Orientador: Pedro Magalhães Sobrinho / Coorientador: José Luz da Silveira / Banca: Eliana Vieira Canettieri / Banca: José Rui Camargo / Resumo: Com o progressivo aumento na demanda de energia, cresce a produção do etanol combustível e a preocupação com a destinação mais racional do seu resíduo - a vinhaça. Composta por alta carga orgânica, a vinhaça tem grande potencial poluidor, desde sua armazenagem, transporte, até sua destinação final, como na prática tradicional de fertirrigação in-natura da lavoura de cana-de-açúcar. O seu uso indiscriminado, traz grande impacto ambiental ao liberar para a atmosfera os gases de efeito estufa (CO2 e CH4) e contaminar o solo, lençol freático e cursos d'água. Para atender às normas ambientais e visões de sustentabilidade, várias alternativas tecnológicas têm sido estudadas e desenvolvidas para neutralizar os efeitos nocivos da vinhaça; elevando o status da vinhaça de resíduo industrial para subproduto industrial. A vinhaça passa a ser considerada como biomassa a ser convertida em outras fontes mais limpas de energia. Usinas de cana-de-açúcar já possuem experiência no uso de biodigestores e desenvolvem projetos para intensificar a conversão de vinhaça em biogás, com a vantagem do resíduo final do processo resultar em biofertilizante de alta qualidade. Para estas usinas, o presente trabalho apresenta a viabilidade técnica e econômica na conversão de 100% da vinhaça gerada, em biogás a ser convertida em potência elétrica por motores de combustão interna (MCI), com resultado favorável para o investimento e venda da energia produzida para a rede de distribuição / Abstract: With the progressive increase of the demand in energy, the production of fuel ethanol grows and so does the concern with one more rational destination of its residue - the vinasse. Composed of high organic load, vinasse has a huge polluting potential, from its storage, transportation, to its final destination, as the traditional practice of its fertigation in the sugarcane crop. Its indiscriminate usage brings a big environmental impact by releasing the greenhouse gases (CO2 and CH4) into the atmosphere and contaminating the soil, water table and watercourses. To comply with the environmental standards and the sustainability visions, many technological alternatives have been studied and developed, elevating it's status from industrial residue to industrial by-product. Vinasse become to be considered as biomass to be converted into other cleaner sources of energy. Sugarcane mills already have experience in biodigestion process and they have been developing projects to intensify the conversion of their vinasse into biogas. Thereby, there is a big advantage, the final process residue results in high quality biofertilizer. For these sugarcane mills, the present work presents the technical and economical feasibility in converting 100% of the generated vinasse into biogas to be converted into electric power by internal combustion engines (IC Engine), with enabling result to investing and energy solding to the distribution network / Mestre

O governo brasileiro com seu programa Luz para Todos tem como desafio acabar com a exclusão elétrica das comunidades rurais do país. Outra preocupação é a respeito da falta de abastecimento de energia, previsto para os próximos anos. No entanto, uma vez atendidas estas demandas há uma tendência de minimizar a exclusão elétrica no país, principalmente em regiões isoladas onde vivem as famílias de baixa renda. Este trabalho tem o objetivo de apresentar um estudo de viabilidade econômica de fontes alternativas de energia para comunidades isoladas do Nordeste brasileiro que não têm acesso à energia elétrica. Inicialmente foi feito um levantamento bibliográfico da utilização das fontes alternativas de energia propostas neste trabalho: eólica, solar e biomassa, que podem ser usadas para suprir a falta de energia elétrica na região do Nordeste do Brasil. Numa segunda etapa foi escolhido o estado Maranhão, pois se tem informações suficientes desta região para aplicar a metodologia proposta no trabalho. A partir desta escolha foi construído um banco de dados com as características típicas da região para as comunidades que possuem entre 1.000 a 10.000 habitantes. Finalmente, foi elaborado um programa de cálculo denominado de PEASEB (Programa de Cálculo de Custos das Energias Alternativas Solar, Eólica e Biomassa), com a finalidade de facilitar os cálculos de viabilidade econômica de cada uma das fontes alternativas de energia propostas neste trabalho. Nestes cálculos foram levados em consideração os impactos ambientais causados por cada uma destas fontes de energia. Com base nos resultados obtidos conclui-se que em termos de custo-benefício as alternativas de energia propostas podem atender as comunidades carentes do Nordeste brasileiro. Além disso, qualquer uma delas pode contar com os recursos naturais que a região possui. No entanto, por meio dos resultados comparativos de viabilidade econômica as energias: eólica e de biomassa apresentaram os melhores resultados. As conclusões deste trabalho podem contribuir com os projetos de geração de energia e inclusão social do governo federal, possibilitando assim, o crescimento econômico do país / Brazil has a great economy, but it has large social disparities among its several regions. There are several poor communities mainly in regions far from big cities. Many of these poor communities do not have electric energy. To bring electric energy for these communities, the Brazilian government has a program known as \"Luz para Todos\" (Light for All). This program stimulates the use of alternative energy sources. The objective of this work is to perform an economic viability study of alternative energy sources for typical communities in the Northeast of Brazil, which do not have access to electric energy. A literature review was made concerning the following alternative energy sources: wind, solar, and biomass. These energy sources are very convenient to bring electric energy for poor and small isolated communities. Communities with population varying between 1,000 and 10,000 people in the State of Maranhão were chosen as examples for this work. A computer program named PEASEB (Program for Evaluate Solar, Wind and Biomass Alternative Energy Sources) was developed to calculate costs to implement electric energy systems based on these alternative energy sources. Environmental impact costs are also considered in the economic viability study. The results obtained show that the solar, wind, and biomass energy sources can be used to supply the energy demand of the poor isolated communities in the Northeast of Brazil with reasonable cost-benefits. The natural resources of this region can easily provide the conditions to implement these alternative energy sources. According to the comparative results from the point of view of the economic viability, the energy from the wind and the biomass presented the lowest costs. The results of this work can contribute to the Luz para Todos (Light for All) Brazilians government program, and then, help to improve the social and economic conditions of poor isolated communities in the Northeast of Brazil.

O governo brasileiro com seu programa Luz para Todos tem como desafio acabar com a exclusão elétrica das comunidades rurais do país. Outra preocupação é a respeito da falta de abastecimento de energia, previsto para os próximos anos. No entanto, uma vez atendidas estas demandas há uma tendência de minimizar a exclusão elétrica no país, principalmente em regiões isoladas onde vivem as famílias de baixa renda. Este trabalho tem o objetivo de apresentar um estudo de viabilidade econômica de fontes alternativas de energia para comunidades isoladas do Nordeste brasileiro que não têm acesso à energia elétrica. Inicialmente foi feito um levantamento bibliográfico da utilização das fontes alternativas de energia propostas neste trabalho: eólica, solar e biomassa, que podem ser usadas para suprir a falta de energia elétrica na região do Nordeste do Brasil. Numa segunda etapa foi escolhido o estado Maranhão, pois se tem informações suficientes desta região para aplicar a metodologia proposta no trabalho. A partir desta escolha foi construído um banco de dados com as características típicas da região para as comunidades que possuem entre 1.000 a 10.000 habitantes. Finalmente, foi elaborado um programa de cálculo denominado de PEASEB (Programa de Cálculo de Custos das Energias Alternativas Solar, Eólica e Biomassa), com a finalidade de facilitar os cálculos de viabilidade econômica de cada uma das fontes alternativas de energia propostas neste trabalho. Nestes cálculos foram levados em consideração os impactos ambientais causados por cada uma destas fontes de energia. Com base nos resultados obtidos conclui-se que em termos de custo-benefício as alternativas de energia propostas podem atender as comunidades carentes do Nordeste brasileiro. Além disso, qualquer uma delas pode contar com os recursos naturais que a região possui. No entanto, por meio dos resultados comparativos de viabilidade econômica as energias: eólica e de biomassa apresentaram os melhores resultados. As conclusões deste trabalho podem contribuir com os projetos de geração de energia e inclusão social do governo federal, possibilitando assim, o crescimento econômico do país / Brazil has a great economy, but it has large social disparities among its several regions. There are several poor communities mainly in regions far from big cities. Many of these poor communities do not have electric energy. To bring electric energy for these communities, the Brazilian government has a program known as \"Luz para Todos\" (Light for All). This program stimulates the use of alternative energy sources. The objective of this work is to perform an economic viability study of alternative energy sources for typical communities in the Northeast of Brazil, which do not have access to electric energy. A literature review was made concerning the following alternative energy sources: wind, solar, and biomass. These energy sources are very convenient to bring electric energy for poor and small isolated communities. Communities with population varying between 1,000 and 10,000 people in the State of Maranhão were chosen as examples for this work. A computer program named PEASEB (Program for Evaluate Solar, Wind and Biomass Alternative Energy Sources) was developed to calculate costs to implement electric energy systems based on these alternative energy sources. Environmental impact costs are also considered in the economic viability study. The results obtained show that the solar, wind, and biomass energy sources can be used to supply the energy demand of the poor isolated communities in the Northeast of Brazil with reasonable cost-benefits. The natural resources of this region can easily provide the conditions to implement these alternative energy sources. According to the comparative results from the point of view of the economic viability, the energy from the wind and the biomass presented the lowest costs. The results of this work can contribute to the Luz para Todos (Light for All) Brazilians government program, and then, help to improve the social and economic conditions of poor isolated communities in the Northeast of Brazil.

Made available in DSpace on 2017-03-14T14:10:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-06-10. Added 1 bitstream(s) on 2017-03-14T14:42:45Z : No. of bitstreams: 1 000879291.pdf: 3371917 bytes, checksum: 0e188d1e01c355958e9d9bc95cc96f96 (MD5) / Essa pesquisa investigou o tema de energias renováveis por meio de um método proposto com a finalidade de rastrear a viabilidade econômico-financeira em duas plantas industriais a partir de biomassa. A primeira, denominada planta industrial unidade sucroenergética (também nomeada neste trabalho como planta I), situada no Estado de São Paulo, Brasil, produz não somente açúcar e álcool, mas também energias (mecânica, térmica e elétrica), sendo estas a partir do bagaço da cana-de-açúcar. Já a segunda, denominada planta industrial central térmica (também chamada neste estudo de planta II), localizada na Comunidade Autônoma de Castilla y León (uma das Comunidades Autônomas que pertence à região norte da Espanha), produz somente energia térmica, representada neste estudo por MWh de energia elétrica. Essa planta II produz energias a partir de resíduos florestais provenientes de podas de árvores (pinheiros). Ambas as plantas pertencem ao Setor de Energias Renováveis a partir da Biomassa. O método proposto de análise, denominado Proposta de Gestão Econômico-Financeira Aplicada em Energias Renováveis a partir da Biomassa, partiu dos Postulados Teóricos de Kaplan e Anderson (2008; 2007; 2004), de Kaplan e Cooper (1988), de Gitman (2004); Van Horne (1993) e de Allora et al (1995). Os resultados apresentados foram de grande relevância ao setor, como as informações geradas pelo projeto modelo-piloto-I, que atribuiu 24,81% dos custos operacionais ao produto energia elétrica e 75,19% aos produtos álcool e açúcar. A capacidade não-utilizada dessa planta apresentou-se na ordem de 7.097.752 minutos, equivalente a 24,57% do total da capacidade ... / This research investigated the topic of renewable energy through a proposed method in order to trace the economic and financial viability of two industrial plants from biomass. The first, called 'sugarcane unit industrial plant' (also named as plant I in this text), located in São Paulo State, Brazil, produces not only sugar and alcohol, but also energy (mechanical, thermal and electrical), and these types of energy are produced from sugarcane bagasse. The second, called 'industrial thermal power plant' (also named as plant II), located in Castilla y León (one of the Autonomous Communities in Northern Spain), produces only thermal energy, indicated by MWh. Plant I produces energy out of forest residues from pruning pine trees. Both plants belong to Biomass Renewable Energy. The proposed method of analysis entitled as 'Proposal of Applied Economic and Financial Management in Biomass Renewable Energy' is based on Kaplan's and Anderson's (2008, 2007, 2004), Kaplan's and Cooper's (1988), Gitman's (2004); Van Horne's (1993) and Allora's et al (1995) theoretical postulates. The ...

Orientador: Osmar de Carvalho Bueno / Coorientador: José Giacomo Baccarin / Coorientador: Gregório Antolín Giraldo / Banca: Wilson Kendy Tachibana / Banca: David Pereira Lopes Santos / Banca: Gregorio Antoniolin Giraldo / Resumo: Essa pesquisa investigou o tema de energias renováveis por meio de um método proposto com a finalidade de rastrear a viabilidade econômico-financeira em duas plantas industriais a partir de biomassa. A primeira, denominada "planta industrial unidade sucroenergética" (também nomeada neste trabalho como planta I), situada no Estado de São Paulo, Brasil, produz não somente açúcar e álcool, mas também energias (mecânica, térmica e elétrica), sendo estas a partir do bagaço da cana-de-açúcar. Já a segunda, denominada "planta industrial central térmica" (também chamada neste estudo de planta II), localizada na Comunidade Autônoma de Castilla y León (uma das Comunidades Autônomas que pertence à região norte da Espanha), produz somente energia térmica, representada neste estudo por MWh de energia elétrica. Essa planta II produz energias a partir de resíduos florestais provenientes de podas de árvores (pinheiros). Ambas as plantas pertencem ao Setor de Energias Renováveis a partir da Biomassa. O método proposto de análise, denominado "Proposta de Gestão Econômico-Financeira Aplicada em Energias Renováveis a partir da Biomassa, partiu dos Postulados Teóricos de Kaplan e Anderson (2008; 2007; 2004), de Kaplan e Cooper (1988), de Gitman (2004); Van Horne (1993) e de Allora et al (1995). Os resultados apresentados foram de grande relevância ao setor, como as informações geradas pelo projeto modelo-piloto-I, que atribuiu 24,81% dos custos operacionais ao produto energia elétrica e 75,19% aos produtos álcool e açúcar. A capacidade não-utilizada dessa planta apresentou-se na ordem de 7.097.752 minutos, equivalente a 24,57% do total da capacidade ... / Abstract: This research investigated the topic of renewable energy through a proposed method in order to trace the economic and financial viability of two industrial plants from biomass. The first, called 'sugarcane unit industrial plant' (also named as plant I in this text), located in São Paulo State, Brazil, produces not only sugar and alcohol, but also energy (mechanical, thermal and electrical), and these types of energy are produced from sugarcane bagasse. The second, called 'industrial thermal power plant' (also named as plant II), located in Castilla y León (one of the Autonomous Communities in Northern Spain), produces only thermal energy, indicated by MWh. Plant I produces energy out of forest residues from pruning pine trees. Both plants belong to Biomass Renewable Energy. The proposed method of analysis entitled as 'Proposal of Applied Economic and Financial Management in Biomass Renewable Energy' is based on Kaplan's and Anderson's (2008, 2007, 2004), Kaplan's and Cooper's (1988), Gitman's (2004); Van Horne's (1993) and Allora's et al (1995) theoretical postulates. The ... / Doutor

Orientador: Gilberto De Martino Jannuzzi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T21:42:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nogueira_LarissaGoncalves_M.pdf: 2506781 bytes, checksum: 2b63fc90bfa86344fd1d43917510b57c (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Apesar da geração de energia elétrica no mundo ainda ser majoritariamente oriunda de combustíveis fósseis e não renováveis, várias políticas de incentivo ao uso de fontes renováveis alternativas de energia têm sido desenvolvidas. Dentre estas fontes, a geração de energia elétrica a partir de sistemas fotovoltaicos conectados à rede se destaca devido à elevada taxa de crescimento dos últimos anos; pelas expressivas reduções de preço e por ser uma das tecnologias chave para a geração descentralizada de energia elétrica em áreas remotas. Alguns dos benefícios da geração distribuída a partir de sistemas fotovoltaicos conectados à rede são: postergação de investimentos em expansão nos sistemas de distribuição e de transmissão; baixo impacto ambiental e tempo reduzido de implantação; redução no carregamento das redes e de perdas; e diversificação da matriz energética. No entanto, observa-se que a fonte tem sido mais bem aproveitada em países com baixos índices de irradiação solar. Chile e Brasil, por exemplo, possuem excelente potencial solar e oportunidades semelhantes de investimento na tecnologia, mas restringiram a utilização da fonte basicamente a sistemas isolados. Neste contexto, algumas iniciativas no Brasil e Chile têm visado o desenvolvimento da energia solar fotovoltaica. Esta dissertação tratou de analisar comparativamente as principais barreiras enfrentadas pela geração distribuída a partir de sistemas fotovoltaicos conectados à rede e, em seguida, sugeriu, através de cenários, quais mecanismos de incentivo seriam mais adequados para a promoção desta tecnologia / Abstract: Despite the generation of electricity in the world is still mainly coming from non-renewable fossil fuels, various policies to encourage the use of alternative renewable energy sources have been developed. Among these sources, electricity generation from photovoltaic systems connected to the grid has shown high rate of growth in recent years, due to the significant price reductions and also for being one of the preferred technologies for decentralized electricity generation in remote areas. Some of the benefits of distributed generation from photovoltaic systems connected to the grid are: postponement of investments needed for expanding distribution and transmission systems, low environmental impact and reduced time to deployment, reduction in network load and losses, improvement of voltage levels during heavy load and electric matrix diversification. Nevertheless, it is observed that the source has been utilized better in countries with low levels of solar radiation. Chile and Brazil, for example, have excellent solar potential and similar opportunities to investment in the technology, but the source use has been basically restricted to isolated systems. However, many initiatives in Brazil and Chile have targeted the development of solar photovoltaic systems in these countries. This thesis has the objective to analyze the major barriers faced by distributed generation from photovoltaic systems connected to the grid and then suggest, through scenarios, which mechanisms would be more appropriate for the promotion of this technology / Mestrado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

O trabalho visa substituir processos comercialmente usados na indústria para purificação da glicerina obtida a partir de biodiesel. A purificação da glicerina até grau técnico ou P.A. (99,5 % em massa) implica em um grande consumo de energia nos processos de evaporação e destilação, pela necessidade de altos vácuos. Como alternativa, a desidratação da glicerina pode ser realizada por destilação azeotrópica heterogênea usando baixas temperaturas e a pressão atmosférica. O objetivo deste trabalho foi estudar a viabilidade técnica do processo de desidratação da glicerina por meio da destilação azeotrópica com tolueno e comparar o consumo de energia com os processos tradicionais. Para atingir o objetivo, avaliou-se a influencia das variáveis de processo: vazão de alimentação de glicerina (g/s) (X1 codificado), vazão de alimentação do vapor de tolueno (g/s) (X2 codificado), concentração inicial de glicerina (% em massa) (X3 codificado), temperatura de alimentação da glicerina (°C) (X4 codificado), na concentração final de glicerina. A construção do modelo foi feita a partir de um planejamento fatorial composto de segunda ordem, usando glicerina P.A. A concentração final foi estimada mediante o índice de refração e massa específica. Obteve-se o seguinte modelo: 2 1,96X2 13,18X3 6,42X1X3 2,24X2X3 1 %GLI = 79,42 8,88X1 + 4,72X + + + que mostrou que a temperatura de alimentação (X4 codificada) não exerceu influencia na concentração final de glicerina. Observou-se pelo modelo que é preferível utilizar valores máximos de X2.e mínimos de X1. Com estes ensaios foi possível obter uma glicerina 99% pura, porém apresentava um ligeiro cheiro de tolueno, que foi eliminado mediante arraste com ar (stripping). Para verificar o modelo empregou-se glicerina bruta oriunda do biodiesel previamente tratada. O processo prévio consistiu de: acidificação, neutralização, salting out com isopropanol, evaporação do álcool e troca iônica. A glicerina obtida após o processo de troca iônica, aparentemente só água e glicerina com 38,6 % em massa, foi usada para a verificação do modelo. Obteve-se por destilação azeotrópica uma glicerina com 92 % em massa, quando o valor predito pelo modelo foi 99 %. Esta glicerina tratada apresentou um desvio do modelo devido a presença de resíduos de sabões, porém ficou demonstrado a possibilidade de desidratação de glicerina por este processo necessitando apenas de melhorias nas etapas de purificação até a troca iônica. Também, avaliou-se a eficiência da coluna comparando a separação dada pela coluna com a dada por um único estágio de equilíbrio nas mesmas condições de vazão e concentração, concluindo-se que era da ordem de 10 %. Finalmente, este processo consome cerca de 57,72 % de energia em relação aos processos de evaporação e destilação a vácuo tradicionalmente usados. / This study aims to replace commercially processes used in industry for glycerine purification obtained from biodiesel. The purification of glycerine up to technical degree or PA (99.5% by weight) involves a large consumption of energy in the evaporation and distillation processes due to need operate at high vacuum. Alternatively, dehydration of glycerine can be achieved by heterogeneous azeotropic distillation using low temperature and atmospheric pressure. The objective of this work was to study the technical feasibility of the dehydration process of glycerine through azeotropic distillation with toluene and compare the energy consumption with traditional processes. To reach this objective, the influence of process variables: feed flow rate of glycerine (g/s) (X1 coded), feed flow rate of steam toluene (g/s) (X2 coded), initial concentration of glycerine (% by weight) (X3 coded), the temperature of food glycerine (°C) (X4 coded) has been studied in the final concentration of glycerine. The empirical model was built through fitting of data obtained from a factorial second order design, using glycerine PA. The final concentration was estimated by refractive index and density. The fitted model was: 2 1,96X2 13,18X3 6,42X1X3 2,24X2X3 1 %GLI = 79,42 8,88X1 + 4,72X + + + The model appoints that the feed (inlet glycerine solution) temperature (X4 coded) had no influence in the outlet concentration of glycerine. Moreover, it has been observed that is better to use maximum X2.and minimum X1. From these tests were possible to obtain a glycerine 99% purely, but it had a light smell of toluene, which was removed by stripping with air. In order to verify the empirical model, it has been used raw glycerine from biodiesel production. This glycerine was previously treated following the steps: acidification, neutralization, salting out with isopropanol, evaporation of isopropanol and ion exchange. The obtained glycerine after the process of ion exchange, presented 38.6% in weight, apparently only glycerine in water, has been used to check the model. Content of glycerine by this distillation was 92% in weight, when the predict value by the model was 99%. The deviation from the model was due to the presence of soap residues, but it has been demonstrated the possibility of dehydration of glycerine by this process requiring only some improvements in purification steps up to the ion exchange. In addition, it has been estimated the column efficiency by comparison of the separation in both column and single stage at the same flow rate and concentration conditions, concluding that it was 10 %. Finally, this process consumes approximately 57.72% of energy in relation to the processes of evaporation and vacuum distillation traditionally used.

Atualmente um dos principais objetivos na área de pesquisa tecnológica é o desenvolvimento de soluções em favor do Meio Ambiente. Este trabalho tem por objetivo demonstrar a reutilização e consequentemente o aumento da vida útil de uma bateria Chumbo-Ácido, comumente instaladas em veículos automóveis, bem como beneficiar locais e usuários remotos onde o investimento na instalação de linhas de transmissão se torna inviável geográfica e economicamente, utilizando a luz solar como fonte de energia. No entanto a parte mais suscetível a falhas são as próprias baterias, justamente pela vida útil delas serem pequenas (em torno de 3 anos para a bateria automotiva) em comparação com o restante do sistema. Considerando uma unidade que já foi usada anteriormente, a possibilidade de falhas é ainda maior. A fim de diagnosticar e evitar que uma simples bateria possa prejudicar o funcionamento do sistema como um todo, o projeto considera a geração de energia elétrica por células fotovoltaicas e também contempla um sistema microcontrolado para leitura de dados utilizando o microcontrolador ATmega/Arduino, leitura de corrente por sensores de efeito hall da Allegro Systems, relés nas baterias para abertura e fechamento delas no circuito e um sistema de alerta para o usuário final de qual bateria está em falha e que precisa ser reparada e/ou trocada. Esse projeto foi montado na Ilha dos Arvoredos SP, distante da costa continental em aproximadamente 2,0km. Foram instaladas células solares e um banco de baterias, a fim de estudar o comportamento das baterias. O programa pôde diagnosticar e isolar uma das baterias que estava apresentando defeito, a fim de se evitar que a mesma viesse a prejudicar o sistema como um todo. Por conta da dificuldade de locomoção imposta pela geografia, foi escolhido o cartão SD para o armazenamento dos dados obtidos pelo Arduino. Posteriormente os dados foram compilados e analisados. A partir dos resultados apresentados podemos concluir que é possível usar baterias novas e baterias usadas em um mesmo sistema, de tal forma que se alguma das baterias apresentar uma falha o sistema por si só isolará a unidade. / Actually one of the main goals in the technology research area is the development of solutions in accordance with our Environment. The objective of this work is to illustrate the reuse and consequently increase of the Lead-Acid Secondary Battery lifecycle, commonly installed in automotive vehicles, as well as to benefit remote areas and users, where the investment in a new electrical infrastructure is unfavorable geographically and economically, using sunlight as a feasible and available alternative solution. However, the most fragile part of the system are the batteries, due to their own short service life (approximately 3 years for the automotive battery), compared with the other equipment within the system. The chance to have a failure is even higher when using a unit which has been serviced before. In order to anticipate and avoid that a single faulty battery could bring the entire system down, the project consider using photovoltaic cells for electricity generation and also has a micro-controlled system for data reading using an ATmega/Arduino microcontroller, current readings using hall-effect sensors from Allegro Systems, relays on the batteries to open and close themselves in the circuit and an alarm system that indicates to the user which battery is faulty as well as needing repair and/or replacement. This project has been installed in Ilha dos Arvoredos SP, a small island with approximately 2.0km far from the coast. Solar cells and a battery string have been installed in order to study the behavior of the batteries. The programming could diagnose and isolate one of the batteries that has been having a failure, to avoid that this same single battery could cause a major failure on the entire system. Due to the restrictions imposed by the geography, the SD card has been chosen for the data storage obtained by Arduino board. Later on the data has been compiled as well as analyzed. The obtained data has shown that it is possible using old and new batteries in a same string, as long as the system will isolate the faulty battery if any of the batteries shows a failure.

A motivação para o desenvolvimento desse trabalho surge em um momento em que se verifica uma participação cada vez mais significativa das fontes energéticas renováveis não convencionais no País. Não obstante, o cenário de evolução evidencia que o arcabouço regulatório e as regras de mercado não acompanharam as especificidades inerentes à exploração dessas fontes. Assim, para que se mantenha adequado ritmo de inserção na matriz energética, devem ser buscadas opções para que fontes alternativas sejam cada vez mais competitivas na atual configuração do mercado energético. A contribuição dessa pesquisa, portanto, centra-se na análise dos riscos de mercado incorridos por esses geradores de fontes intermitentes de energia ao comercializarem energia no ambiente de contratação livre. Nessa perspectiva, a Dissertação foi desenvolvida abordando tipos de geração de energia e suas características técnicas e econômicas, legislação do setor elétrico, regras de comercialização, balanço energético do sistema, formação de preços no mercado de curto prazo e precificação de contratos no ACL, diferença de preços entre submercados, requisitos de flexibilidade e sazonalidade nos contratos de venda a consumidores livres e seu impacto na precificação de contratos, identificação de comportamento energético complementar para mitigação de riscos de mercado entre fontes renováveis e rebatimento na formulação de mecanismo de hedge, análise de portfólio de contratos e estratégia ótima de contratação de energia para agentes geradores atuando no ACL. Como resposta ao desafio de equacionar o impasse surgido na comercialização de fontes de produção sazonal, propõe-se um modelo para definir estratégias de contratação para agentes geradores e comercializadores a partir da complementação energética entre diferentes tipos de fontes, de forma a maximizar os ganhos de comercialização para um risco estabelecido. Busca-se a composição ideal dessas fontes na carteira de um comercializador para minimizar o risco de exposição à volatilidade dos preços do mercado de curto prazo. Isso é possível em virtude das compensações energéticas feitas entre as diferentes fontes em um portfólio combinado, mitigando a receita em risco decorrente das variações que existem nos preços de curto prazo e na produção energética. De forma complementar, estruturou-se um modelo de negócio no qual uma empresa detentora de ativos de geração hidrelétrica compra os direitos de produção de uma eólica e/ou biomassa para incorporar ao seu portfólio e vender como contrato por quantidade. Determinou-se o volume de energia a ser comprado de cada fonte, o preço, a estratégia mais indicada de contratação e a mitigação de fatores de risco contemplados nos contratos de venda, buscando maximizar os ganhos de comercialização condicionada a critérios de risco pré-fixados. / The motivation to write this thesis has arisen at a time when the participation of nonconventional renewable sources in the Brazilian electric energy matrix has become more significant. However, the scenario of the regulatory framework and market rules has not followed the specificity of the nature of these sources. In order to maintain a higher growth rate in the national electric matrix, non-conventional renewable sources must find alternatives to the current electric market. The contribution of this study focuses on the market risks analysis incurred by intermittent energy sources to commercialize energy in the free market. From this perspective, the study was developed addressing types of power generation and its technical and economic characteristics, legislation in the electricity sector, commercialization rules, system energy balance, spot market and long term contract pricing, difference prices between submarkets, flexibility requirements and seasonality in sales contracts to free consumers and their impact on contract pricing, identify complementary energy behavior for mitigating market risks from renewable sources and formulation of \"hedge\" mechanism, portfolio analysis and optimal strategy of energy contracting for generating agents acting in the ACL. In response to the challenge of solving the impasse in the commercialization of seasonal production sources, a model for contracting strategies was proposed for generation companies and retailer agents from the energy complementation between different types of sources in order to maximize the gains of marketing to an established risk. This allows revenues increase while mitigating risks in a scenario where spot prices and energy production vary greatly. An arrangement that provides the minimum risk was identified for retailer portfolio. This is possible due to differences amongst each source considered in the simulations, compensating the results in a diversified portfolio. As a complement, a business model was structured in which a generation company with hydro power assets purchases production rights of a wind and / or biomass to incorporate to its portfolio and sell as contract \"for quantity.\" It was determined the amount of energy to be purchased from each source, the price, the best contracting strategy and mitigation of risk factors included in sales contracts, seeking to maximize the revenue giving an acceptance of risk.

Orientador: Adriano Wagner Ballarin / Coorientador: Saulo Philipe Sebastião Guerra / Banca: José Otávio Brito / Banca: Eder Aparecido Garcia / Banca: Vlademir Eliodoro Costa / Banca: Hernando Alfonso Lara Palma / Resumo: O aproveitamento da madeira na forma de cavacos para geração de energia requer uma cadeia produtiva mais eficiente nas diversas etapas que a compõe: colheita, baldeio, cavaqueamento, transporte, estocagem e sistemas de conversão. A umidade da madeira é fundamental no planejamento das operações florestais desta cadeia, pois condiciona o volume a ser cavaqueado, o número de caminhões necessários para transporte da matéria-prima, o tempo de estocagem no campo, entre outros, o que impacta economicamente a cadeia. No Brasil, seus efeitos ainda não foram mensurados por completo e algumas dúvidas ainda persistem, como a escolha na configuração das operações florestais menos onerosas e a umidade final entregue na indústria. Considerando este gargalo na produção florestal brasileira, o trabalho teve como objetivo principal investigar a umidade da madeira e quantificação de seu efeito nos custos da cadeia de produção de cavacos de madeira de Eucalyptus para geração de energia. Para alcançar esse objetivo, foi analisado o comportamento da umidade nas pilhas estocadas em diferentes formas (toras e cavacos) e estações do ano (época seca e chuvosa). O efeito da umidade no volume de madeira colhido nas três cadeias de operações florestais propostas e os seus respectivos custos operacionais foram determinados para abastecimento de uma termelétrica de referência. Os resultados encontrados inviabilizam o armazenamento da madeira na forma de cavacos ao ar livr... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The use of the wood in the form of chips for energy generation requires a more efficient production supply chain in the several steps that compose it: harvesting, forwarding, storage, chipping, transport and conversion systems. The moisture content of the wood is fundamental to plan the forestry operations of the production supply chain. Since the former affects the harvesting season and the volume to be chipped, the number of trucks needed to transport the raw material and the time of storage in the field, the chain is economically affected as well. In Brazil, the moisture wood content effects have not been fully evaluated yet. The lack is because the use of wood for energy requires the transformation into woodchips and therefore some concerns rise up in the choice of the less expensive forest operation and the final wood moisture to be delivered to the industry. The main objective was to investigate the wood moisture content and quantifying its effect on the costs of Eucalyptus woodchip supply chains for power generation. The wood moisture content in piles stored in different forms (logs and chips) and seasons of the year (dry and rainy season) were analysed. The effect of moisture content on the volume of wood harvested in the three forestry supply chains proposed and their respective operating costs were determined to supply a biomass power plant. The preliminary results made it impossible to store the wood in the form of chips in outdoor conditions (final moisture content of 53.5%, wet basis), except when stored under cover (final moisture content of 34.3%, wet basis). On the other hand, after 160 days of storage in the autumn and winter, logwood piles reached an average moisture content of 31.1% (wet basis). There was an increase in the ash content of the biomass stored in the field as well in the net caloric value for all the diameter classes evaluated. The predicted moisture content models of ... / Doutor