Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-04-25T04:10:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344810.pdf: 3814184 bytes, checksum: 75b2bf2f6546681a6fcaa43a079fc6be (MD5) Previous issue date: 2016 / A presente pesquisa tem por finalidade realizar uma abordagem técnica quanto ao advento de uma nova categoria de tecnologia de geração de energia eólica, no caso, as Turbinas Eólicas Canalizadas (TEC) ou Ducted Wind Turbines (DWT) - sendo a mesma posta à prova, por meio de um estudo dissertativo dos seus aspectos intrínsecos, além de uma análise de eficiência e comparativa simulando um cenário de geração distribuída na cidade de Florianópolis - SC através do software HOMER. O presente trabalho tem como foco o cenário da possibilidade de implantação de uma nova tecnologia no campo energético, munida de alto desempenho. Os sistemas TECs exploram desenvolvimentos tecnológicos recentes e que têm como base o efeito Venturi como seu fundamental componente além de efetuar uma captação otimizada de ventos, com posterior segregação do mesmo em um sistema canalizado que direciona o ar para uma ou mais turbinas eólicas. As possibilidades de advento desta tecnologia no Brasil estão atreladas em sua maioria à geração distribuída, panorama aqui examinado por meio de uma abordagem de embasamentos técnicos e dados publicados sobre a inovação tecnológica em questão. Para tanto, o presente estudo tem como alicerce a legislação existente quanto à geração distribuída afim de idealizar um comparativo entre um sistema de microgeração baseado nas TECs e a tecnologia atual de Torres Eólicas Geradoras. De posse dos dados climáticos de velocidade do vento, além das legislações vigentes, foi escolhido o aerogerador SkyStream Land 2.4 kW de potência. As simulações acerca da eficiência e as análises realizadas no software HOMER fornecem um estudo específico de quanto a sensibilidade da velocidade do vento impacta nos resultados de forma a comparar a vantagem do sistema proposto através de seu fator de escala de aceleração. Os resultados obtidos demonstram que na condição atual, as TECs evidenciam fatores que podem fazer jus ao seu advento como custos inferiores e potencial gerador nominal na ordem de 4,9 vezes acima do método convencional. A pesquisa explana sobre os conceitos fundamentais de geração eólica, exibindo suas principais características técnicas e evolucionais, além de abordar uma nova proposta para viabilidade de geração em locais considerados atualmente como tendo baixo potencial eólico.<br> / Abstract : The present work aims to develop a technical approach to deal with a new category of wind energy generation technology, namely, the Ducted Wind Turbines (DWT). To achieve this aim, this dissertation investigates the DWT intrinsic characteristics and analyzes its efficiency simulating a scenario of a distributed generation in the city of Florianópolis, Brazil, through the HOMER software. The proposed development focuses on the main advantages (and disadvantages) of this new technology in an actual energy usage scenario, offering high performance. New DWT systems rely on recent technological developments based on the Venturi effect as a fundamental component and on harnessing the wind through a pipe system which conducts it to one or more wind turbines. There are promising possibilities of this technology in Brazil, mostly related to its newly created distributed generation system. The herein proposed study will examine these possibilities through a technical approach based on literature review and published research related to the subject. Also, it considers the Brazilian regulations and legislations on the distributed generation in order to compare micro systems based on TECs and on the current technology of Wind Generators Towers. Besides local climatological data of wind speed, the proposed study considered the specifications of the wind turbine SkyStream 2.4 kW. The accomplished simulations with the software HOMER provided a general sensitivity scale of the wind speed impact of the efficiency results, allowing a comparison of the system proposed advantages regarding its acceleration factor. Compared to the conventional Wind Towers, the results show that the current TEC technology can offer high efficiency at lower costs, providing up to 4.9 times higher power-generating potential. In brief, the proposed work discusses about the fundamental concepts of wind generation and its main technical and historical features, and presents a new possibility for generation in areas with low wind potential.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-05-30T13:27:50Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 796270 bytes, checksum: 7fff46a9d3a52c63d7b42f821ece99fa (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-30T13:27:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 796270 bytes, checksum: 7fff46a9d3a52c63d7b42f821ece99fa (MD5) Previous issue date: 2014-10-20 / A busca pela redução no custo de produção de biodiesel a partir de microalgas é um fator essencial para viabilizar a utilização desta fonte de energia na matriz energética mundial. Diante desta questão, verificou-se a possibilidade da utilização do gás ozônio na recuperação dos nutrientes assimilados pela microalga Scenedesmus obliquus BR003, durante seu cultivo em meio BG11 e posterior reuso em cultivo subsequente. O espectro de absorbância no visível da microalga durante a ozonização revelou que, a partir de 34 minutos de tratamento não ocorrem variações significativas nos valores de absorbância. Os picos de absorção encontrados foram de 436, 470 e 680 nm, que representam a clorofila a (436 e 680 nm) e os carotenóides (470 nm). Para os resultados de massa seca durante o processo de ozonização, o tempo de estabilização dos valores foi similar, durando cerca de 35 minutos. Após análise do perfil eletroforético em gel de poliacrilamida, foi possível identificar a oxidação das proteínas ao longo da ozonização. Para os nutrientes, os teores disponibilizados de amônio, nitrato e fosfato, após 50 minutos de ozonização, foram de 1,1, 5,7 e 1,2 mg L -1 , respectivamente, evidenciando a possibilidade de recuperação dos nutrientes presentes nas células de microalgas. O cultivo realizado somente com o extrato decorrente da ozonização de microalgas, obteve biomassa final de 0,64 g L -1 , resultado semelhante ao cultivo em meio BG11 suplementado com o mesmo extrato (0,66 g L -1 ) e três vezes superior ao meio BG11 sem suplementação (0,21 g L -1 ). De forma geral, os tratamentos em que o nitrogênio presente no meio BG11 não foi aplicado apresentaram maiores teores de lipídios. Outro indicador de estresse por falta de nitrogênio foram os teores de clorofila a, clorofila b e carotenoides totais, em que, os tratamentos com baixo teores de nitrogênio apresentaram menores concentrações destes pigmentos. O custo estimado de ozonização das microalgas para se obter um litro de lipídios ficou em R$ 5,75, contudo com o aumento da escala e melhorias na produtividade de lipídios este custo caiu para R$ 2,33. Ressalta-se que, o aumento da eficiência do processo de ozonização pode permitir a redução do custo destes valores. Os resultados obtidos neste trabalho indicam a possibilidade da utilização do gás ozônio, no processo de reaproveitamento de nutrientes a partir do cultivo da microalga Scenedesmus obliquus. / The need of reducing the cost of microalgae-based biodiesel production is a crucial factor to turn its adoption feasible in the world energy matrix. Faced with this issue, an experiment was set up to investigate the potential use of ozone gas on recovering nutrients assimilated by the microalgae Scenedesmus obliquus BR003 during its subsequent cultivation in BG11 medium. After 34 min of ozonization, analyzes of absorbance in the visible spectrum of the microalgae revealed that no significant variation in absorbance values was observed. Absorption peaks were found at 436, 470 and 680 nm, which represents chlorophyll a (436 and 680 nm), and carotenoids (470 nm). Moreover, assessment of dry mass weights during the ozonization process showed similar values for stabilization period of approximately 35 minutes. The polyacrylamide gel electrophoresis showed the oxidation in proteins bands along the process of ozonation. For nutrients, the levels of available ammonium, nitrate and phosphate, after 50 minutes of ozonization, were 1.1, 5.7 and 1.2 mg L -1 , respectively; therefore, indicating that nutrients present in the microalgae cells can be potentially recovered. The cultivation carried out solely with the extract obtained after microalgae ozonization resulted in 0.64 g L -1 of final biomass. Similar results were found when BG11 culture medium supplemented with the same extract were used (0.66 g L -1 ); however, values were three-fold higher when BG11 medium without supplementation was adopted (0.21 g L -1 ). Generally, the treatments with no nitrogen supplementation showed higher levels of lipids. Furthermore, other indicators of nitrogen deficiency such as low levels of chlorophyll a, chlorophyll b and carotenoids were noticed. Accordingly, the treatment with low levels of nitrogen showed lower concentrations of these pigments. The estimated cost to produce one liter of lipids via microalgae ozonization was R$ 5.75, even though this cost decreased to R$ 2.33 per liter when large production scales and improvement of lipids yield was adopted. Consequently, increasing the efficiency of the ozonization process might enable further reduction of the costs previously calculated. The results obtained in this study, indicate the possibility of the use of ozone gas in the process of nutrient recycling, from the cultivation of microalgae Scenedesmus obliquus.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-03-26T12:53:51Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1380851 bytes, checksum: e5ee300e167112e4fcab92c274dfde00 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-26T12:53:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1380851 bytes, checksum: e5ee300e167112e4fcab92c274dfde00 (MD5) Previous issue date: 2017-07-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A demanda mundial por energia e a preocupação com o meio ambiente são crescentes. O biogás responde essas duas questões uma vez que é uma fonte de energia renovável obtida por meio do tratamento ambiental de dejetos orgânicos. O potencial de produção de biogás de determinada matéria orgânica depende de variáveis físicas e bioquímicas do processo de biodigestão, como temperatura e pH, que podem ser controladas visando uma maior eficiência do processo. Esta dissertação analisa algumas circunstâncias políticas e estratégicas acerca da criação de um programa nacional de incentivos à produção e uso de biogás no Brasil por meio de uma análise crítica do tema feita a partir de uma ampla revisão de literatura. O potencial brasileiro de geração de biogás em sistemas automatizados é calculado por meio de uma metodologia simples baseada em dados práticos de plantas dinamarquesas e do condomínio de agroenergia Ajuricaba, no sul do Brasil. O Brasil tem programas de incentivos ao uso e produção de energias renováveis, como o álcool e o biodiesel. A experiência adquirida com a aplicação desses programas serve de aprendizado para a criação de um programa nacional de biogás. Outros países alcançaram a viabilidade econômica da exploração comercial do biogás após incentivos governamentais. O Brasil enfrenta desafios políticos e tecnológicos para fazer funcionar um programa nacional de biogás que é uma fonte estratégica para redução de demanda no horário de ponta do sistema elétrico de potência, devido ao seu fácil armazenamento e confiabilidade. Os resultados deste trabalho mostram que sistemas automatizados, de forma geral, elevam em 133% a produção de biogás, quando comparados com sistemas simples, dando ao Brasil um potencial de geração de biogás de 22,81 bilhões de m 3 /ano, em uma perspectiva conservadora. A implantação de políticas que incentivem o uso e produção de biogás no Brasil é necessária e traria diversos benefícios econômicos, sociais, ambientais e tecnológicos, assim como ocorreu em países como a Alemanha e Dinamarca, além de viabilizar a exploração do grande potencial energético brasileiro a partir dessa fonte renovável. / Global demand for energy and concern for the environment is increasing. Biogas responds to these two issues since it is a source of renewable energy obtained through the environmental treatment of organic waste. The biogas production potential of organic matter depends on the physical and biochemical variables of the digestion process, such as temperature and pH, which can be controlled for a higher efficiency of the process. This masters thesis analyzes some political and strategic circumstances about the creation of a national incentive program for the production and use of biogas in Brazil through a critical analysis of the theme made from literature review. The Brazilian potential for biogas generation in automated systems is calculated using a simple methodology based on practical data from Danish plants and the Ajuricaba agroenergy condominium in southern Brazil. Brazil has incentive programs for the use and production of renewable energy, such as ethanol and biodiesel. The background from the application of these programs serves as a learning tool for the creation of a national biogas program. Other countries have achieved the economic viability of commercial biogas exploitation because of government incentives. Brazil faces political and technological challenges to run a national biogas program that is a strategic source for demand reduction in the peak hours of the power system due to its easy storage and reliability. This research results show that automated systems, in general, increase biogas production by 133% when compared to simple systems, giving Brazil a potential biogas generation of 22.81 billion m 3 /year, in a conservative perspective. The implementation of policies that encourage the use and production of biogas in Brazil is necessary and would bring several economic, social, environmental and technological benefits, as it has occurred in countries such as Germany and Denmark, as well as making feasible the exploitation of the great Brazilian energy potential from this renewable source.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-03-09T14:51:19Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 10545658 bytes, checksum: db0be3df0cf2627b4c88b900a074bff1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-09T14:51:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 10545658 bytes, checksum: db0be3df0cf2627b4c88b900a074bff1 (MD5) Previous issue date: 2015-10-29 / O estado da arte da hibridação fotovoltaica com concentradores de baixa concentração da radiação solar foi avaliado sob os seguintes aspectos: o trabalho consistiu inicialmente, em realizar uma revisão bibliográfica sobre as tecnologias fotovoltaicas e seu processo de fabricação, os elementos que influenciam no seu ciclo de vida ou sua mortalidade precoce, assim como as possibilidades atuais para a implementação e controle de sistemas híbridos. Foram realizados estudos sobre a concentração da radiação solar e modelos de concentradores. O objetivo neste trabalho foi estudar a hibridação fotovoltaica, observando a relação custo/benefício da geração de energia elétrica a partir da complementaridade entre mais de uma fonte energética: solar e diésel, e, os elementos de degradação fotovoltaica com o uso de concentradores. Foram construídos protótipos para o estudo do processo de degradação de sistemas fotovoltaicos com concentradores, para baixa concentração, com fator de concentração próximo de dois. Foram utilizados dois modelos, tipo V e, outro modelo de observação, tipo W. Foram fixados em campo, sob iluminação natural durante 6 meses e em laboratório, sob radiação UV, para processo de envelhecimento precoce, durante cerca de 562 dias. Verificou-se que a tecnologia monocristalina sofreu uma degradação de 16%, 14% e 15% para os protótipos, tipo “V’; tipo “W” e SC, protótipo sem concentrador, respectivamente. Para a tecnologia policristalina foram 15%, 19% e 18% seguindo a mesma ordem, durante este período. Foi realizada análise econômica para sistemas híbridos com e sem concentradores, com e sem baterias para armazenamento de energia para sistemas isolados ou estações de ecoturismo para regiões equatorial, tropical e temperada do Brasil. Embora o sistema híbrido com concentradores e baterias exija um capital inicial maior do que o sistema fotovoltaico sem baterias e sem concentradores eles permitem a complementaridade energética para estas regiões em períodos do dia de energia faltante para o fornecimento feito apenas com o sistema fotovoltaico. / The state-of-the-art of photovoltaic concentrators with hybridization of low concentration of solar radiation was evaluated under the following aspects: the work initially consisted in conducting a literature review on photovoltaic technologies and their manufacturing process, the factors that influence in their life cycle or your premature mortality, as well as the possibilities for the implementation and control of hybrid systems. Studies on concentration and models of concentrators were carried out. This work deemed at the study of photovoltaic hybridization, observing the cost/benefit ratio of electric power generation from the complementarity between more than one energy source: solar and diesel and, the elements of the photovoltaic degradation using concentrators. Prototypes were built for the study of the degradation process of photovoltaic systems with concentrators, for low concentration, with concentration factor around two. Two models were used, V-trough type and another for observation, like W-trough type, were fixed in the field under natural lighting during 6 months and in the laboratory, under UV radiation, to process of premature aging, for about 562 days. The monocrystalline technology suffered a degradation of 16%, 14% and 15% for the prototypes, type “V”; “W” and type SC, prototype without concentrator, respectively. Polycrystalline technology was 15%, 19% and 18% following the same order during this period. Economic analysis was performed for hybrid systems with and without concentrators, with and without batteries to store energy for isolated systems or stations of ecotourism for equatorial regions, tropical and temperate of Brazil. It was found that the hybrid system with concentrators and batteries requires an initial capital greater than the photovoltaic system without batteries and without concentrators, however, allow the energy for these regions are complementary in periods of the day missing energy to supply just done with the photovoltaic system.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-09-12T13:26:12Z No. of bitstreams: 1 texto compĺeto.pdf: 1608655 bytes, checksum: 5d08cf7b4210a27938820b8d04dd7426 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-12T13:26:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto compĺeto.pdf: 1608655 bytes, checksum: 5d08cf7b4210a27938820b8d04dd7426 (MD5) Previous issue date: 2016-03-16 / A fonte de potássio (K) mais utilizada na agricultura brasileira é o cloreto de potássio (KCl). Contudo, este insumo é em sua maior parte importado e não adequado para os sistemas orgânicos de produção. Devido a demanda por fertilizantes para estes sistemas e a forte dependência externa do agronegócio brasileiro, a busca por fontes alternativas de fertilizantes, especialmente os potássicos, é de suma importância. Com o intuito de melhor compreender as potencialidades e limitações de duas fontes alternativas de K, foram conduzidos três experimentos em condições de campo, sendo dois com a cultura do café e um com capim braquiária. Os experimentos seguiram o delineamento em blocos casualizados com a estrutura fatorial (3 x 2) + 3, onde foram testadas as fontes alternativas de potássio, fonolito e termopotássio, e uma fonte convencional (KCl) aplicadas em duas doses, 150 e 400 kg ha-1 K2O. Além disso, foram estabelecidos três tratamentos adicionais, um controle absoluto e mais dois tratamentos com o objetivo de testar parâmetros de interesse por contrastes. Os resultados mostraram que o cafeeiro não respondeu ao aporte de silício (Si) ao solo das fontes alternativas, conforme observado pelos teores foliares do elemento e na incidência de Cercospora coffeicola. O pó de fonolito e o termopotássio obtido por fusão são fontes alternativas de K com efetiva liberação do nutriente às plantas e de Si e K ao solo. Apesar de menos reativas, estas fontes são potencialmente menos lixiviáveis, mesmo que o KCl seja aplicado parceladamente. Além disso, observou-se que o uso contínuo do fonolito em doses elevadas deve ser visto com cautela, uma vez que esta fonte resultou em elevada disponibilização de sódio no solo. Todavia, um dos tratamentos adicionais (fonolito + gesso) mostrou-se eficiente em minimizar o acúmulo deste elemento na camada superficial. Tendo em vista a menor necessidade de parcelamentos e a possibilidade de atender a demanda por fertilizantes potássicos de produtores orgânicos, o fonolito e o termopotássio são fontes interessantes para a fertilização de pastagens. / The most used source of potassium (K) in Brazilian agriculture is potassium chloride (KCl), but this input is mostly imported and is not appropriate for the organic systems of production. Due to the demand of fertilizer for this systems and the high external dependency of the Brazilian agribusiness, the search for alternative sources of fertilizers, especially the potassium, is of utmost importance. With the intention for better understand the potential and limitations of two alternative sources of K, three experiments were conducted in field conditions, two with the culture of coffee and one with braquiaria grass. The experiments followed the outlining of blocks randomized with the factorial structure (3 x 2) + 3, were tested the alternative sources of K, phonolite and thermopotash, and one conventional source (KCl) applied in two doses, 150 and 400 kg ha-1 K2O. Besides, three additional treatments were established, one absolute control and more two treatments with the purpose to test parameters of interest tested for contrast. The results showed that the coffee plant did not answer to input of silicon (Si) in the soil of alternative sources, according observed for the foliar levels of the element and in the incidence of Cercospora coffeicola. The powder of phonolite and thermopotash obtained for fusion are alternative sources of K with effective release of the nutrient to plants and the Si and K to soil. Despite the fact to be less reactive, this sources are potentially less susceptible to losses from leaching, even if the KCl is applied in installments. Furthermore, the continuous use of phonolite in high doses should be seen with caution, once this source resulted in high release of sodium in the soil. However, one of the additional treatments (phonolite + gypsum) proved efficient to minimize the accumulation of this element in superficial layer. In view of the less necessity of installments and the possibility to attend the demand for potassium fertilizer of organic products, the phonolite and thermopotash are interesting sources for the fertilization of pasture.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Sócio-Econômico, Programa de Pós-Graduação em Administração, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-12-12T03:25:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 349186.pdf: 1831515 bytes, checksum: 20687fa085e5d066e4981979c022ea8b (MD5) Previous issue date: 2017 / As energias alternativas e renováveis (EAR) mostram-se opções viáveis para o crescimento sustentável e desenvolvimento econômico sem crises energéticas. Desde 2002, o governo brasileiro vem promovendo a diversificação da matriz elétrica e expansão das fontes eólica e fotovoltaica. Nesse contexto de maior importância das EAR, é necessário valorar projetos dessa natureza considerando suas incertezas e flexibilidades operacionais. Assim, o valor presente líquido mostra-se inadequado e pode causar subvaloração dos projetos em análise. Dessa forma, esta pesquisa propôs valorar projetos de geração de energia sob o espectro da teoria de opções de reais capturando o valor existente nas flexibilidades operacionais (opção de troca e de espera) através de simulação de Monte Carlo e abordagem binomial. Por meio de projetos hipotéticos foi possível verificar o incremento de valor advindo da opção de troca quando os preços da energia elétrica seguem um movimento de reversão à média (MRM) e/ou um movimento de reversão à média com saltos (MRM-Saltos). Para o MRM-Saltos foi utilizado uma abordagem inovadora, pois considera que os saltos têm distribuição uniforme. Já para a opção de espera, utilizou-se um movimento geométrico browniano (MGB) para caracterizar a variação do valor do projeto. Dessa forma, evidenciou-se que a adoção de uma abordagem que considera as opções de troca e/ou de espera na avaliação traz incremento ao valor final do projeto. / Abstract : Renewable energies (RE) are viable options to maintain sustainable growth and economic development without energy crisis. Since 2002 the Brazilian government promotes electric grid diversification and expansion of wind and photovoltaic power. In the context of RE relevance, it is necessary to value projects of this nature considering their uncertainties and operational flexibilities. Thus, net present value is inappropriate and may cause undervaluation. Therefore, this research proposes to value generation projects under real option theory framework, capturing the existing value in operational flexibilities (switch and wait option) through Monte Carlo simulation and binomial approach. With hypothetical projects, it was possible to verify the increased value coming from the switch option when electricity prices follow a mean reversion model (MRM) and/or mean reversion model with jumps (MRM-Jumps). For MRM-Jumps an innovative approach was used, considering that jumps have a uniform distribution. For the wait option, a Geometric Brownian Motion (GBM) described the variability of project value. Thus, it has evidenced that an approach that considers the switch and/or waiting options in valuation adds value to the projects.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:45:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 325236.pdf: 3781758 bytes, checksum: 76074b9a5d1a328a07ce12120e326584 (MD5) Previous issue date: 2013 / No presente trabalho foi implementado um modelo de cálculo de uma planta termossolar, que utiliza a tecnologia de coletores cilindro parabólicos. Os diversos componentes da planta foram estudados separadamente e validados, utilizando dados de medição de uma planta real em operação e medições climatológicas e de radiação da região de onde a mesma está instalada. Com a finalidade de facilitar a reprodução do modelo como um todo, a modelagem de cada componente e suas respectivas considerações e simplificações físicas são detalhadamente descritas. Um sistema de ajuste automático de vazão foi adotado de forma a reproduzir o operador da planta, permitindo assim que se utilize a mesma ferramenta no estudo do comportamento da planta solar em outras regiões. Também se analisou o comportamento de uma planta termossolar hipotética, instalada em São João do Piauí - PI, para alguns dias típicos, utilizando dados de temperatura, velocidade do vento e radiação, medidos em uma estação solarimétrica naquela localidade. O mesmo foi efetuado para um ano típico meteorológico da região de Petrolina - PE, de forma a poder estudar o rendimento anual de uma planta termossolar em tal região.<br> / Abstract : In this work a calculation model of a thermal power plant, which uses the technology of parabolic trough collectors, was implemented. The various components of the power plant were studied separately and validated using measurement data from a real operational power plant, climatological measurements and radiation from the region where it is installed. With the purpose of facilitating the reproduction of the entire model, the modeling of each component and their physical considerations and simplifications are detailed separately. A simplified automatic control system was adopted in order to reproduce the plant operator, thus enabling to use the same tool in the study of the behavior of a solar power plant elsewhere. Also, the behavior of a hypothetical thermo plant located in São João do Piauí - PI was analyzed, for a few typical days, using data of temperature, wind speed and radiation, measured by a solarimetric station at that locality. The same was done for a typical meteorological year in the region of Petrolina - PE, in order to study the annual yield of a thermal power plant in this region.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:25:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329775.pdf: 15533198 bytes, checksum: 405fa7ebbbf537f2e36763f5ee30e7ab (MD5) Previous issue date: 2014 / Demandas ambientais vão potencializar o uso de sistemas com energias renováveis em um futuro próximo. Neste contexto, microrredes (MR) de energia, tipicamente pequenas fontes geradoras próximas do usuário final, vêm surgindo como uma opção promissora para atender necessidades crescentes de geração de energia limpa, confiável e de qualidade. Para se fazer bom uso das vantagens propiciadas por uma microrrede, há a necessidade de um uso extensivo de conversores eletrônicos de potência para interligar diversos tipos de fontes geradoras, cargas e elementos de armazenamento, devido aos seus diferentes tipos de comportamento dinâmico. Este trabalho tem por objetivo principal estudar os problemas dinâmicos associados à interconexão de conversores de eletrônica de potência em microrredes de corrente contínua (CC). Em particular, quando um conversor é utilizado como carga de outro, simplificações de modelagem podem se tornar indesejadas e até omitir fenômenos dinâmicos durante a análise do sistema. Assim, problemas associados à modelagem das cargas são estudados bem como problemas de controle da tensão do barramento CC da MR. Problemas de estabilidade não-linear são tratados basicamente utilizando a teoria qualitativa dos sistemas dinâmicos e a análise de bifurcações. A redução do problema através da modelagem das cargas baseada nas características estáticas das cargas de potência constante cobra um papel importante para a análise da estabilidade do sistema. Resultados de simulação e experimentais permitem validar os resultados analíticos obtidos neste trabalho. As principais contribuições deste trabalho são: (i) a modelagem mais realista dos perfis de carga estáticos dos conversores buck e boost ao se comportarem como cargas de potência constante; (ii) o controle por modos deslizantes dos conversores interconectados e uma análise dinâmica completa do sistema utilizando a teoria de bifurcações; (iii) comprovação dos resultados analíticos obtidos pela realização de diversos cenários de simulação e experimentais.<br> / Abstract: Environmental demands are likely to increase the use of renewable energy-based systems in a close future. In this context, power microgrids, typically small power sources located close to the final user, arise as a promising option to cope with the growing needs of a clean, reliable and high quality energy. To make good use of the advantages provided by a microgrid, an extensive use of power electronic converters is required to interconnect several kinds of power generators, sources and energy storage units, due to their diferent types of dynamic behavior.The main purpose of this work is to study the dynamic problems associated to the interconnection of power electronic converters in a direct current (DC) microgrid. In particular, when a converter acts as a load to another, modeling simplications may become undesirable and even overlook dynamic phenomena during the system analysis. In this manner, problems associated to the loads modeling are studied, as well as problems related to the control of the microgrid's bus voltage. Nonlinear stability problems are studied using the qualitative theory of dynamical systems and bifurcation analysis. The reduction of the problem by modeling the loads' based on the static profile of constant power loads takes an important role on the stability analysis of the system. Simulation and experimental results provide means to validate the analytical results obtained in this work.The main contributions of this work are: (i) the realistic modeling of static load profiles for buck and boost converters behaving as constant power loads; (ii) the sliding mode control of the interconnected converters along with a complete dynamic analysis using bifurcations theory;(iii) validation of the analytical results by using several simulation and experimental scenarios.

LOPES, L. C. N. Avaliação de um sistema eólio-elétrico de bombeamento de água. 2011. 170 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-01-16T18:08:26Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_lcnlopes.pdf: 4821903 bytes, checksum: 7c6f5bed13fab946512e54153daca7eb (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-01-16T18:09:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_lcnlopes.pdf: 4821903 bytes, checksum: 7c6f5bed13fab946512e54153daca7eb (MD5) / Made available in DSpace on 2012-01-16T18:09:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_lcnlopes.pdf: 4821903 bytes, checksum: 7c6f5bed13fab946512e54153daca7eb (MD5) Previous issue date: 2011-08 / This dissertation implements the plant of an unit of pumping water supplied by electricity from the wind energy, to make possible the wells water extraction in semi-arid regions installed at the Station of Engineering Fishing on Pici's Campus of University Federal of the Ceará (UFC), in Fortaleza - CE, Brazil. The unit has a wind turbine (1kW-220 Vac), a load controller, and a water pumping system from a well to an elevated reservoir. The electricity to water pumping system can be powered by wind turbine or conventional grid. Other aspect that improves the work was the development of a piping that can be configured to submit the water pumping system to several hydraulics loads to accomplish the operational tests. The developed plant was able to pump, on an average, 4.318 L/day of water with the maximum value of 10.698 L/day to an average wind speed of 3,84 m/s. The reached average efficiency were : 10% (wind/hydraulic) and 41% (electric/hydraulic) by a wind speed of 6,5 m/s. The accomplished rehearsals demonstrated low robustness of the wind turbine used, pledging, thus, the operational availability and the equipment reliability. Actions are suggested to guarantee the viability of this model of water pumping powered by small size wind turbines. / Esta dissertação implementa uma planta de uma unidade de bombeamento suprida por eletricidade a partir da energia eólica, para viabilizar a extração da água de poços. Instalada na Estação de Engenharia de Pesca no Campus do Pici situado na Universidade Federal do Ceará (UFC), em Fortaleza - CE, Brasil. A unidade dispõe de um aerogerador (1 kW-220 Vca), um controlador de carga, um sistema de bombeamento de água a partir de poço até um reservatório elevado. A energia elétrica para o acionamento do sistema de bombeamento pode ser fornecida pelo tanto pelo aerogerador quanto através da rede elétrica convencional. Outro aspecto enriquecedor do trabalho foi o desenvolvimento de uma tubulação configurável em que é possível submeter à bomba a diversas cargas hidráulicas, para fins de realização dos testes operacionais. A planta desenvolvida foi capaz de bombear, em média, 4.318 L/dia de água com o valor máximo 10.698 L/dia a uma velocidade de vento média de 3,84 m/s. Os rendimentos médios alcançados foram 10% (eólico/hidráulico) e 41% (elétrico /hidráulico) para uma velocidade de 6,5 m/s. Os ensaios realizados demonstraram baixa robustez do aerogerador utilizado, comprometendo, dessa forma, a disponibilidade operacional e a confiabilidade do equipamento. São sugeridos ações para garantir a viabilidade da unidade usada no bombeamento de água acionada por aerogerador de pequeno porte.

ARAÚJO, R. D. Projeto e simulação de filtros L e LCL para interconexão de inversor NPC trifásico à rede. 2012. 116 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-09-17T13:29:57Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_rdaraujo.pdf: 4251419 bytes, checksum: f27bc25f9ec9ed55ba97ff7ec72e17fd (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-09-25T18:13:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_rdaraujo.pdf: 4251419 bytes, checksum: f27bc25f9ec9ed55ba97ff7ec72e17fd (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-25T18:13:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_rdaraujo.pdf: 4251419 bytes, checksum: f27bc25f9ec9ed55ba97ff7ec72e17fd (MD5) Previous issue date: 2012-03 / This paper presents the study of a 6 kW, 380 V, three phase NPC inverter for interconnecting distributed generation unit to the grid. The inverter is studied with switching frequency of 3, 4 and 6 kHz, and it is interconnected to the grid through L and LCL filters. To identify which passive filter, L or LCL, is best suited to the inverter under study, a mathematical model has been proposed and several numerical simulations have been carried out to validate the design of the inverter and vector model developed. The control response is satisfactory, since the inverter is able to control the flow of active and reactive power delivered to the grid. Based on these results it was noticed that the LCL filter showed a lower harmonic content for the three frequencies studied in relation to the filter L. Both filters met the requirements of the standard IEEE Std 1543, however the filter L is the most suitable for the inverter under study, because the filter L not only meet the standard but also it presents a lower cost when compared to the LCL filter. / Este trabalho apresenta o estudo de um inversor NPC de 6 kW e 380 V, trifásico, para interconexão de sistemas de geração distribuída à rede elétrica. O inversor é estudado nas frequências de chaveamento de 3, 4 e 6 kHz, sendo interligado à rede elétrica através dos filtros L e LCL. Para identificar qual filtro passivo, L ou LCL, se adequa melhor ao inversor em estudo foram realizadas simulações numéricas para diferentes situações, validando o projeto do inversor e a modelagem vetorial desenvolvida. A resposta do controle é satisfatória, pois o inversor é capaz de controlar o fluxo de potência ativa e reativa entregues à rede elétrica. Diante dos resultados obtidos percebeu-se que o filtro LCL apresentou um menor conteúdo harmônico para as três frequências estudadas em relação ao filtro L. Ambos os filtros atenderam aos requisitos da norma Std IEEE 1543, no entanto o filtro L é o mais indicado para o inversor em estudo, pois além de atender a norma, o mesmo apresenta um menor custo quando comparado ao filtro LCL.