O Brasil é um país tropical em desenvolvimento com abundantes recursos em biomassa. A cana-de-açúcar é, primariamente, produzida para a obtenção de álcool e açúcar. Atualmente, os canaviais são queimados como prática de pré-colheita. Abandonando-se essa prática, o palhiço constituído por ponteiros, folhas verdes, palhas e frações de colmos remanescentes após operações de colheita, poderia ser recolhido e utilizado para produção de vapor visando geração de energia elétrica, nas próprias usinas e destilarias. Este estudo teve o objetivo de mapear o palhiço remanescente da colheita mecanizada de cana-de-açúcar, sem queima prévia, resultante do enfardamento do material por meio de duas diferentes enfardadoras (de fardos cilíndricos e prismáticos), utilizando-se os conceitos da Agricultura de Precisão. Essa atividade permitiu quantificar a massa de palhiço recolhido, sua umidade e o seu equivalente energético em barris de petróleo. A área objeto do estudo pertence à Usina Costa Pinto, município de Piracicaba, SP (22º40’30"S, 47º36’38"W). A produtividade foi estimada pela pesagem direta dos fardos, através de célula de carga e pela medição da área de origem do material enfardado. Foram realizadas determinações para os dois tipos de enfardamento resultantes da operação em áreas com três diferentes tipos de enleiramento, que diferiram entre si em relação à massa de palhiço acumulada nas leiras. Os resultados obtidos médios para massa e volume dos fardos foram de 336,4kg e 1,54m 3 para os prismáticos e de 452,9kg e 2,72m 3 para os cilíndricos. Pelos mapas obtidos observou-se que a quantidade de palhiço enfardado, sobre a área, variou de 6,0 a 15,0Mg.ha -1 ; sua umidade variou de 14,68 a 30,50% e o seu equivalente energético estimado foi de 6,33 a 17,80 barris de petróleo por hectare, todos numa distribuição não homogênea. A técnica adotada para geração de mapas para este tipo de matéria-prima mostrou-se adequada. / Brazil is a developing tropical country with abundant potential for production of biomass. The sugar cane is primarily produced to obtain alcohol and sugar. Currently the sugar cane fields are burned as a pre-harvest practice. If such practice is abandoned, the trash (green leaves, tops and straws left after harvesting) could be collected and used for vapor production for electric energy generation in the sugar mills and distilleries. The objective of this study was to map the remaining trash of the mechanically harvested raw sugar cane, not burned, as a result from bailing the material with two different balers (in cylindrical and prismatic packs), using the Precision Agriculture concepts. This activity allowed to measure the sugar cane trash mass bailed, the moisture content and the energetic equivalent, in petroleum barrels. The studied area belongs to Costa Pinto Sugar Mill, in the Piracicaba county, SP (22º40’30"S, 47º36’38"W). The yield was estimated by direct weighing the bails using a load cell and measuring the area of origin of the baled material. Determinations were carried out in two different bailing process that were made from three different raking process that differed in the amount of material taken to produce the desired sugar cane trash row. The average results for mass and volume were 336.4kg with an 1.54m 3 for prismatic bales and 452.9kg and 2.72m 3 for cylindrical bales. Using the obtained maps it was observed that the sugar cane bailed trash yield on the area varied from 6.0 to 15.0Mg.ha -1 , the moisture content varied from 14.68 up to 30.50% and the energetic equivalent was estimated from 6.33 up to 17.80 petroleum barrels per hectare, both in a non homogeneous distribution. The technique adopted to generate the maps for this type of raw material revealed itself adequate.

A necessidade de mitigação dos danos ambientais e preservação do meio ambiente fez com que os países repensassem suas formas de produção e consumo, despontando, dentre outras, a preocupação de estimular a produção e o uso de bens ambientais em detrimento aos convencionais. Diante disso, questões sobre a definição e classificação de bens ambientais emergem nas negociações comerciais e se estendem aos meios acadêmicos, e, mais recentemente, se inserem no âmbito conceitual da Economia Verde. Frente a esse cenário e à evolução da discussão sobre os bens ambientais particularmente na Organização Mundial do Comércio (OMC), é importante debater o papel do Brasil como player nesse mercado. Isto porque o volume de exportação e, principalmente, importação desses bens pelo país é significativo, particularmente para as energias renováveis; e também pelo seu potencial de produção nesse setor, com significativos investimentos previstos para os próximos anos. O objetivo deste trabalho é avaliar a trajetória do saldo comercial brasileiro de energias renováveis, adotando como base a lista proposta pela OCDE para negociação no CTE-SS da OMC, e identificar as variáveis que afetam as importações e exportações desses bens no Brasil. Além disto, pretende-se discutir a questão tarifária para a balança comercial brasileira de bens ambientais, especificamente as energias renováveis. A abordagem metodológica utilizada tem como base Castro e Cavalcanti (1997), e emprega um VEC (Modelo de Autoregressão Vetorial com correção de Erro). O período de análise compreende janeiro de 2005 a dezembro de 2010, utilizando-se dados mensais. Além da análise das estatísticas de comércio internacional, discutiram-se os investimentos e projeções para o setor energético no Brasil e no mundo, com base nos relatórios feitos pela ONU e por consultorias independentes. O Brasil, com exceção do etanol, é um importador líquido de bens ambientais na categoria de energiais renováveis, considerada a lista de bens proposta pela OCDE no CTE-SS, sendo que esta pauta compreende basicamente equipamentos para a produção de energias renováveis. Se se levar em conta os relatórios de expansão da oferta enegética para as próximas décadas, elaboradas pelo Ministério de Minas e Energia, e a própria opção brasileira por depender mais de fontes renováveis, pode-se inferir que a importação desses equipamentos pode aumentar nos próximos anos. Os resultados do modelo proposto apontam que as variáveis explicam pouco mais de 41% dos fluxos comerciais brasileiros de energias renováveis para o modelo de exportação e pouco mais de 35% para o modelo de importação. No modelo de exportação dos bens ambientais, destaca-se o PIB mundial; enquanto o PIB brasileiro se destaca como variável relevante no modelo de importação. Com relação às tarifas, observa-se que a média tarifária incidente sobre os bens exportados pelo Brasil é superior à média tarifária sobre os bens que o Brasil importa, dando destaque à elevada tarifa sobre o etanol. Como principais conclusões observa-se que, primeiro, o Brasil carece em certa medida de uma indústria de equipamentos para produção de energias renováveis que atenda à sua demanda, e que gere capacidade competitiva de exportação. Segundo, as decisões políticas e acordos de redução da emissão de gases de efeito estufa, podem ter influenciado nos resultados do modelo, uma vez que o período proposto para a análise foi marcado por acordos e programas de promoção dos renováveis, tanto no âmbito internacional quanto no nacional. Portanto, para futuros trabalhos de modelagem do comércio de energias renováveis é interessante incorporar variáveis representativas desses acordos. / The need for mitigation of damages and preservation of the environment has led countries to rethink their ways of producing and consuming goods, which in turn, generates concern to encourage the production and use of environmental goods in detriment of conventional ones. Questions about definition and classification of environmental goods emerge in the commercial sector and extend to academic environment and, more recently, to the conceptual framework of the Green Economy. In this scenario and due to discussions over evolution of environmental goods particularly in the World Trade Organization (WTO), it is important to discuss the role of Brazil as a player in this market. This is because the volume of exports and especially imports of these goods throughout the country is significant, particularly for renewable energy. In addition, because Brazil has potential in this sector, with significant investment planned for the upcoming years. The objective of this study is to assess the trajectory of the trade surplus of renewable energy, taking as basis the list proposed by the OECD for negotiation in the CTE-SS WTO, and to identify the variables that affect imports and exports of these goods in Brazil. Moreover, we aim to discuss the issue concerning tariffs to the Brazilian balance of trade in environmental goods, specifically renewable energy. The methodological approach is based on Castro and Cavalcanti (1997), and employs a VEC (vector autoregression model with error correction). The analysis period ranges from January 2005 to December 2010, using monthly data. Besides the analysis of international trade statistics, we discussed the investments and projections for the energy sector in Brazil and abroad, based on reports made by the UN and independent consultants. Brazil, with the exception of ethanol, is a net importer of environmental goods in the category of renewable energy, based on the list of goods proposed by the OECD in the CTE-SS, and this agenda basically comprises equipment for the production of renewable energy. Reports of energy supply expansion for the upcoming decades, prepared by the Ministry of Mines and Energy, and the Brazilian option to rely more on renewable sources allow to infer that imports of such equipment may increase in the upcoming years. The results show that the variables of the proposed model explain just over 41% of Brazilian trade flows of renewable energy for the export model and just over 35% for the import model. The export model of environmental goods highlights the world\'s GDP, while Brazil\'s GDP stands out as a relevant variable in the model import. With regard to tariffs, it is observed that the average tariff, levied on goods exported by Brazil, is higher than the average tariff on goods that Brazil imports, where there is focus on high tariffs on ethanol. The main conclusions are that Brazil lacks a certain extent of industrial equipment for renewable energy production that meets its demands and increases export competitiveness. Second, political decisions and agreements to reduce emissions of greenhouse gases may have influenced the results of the model, since the proposed period of analysis was marked by agreements and programs to promote renewable energy, both internationally and nationally. Therefore, it is interesting to incorporate variables representing these agreements for future work on modeling trade of renewable energy.

O presente trabalho aborda a análise e o desenvolvimento de conversores CC-CC com alto ganho de tensão, para aplicações com fontes de energia de baixíssima tensão, porém capazes de fornecer altas correntes, como: painéis fotovoltaicos, células a combustível e baterias. O principal objetivo deste trabalho é elevar a tensão de uma única célula a combustível até um nível adequado de tensão para realizar a carga de uma bateria com tensão nominal de aproximadamente 12 V, de modo eficiente, com baixa ondulação na corrente de entrada do conversor e com baixa ondulação na tensão de saída. Para alcançar o objetivo proposto, dezenas de topologias de conversores foram estudadas, analisadas, simuladas e implementadas. O trabalho também apresenta uma comparação entre topologias de conversores CC-CC que realizam a transferência de energia por meio de indutores acoplados, com uma topologia de conversor que opera com transferência direta de energia por meio de um transformador. Por fim, os resultados experimentais são apresentados com o intuito de validar os resultados simulados e teóricos. / This work shows the analysis and development of DC-DC converters with high voltage gain, for applications with energy sources of low input voltage, but capable of providing high currents, such as: photovoltaic panels, fuel cells and batteries. The main objective of this work is to raise the voltage of a single fuel cell to a suitable vol-tage level to efficiently charge a battery with rated voltage of approximately 12 V, with low current ripple in the converter and with low output voltage ripple. To achieve the proposed objective, dozens of topologies of converters were studied, analyzed, simulated and implemented. This work shows a comparison between topologies of DC-DC converters that perform power transfer via coupled inductors, with a converter topology operating with direct energy transfer through a transformer. Finally, experimental results are presented in order to validate the theoretical and simulated results.

As edificações comerciais, públicas e residenciais foram responsáveis em 2014 por 50% do consumo de eletricidade no país. Considerando os últimos dez anos, enquanto o consumo médio dos diferentes setores da economia cresceu 3,5% ao ano, o consumo do setor comercial cresceu 5,4%. Os edifícios de escritórios corporativos representam grandes consumidores de energia, chegando a valores superiores aos 200 kWh/m2.ano. A geração distribuída é uma solução que vem sendo estudada no país, primeiramente pela aprovação da Resolução Técnica 482:2012 da ANEEL, que regulamenta a geração de eletricidade na baixa tensão e depois pela aprovação da Portaria 381:2015 que dispõe sobre a geração de eletricidade na média tensão. Apesar do crescimento da geração por fontes fotovoltaicas no mundo, no Brasil essa geração ainda é mínima frente às fontes hídricas e térmicas. Nos edifícios de escritórios corporativos a instalação de painéis fotovoltaicos na cobertura é bastante limitada, devido à disputa de espaço com outros serviços, como as áreas técnicas e heliponto. Nesse contexto, as fachadas aparecem como oportunidade para geração de eletricidade, através da tecnologia fotovoltaica integrada na arquitetura (BIPV). Nesse estudo foi avaliada a viabilidade técnica e financeira da geração integrada à arquitetura dos edifícios de escritórios corporativos da cidade de São Paulo a partir do uso de vidros fotovoltaicos. Os resultados indicam que existe um potencial de redução de 15% no consumo de eletricidade anual, considerando tanto a geração de eletricidade, quanto a redução do consumo do sistema de ar condicionado, que tem sua carga térmica reduzida com o uso dos vidros fotovoltaicos. A tecnologia já é viável financeiramente no mercado brasileiro quando associada ao vidro refletivo, apresentando um tempo de retorno simples de 2,9 anos, uma TIR de 34,2% e um VPL de 1.779.257,53, para um edifício em torre com 28.010 m2 de área condicionada e 21 andares. / Commercial, public and residential buildings accounted in 2014 for 50% of electricity consumption in Brazil. Considering the last ten years, while the average consumption of the different sectors of the economy increased by 3.5% per year, the consumption of the commercial sector grew 5.4%. Corporate buildings are major energy consumers, reaching values in the range of 200 kWh/m2.year. Distributed generation is a solution that has been studied in the country, primarily with the approval of the Technical Resolution 482:2012, which regulates the generation of electricity at low voltage and then with the approval of the General Ordinance 381:2015 which regulates the generation of electricity at medium voltage. Despite the growth in generation from photovoltaic sources in the world, in Brazil this generation is still minimal when compared to other sources, like hydro and thermal plants. In commercial buildings, the space to install photovoltaic panels on the roof is quite limited. In this context the facades appear as an opportunity to generate electricity through photovoltaic technology integrated in the architecture (BIPV). In this study we evaluated the technical and financial feasibility of the integrated generation to the architecture of corporate buildings in the city of Sao Paulo. The results indicate a 15% reduction potential in annual electricity consumption, considering both the electricity generation and the reduction of the consumption by the air conditioning system, which has a reduced thermal load when photovoltaic glass is used. The BIPV technology is already feasible in the Brazilian market when coupled with reflective glass, showing a simple payback of 2.9 years, an IRR of 34.2% and a NPV of 1,779,257.53, for a building with 28,010 m2 and 21 floors.

Submitted by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2011-03-29T13:08:01Z No. of bitstreams: 1 BACELLAR, Atlas Augusto PPGEngenharia Física.pdf: 1396260 bytes, checksum: 166749b2851bba9bb9b06955d307e11e (MD5) / Made available in DSpace on 2011-03-29T13:08:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BACELLAR, Atlas Augusto PPGEngenharia Física.pdf: 1396260 bytes, checksum: 166749b2851bba9bb9b06955d307e11e (MD5) Previous issue date: 2010 / A universalização do fornecimento de energia elétrica é uma meta ainda distante de ser alcançada na Amazônia brasileira, em face dos obstáculos geográficos, da dispersão de seus habitantes, da indefinição de tecnologias adequadas, além dos aspectos econômicos, em que pese ações governamentais, traduzidas no Programa Luz para Todos - PLpT, criado em 2003, cuja meta é atender a totalidade dos consumidores rurais até 2010, e a determinação da Agência Nacional de Energia Elétrica –ANEEL, responsável no Brasil pela regulação do setor elétrico, da obrigatoriedade da universalização até 2015. Este trabalho descreve pesquisa realizada no rio Madeira, na Amazônia brasileira, em que a geração de energia elétrica para atendimento de comunidades e pequenas cidades ao longo do rio, contribuindo para a universalização, pode ser viabilizada usando como fonte renovável inédita a biomassa lenhosa depositada no fundo do rio, decorrente de processos naturais, cuja retirada faz parte da rotina do Ministério dos Transportes, por obrigação legal, para viabilizar segurança na navegação. Como etapa inicial foram realizadas revisões bibliográficas para dar suporte à fundamentação teórica acerca de sistema elétrico brasileiro, universalização de acesso à energia elétrica, fontes renováveis na Amazônia, tecnologias para geração de eletricidade usando biomassa como fonte, subsídios no setor elétrico do Brasil, o rio Madeira, suas características e importância, além de ferramentas de análise de investimento. Em seguida, foram coletadas informações junto à AHIMOC, órgão responsável pela hidrovia do Madeira, quanto aos dados quantitativos e qualitativos da retirada de biomassa lenhosa do leito desse rio, bem como trabalhos de coleta in locu de amostras dessa biomassa para posterior análise de suas características físico-químicas em laboratório da UFAM. De posse dessas informações procedeu-se a avaliação de potencial de geração de energia elétrica da biomassa, assim como de rotas tecnológicas para tal. Os resultados obtidos das biomassas coletadas serviram como balizadores para confirmação de valores constantes na literatura e foram usados posteriormente na avaliação de potencial de geração de energia elétrica com identificação de rotas tecnológicas para tal. Etapa posterior contemplou a obtenção junto à concessionária de identificação e caracterização de potenciais mercados consumidores localizados na calha do Rio Madeira. Uma vez caracterizada a biomassa disponível, as possíveis rotas tecnológicas e os potenciais mercados consumidores, foram avaliados os aspectos tecnológicos, econômicos, ambientais, sociais e legais envolvidos. O estudo conclui pela competitividade do sistema de gaseificação, podendo contribuir para a universalização do acesso a eletricidade, cuja viabilização depende de adoção de política pública neste sentido, a partir de ações entre os Ministérios dos Transportes, de Minas e Energia e do Meio Ambiente. Conclui, também, pelo potencial de atração de capital privado, o que contribuiria para a redução de gastos públicos. Trabalhos futuros quanto à replicabilidade do estudo em áreas com fenômeno semelhante, bem como de oportunidades de uso de outras biomassas apresentam-se viáveis. / The universal provision of electricity remains far from achieved in the Brazilian Amazon, given the geographical obstacles, the dispersion of its inhabitants, the indistinctness of appropriate technologies, and the economic obstacles. Governmental action was taken in 2003 with the creation of the Light for All Program (PLpT), with the goal of bringing electricity to all rural consumers by 2010. In addition, the National Electric Power Agency, ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica), which is responsible in Brazil for the electrical sector regulation, has issued a determination of compulsory access to electricity by 2015. This study describes research conducted on the Madeira River, in the Brazilian Amazon, where the electric needs of the communities and small towns along the river can be satisfied through the gasification system, using as a renewable feedstock the wood-fuel biomass deposited on the riverbed, derived from natural processes, which the Ministry of Transport is already legally obligated to remove in order to provide safe navigation along the river. The first part of the study was dedicated to review Brazilian power system, Universal access to electricity in Brazil, renewable sources of energy in the Amazon region, technologies to produce electricity using biomass as source, Brazilian power sector subsidies, the Madeira River, its characteristics and economic importance and investment analysis tools. Next, quality and quantity information of the biomass collected from the river along the years was taken from AHIMOC, the Federal Organization responsible for the Madeira River navigability. Then a physical-chemical analysis was made at the UFAM’s laboratories, using biomass collected in a field trip. The biomass power potential and the technological power production routes using biomass were evaluated with these data after comparing the results with available literature. Subsequently information about householders and communities located at the Madeira River was obtained with the State Utility. Once the available biomass, the technology routes and the possible consumers were characterized, the study evaluated technology, economy, environment, social and legal aspects. The study results show the competitiveness of gasification comparing to diesel thermoelectric plants, along with its advantages in helping Brazilian universal electrification program, which implementation depends on public policies with the obligatory participation of the Ministry of Mines and Energy, Ministry of Transports and The Ministry of Environment, and also the attractiveness potential private capital participation which could contribute to reduce public investment. The results should help future studies in others areas with similar phenomena and the opportunity to use another types of local biomass in Gasifier systems. / UFAM - Universidade Federal do Amazonas

O Brasil é um país tropical em desenvolvimento com abundantes recursos em biomassa. A cana-de-açúcar é, primariamente, produzida para a obtenção de álcool e açúcar. Atualmente, os canaviais são queimados como prática de pré-colheita. Abandonando-se essa prática, o palhiço constituído por ponteiros, folhas verdes, palhas e frações de colmos remanescentes após operações de colheita, poderia ser recolhido e utilizado para produção de vapor visando geração de energia elétrica, nas próprias usinas e destilarias. Este estudo teve o objetivo de mapear o palhiço remanescente da colheita mecanizada de cana-de-açúcar, sem queima prévia, resultante do enfardamento do material por meio de duas diferentes enfardadoras (de fardos cilíndricos e prismáticos), utilizando-se os conceitos da Agricultura de Precisão. Essa atividade permitiu quantificar a massa de palhiço recolhido, sua umidade e o seu equivalente energético em barris de petróleo. A área objeto do estudo pertence à Usina Costa Pinto, município de Piracicaba, SP (22º40’30”S, 47º36’38”W). A produtividade foi estimada pela pesagem direta dos fardos, através de célula de carga e pela medição da área de origem do material enfardado. Foram realizadas determinações para os dois tipos de enfardamento resultantes da operação em áreas com três diferentes tipos de enleiramento, que diferiram entre si em relação à massa de palhiço acumulada nas leiras. Os resultados obtidos médios para massa e volume dos fardos foram de 336,4kg e 1,54m 3 para os prismáticos e de 452,9kg e 2,72m 3 para os cilíndricos. Pelos mapas obtidos observou-se que a quantidade de palhiço enfardado, sobre a área, variou de 6,0 a 15,0Mg.ha -1 ; sua umidade variou de 14,68 a 30,50% e o seu equivalente energético estimado foi de 6,33 a 17,80 barris de petróleo por hectare, todos numa distribuição não homogênea. A técnica adotada para geração de mapas para este tipo de matéria-prima mostrou-se adequada. / Brazil is a developing tropical country with abundant potential for production of biomass. The sugar cane is primarily produced to obtain alcohol and sugar. Currently the sugar cane fields are burned as a pre-harvest practice. If such practice is abandoned, the trash (green leaves, tops and straws left after harvesting) could be collected and used for vapor production for electric energy generation in the sugar mills and distilleries. The objective of this study was to map the remaining trash of the mechanically harvested raw sugar cane, not burned, as a result from bailing the material with two different balers (in cylindrical and prismatic packs), using the Precision Agriculture concepts. This activity allowed to measure the sugar cane trash mass bailed, the moisture content and the energetic equivalent, in petroleum barrels. The studied area belongs to Costa Pinto Sugar Mill, in the Piracicaba county, SP (22º40’30”S, 47º36’38”W). The yield was estimated by direct weighing the bails using a load cell and measuring the area of origin of the baled material. Determinations were carried out in two different bailing process that were made from three different raking process that differed in the amount of material taken to produce the desired sugar cane trash row. The average results for mass and volume were 336.4kg with an 1.54m 3 for prismatic bales and 452.9kg and 2.72m 3 for cylindrical bales. Using the obtained maps it was observed that the sugar cane bailed trash yield on the area varied from 6.0 to 15.0Mg.ha -1 , the moisture content varied from 14.68 up to 30.50% and the energetic equivalent was estimated from 6.33 up to 17.80 petroleum barrels per hectare, both in a non homogeneous distribution. The technique adopted to generate the maps for this type of raw material revealed itself adequate.

O presente trabalho aborda a análise e o desenvolvimento de conversores CC-CC com alto ganho de tensão, para aplicações com fontes de energia de baixíssima tensão, porém capazes de fornecer altas correntes, como: painéis fotovoltaicos, células a combustível e baterias. O principal objetivo deste trabalho é elevar a tensão de uma única célula a combustível até um nível adequado de tensão para realizar a carga de uma bateria com tensão nominal de aproximadamente 12 V, de modo eficiente, com baixa ondulação na corrente de entrada do conversor e com baixa ondulação na tensão de saída. Para alcançar o objetivo proposto, dezenas de topologias de conversores foram estudadas, analisadas, simuladas e implementadas. O trabalho também apresenta uma comparação entre topologias de conversores CC-CC que realizam a transferência de energia por meio de indutores acoplados, com uma topologia de conversor que opera com transferência direta de energia por meio de um transformador. Por fim, os resultados experimentais são apresentados com o intuito de validar os resultados simulados e teóricos. / This work shows the analysis and development of DC-DC converters with high voltage gain, for applications with energy sources of low input voltage, but capable of providing high currents, such as: photovoltaic panels, fuel cells and batteries. The main objective of this work is to raise the voltage of a single fuel cell to a suitable vol-tage level to efficiently charge a battery with rated voltage of approximately 12 V, with low current ripple in the converter and with low output voltage ripple. To achieve the proposed objective, dozens of topologies of converters were studied, analyzed, simulated and implemented. This work shows a comparison between topologies of DC-DC converters that perform power transfer via coupled inductors, with a converter topology operating with direct energy transfer through a transformer. Finally, experimental results are presented in order to validate the theoretical and simulated results.

A inclusão de fontes alternativas no sistema de energia elétrica possibilita a otimização dos recursos naturais disponíveis para geração. A conexão dessas fontes deve ser efetuada de forma a evitar índices de qualidade de energia incondizentes aos limites estabelecidos por normas nacionais e internacionais. Nesse contexto, sistemas de Geração Distribuída (GD) conectados à rede de distribuição via controle tensão/potência utilizam controladores Proporcional+Ressonantes (P+R) para produzir tensões com mínimas distorções na presença de cargas não lineares. Além disso, esse tipo de solução apresenta resultados satisfatórios na presença de outros tipos de carga (linear, não linear e conexão de máquina de indução), entretanto, para uma carga RLC com frequência de ressonância igual à frequência fundamental, o sistema de GD torna-se instável e as distorções harmônicas ultrapassam os limites mínimos estabelecidos para assegurar a qualidade de energia. Dessa forma, essa dissertação de mestrado propõe a substituição do controlador P+R da frequência fundamental por um controlador de ordem fracionária PIλ, projetado através de um algoritmo de otimização heurística. Os resultados obtidos através de simulação demonstram que o controlador proposto apresenta resultados satisfatórios para todas as cargas testadas: Não Linear; Motor de Indução Trifásico e RLC com frequência de ressonância igual à fundamental da rede. Entretanto, os resultados experimentais mostraram uma sensibilidade quanto à mudança de carga e quanto aos parâmetros de discretização do controlador, sugerindo a necessidade de uma análise mais rigorosa na etapa de projeto de modo a se ter robustez quanto à variação de carga. / The insertion of alternative sources in the power system enables the optimization of natural resources available for electrical generation. The connection of these sources to the grid has to be made in order to avoid indices of power quality greater than the limits established by national and international standards. In this context, a Distributed Generation (DG) systems connected to the grid via voltage/power control use a proportional+resonant (P+R) controller to produce not only the fundamental frequency but also to reduce the voltage distortion when nonlinear loads are connected to the DG terminals. Additionally, this type of solution shows satisfactory results for linear, balanced, unbalanced and direct connection of induction machine as well. However, for parallel RLC load with frequency of resonance equals to the fundamental frequency of the grid, the DG system operation becomes unstable with high levels of harmonic distortions and an oscillatory behavior. In this context, we propose the replacement of the PR controller for the fundamental frequency by a fractional order controller PIλ designed via a heuristic optimization algorithm. To prove the feasibility of the proposed approach a set of simulations are presented, however, the experimental prototype shown the sensitivity of the controller for different loads and for the controller discretization parameters suggesting the need for more analysis during the design procedures of the PIλ controller to achieve the expected robustness.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-01-26T12:53:59Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseDesempenhoSistema.pdf: 9817105 bytes, checksum: dfd9f24447a4c8b7afd82b8272634af7 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-01-26T13:12:50Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseDesempenhoSistema.pdf: 9817105 bytes, checksum: dfd9f24447a4c8b7afd82b8272634af7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-26T13:12:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseDesempenhoSistema.pdf: 9817105 bytes, checksum: dfd9f24447a4c8b7afd82b8272634af7 (MD5) Previous issue date: 2015-02-23 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O presente trabalho apresenta a análise da operação de um sistema fotovoltaico domiciliar de 180 Wp projetado para atendimento de pequenas demandas. O sistema em questão está instalado na área de testes do laboratório do Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas (GEDAE), com o propósito de simular seu funcionamento como provedor de energia elétrica para uma residência ribeirinha típica da Região Amazônica. Para este fim, foi simulada a alimentação de cargas que são utilizadas frequentemente nessas residências (TV e lâmpadas) em horários pré-definidos. No trabalho, além da descrição dos componentes do sistema, são expostos também os mecanismos empregados na monitoração de seu funcionamento, bem como a análise de dados obtidos acerca do comportamento do sistema operando com diferentes tecnologias de inversores de tensão (formas de onda de saída senoidal, quadrada e quadrada modificada), controladores de carga e baterias de descarga profunda (OPzV). / This work presents the operational analysis of the operation of a 180 Wp solar home system designed to supply small loads. The solar home system is installed at the laboratory testing area of the “Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas” (GEDAE), in order to simulate its operation as electricity supply for a typical riparian residence of the Amazon. For this, it was simulated the use of loads that are frequently used in these homes (TV and lamps) at predefined times. Besides the description of the system components, the mechanisms for monitor its operation and to analyze the data obtained about the behavior of the system operating with different technologies of inverters (sine, square and modified square output waveforms), charge controllers and deep cycle batteries are also presented.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-01-26T12:59:07Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DesafiosOportunidadesAcesso.pdf: 4701199 bytes, checksum: 0f5f0f67281997fb0dde866ba300ae50 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-01-26T13:24:59Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DesafiosOportunidadesAcesso.pdf: 4701199 bytes, checksum: 0f5f0f67281997fb0dde866ba300ae50 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-26T13:24:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DesafiosOportunidadesAcesso.pdf: 4701199 bytes, checksum: 0f5f0f67281997fb0dde866ba300ae50 (MD5) Previous issue date: 2015-02-20 / O planejamento energético brasileiro vem progressivamente dando ênfase à utilização de fontes renováveis de energia, entretanto para algumas iniciativas como o Programa Luz Para Todos, constata-se que essas alternativas energéticas vêm sendo tratadas como uma atividade secundária e de difícil implementação. Este trabalho tem por objetivo analisar como o governo brasileiro vem adaptando a sua estrutura institucional, tecnológica e de financiamento para fornecer acesso universal à eletricidade em áreas remotas. De acordo com informações oficiais, esta iniciativa provou ser eficaz em sua primeira fase, que foi desenvolvida pela extensão de rede convencional. Entretanto o estudo conclui que o programa atualmente não converge para o atendimento pleno do acesso à eletricidade em áreas remotas na Amazônia e três principais desafios foram identificados. Há uma necessidade de adaptação das estruturas institucionais existentes, harmonizar tecnologias para o contexto regional e utilizar os fundos governamentais de forma mais eficaz. A pesquisa aponta caminhos e alternativas para o que está sendo realizado nos sistemas isolados, e apresenta dois estudos de caso onde foram aplicados a geração descentralizada de energia com fontes renováveis de biomassa residual em comunidade isoladas e para o aproveitamento energético de resíduos sólidos urbanos em município pertencente ao sistema isolado. Esses exemplos práticos têm como proposta contribuir com os resultados do estudo para o desenvolvimento de políticas públicas, projetos de pesquisa, atender fornecedores de tecnologia e promover soluções energéticas e residuária para municípios e comunidades do sistema isolado nacional, visando atingir o acesso universal à energia elétrica em áreas remotas na Amazônia. / The Brazilian energy planning has been progressively emphasizing the use of renewable energy sources, however for some initiatives such as the Light for All Program, these energy alternatives are being treated as a secondary activity and difficult to implement. This work aims to analyze how the Brazilian government has been adapting its institutional structure, technology and funding to provide universal access to electricity in remote areas. According to official information, this initiative has proven effective in its first phase, which was developed by the extension of conventional network. However, the study concludes that the program is currently not converges to full compliance with the access to electricity in remote areas in the Amazon and three main challenges were identified. There is a need for adjustment of current institutional structures, harmonize technologies to the regional context and use government funds more effectively. The research points out ways and alternatives to what is being done in isolated systems, and presents two case studies which have been applied to decentralized power generation with renewable sources of biomass in isolated community, and the energy utilization of municipal solid waste in the municipality belonging to the isolated system. These practical examples are proposed to contribute to the results of the study for the development of public policies, research projects, meet technology providers and promote energy and residuary solutions for municipalities and communities belonging to national isolated system, aiming to achieve universal access to energy electricity in remote areas in the Amazon.