are identified. The results indicate that, under the conditions adopted, in 37 out of the 62 assessed utilities, economic viability for the implementation of Smart Grids is already observed. In addition, it was verified that the motivators for intelligent networks in the country are non-technical losses reduction, energy efficiency increase and service quality improvement. Based on these results, the study offers subsidies for, public policy makers at regional and national level, for the regulatory agency and for the distribution utilities.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Economia, Administração e Contabilidade e Gestão de Políticas Públicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências Contábeis, 2017. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-06-22T17:43:54Z No. of bitstreams: 1 2017_LeilaConceiçãoNovaisRocha.pdf: 1484567 bytes, checksum: 83b33d7eaeb7e5c79829340691f2767d (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-06-29T16:39:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_LeilaConceiçãoNovaisRocha.pdf: 1484567 bytes, checksum: 83b33d7eaeb7e5c79829340691f2767d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-29T16:39:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_LeilaConceiçãoNovaisRocha.pdf: 1484567 bytes, checksum: 83b33d7eaeb7e5c79829340691f2767d (MD5) Previous issue date: 2018-06-22 / O célebre artigo de Modigliani e Miller (1958) encadeou as discussões sobre política de financiamento das empresas. Naquele estudo seminal, os autores, com base nos pressupostos dos mercados de capitais perfeitos, concluíram pela irrelevância da estrutura de capital como fator de valorização das empresas. A partir de então, duas correntes teóricas dominam esse debate – teoria do Trade Off, que considera a existência de uma estrutura ótima de capital, e a Teoria do Pecking Order, que sugere a existência de uma hierarquia no uso das fontes de financiamento. Da quantidade de pesquisas que examinaram as escolhas financeiras das empresas, percebe-se que essas discussões se estendem a todos os segmentos da economia, e com o setor elétrico não poderia ser diferente. Diante disso, este estudo tem por objetivo analisar as estruturas de capital das distribuidoras de energia elétrica do Brasil. Entretanto, há uma singularidade a ser observada nessas empresas, a estrutura de capital das distribuidoras pode ser analisada sob dois resultados contábeis – o resultado societário e o resultado regulatório, e é sobre essas diferenças de práticas contábeis que esse estudo se assenta. Para tanto, a pesquisa coletou dados anuais das 61 concessionárias brasileiras de energia elétricas, no período de 2011 a 2015, e empregou um modelo adaptado de Fama e French (2002), a fim de investigar a significância dessas divergências na estrutura de capital dessas concessionárias. Os resultados demonstram que a diferença entre as médias encontradas para as estruturas de capital sob o enfoque societário e regulatório são estatisticamente significantes. Na sequência a pesquisou identificou que, na média, o percentual de endividamento das distribuidoras, tanto societário, quanto regulatório, está acima do percentual sugerido pelo regulador. Os resultados também permitem afirmar que há diferença nos determinantes de capital quando da comparação entre as duas contabilidades, e que no cenário regulatório as variáveis: lucratividade, rentabilidade, tamanho da empresa e investimento apresentaram significância estatística, e em linha de proposta com a teoria Pecking Order. A pesquisa concluiu ainda que, os resultados regulatórios refletem de maneira mais satisfatória a estrutura de capital das distribuidoras de energia elétrica do Brasil. Esse trabalho contribui para a discussão a respeito dos determinantes das estruturas de capital e os efeitos das diferenças de práticas contábeis societárias e regulatórias no setor elétrico brasileiro. / The renowned study by Modigliani and Miller (1958) ignited the discussions on the coporate finance policy. In that seminal study, the authors, based on the assumptions of the perfect capital markets, concluded that the value of a firm is unaffected by the capital structure. From then onwards, two theoretical approaches dominate the debate – Trade-Off Theory, which endorses the existence of an optimal capital structure, and the Pecking Order Theory, which establishes a hierarchy in the use of financing sources. From several researches that explored the financial choices of the companies, it can be seen that these discussions extend to all sector of economy, including the electrical sector. This study aims to analyze the capital structures of Brazilian electricity distributors. However, there is a singularity to be noticed in those companies, the capital structure of the distributors can be assessed under two accounting systems - the corporate accounting system and the regulatory accounting system. This paper is based on the differences of those accounting practices. The research collected annual data of 61 Brazilian electricity distributors between 2011 and 2015. It used a model adapted from Fama and French (2002), in order to investigate the significance of these divergences in the capital structure of these companies. The results show that the difference between the averages found for capital structures under the corporate and regulatory approaches are statistically significant. Then, the survey found that the electricity distributors´ percentage of indebtedness, using both corporate and regulatory accounting systems, is above the percentage suggested by the regulator. The results imply that there are different capital determinants that depends on the accounting systems. Another conclusion is that in the regulatory accounting system, the variables profitability, company size and investment have statistical significance and in accordance to the Pecking Order Theory. The study also concluded that the regulatory accounting system expresses, in a more satisfactory way, the capital structure of Brazilian electricity distributors. This paper contributes to the discussion about the determinants of capital structures and the effects of differences on corporate and regulatory accounting systems practices in Brazilian electricity sector.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2018. / Submitted by Fabiana Santos (fabianacamargo@bce.unb.br) on 2018-08-28T18:05:26Z No. of bitstreams: 1 2018_SuellenPauladeOliveiraSilva.pdf: 4269013 bytes, checksum: 52b77fa5ead03964d6ede229146eb8b8 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-08-31T19:42:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_SuellenPauladeOliveiraSilva.pdf: 4269013 bytes, checksum: 52b77fa5ead03964d6ede229146eb8b8 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-31T19:42:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_SuellenPauladeOliveiraSilva.pdf: 4269013 bytes, checksum: 52b77fa5ead03964d6ede229146eb8b8 (MD5) Previous issue date: 2018-08-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). / Esta dissertação apresenta a avaliação do desempenho de estratégias de mitigação do efeito da corrente capacitiva de linhas de transmissão no desempenho da proteção de distância. Para tanto, foram avaliados dois algoritmos propostos na literatura sobre o assunto. O primeiro é baseado no modelo de linha longa, também denominado de modelo π equivalente ou π exato, enquanto o segundo baseia-se em capacitâncias concentradas nos terminais da linha (modelo π nominal). Seus desempenhos foram comparados com o da tradicional formulação de proteção de distância. O Programa de Alternative Transients Program (ATP) foi utilizado para modelar uma linha de transmissão de 60 Hz / 500 kV de 200 km de comprimento, em que foram simuladas uma grande variedade de faltas. Os desempenhos dos algoritmos são avaliados utilizando a análise de sensibilidade paramétrica, na qual apenas parâmetro muda o valor a cada vez, proporcionando uma compreensão mais ampla da relação entre cada parâmetro e o desempenho dos algoritmos. Para fazer isso, a análise foi realizada usando a resposta dos algoritmos durante o regime permanente de curto-circuito. Os resultados obtidos revelam que as estratégias alternativas não levam a melhorias significativas para o cenário avaliado neste trabalho, de modo que a formulação tradicional ainda é a solução mais simples e robusta para a proteção de distância de linhas de transmissão. / This master thesis presents the performance evaluation of alternative strategies to mitigate the capacitive current effect of transmission lines on distance protection. In order to do so, two algorithms reported in the literature on the subject were evaluated. The first one is based on the π -equivalent line model, whereas the second one uses lumped capacitance (πnominal model). Their performances have been compared with the one of traditional distance protection formulation. The Alternative Transients Program (ATP) was used to model a 60 Hz/500 kV transmission line 200 km long, in which a wide variety of faults were simulated. The performances of the algorithms are evaluated by using parametric sensitivity analysis, thereby only one parameter value changes at a time, providing a more comprehensive understanding of the relationship between each parameter and the performance of the algorithms. In order to do so, the analysis was carried out using the response of the algorithms during the fault steady-state regime. The obtained results reveal that the alternative strategies do not lead to significant improvements for the scenario evaluated in this work, such that the traditional formulation is still the simpler and more robust solution to distance protection of transmission lines.

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Resumo: Bancos de Capacitores automáticos são utilizados em redes de distribuição de maneira a compensar a energia reativa demanda pelas cargas de rede de distribuição de energia elétrica, reduzir perdas elétricas, melhorar perfil de tensão e reduzir custos operacionais e de manutenção. Considerando que as cargas estão sujeitas a variações ao longo do dia, a operação destes equipamentos, sem ajustes otimizados, pode não ser suficiente para prover a compensação reativa necessária. Para tanto, existem diversas metodologias propostas na literatura a fim de realizar o controle ótimo da operação dos bancos de capacitores em sistemas de distribuição. Estas metodologias podem ser divididas em três tipos: as que utilizam métodos clássicos de programação inteira-mista; inteligência artificial (IA) e técnicas matemáticas tradicionais ajustadas ao problema. Neste trabalho, o foco principal é implementar, comparar e aprimorar técnicas matemáticas tradicionais, pois elas apresentam bom desempenho computacional, o que é ideal para soluções em redes elétricas inteligentes que operam através de sistemas corretivos e que demandam soluções rápidas. Utilizando um Fluxo de Potência Ótimo Parametrizado com o objetivo de promover a manutenção nos níveis aceitáveis de tensão, três abordagens diferentes foram avaliadas: inclusão de função penalidade; inclusão de função sigmoidal e ajustes heurísticos. A validação destas metodologias foi realizada comparando-se os resultados obtidos através de uma busca exaustiva num sistema de 70 barras, com curvas de carga parametrizadas. Os resultados obtidos foram bastante consistentes para os vários casos testados e mostram alternativas rápidas e eficientes para o controle de reativo no sistema elétrico.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-10-28Bitstream added on 2014-06-13T20:29:03Z : No. of bitstreams: 1 somocurcioholguin_ea_me_ilha.pdf: 609436 bytes, checksum: 73290d679ee84a0922e3e6c4371c41b9 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O ambiente competitivo motivado pela liberalização da indústria de fornecimento de energia elétrica muitas vezes conduz à ocorrência de sobrecargas no sistema de transmissão, afetando a segurança e a economia durante a operação dos sistemas de potência. Um novo procedimento para aliviar sobrecargas, proposto na literatura, é o redespacho de reativos. Por outro lado, a conexão de geradores distribuídos nos sistemas de transmissão, equipados com sofisticados controles para o fornecimento de potência reativa, cria a possibilidade de contar com novas fontes de potência reativa nos sistemas elétricos de potência. Neste trabalho, avaliou-se a aplicação do redespacho de reativos como procedimento para o alívio de sobrecargas, considerando a utilização da capacidade de fornecimento de suporte de reativos por parte das unidades de geração distribuída conectadas nas redes de transmissão. Para verificar o potencial que a geração distribuída teria no alívio de sobrecargas foram utilizados modelos de sensibilidade e de programação linear, um algoritmo de fluxo de potência AC convencional com controles de tensão e conceitos de solução da teoria de jogos cooperativos. Simulações, desenvolvidas para estudar os aspectos técnicos e econômicos da utilização destas tecnologias na resolução de sobrecargas, foram efetuadas em cenários que consideraram a inserção de geração distribuída e ocorrências de sobrecargas no sistema teste de 118 barras do IEEE. Os resultados permitem verificar que os suportes reativos fornecidos por geradores distribuídos podem ser empregados tanto no alívio quanto na eliminação de sobrecargas, especialmente quando existe falta de equipamentos com capacidade para controlar o fornecimento de potência reativa nos sistemas de potência / The competitive environment defined by the liberalization of the electricity industry sometimes causes overloads on the transmission system, affecting the safety and economy during the operation of power systems. A procedure proposed in the literature for solving this problem is the reactive redispatch. On the other hand the connection of distributed generators equipped with sophisticated controls for the supply of reactive power creates power in electric the possibility power systems.This of having new work sources evaluated the of reactive application of reactive redispatch as a procedure to overloads relief, considering the capacity of distributed generation units connected in transmission networks to provide reactive power suport. To verify the potential of distributed generation to overloads relief a sensitivity model, linear programming, a power flow algorithm and solution concepts of cooperative game theory were used. The simulations developed to study the technical and economic aspects of using these technologies, in overloads relief were carried out in scenarios that consider the connection of distributed generation and the occurrences of overloads in the IEEE 118 test bus system. Results showed that the reactive support provided by distributed generators can be employed both in relief and in the elimination of overload, especially when there is lack of equipment for the control of reactive power in power systems