Orientador: José Antenor Pomilio / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-16T18:42:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Garcia_FellipeSaldanha_M.pdf: 10358371 bytes, checksum: 43197de07c314068d99689affe6298a7 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Os conversores CC-CC possuem importantes aplicações no aproveitamento de fontes renováveis de energia elétrica e nos veículos elétricos. Nestas aplicações, muitas vezes é desejável que o conversor opere com elevado ganho de tensão. Esta dissertação investiga topologias de conversores CC-CC não isolados, que possuem potencial de trabalhar com elevado ganho de tensão. Uma das topologias estudadas, o interleaved double dual boost, é utilizado parademonstrar as técnicas de projeto e controle do conversor. São apresentados resultados experimentais para este conversor. / Abstract: The DC-DC converters have important applications in the electric energy generation using renewable energy sources and in the electric vehicles. In those applications, it is often required that the converter operates with high voltage gain. This work investigates some non-insulated topologies of DC-DC converters that can be used when high voltage gain is necessary or convenient. One of the studied topologies, the six-phase interleaved double dual boost, is used to demonstrate the design and control techniques. Experimental results for this converter are presented. / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Kamal Abdel Radi Ismail / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-24T19:59:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Batalha_TiagoPeres_M.pdf: 29669933 bytes, checksum: 83773b03eb136ff18c60979de7ceaffe (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Áreas rurais ou isoladas são geralmente abastecidas com energia baseada na queima de óleo diesel. No entanto, estratégias melhores podem ser implementadas utilizando-se recursos de energia renováveis disponíveis na região como recursos hidráulicos, biomassa entre outros. A tecnologia hidrocinética está entre as mais promissoras soluções uma vez que é relativamente barata, de fácil manufatura, confiável e adequada para a maioria das áreas amazônicas devido à grande capacidade hidráulica e predominância de assentamentos de baixa densidade populacional localizados nas margens de rios. Esta dissertação desenvolve uma metodologia de simulação numérica de dinâmica dos fluidos com aplicação das equações de RANS (Reynolds Average Navier Stokes) e malhas bi e tridimensionais para caracterização e projeto de turbinas hidrocinéticas de eixo vertical. Diferentes perfis de pá foram analisados, tais como placa plana, arco circular, NACA simétrico e assimétrico. Os efeitos de número de pás, perfil da pá e velocidade do fluxo de água sobre os coeficientes de torque e potência são apresentados e discutidos. As vantagens desse tipo de turbina incluem operação independente da direção da corrente, reversibilidade, possibilidade de agrupamento, construção barata e sistemas de transmissão simples. Um sistema de apenas uma turbina de 0,5 m de raio e 1 m de altura com sete lâminas submetida à razão de velocidade da ponta de 2,5 com velocidade de fluxo de água de 2 m/s teria potência de aproximadamente 1,6 kW, o que é suficiente para alimentar aproximadamente 7 casas de padrão de consumo médio no Brasil / Abstract: Rural and isolated areas are usually served by diesel based energy supply. However, better strategies can be implemented using renewable energy sources available in the area such as hydraulic, biomass and others. The hydrokinetic technology is among the promising technologies since it is relatively cheap, easy to manufacture, reliable and suitable for most of the Amazon areas because of the large hydraulic capacity and low density population settlements near rivers borders. This dissertation uses CFD, RANS (Reynolds Average Navier Stokes) equations and two and three-dimensional meshes to characterize and develop a methodology of numerical simulation of a vertical axis hydrokinetic turbine. In the simulations, different blade profiles were used such as flat plate, circular arc, symmetric and asymmetric NACA profiles. The effects of the number of blades, blade profile and water flow velocity on the turbine torque and power coefficients were presented and discussed. The advantages of this type of turbines include operation independent of current direction, reversibility, possibility of stacking, cheap construction and simple transmission systems. A system with only one turbine with radius of 0.5 m and height of 1 m with seven blades submitted to a tip speed ratio of 2.5 with water flow velocity of 2 m/s would have power of approximately 1.6 kW, what is enough to supply energy to 7 standard homes in Brazil / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Ruy de Quadros Carvalho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-23T16:24:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_ManuellaPereirada_M.pdf: 1065011 bytes, checksum: eb26994a7cc16e63bd0e77cbbb70384b (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: As tecnologias de energias renováveis são um exemplo de tecnologia que tenta estabelecer em um mercado já consolidado e com um forte contexto industrial baseado em tecnologias já existentes para fontes de energia convencionais. Neste contexto se destaca o papel das políticas públicas que afetam a demanda por essas tecnologias. Desde que a Lei no 9.991/2000 foi publicada, as empresas do setor de energia elétrica brasileiro começaram um grande esforço para fortalecer suas áreas de P&D. Deste modo, propõe-se analisar o esforço realizado pelas concessionárias de energia elétrica brasileiras para o desenvolvimento e adoção de tecnologias de novas fontes alternativas de energia. A questão central do trabalho é verificar se os projetos de P&D ANEEL em tecnologias de novas fontes renováveis no segmento de geração e transmissão de energia elétrica estão relacionados ao aprendizado do uso dessas novas tecnologias de energia renovável, pelas empresas de energia elétrica. O estudo empírico se baseou na análise de uma amostra de 55 projetos de P&D ANEEL das empresas Eletrobras, que são responsáveis pela maior parcela nos mercados de serviços de geração e transmissão brasileiros. A participação de projetos de P&D ANEEL em fontes alternativas é de cerca de 9% do seu total de número de projetos. A maior concentração desses projetos recai em Bioenergia, e em Energia Eólica, seguindo-se os grupos de projetos nas demais Fontes Alternativas com a seguinte ordem: Hidrogênio, Fotovoltaica, Maremotriz e Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCH). A maior incidência de projetos em bioenergia na região Norte e em energia eólica na região Nordeste revelaram uma clara vocação dessas duas regiões para estas novas fontes de energia. Verificou-se uma baixa participação nos projetos de P&D de empresas tipicamente fornecedoras do setor elétrico. A análise da relação entre o desenvolvimento da P&D em novas fontes renováveis e o aprendizado das EELB mostrou que a maioria dos projetos é relacionada ao aprendizado de uso da tecnologia pelas concessionárias / Abstract: Renewable energy technology is an example of the technology which attempts to weigh in a consolidated market and inside a strong industrial context based on existent technologies for conventional sources of energy. The role of public politics that affects the demand for these technologies is highlighted in this context. Since the law number 9.991/2000 was published, companies from the Brazilian electrical energy sector started a great deal of effort to strengthen its areas of Research & Development. Thus this study aims to analyze the efforts done by the Brazilian concessionaries of electric power for the development and adoption of technologies in new sources of alternative energy. The core objective of this paper is to verify if ANEEL's Research & Developing project's in technology of new renewable sources in the segment of generation and transmission of electrical energy are related in learning the usage of these new technologies of renewable energy, by electrical energy companies. The empirical research is based on the analysis of 55 ANEEL's R&D projects of Eletrobras companies that are responsible for most of the market share of Brazilian services of generation and transmission. ANEEL's R&D projects participation in alternative sources is around 9% of its projects. Most of its projects are about Bioenergy and on Wind energy, followed by groups of projects on the several Alternative Sources in the following order: Hydrogen, Photovoltaic, Tidal Power and small hydro. The bigger incidence of projects on bioenergy are on the North and about wind energy in the Northeast showed a clear regional vocation of these locations for these new sources of energy. It was verified a low participation of R&D projects of companies typically suppliers of the electrical sector. The analysis of the relationship among the development of R&D of renewable sources and the learning of EELB showed that most of the projects are related to learning the usage of technology by the concessionaires / Mestrado / Politica Cientifica e Tecnologica / Mestra em Política Científica e Tecnológica

Orientador: Katia Tannous / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T02:09:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Farias_FranciscoOtavioMiranda_M.pdf: 9420514 bytes, checksum: 8644f4da67fe830ef92767386ae7fd1b (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Novas alternativas energéticas tem sido tema de discursos sobre conservação dos recursos naturais. Tais discursos baseiam-se principalmente na redução da emissão de gases de efeito estufa e outros poluentes, originados na sua maioria pelo uso de combustíveis fósseis, que ainda são a maior fonte geradora de energia da atualidade. Em vista da possibilidade de aplicação de biomassas como insumo energético, este trabalho apresenta um estudo experimental sobre potencialidade energética de seis biomassas de natureza vegetal. Além disso, foram realizados estudos sobre a escoabilidade destes materiais. As biomassas estudadas foram: casca de arroz (Oryza sativa L.), bagaço de cana (Saccharum officinarum L.), fibra de coco (Cocos nucifera), ouriço de castanha do Brasil (Bertholletia excelsa) e dois tipos de madeira: caixeta (Tabebuia cassiniodes Lam.) e jequitibá rosa (Cariniana legalis), que foram submetidos a caracterização física, térmica e de escoabilidade. As técnicas aplicadas foram: peneiramento, picnometria de gás hélio, métodos geométricos e microscopia eletrônica de varredura para a caracterização física e, as análises imediata e calorimétrica, para a caracterização térmica. As análises foram realizadas em um intervalo de granulometria previamente determinado entre as categorias B e D de Geldart. Os diâmetros médios estudados foram entre 0,5 e 3 mm, massa específica real entre 1450 kg/m³ e 1720 kg/m³, e esfericidades entre 0,42 e 0,60. A análise morfológica mostrou superfícies diferenciadas: rugosa (casca de arroz), cilíndrica (fibras de coco e bagaço de cana), elementos de vasos (madeiras), lenhosa envolvida por núcleo com pequenos poros cegos (ouriço de castanha do Brasil). A análise de escoabilidade das biomassas foi definida mediante os índices definido como razão de Hausner (RH) e compressibilidade de Carr (ICC), bem como ângulo de repouso. Os resultados mostraram escoabilidade boa ou razoável, com destaque para casca de arroz, o ouriço de castanha do Brasil e a madeira caixeta. Com isso, uma nova classificação sobre a escoabilidade foi proposta considerando os seguintes índices: classe 1 - boa (RH: 1 - 1,30; ICC: 5 - 15%; AOR:10 - 30º), classe 2- razoável (RH: 1,30 - 1,50; ICC: 15 - 25%; AOR: 30 - 45º), classe 3- baixa (RH: 1,50 - 1,80; ICC: 25 - 35%; AOR: 45 - 55º) e classe 4- difícil (RH: >1,80; ICC: >35%; AOR: >55º). Pela análise imediata foi detectado para as biomassas estudadas: alto teor de materiais voláteis (>80%), baixo teor de carbono fixo (<20%), e baixo teor de cinzas (< 16%). O poder calorífico é praticamente constante para os diâmetros considerados, tendo uma variação de 15 MJ/kg a 19 MJ/kg. De posse desses dados, conclui-se que as biomassas estudadas apresentam potencial energético favorável para aplicação como matérias-primas para geração de energia / Abstract: New energetic alternatives have been the subject of discussion about conservation of natural resources. Such discourses are based mainly on reducing emissions of greenhouse gases and other pollutants, caused mostly by the use of fossil fuels, major source of energy today. In view of the applicability of biomass as energy input, this paper presents an experimental study on the potential energy of six vegetable biomasses in nature. Furthermore, studies were performed on the flowability of the foregoing. The biomasses studied were: rice husk (Oryza sativa L.), sugarcane bagasse (Saccharum officinarum L.), coconut fiber (Cocos nucifera), hedgehog Brazil nut (Bertholletia excelsa) and two types of timber, caixeta (Tabebuia cassiniodes Lam.) and jequitibá-rosa (Cariniana legalis), and, which were submitted by physical, thermal and flowability characterizations. The techniques applied were: screening, helium pycnometry, geometric methods and scanning electron microscopy for the physical characterization and immediate and calorimetric analysis for the thermal characterization. The analyses were performed in a range of particle size previous determined, between B and D categories of Geldart. The mean diameters were studied between 0.5 and 3 mm, absolute density between 1450 kg/m³ and 1720 kg/m³ and sphericity between 0.42 e 0.60. Morphological analysis showed different surfaces: rough (rice husk), cylindrical (coconut fiber and sugarcane bagasse), vessel elements (wood), woody surrounded by core with blind small pores (hedgehog Brazil nut). The flowability analysis of biomass has been defined by the index set, Hausner ratio (RH) and Carr compressibility (ICC), as well as angle of repose (AOR). The results showed that the most of the materials showed good or reasonable flowability especially rice husk, the hedgehog Brazil nut and caixeta timber. Thus, a new classification on the flowability was proposed considering the following indexes: Class 1 - Good (HR: 1 - 1.30; CCI: 5 - 15%; ROA:10 - 30º), Class 2 - reasonable (HR: 1.30 - 1.50; ICC: 15 - 25%; AOR: 30 - 45º), Class 3 - Low (RH: 1.50 - 1.80; ICC: 25 - 35%; AOR: 45 - 55º) and class 4 - difficult (RH: >1.80; ICC: >35%; AOR: >55º). For immediate analysis, it was detected: high content of volatile materials (> 80%), low fixed carbon content (<20%) and low ash (<16%). The calorific value is substantially constant for the diameters considered, varying from 15 MJ / kg to 19 MJ / kg. With these data, we conclude that the biomasses present energy potential favorable for application as raw materials for power generation / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Elias Basile Tambourgi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-26T11:34:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_ThadeuAlfredoFarias_D.pdf: 3309858 bytes, checksum: 91c6bd469e2d60cb979c09c7afa27066 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Neste trabalho se analisou os índices de eficiência de consumo de combustível e emissões de gases poluentes de um gerador de energia elétrica de 6 KW operando com 50% da carga nominal. Os equipamentos operaram com biodiesel obtido de óleos de fritura usados e comparou-se nos experimentos o consumo do combustível de misturas de óleo mineral fóssil com 6% de concentração, comercializado nos postos de combustíveis, com biodiesel de óleos fritura usados nas concentrações 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 75% e 100% (biocombustível puro), observando-se com resultados o aumento de consumo. Relativo a emissão de gases observou-se índices de emissão de monóxido de carbono (CO) favoráveis para as misturas com baixas concentrações, sendo consideradas menos poluentes. No que tange a emissão de dióxido de carbono (CO2), o gerador de energia apresentou índices razoáveis de queima de combustível, considerada esta opção de biodiesel factível para sua utilização. Verificou-se ainda durante o experimento que para as concentrações de mistura de biodiesel, não ocorrem variações de potência elétrica na saída dos geradores, bem como variações significativas da intensidade sonora que alterem características mecânicas ou elétricas do gerador de energia / Abstract: This paper analyzed the fuel consumption efficiency rates and gas emissions of an electric power generator 6 KW, operating at 50% of rated load. The equipment operated with biodiesel obtained from used frying oils and compared in the experiments the consumption of fossil fuel mineral oil mixtures with 6% concentration, sold at gas stations with biodiesel oils frying used in concentrations of 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 75% and 100% (pure biodiesel), observing results with increasing consumption. On the emission of gases was observed carbon monoxide emission rates (CO) favorable for mixtures with low concentrations and is considered less polluting. With regard to carbon dioxide (CO2), the power generator had reasonable rates of burning fuel, biodiesel considered this feasible option to use. It was also found during the experiment that for biodiesel blend concentrations, there were no variations in the electrical power output of the generator, as well as significant variations in sound intensity which change electrical or mechanical characteristics of the power generator / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Submitted by Filipe dos Santos (fsantos@pucsp.br) on 2017-10-04T11:03:51Z No. of bitstreams: 1 Jefferson Lisboa Melo.pdf: 3417543 bytes, checksum: 2263162ffc072452182f6e90daae8f7a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-04T11:03:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jefferson Lisboa Melo.pdf: 3417543 bytes, checksum: 2263162ffc072452182f6e90daae8f7a (MD5) Previous issue date: 2017-09-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The objective of this study is analyze the economic impacts of wind power plant imple-mentation in Bahia State, Brazil. Impact indicators are direct and indirect job creation, carbon emission levels, leases and taxes incomes. The study is based on theoretical research about renewable energies, more specifically in wind power and technological innovation in this sector. As research method, this study uses a descriptive approach, and qualitative content analysis of selected public documents. The evaluation of indi-cators presented social and economic benefits due to wind power plant implementation at Bahia State cities, and highlighted an outstanding increase of IFDM (index com-posed by employment, incomes, education, and health rates). Another important result was the legacy to the community, due to educational and cultural projects related to wind power plant development / O objetivo deste trabalho é analisar os impactos econômicos da implantação de par-ques eólicos no Estado da Bahia. Os indicadores de impacto são geração de empre-gos diretos e indiretos, níveis de emissão de carbono, renda gerada pelos arrenda-mentos e o recolhimento de tributos. O trabalho respalda-se em levantamento teórico sobre as energias renováveis e se aprofunda em energia eólica e a inovação tecnoló-gica do setor. Metodologia da pesquisa: descritiva com método qualitativo com análise de conteúdo nos documentos públicos coletados para o estudo. A análise dos indica-dores mostrou a ocorrência de benefícios econômicos e sociais decorrentes da im-plantação dos parques eólicos nos municípios na Bahia, destacando o expressivo au-mento do índice IFDM (composto por indicadores de emprego e renda, educação e saúde). Outro resultado importante, o legado para a comunidade decorrente de proje-tos culturais e educacionais associados à implantação dos parques

Orientador: Niederauer Mastelari / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-16T18:46:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CaceresDelgado_Adriana_M.pdf: 1925060 bytes, checksum: 9bc88ebf6480dc5a60e01e96de974f3d (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A proteção ambiental e o melhor uso dos recursos energéticos são áreas de pesquisa de grande atividade. Como resultado destas pesquisas o desenvolvimento de veículos elétricos (VE) e híbridos (VEH) têm se acelerado. Estes possuem problemáticas desafiadoras, como baixa autonomia, a conversão de energia, o controle do veículo, o gerenciamento e distribuição da energia dentro dele, assim como o "design" tanto estético quanto mecânico e econômico. Este conjunto de problemáticas inspirou este projeto de mestrado que tem como objetivo o estudo e elaboração de um algoritmo para frenagem regenerativa (FR) de uma máquina síncrona de imã permanente brushless (BLDC). Motivados nas características que a estratégia de FR proporciona ao VE, entre estas, o aumento na autonomia e a melhora do desempenho mecânico e eletrônico do mesmo já que quando a FR é ativada recupera-se uma parte da energia cinética durante a desaceleração através da máquina elétrica operando como gerador. Com base no anterior este trabalho foi desenvolvido em várias etapas: principalmente ao abranger os conceitos sobre frenagem regenerativa; estudar o motor BLDC desde seu modelo, acionamento e identificação das características mais relevantes com respeito a outros motores elétricos. Seguido do projeto da parte mecânica do sistema, que compreende a transmissão e a inércia, para ser envolvidos no modelo simulado. Assim como o desenvolvimento dos algoritmos para o acionamento do motor, onde serão monitoradas a velocidade e a posição do rotor, com o fim de controlar sua aceleração e desaceleração. Posteriormente um algoritmo para frenagem regenerativa, onde é monitorado o estado do motor e executam-se as decisões lógicas tanto para redirecionamento de energia, quanto para controle da frenagem. O resultado obtido foi que o algoritmo para FR regenera parte da energia cinética envolvida durante a desaceleração, além de que gerencia o funcionamento de todo o processo e subprocessos durante a aceleração, velocidade constante e desaceleração passo a passo e minimiza o consumo de energia em cada desaceleração. / Abstract: Environmental protection and optimal energy resources are great activity research areas. As a result of these researches, electric vehicles (EVs) and hybrid (HEV) developments have been accelerated. They have challenging problems such as low autonomy, power conversion, vehicle control, energy management and distribution within it, as well as the esthetic and mechanical design and also the economic issues. This set of problems inspired this master's project which is aimed to study and elaborate an algorithm for regenerative braking (RB) in a synchronous permanent magnet brushless machine (BLDC). Motivated in the RB strategy characteristics that provides to the EV, such as, autonomy increased, mechanical and electronic performance improvement just when the RB is activated and part of the kinetic energy is recovered through the electric maquine as a generator. This work was developed in several stages: mainly cover the regenerative braking concepts; study the BLDC motor from its model, driver and outstanding features identification respect others electric motors. Followed by the mechanical design of the system, which includes the transmission and inertia, to be included in the simulated model. Just as the development of the algorithms for the motor drive, where will be monitored speed and rotor position, in order to control its acceleration and deceleration. Subsequently a management regenerative braking algorithm, which monitors the engine state, and excecute the logical decisions for redirecting the energy, and for braking control. As a result it was found that when the electrical machine operates as a generator part of the kinetic energy is recovered during deceleration. And also it was able to prove that the algorithm manages the whole process operation since the acceleration, constant velocity and deceleration step by step, while minimizing energy consumption in every downturn. / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Carla Kazue Nakao Cavaliero / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-16T02:35:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martins_JulianaMarinhoCavalcanti_M.pdf: 986576 bytes, checksum: 2e0d46c140f02083a2c9d967645d5e63 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Mecanismos regulatórios de incentivo às fontes renováveis alternativas de energia estão sendo adotados, em vários países, como forma de estímulo à produção de energia por meio destas fontes. Estes instrumentos sofreram algumas adaptações para se ajustarem às expectativas dos agentes de mercado e, com isso, novas metodologias foram sendo aplicadas. No âmbito internacional, o sistema Feed-in, o sistema de leilões e o sistema de quotas são os mecanismos mais aplicados. No Brasil, o estímulo à geração de energia por meio destas fontes foi adotado com maior expressão a partir do lançamento do Proinfa em 2002. Posteriormente, os leilões foram sendo incorporados na regulação do mercado de energia renovável, como forma de promover um aumento na capacidade de geração com fontes renováveis. O presente trabalho pretende caracterizar e classificar os instrumentos adotados em âmbito internacional e nacional, explicitando as diferenças e similaridades entre os mesmos. Por fim, é realizada uma análise preliminar da eficácia destes instrumentos, dando um enfoque especial aos critérios de alcance de metas, de aumento da capacidade instalada e de redução de custos das bandas tecnológicas / Abstract: Regulatory mechanisms to encourage renewable and alternative energy are being adopted in several countries as a way to stimulate the production of energy through these sources. These instruments have undergone some adjustments to fulfill the expectations of market players and thus, new methodologies have been applied. Internationally, the Feed-in system, the tender system and the quota system are the mechanisms usually applied. In Brazil, the stimulus to the generation of energy through these sources was used with greater expression from the launch of Proinfa in 2002. Subsequently, the auctions were being incorporated in the regulation of renewable energy market, in order to promote an increase in generation capacity from renewable sources. This work intend to characterize and classify the instruments adopted at international and national levels, highlighting the differences and similarities between them. Finally, we performed a preliminary analysis of the effectiveness of these instruments, with a special focus on the ability to reach policy goals, capacity growth and cost reduction of technology bands / Mestrado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: José Antenor Pomilio / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-26T07:38:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Avelino_WellingtondeOliveira_M.pdf: 7672293 bytes, checksum: 3534b3ead7d65fe436c7a493ca065d49 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Este trabalho propõe um sistema de armazenamento de energia híbrido composto por bateria e ultracapacitor para aplicações em veículos elétricos, baseado em uma estratégia de controle que possui o intuito de combinar especialidades de múltiplas fontes que diferem em termos de densidade de energia e de densidade de potência. O sistema atua gerenciando o fluxo de potência entre os dispositivos de suprimento de energia, permitindo eficiência energética necessária para um bom desempenho do sistema de propulsão do veículo elétrico. O sistema também permite o fluxo bidirecional de potência, possibilitando o veículo atuar com frenagem regenerativa. Um conveniente arranjo entre as fontes, juntamente com o gerenciamento de energia permitiu reduzir os requisitos de dimensionamento da bateria que funciona como fonte de maior densidade de energia. Adicionalmente, a vida útil destas fontes e a imunidade do sistema de suprimento a variações bruscas de demanda de potência são melhoradas. A integração do sistema do sistema de gerenciamento implementado em um conversor de potência de 12 kW a um kart indoor elétrico permitiu validar o sistema e analisar experimentalmente o desempenho do veículo, comprovando a eficácia da estratégia de controle / Abstract: This work proposes a hybrid energy storage system for applications on electric vehicles, based on a control strategy that combines multiple power sources with different characteristics in terms of energy density and power density. The system manages energy flow among the storage devices, providing necessary energetic efficiency to guarantee high performance for vehicular propulsion system. In addition, the system permits bidirectional power flow, providing regenerative braking for the vehicle. Convenient organizations among power sources, working with energy management have permitted to reduce requirements for the battery that works as higher energy density power source. At the same time, lifetime for these energy storage devices and immunity for sudden variations are improved. The integration of the power management system implemented in a power converter of 12 kW to an electric indoor kart allowed to validate experimentally and analyze the performance of the vehicle, proving the effectiveness of the control strategy / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: José Antenor Pomílio, Paulo Augusto Valente Ferreira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T18:08:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_Juliana_D.pdf: 4449878 bytes, checksum: 6f40b7bd3dbcac957967155e2c1e966e (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O sistema de armazenamento de energia (ESS - Energy-Storage System), em veículos elétricos, constituído por baterias e/ou supercapacitores pode agregar elevado custo ou elevada massa ao veículo caso o número de módulos dessas fontes seja inadequado. Nesta Tese são propostas duas metodologias aplicadas ao dimensionamento da ESS a fim de encontrar configurações de menor massa possível. Essas configurações devem ser capazes de suprir energia para o veículo elétrico em um dado perfil de alto valor de potência requerida. São investigadas ESSs com diferentes tipos de baterias e supercapacitores a fim de se obter um amplo range de escolhas de configurações em relação a peso e custo. Além de uma unidade ESS o veículo possui uma fonte de autonomia que pode ser uma célula a combustível ou uma unidade gerador/motor à combustão interna. A primeira metodologia de dimensionamento investiga configurações de ESS híbridas ou constituídas apenas por baterias ou supercapacitores para um veículo do tipo Sport Utility Vehicle. Esta metodologia utiliza os coeficientes de potência e energia específicas a partir das curvas de Ragone das fontes da ESS. Os resultados mostraram, que, dentre as configurações de ESSs investigadas, que a de menor massa é constituída apenas por supercapacitores de 165 F. A segunda metodologia de dimensionamento investiga configurações de ESSs híbridas para três tipos de veículos: um Sport Utility Vehicle, um micro-ônibus e ônibus de transporte urbano. Esse estudo visa mostrar a viabilidade do emprego da metodologia a veículos com diferentes aspectos físicos. Esta metodologia de dimensionamento destaca-se pela utilização de otimização não Linear na solução do problema cuja função objetivo é a menor massa da ESS. O aspecto inovador desta metodologia está na utilização de otimização na solução do problema referente ao dimensionamento da ESS aplicado ao envelope dos perfis de potência dos ciclos de condução. O envelope é resultante da sobreposição dos perfis de potência relativos aos ciclos de condução de operação dos veículos. O objetivo em utilizar o envelope dos perfis de potência está na abrangência de situações diversas de operação, em eventuais ciclos de condução, nos quais o veículo possa ser conduzido. A metodologia é aplicada a determinados períodos do envelope com alto valor de potência requerida. São propostas duas estratégias de gerenciamento de potência a fim de verificar a atuação entre a ESS, dimensionadas pela metodologia ótima, e a fonte de autonomia no fornecimento da potência requerida pelos veículos. Uma estratégia de gerenciamento é fundamentada em regras e a outra é fundamentada em otimização não Linear. A primeira estratégia foi aplicada para dez repetições de cada ciclo de condução, considerados no dimensionamento da ESS, e apresentou resultados satisfatórios quanto aos limites de operação dos supercapacitores e das baterias. A segunda estratégia de gerenciamento foi aplicada a determinados períodos dos ciclos de condução, nos quais, em relação à estratégia em regras, observou-se a atuação da fonte de autonomia. Os resultados mostraram que é possível obter maior economia de combustível, pois a fonte de autonomia permaneceu desativada com o emprego da estratégia de gerenciamento ótima. As duas estratégias de gerenciamento foram aplicadas aos três tipos de veículos / Abstract: The energy-storage system (ESS) of electric vehicles with batteries and/or ultracapacitors can add high cost or high mass to the vehicle if the number of modules of these sources is not appropriate. Two sizing methodologies applied to the ESS are proposed in this Thesis. These methodologies aim ESSs configurations of lowest mass. The obtained configurations must be able to supply power when the electric vehicle is driven in a certain profile of high value of power required. ESSs with different types of batteries and ultracapacitors are studied to achieve a broad range of choices of configurations in relation to weight and cost. Besides an ESS unity the electric vehicle has an autonomy source that can be a fuel cell or a generator/internal combustion engine unity. The first sizing methodology investigates different ESSs configurations for a Sport Utility Vehicle type. This methodology is based on Ragone curves of the sources from which the specific power and specific energy coefficients are obtained. The ESS of lowest mass is found by using these coefficients and the power required that must be constant. Among the ESSs configurations analyzed the results showed that the ESS of lowest mass is formed only by ultracapacitors modules of 165 F. The second methodology investigates configurations of hybrid ESSs for three vehicle models: one Sport Utility Vehicle, one minibus and one urban transit bus. This study aims to show the viability of using the methodology in vehicles with different physical characteristics. This methodology is highlighted by the use of nonlinear optimization to solve the ESS sizing problem whose objective function is the lowest mass of ESS. The innovative aspect of this methodology is the use of optimization to solve the ESS sizing problem applied to the power envelope of the driving cycle profiles. The envelope is resulting of the superposition of the power profiles related to the driving cycles in which the vehicle is driven. The purpose of using the envelope of the power profiles is to comprise different situations, in any driving cycles, in which the vehicle can be driven. The methodology is applied to certain periods of the envelope with high value of power required. Two power management strategies are proposed to manage the ESSs, sized by the optimum methodology, and the autonomy sources to supply continuously the power required by the vehicle. One power management strategy is based on rules and the other one is also based on nonlinear optimization technique. The first one was applied to ten repetitions of each driving cycle and presented good results related to batteries and ultracapacitors operational limits. The second one was applied to certain periods of the driving cycles in which the autonomy source provides nominal power related to the strategy based on rules. The results of the optimum power management strategy showed that it is possible to obtain improved fuel economy, since the autonomy source remained turned off. Both strategies were applied to the three vehicle models / Doutorado / Automação / Doutora em Engenharia Elétrica