Orientador: Ana Elisa Bressan Smith Lourenzani / Resumo: Diante da constante busca pelo avanço na melhoria da matriz energética global, as energias renováveis assumem papel de suma importância para atender os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS). O município de Herculândia, no oeste do estado de São Paulo, possui como principal atividade econômica a produção e processamento do amendoim. Durante esse processo é gerada uma grande quantidade de cascas, resíduo com potencial gerador de energia. Nesse contexto, o problema de pesquisa consiste na seguinte questão: qual o potencial de produção de biogás a partir da casca de amendoim? Partindo dessa questão, o objetivo principal dessa pesquisa é analisar a potencialidade e sustentabilidade da utilização da casca de amendoim como resíduo para a geração de biogás pela agricultura familiar do município de Herculândia – SP. Para tal, foi construído um protótipo de biodigestor com o intuito de avaliar o volume de biogás produzido por meio do processo de biodigestão da casca de amendoim. A análise dos resultados possibilitou avaliar o potencial da produção de biogás a partir desse resíduo, assim como quantificar o volume de biofertilizante gerado. A avaliação da sustentabilidade desse processo foi feita por meio da aplicação da contabilidade emergética. Os resíduos da casca de amendoim produziram 22,3 m³ de biogás por hectare, o que corresponde a uma energia gerada de 31, 84 kWh/mês. Assim, verificou-se que a biodigestão da casca do amendoim consiste em uma alternativa para o aproveita... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

A busca pelo Desenvolvimento Sustentável inclui estratégias como o maior uso de formas de energia renováveis, que tenham menores impactos no meio ambiente, que tragam benefícios sociais, como geração de empregos, desenvolvimento científico, por exemplo e que tragam benefícios econômicos, como o barateamento do acesso à energia e uma menor dependência ao petróleo, entre outros. No Brasil, a principal fonte de geração de energia elétrica é a hidráulica que precisa ser complementada a fim de garantir um fornecimento estável. Uma forma de energia que tem grande potencial de geração no Brasil é a eólica, que compõe apenas uma pequena parte da matriz energética brasileira, mas que vem ganhando destaque nos leilões, por conta de sua competitividade. No entanto, para que o setor se consolide no país, ainda há diversos desafios. O presente trabalho se propôs a compreender o setor e esses desafios. Além de colaborar para o setor e ajuda-lo com a melhora da informação e sensibilização da opinião pública sobre energias renováveis, o trabalho pode ser de grande valia para o enriquecimento da literatura relacionada, visto que ele supre uma lacuna de trabalhos acadêmicos que analisam o setor de forma tão ampla e com tais metodologias. Foi desenvolvida uma pesquisa qualitativa dividida em duas etapas. A primeira trata-se de uma análise do setor e do ambiente em que ele está inserido, na qual foram analisados aspectos político-legais, econômicos, sociais, ambientais e tecnológicos, bem como oportunidades e ameaças do setor. Em um segundo momento, a fim de complementar essa análise, foi realizada uma análise do sistema por meio da Soft System Methodology. Para as análises propostas foram coletadas informações secundárias, principalmente utilizadas na primeira parte da análise e informações primárias, coletadas por meio de uma entrevista semiestruturada, que, juntamente com as informações da primeira etapa, foi analisada na segunda etapa. Como conclusão do trabalho, foram colocadas sugestões úteis à busca de competitividade do setor. Já que a utilização de fontes de energias renováveis é importante para a busca de Desenvolvimento Sustentável e que o Brasil tem grande potencial de tornar prática essa estratégia por meio da energia eólica, percebeu-se que é necessário incentivar o setor desenvolvendo novas linhas de financiamento, investindo-se em inovação e capacitação de recursos humanos, realizando trabalhos de conscientização do público em geral e trabalhando para que se reduza as dificuldades de implantação de projetos. Isso demonstraria os esforços do país na procura por um desenvolvimento econômico e social, que leve em consideração o meio ambiente e sua sustentabilidade, o que deveria ser feito em âmbito global. / The pursuit of sustainable development includes strategies such as increasing the use of renewable forms of energy that have less impact on the environment, that bring social benefits such as employment generation, scientific development, for example and bring economic benefits, such as cheaper access to energy and less dependence on oil, among others. In Brazil the main source of electricity generation is hydro needs to be supplemented in order to ensure a steady supply. A form of energy that has great potential generation in Brazil is the wind, which makes up only a small part of the Brazilian energy matrix, but it is gaining prominence in the auction because of their competitiveness. However, for the sector to consolidate in the country, there are still many challenges. This study aimed to understand the industry and these challenges. In addition to collaborating for the sector and help it to improve information and raise public awareness about renewable energy, the work can be of great value to the enrichment of the related literature, since it fills a gap in academic papers by analyzing the industry widely and using such methodologies. A qualitative research divided in two steps was developed. The first is an analysis of the industry and his environment, in which political-legal, economic, social, environmental and technological aspects, as well as opportunities and threats in the industry were analyzed. In a second step, in order to complement this analysis, an analysis of the system via the Soft System Methodology was held. For the proposed analyzes were collected secondary information, mainly used in the first part of the analysis and primary data collected through a semi-structured interview, which, together with information from the first step, the second step was analyzed. As completion of the work, were placed in the search for useful suggestions competitiveness of the sector. As the use of renewable energy is important to the search for sustainable development and that Brazil has great potential to make practice this strategy through the use of wind enrgy, it was realized that it is necessary to encourage the industry to develop new lines of financing, by investing in innovation and training of human resources, and undertaking public awareness in general and working for reducing the difficulties of implementing projects. This would demonstrate the country\'s efforts in the search for economic and social development that takes into consideration the environment and its sustainability, what should be done globally.

A comercialização de energia elétrica de fontes renováveis, ordinariamente, constitui-se uma atividade em que as operações são estruturadas sob condições de incerteza, por exemplo, em relação ao preço \"spot\" no mercado de curto prazo e a geração de energia dos empreendimentos. Deriva desse fato a busca dos agentes pela formulação de estratégias e utilização de ferramentais para auxiliá-los em suas tomadas de decisão, visando não somente o retorno financeiro, mas também à mitigação dos riscos envolvidos. Análises de investimentos em fontes renováveis compartilham de desafios similares. Na literatura, o estudo da tomada de decisão considerada ótima sob condições de incerteza se dá por meio da aplicação de técnicas de programação estocástica, que viabiliza a modelagem de problemas com variáveis randômicas e a obtenção de soluções racionais, de interesse para o investidor. Esses modelos permitem a incorporação de métricas de risco, como por exemplo, o Conditional Value-at-Risk, a fim de se obter soluções ótimas que ponderem a expectativa de resultado financeiro e o risco associado da operação, onde a aversão ao risco do agente torna-se um condicionante fundamental. O objetivo principal da Tese - sob a ótica dos agentes geradores, consumidores e comercializadores - é: (i) desenvolver e implementar modelos de otimização em programação linear estocástica com métrica CVaR associada, customizados para cada um desses agentes; e (ii) aplicá-los na análise estratégica de operações como forma de apresentar alternativas factíveis à gestão das atividades desses agentes e contribuir com a proposição de um instrumento conceitualmente robusto e amigável ao usuário, para utilização por parte das empresas. Nesse contexto, como antes frisado, dá-se ênfase na análise do risco financeiro dessas operações por meio da aplicação do CVaR e com base na aversão ao risco do agente. Considera-se as fontes renováveis hídrica e eólica como opções de ativos de geração, de forma a estudar o efeito de complementaridade entre fontes distintas e entre sites distintos da mesma fonte, avaliando-se os rebatimentos nas operações. / The renewable energy trading, ordinarily, is an activity in which mostly operations are structured under uncertainty conditions, for instance, in relation to the energy spot price and assets generation. Derives from this fact the search of the agents for strategies formulation based on computational tools to assist their decision-making process, not only seeking financial returns, but also to mitigate the risks involved. Investments analysis in renewable sources share the same challenges. In the literature, the study of optimal decision-making under uncertainty conditions is made through the application of stochastic programming techniques, which enable modeling problems with random variables and find rational solutions. These models allow the incorporation of risk metrics, as the \"Conditional Value-at-Risk (CVaR)\", to provide optimal solutions that weigh the expected financial results and the associated risk, in which the agent\'s risk-aversion becomes an essential condition for defining the operation strategy. From the perspective of generators, consumers and traders agents, the main purposes of this thesis are: (i) to develop customized optimization models with CVaR metric associated, optimized in stochastic linear programming; and (ii) to apply the models for strategic analysis of operations under the risk-return binomial, focusing on the management activities of each of these agents, and considering renewable sources as option. In this context, the emphasis is on analysis of the operations financial risks through the application of CVaR and based on the agent\'s risk-aversion level. Furthermore, the hydro and wind renewables sources are options of generation assets in order to study the seasonal generation complementarity effect among them and the consequences on energy trading strategies.

Submitted by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-09-29T12:46:00Z No. of bitstreams: 1 Eduardo Stüker - 2017.pdf: 7313484 bytes, checksum: 62b33528c60c5929fa82fa9096afeeee (MD5) / Approved for entry into archive by Marlucy Farias Medeiros (marlucy.farias@unipampa.edu.br) on 2017-09-29T16:25:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Eduardo Stüker - 2017.pdf: 7313484 bytes, checksum: 62b33528c60c5929fa82fa9096afeeee (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-29T16:25:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Eduardo Stüker - 2017.pdf: 7313484 bytes, checksum: 62b33528c60c5929fa82fa9096afeeee (MD5) Previous issue date: 2017-08-18 / Este trabalho tem por objetivo principal analisar a influência de um parque eólico sobre as variáveis que controlam o escoamento atmosférico na camada limite atmosférica. O período simulado foi todo o ano de 2008, utilizando duas configurações diferentes: sem parque eólico (simplesmente o modelo Weather Research and Forecasting (WRF)) e o com parque eólico (o modelo WRF com o módulo Fitch, que parametriza a influência de aerogeradores no escoamento atmosférico), ambas utilizando a parametrização de camada limite (PCL) Yonsei-University (YSU). A partir da simulação sem parque eólico é feita a validação do modelo, utilizando dados observacionais coletados em duas estações automáticas do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), os municípios de Alegrete-RS e Quaraí-RS. Os índices de correlação para as estações de Alegrete-RS e Quarai-RS foram de aproximadamente 80% a 85%, respectivamente. Porém, essa análise, também mostrou uma tendência de o WRF superestimar os dados observados. O parque eólico idealizado nesse trabalho possui 100 aerogeradores de 3 MW de potência com 120 m de altura e com rotor medindo 125 m de diâmetro. Os resultados indicam que e o parque geraria, no ano de 2008, 89; 1 MWh de energia elétrica, com um fator de capacidade (FC) de 29; 7%. A partir da comparação entre os resultados das simulações com as duas configurações, a influência da presença do parque eólico sobre o comportamento das variáveis que controlam o escoamento médio na atmosfera é analisado. Apesar da velocidade do vento responder de maneira adequada, a temperatura e a turbulência do escoamento próximo à superfície diminuem, apesar da parametrização utilizada para as turbinas eólicas transformar parte da energia mecânica, parte em energia na forma de calor e parte em turbulência. Uma análise da dependência da turbulência próximo à superfície, com a estabilidade vertical do escoamento indica que a turbulência que está sendo gerada pelas turbinas não está chegando até a superfície. Esse problema pode estar diretamente relacionado com a parametrização de camada limite escolhido. / The main objective of this work is to analyze the influence of a wind farm on the variables that control the atmospheric flow in the atmospheric boundary layer (ABL). The period simulated was the whole year of 2008, by using two different configurations: without wind farm (simply Weather Research and Forecasting (WRF) model) and with a wind farm (the WRF model with the module Fitch, which parameterizes the influence of the wind turbines in the atmospheric flow), both of them using the boundary layer module (PBL-module) Yonsei-University (YSU). From the simulations without the wind farm the model validation is done, with the observed data collected in two automatic stations of Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), in Alegrete-RS e Quaraí-RS. The correlation ratio for the stations of Alegrete-RS and Quarai-Rs was, approximately, 80% a 85%, respectively. However, this analysis, also showed a tendency in the model overestimation of the observed data. The idealized wind farm, in this work, has 100 wind turbines of 3 MW of power with 120 m of height and with rotor measuring 125 m of diameter. The results show that the wind farm would generate, in 2008, 89; 1 MWh of electric energy, with a capacity factor of 29; 7%. From the comparison between the results of the simulations with both configurations, the influence of the presence of the wind farm over the behavior of the variables that control the mean flow in the atmosphere is analyzed. In spite of adequate answer of the wind velocity, the temperature and the turbulence of the flow decreases in the presence of the wind farm, although the parametrization for the wind turbines to change part of the mechanical energy of the flow part in heat and in part in turbulence. An analysis of the dependence of the turbulence, near the ground, with the vertical stability of the flow indicates that the turbulence generate by turbines does not arrive in the low levels of the atmosphere. This problem can be directly caused by the PBL-module chosen.

O aumento da demanda interna por etanol de cana-de-açúcar e o crescente interesse de outros países em criar parcerias com o governo brasileiro voltadas à exportação do biocombustível, já evidenciam no Estado de São Paulo - responsável por cerca de 60% da produção de cana-de-açúcar no país - prováveis impactos relacionados com os aspectos sociais, ambientais e econômicos. Do ponto de vista do gerenciamento ambiental dessas questões, percebe-se que grande parte dos aspectos e impactos ambientais provenientes da produção de etanol de cana-de-açúcar está diretamente nas mãos da agroindústria canavieira, mas que o governo, enquanto ator representante do coletivo, tem papel fundamental na estratégia e aplicação de mecanismos ambientais para gestão da qualidade ambiental. Portanto, o trabalho se propôs a entender como o setor alcooleiro está respondendo, em forma de postura ambiental adotada, aos vários estímulos que o circundam, principalmente, aos estímulos impostos pelo poder governamental e dessa forma: às empresas, servir de orientação para um gerenciamento da produção objetivando tornar sustentável e sustentada sua cadeia produtiva; ao Estado, servir de apoio à (re)formulação de políticas públicas para o setor; e à sociedade civil, dispor subsídios que permitam uma melhor compreensão das questões ambientais do complexo setor alcooleiro permitindo uma consciência coletiva e ações daí coerentes. Através da aplicação de questionários estruturados com 15 grupos corporativos de usinas e entrevistas com os outros atores do processo produtivo do etanol (órgãos governamentais, especialistas, ONGs e associações de produtores) os principais resultados encontrados foram: os mecanismos de intervenção governamental têm influência direta e positiva na postura ambiental tomada pela agroindústria canavieira, sendo um dos principais fatores motivadores para uma postura ambiental responsável do setor; as empresas respondem de forma diferente, em forma de adoção de postura ambiental, para os diferentes instrumentos governamentais utilizados, ou seja, alguns instrumentos têm melhores respostas que outros para o setor; novos instrumentos de intervenção governamental, principalmente instrumentos econômicos, poderiam auxiliar, de forma mais eficiente, a mudança de postura ambiental da agroindústria alcooleira do Brasil. / Increased domestic demand for sugarcane ethanol and the growing interest of other countries to build partnerships with the brazilian government\'s export-oriented biofuel, show in the State of Sao Paulo - responsible for 60% of the sugarcane production in the country - likely impacts related to social, environmental and economic. From the standpoint of environmental management of these issues, we can see that most of the environmental aspects and impacts from the sugarcane ethanol production are directly in the hands of industrial sugarcane, but the government, as representative of the collective players plays a fundamental role in the strategy and implementation mechanisms for environmental management of environmental quality. Therefore, the research was to understand how the alcohol industry is responding, in the form of environmental attitude adopted, to various stimulus that surround it, mainly to stimulus imposed by government policies and thus: for companies, serve as guidelines for managing a production chain aiming to become sustainable and sustainable production chain, the state used to support the (re) formulation of public policies for the sector, and civil society, provide subsidies to enable a better understanding of complex environmental issues of the ethanol production industry allowing a collective consciousness actions to be taken. Through structured questionnaires with 15 corporate owners of production plants and interviews with other players in the ethanol production chain (government agencies, experts, NGOs and producer organizations) and the main results were: the mechanisms of government intervention have a direct and positive environmental attitude taken by the sugarcane agro-industry, one of the main motivating factors for a responsible environmental attitude of the sector; firms respond differently to the different government instruments, meaning that some instruments provide better answers to attitude of the sector; new instruments of government intervention, especially economic instruments could help in more efficient ways, the change of the brazilian ethanol agribusiness towards a better environmental attitude.

Há décadas a comunidade científica vem alertando sobre as mudanças climáticas e a necessidade de reduzir as emissões gases de efeito estufa. Sobre dois pilares fundamentais têm se sustentado a narrativa e as ações para enfrentar a crise ecológica global (a) na desmaterialização da economia usando tecnologias e processos cada mais eficientes (b) na descarbonização da economia usando fontes renováveis. Não obstante, os resultados gerais deste trabalho não encontraram evidência empírica de desmaterialização ou descarbonização da economia mundial. Partindo deste resultado em escala global, aprofundou-se a análise empírica ao nível individual de todas as economias do planeta. Os resultados encontrados indicam que em 4 economias com elevada renda e desenvolvimento tecnológico tem havido descasamento forte (strong decoupling) do uso de energia e das emissões de CO2. Porém, este resultado contrasta com evidências compiladas que apontam que o determinante principal deste descasamento está associado a um processo de desindustrialização destas economias e, concomitantemente, uma acelerada importação de mercadorias produzidas pelas indústrias da Ásia, especialmente a chinesa (energizada a carvão). Portanto, a julgar pela dominância fóssil passada e ainda vigente, não se vislumbra um cenário no curto e médio prazos, de ruptura abrupta entre crescimento econômico futuro e o uso de energia majoritariamente produzida com fósseis. O que está em curso é a gestação de uma futura transição energética alimentada pela introdução de fontes renováveis na matriz energética mundial nos últimos anos, mas com limitações socioeconômicas importantes que são descritas neste trabalho. É mostrado que América Latina pode ter um papel crucial nesta transição, com a industrialização e sinergia regional entre seus recursos naturais (tanto renováveis como não renováveis), sendo as reservas de lítio para produção de baterias um recurso estratégico para impulsionar a mobilidade elétrica. Além da importância socioambiental e política dos padrões analisados neste trabalho, é mostrada também a relevância teórica destes, pois permitem aprofundar o questionamento da representação ortodoxa das relações entre Economia e Natureza. / For decades the scientific community has been warning about climate change and the need to reduce greenhouse gas emissions. On two fundamental pillars have been supported the narrative and the actions to face the global ecological crisis (a) \'dematerialization\' of the economy using more efficient technologies and processes (b) decarbonization of the economy using renewable sources. Nevertheless, the overall results of this work did not find empirical evidence of dematerialization (strong decoupling) or decarbonization of the global economy. Starting from this result on a global scale, the empirical analysis was deepened including all the economies of the planet. Our findings are that in 4 high income and technological advanced economies are signs of strong decoupling between both energy use and CO2 emissions. However, these results contrasts with evidence in favor of a decoupling process associated with the deindustrialization of these economies. Simultaneously, the flux of imports produced by Asian industries, especially by coal-fired Chinese industries is increasing. Thus, judging by past and still prevailing fossil dominance, there is no indication of a short-medium term scenario with abrupt rupture between future economic growth and the use of energy (mostly produced with fossils). Currently, there is a global energy transition brewing, pushed by the efforts to insert renewable sources in the world energy matrix. However, important socioeconomic limitations described in this work remains. Latin America may be a crucial actor in the global energy transition, promoting the industrialization and synergy between natural resources (both renewable and non-renewable); being lithium reserves for the production of electric batteries one of the strategic resources to put forward the option of electric mobility. Besides the socioenvironmental and political importance of the results presented here, it was also highlight the theoretical relevance of these, since they allow to deepen in the debate about the orthodox representation of the relations between Economy and Nature.

O trabalho desenvolvido teve como foco dois sistemas químicos integrados: células solares sensibilizadas por corantes, Dye-Cells®, e fotossensores baseados em compostos de rênio(I). Novos compostos de rutênio(II) foram preparados, caracterizados e investigados como corantes sensibilizadores. Os resultados obtidos com as células solares sensibilizadas pelo cis-[(H3BCN)2Ru(dcbH2)2], H3BCN- = cianoboroidreto, dcbH2 = ácido-4,4\'-dicarboxílico-2,2\'-bipiridina, são: Jsc = 8,0 mA.cm-2, Voc = 0,66 V, Pmax = 2,7 mA.cm-2 e ff = 0,51. Esse dispositivo atingiu eficiência de conversão de fótons incidentes em corrente de até 23%. Os compostos cis-[Ru(dobH2)2(L)2]0/2+, dobH2 = ácido-4,4\'diidroxâmico-2,2\'-bipiridina e L = Cl-, H2O ou NCS-, foram preparados usando o ácido hidroxâmico como um novo grupo de ancoramento. Os desempenhos das células solares são: cis-[(Cl)2Ru(dobH2)2]: Jsc = 4,6 mA.cm-2, Voc = 0,60 V, Pmax = 1,4 mW.cm-2, ff = 0,51; cis-[Ru(dobH2)2(H2O)2]2+: Jsc = 4,4 mA.cm-2, Voc = 0,61 V, Pmax = 1,6 mW.cm-2, ff = 0,59; cis-[(SCN)2Ru(dobH2)2]: Jsc = 4,6 mA.cm-2, Voc = 0,71 V, Pmax = 1,5 mW.cm-2, ff = 0,46. A similaridade dos valores de Jsc sugere que o grupo de ancoramento pode estar limitando o processo de injeção de carga na banda de condução do semicondutor. Frutos distintos dos já investigados são utilizados como fontes de antocianinas empregadas como sensibilizadores. Esses corantes naturais são capazes de adsorver à superfície do semicondutor e realizar a conversão de luz em eletricidade. Foram determinados eficiência de conversão de fóton incidente em corrente de até 19% e valores de Jsc = 7,2 mA.cm-2, Voc = 0,65 V, Pmax = 2,0 mW.cm-2 e ff = 0,55. O segundo sistema químico integrado investigado baseia-se em fotossensores com fac-[Re(CO)3(NN)(stpy)]+, NN = 2,2\'-bipiridina, bpy, 4,4\'-dimetil-2,2\'-bipiridina, Me2bpy, ou dipirido[3,2-a:2\',3\'-c]fenazina, dppz, stpy = trans ou cis-4-estirilpiridina. A reação de isomerização trans-cis do ligante coordenado pode ser acompanhada de duas formas distintas por espectrofotometria e por ressonância magnética nuclear, 1H RMN. Os rendimentos quânticos aparentes, Φap, determinados para irradiação em 404 nm, por espectrofotometria, são: fac-[Re(CO)3(bpy)(trans-stpy)]+ Φap = 0,19 ± 0,02; fac-[Re(CO)3(Me2bpy)(trans-stpy)]+ Φap = 0,18 ± 0,02; fac-[Re(CO)3(dppz)(trans-stpy)]+ Φap = 0,30 ± 0,03. Enquanto os valores reais determinados por 1H RMN, Φreal, são: fac-[Re(CO)3(bpy)(trans-stpy)]+ Φreal = 0,48 ± 0,03; fac-[Re(CO)3(Me2bpy)(trans-stpy)]+ Φreal = 0,31 ± 0,07; fac-[Re(CO)3(dppz)(trans-stpy)]+ Φreal = 0,48 ± 0,06. Os valores determinados por 1H RMN são reais uma vez que os sinais do produto e do reagente são detectados em regiões distintas, o que não acontece no acompanhamento por espectrofotometria. A isomerização trans-cis do composto fac-[Re(CO)3(bpy)(trans-stpy)]+ também é observada em poli(metacrilato) de metila, que foi o meio rígido utilizado visando o desenvolvimento de dispositivos. O isômero fac-[Re(CO)3(bpy)(cis-stpy)]+ é luminescente e a sua emissão é investigada em diferentes meios analisando os deslocamentos hipsocrômicos com o aumento da rigidez do meio. / The focus of this work is on two chemical integrated systems: dye-sensitized solar cells, Dye-Cells®, and photosensors based on rhenium(I) compounds. Novel ruthenium(II) compounds were synthesized, characterized and investigated as dye-sensitizers. The results of solar cells sensitized by cis-[(H3BCN)2Ru(dcbH2)2], H3BCN- = cyanoborohydride, dcbH2 = acid-4,4\'-dicarboxylic-2,2\'-bipyridine, are: Jsc = 8.0 mA.cm-2, Voc = 0.66 V, Pmax = 2.7 mA.cm-2 and ff = 0.51. Incident photon-to-current efficiency of up to 23% is achieved by this device. The cis-[Ru(dobH2)2(L)2]0/2+ compounds, dobH2 = acid-4,4\'-dihydroxamic-2,2\'-bipyridine, L = Cl-, H2O or NCS-, were synthesized using hydroxamic acid as a new anchoring group. The performance of these dye-sensitized solar cells are: cis-[(Cl)2Ru(dobH2)2]: Jsc = 4.6 mA.cm-2, Voc = 0.60 V, Pmax = 1.4 mW.cm-2, ff = 0.51; cis-[Ru(dobH2)2(H2O)2]2+: Jsc = 4.4 mA.cm-2, Voc = 0.61 V, Pmax = 1.6 mW.cm-2, ff = 0.59; cis-[(SCN)2Ru(dobH2)2]: Jsc = 4.6 mA.cm-2, Voc = 0.71 V, Pmax = 1.5 mW.cm-2, ff = 0.46. The similarity between Jsc values suggests that the anchoring group is limiting the electron injection into the semiconductor conducting band. Anthocyanins of several fruits were employed as sensitizers. These natural dyes are capable of adsorbing onto the semiconductor surface and promote the light-to-electricity conversion. Incident photon-to-current efficiency of up to 19% and values Jsc = 7.2 mA.cm-2, Voc = 0.65 V, Pmax = 2.0 mW.cm-2, ff = 0.55 were determined. The second chemical integrated system investigated is based on photosensors using fac-[Re(CO)3(NN)(stpy)]+, NN = 2,2\'-bipyridine, bpy, 4,4\'-dimethyl-2,2\'-bipyridine, Me2 bpy, or dipyrido[3,2-a:2\',3\'-c]phenazine, dppz, stpy = trans or cis-4-styrylpyridine. The trans-cis isomerization of the coordinated ligand is followed by two distinct ways, spectrophotometry and nuclear magnetic resonance, 1H NMR. The apparent quantum yields, fiap, determined for irradiation at 404 nm by spectrophotometry are: fac-[Re(CO)3(bpy)(trans-stpy)]+ Φap = 0.19 ± 0.02; fac-[Re(CO)3(Me2bpy)(trans-stpy)]+ Φap = 0.18 ± 0.02; fac-[Re(CO)3(dppz)(trans-stpy)]+ Φap = 0.30 ± 0.03. The real values, Φreal, determined by 1H NMR, are: fac-[Re(CO)3(bpy)(trans-stpy)]+ Φreal = 0.48 ± 0.03; fac-[Re(CO)3(Me2bpy)(trans-stpy)]+ Φreal = 0.31 ± 0.07; fac-[Re(CO)3(dppz)(trans-stpy)]+ Φreal = 0.48 ± 0.06. The values determined by 1H NMR are real since the signals of the product and of the reactant are detected in distinct regions, which does not occur for the spectrophotometric method. The trans-cis isomerization of the compound fac-[Re(CO)3(bpy)(trans-stpy)]+ is also observed in poly(methyl)methacrilate, which was the rigid medium employed aiming the development of devices. The fac-[Re(CO)3(bpy)(cis-stpy)]+ isomer is luminescent and its emission is investigated in different media analyzing the hypsochromic shifts increasing the rigidity of the medium.

A comercialização de energia elétrica de fontes renováveis, ordinariamente, constitui-se uma atividade em que as operações são estruturadas sob condições de incerteza, por exemplo, em relação ao preço \"spot\" no mercado de curto prazo e a geração de energia dos empreendimentos. Deriva desse fato a busca dos agentes pela formulação de estratégias e utilização de ferramentais para auxiliá-los em suas tomadas de decisão, visando não somente o retorno financeiro, mas também à mitigação dos riscos envolvidos. Análises de investimentos em fontes renováveis compartilham de desafios similares. Na literatura, o estudo da tomada de decisão considerada ótima sob condições de incerteza se dá por meio da aplicação de técnicas de programação estocástica, que viabiliza a modelagem de problemas com variáveis randômicas e a obtenção de soluções racionais, de interesse para o investidor. Esses modelos permitem a incorporação de métricas de risco, como por exemplo, o Conditional Value-at-Risk, a fim de se obter soluções ótimas que ponderem a expectativa de resultado financeiro e o risco associado da operação, onde a aversão ao risco do agente torna-se um condicionante fundamental. O objetivo principal da Tese - sob a ótica dos agentes geradores, consumidores e comercializadores - é: (i) desenvolver e implementar modelos de otimização em programação linear estocástica com métrica CVaR associada, customizados para cada um desses agentes; e (ii) aplicá-los na análise estratégica de operações como forma de apresentar alternativas factíveis à gestão das atividades desses agentes e contribuir com a proposição de um instrumento conceitualmente robusto e amigável ao usuário, para utilização por parte das empresas. Nesse contexto, como antes frisado, dá-se ênfase na análise do risco financeiro dessas operações por meio da aplicação do CVaR e com base na aversão ao risco do agente. Considera-se as fontes renováveis hídrica e eólica como opções de ativos de geração, de forma a estudar o efeito de complementaridade entre fontes distintas e entre sites distintos da mesma fonte, avaliando-se os rebatimentos nas operações. / The renewable energy trading, ordinarily, is an activity in which mostly operations are structured under uncertainty conditions, for instance, in relation to the energy spot price and assets generation. Derives from this fact the search of the agents for strategies formulation based on computational tools to assist their decision-making process, not only seeking financial returns, but also to mitigate the risks involved. Investments analysis in renewable sources share the same challenges. In the literature, the study of optimal decision-making under uncertainty conditions is made through the application of stochastic programming techniques, which enable modeling problems with random variables and find rational solutions. These models allow the incorporation of risk metrics, as the \"Conditional Value-at-Risk (CVaR)\", to provide optimal solutions that weigh the expected financial results and the associated risk, in which the agent\'s risk-aversion becomes an essential condition for defining the operation strategy. From the perspective of generators, consumers and traders agents, the main purposes of this thesis are: (i) to develop customized optimization models with CVaR metric associated, optimized in stochastic linear programming; and (ii) to apply the models for strategic analysis of operations under the risk-return binomial, focusing on the management activities of each of these agents, and considering renewable sources as option. In this context, the emphasis is on analysis of the operations financial risks through the application of CVaR and based on the agent\'s risk-aversion level. Furthermore, the hydro and wind renewables sources are options of generation assets in order to study the seasonal generation complementarity effect among them and the consequences on energy trading strategies.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-06-01T19:01:21Z No. of bitstreams: 1 RafaelMendoncaOliveira.pdf: 2075889 bytes, checksum: 9a87800d10facd20512342f1e6275efe (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-01T19:01:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RafaelMendoncaOliveira.pdf: 2075889 bytes, checksum: 9a87800d10facd20512342f1e6275efe (MD5) Previous issue date: 2016-06-24 / This study aims to investigate the regulatory, political and legal challenges to the development of renewable energy from ocean sources in Brazil, identifying barriers to introducing this type of generation, taking into account the current legal framework, making a parallel with countries at a more advanced stage of maturity both in terms of technology as well as industrial development policies and to encourage oceanic resources. This research explores the records of the potential of marine energy on Brazilian coast for generation of electricity, considering environmental, regulatory, infrastructure and financial constraints. It also highlights the progress and technological challenges relevant to the economic feasibility for the development of an industry-based and long-term sustainability. From the compilation and analysis of data and experience from various countries in the world and the concatenation of the most successful models, it presents a projection on a timeline which establishes a relationship between the development of the market of oceanic generation and the inclusion of new public policies. / Este trabalho tem como objetivo investigar os desafios regulatórios, políticos e jurídicos para o desenvolvimento da energia renovável de fontes oceânicas no Brasil, identificando os entraves para a introdução deste tipo de geração, levando em consideração o arcabouço jurídico atual, fazendo um paralelo com países que se encontram num estágio mais avançado de maturidade, tanto em termos tecnológicos bem como em políticas de desenvolvimento industrial e de incentivo a fontes oceânicas. Esta investigação explora os registros das potencialidades das energias marinhas na costa brasileira para geração de energia elétrica, considerando as restrições ambientais, regulatórias, de infraestrutura e financeiras. Também se destacará a evolução e os desafios tecnológicos pertinentes à viabilidade econômica para o desenvolvimento de uma indústria de base e sustentabilidade em longo prazo. A partir da compilação e análise de dados e experiências obtidas em diversos países no mundo e da concatenação dos modelos mais exitosos, apresenta-se uma projeção em uma linha de tempo em que se estabelece uma relação entre o desenvolvimento do mercado da geração oceânica e a inserção de novas políticas públicas.

Há décadas a comunidade científica vem alertando sobre as mudanças climáticas e a necessidade de reduzir as emissões gases de efeito estufa. Sobre dois pilares fundamentais têm se sustentado a narrativa e as ações para enfrentar a crise ecológica global (a) na desmaterialização da economia usando tecnologias e processos cada mais eficientes (b) na descarbonização da economia usando fontes renováveis. Não obstante, os resultados gerais deste trabalho não encontraram evidência empírica de desmaterialização ou descarbonização da economia mundial. Partindo deste resultado em escala global, aprofundou-se a análise empírica ao nível individual de todas as economias do planeta. Os resultados encontrados indicam que em 4 economias com elevada renda e desenvolvimento tecnológico tem havido descasamento forte (strong decoupling) do uso de energia e das emissões de CO2. Porém, este resultado contrasta com evidências compiladas que apontam que o determinante principal deste descasamento está associado a um processo de desindustrialização destas economias e, concomitantemente, uma acelerada importação de mercadorias produzidas pelas indústrias da Ásia, especialmente a chinesa (energizada a carvão). Portanto, a julgar pela dominância fóssil passada e ainda vigente, não se vislumbra um cenário no curto e médio prazos, de ruptura abrupta entre crescimento econômico futuro e o uso de energia majoritariamente produzida com fósseis. O que está em curso é a gestação de uma futura transição energética alimentada pela introdução de fontes renováveis na matriz energética mundial nos últimos anos, mas com limitações socioeconômicas importantes que são descritas neste trabalho. É mostrado que América Latina pode ter um papel crucial nesta transição, com a industrialização e sinergia regional entre seus recursos naturais (tanto renováveis como não renováveis), sendo as reservas de lítio para produção de baterias um recurso estratégico para impulsionar a mobilidade elétrica. Além da importância socioambiental e política dos padrões analisados neste trabalho, é mostrada também a relevância teórica destes, pois permitem aprofundar o questionamento da representação ortodoxa das relações entre Economia e Natureza. / For decades the scientific community has been warning about climate change and the need to reduce greenhouse gas emissions. On two fundamental pillars have been supported the narrative and the actions to face the global ecological crisis (a) \'dematerialization\' of the economy using more efficient technologies and processes (b) decarbonization of the economy using renewable sources. Nevertheless, the overall results of this work did not find empirical evidence of dematerialization (strong decoupling) or decarbonization of the global economy. Starting from this result on a global scale, the empirical analysis was deepened including all the economies of the planet. Our findings are that in 4 high income and technological advanced economies are signs of strong decoupling between both energy use and CO2 emissions. However, these results contrasts with evidence in favor of a decoupling process associated with the deindustrialization of these economies. Simultaneously, the flux of imports produced by Asian industries, especially by coal-fired Chinese industries is increasing. Thus, judging by past and still prevailing fossil dominance, there is no indication of a short-medium term scenario with abrupt rupture between future economic growth and the use of energy (mostly produced with fossils). Currently, there is a global energy transition brewing, pushed by the efforts to insert renewable sources in the world energy matrix. However, important socioeconomic limitations described in this work remains. Latin America may be a crucial actor in the global energy transition, promoting the industrialization and synergy between natural resources (both renewable and non-renewable); being lithium reserves for the production of electric batteries one of the strategic resources to put forward the option of electric mobility. Besides the socioenvironmental and political importance of the results presented here, it was also highlight the theoretical relevance of these, since they allow to deepen in the debate about the orthodox representation of the relations between Economy and Nature.