A utilização de conversores multiníveis tem sido uma importante alternativa para aplicações de alta potência e média tensão, graças aos altos níveis de potência alcançáveis por estas estruturas. Recentemente, esta topologia de conversores foi aplicada em sistemas com fontes alternativas para alimentar um sistema de geração distribuída, nos quais diferentes fontes de energia eram utilizadas. Com base nas características dos conversores multinível e sua potencial aplicabilidade em sistemas de geração distribuída, este trabalho tem como objetivo construir um sistema multinível conectado a rede de distribuição para utilização de fontes alternativas de energia como fontes primárias. Considerando que a energia fornecida pelas fontes alternativas pode sofrer variações, propõe-se a integração de sistemas armazenadores de energia, como capacitores, ao sistema multinível. Por isso, este trabalho desenvolve uma estratégia de controle para máxima transferência de potência ativa entregue à rede a fim de obter um fluxo ótimo. A topologia multinível deste trabalho possui em sua configuração dois módulos inversores conectados em série. Neste caso, é possível que pelo menos um desses inversores funcione com uma modulação em baixa frequência processando a maior parcela de potência. Assim, duas estratégias de controle modulação de fase e modulação de amplitude para a transferência de potência realizada pelo inversor de baixa frequência são analisadas. As vantagens e desvantagens de cada um dos métodos são expostas e então a estratégia mais adequada, no caso a modulação de amplitude, é utilizada na operação do conversor multinível. Além disso, são apresentados a modelagem das plantas e o projeto dos controladores de cada um dos módulos inversores. Por fim, a validação da proposta é feita através dos resultados de simulações e experimentais que mostram a capacidade do sistema de geração em transferir potência constante para a rede de distribuição e manter a corrente quase sem distorções em fase com a tensão. / The utilization of multilevel converters has been an important alternative for medium voltage applications with high power and power quality demand, thanks to the high power levels achievable for this kind of structure. Recently, this converter topology was proposed as a new possibility in renewable energy source applications, mainly in system delivering power to the grid, where different renewable energy resources may be used. Based on the characteristics of multilevel converters, and their potential applicability in distributed generation systems, this study aims to build a multilevel system that could be powered by renewable energy sources as primary sources and then connect them to a distribution grid. However, considering the energy produced by alternative sources can vary, it is analyzed the integration of a storage energy system in this multilevel topology. Taking into account this ends, the main concern of this study is related to the development of a control strategy to maximize the active power transferred to the grid. The multilevel topology employed in this study has two H-bridge inverter modules connected in series forming a cascaded configuration. Therefore, it is possible that at least one of these inverters, operating with a low frequency of modulation, process the majority of power with lower amount of losses. On this way, two control strategies for power transfer are analyzed. The advantages and disadvantages of each method are presented, and the most appropriated strategy is used in the operation of the multilevel converter system. In addition, it has been presented the design criteria for each controller and finally the validation of the proposed approach is done by mains of simulations and experimental results which show the ability of the converter to transfer constant active power to the grid and keep the grid current in phase with the grid voltage.

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-10-16T18:20:59Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AvaliacaoOperacionalDiferentes.pdf: 22302291 bytes, checksum: 8120408e0a53d61465fff8f63977437e (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-11-14T16:46:30Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AvaliacaoOperacionalDiferentes.pdf: 22302291 bytes, checksum: 8120408e0a53d61465fff8f63977437e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-14T16:46:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AvaliacaoOperacionalDiferentes.pdf: 22302291 bytes, checksum: 8120408e0a53d61465fff8f63977437e (MD5) Previous issue date: 2017-06-13 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho avalia experimentalmente as tecnologias string, microinversor e conversor c.c.-c.c., de modo a contribuir para a construção do conhecimento científico da aplicação das diferentes arquiteturas de interligação de geradores fotovoltaicos à rede elétrica convencional. Para isso são utilizados diferentes sistemas instalados no laboratório do GEDAE/UFPA, Região Norte do país. Comparou-se os desempenhos de acordo com as informações nos diferentes mecanismos de aquisição de dados disponíveis no laboratório. Tendo em vista que alguns desses mecanismos de aquisição de dados fornecem somente o valor da energia acumulada ao longo do dia, foi dado um enfoque na operação global dos diferentes sistemas analisados. Contudo, naqueles sistemas onde maiores detalhes da operação foram monitorados, seja por sistemas de aquisição do próprio equipamento ou por equipamentos existentes no laboratório (osciloscópio digital Fluke, wattímetro, etc), análises pontuais importantes, mais detalhadas da operação do sistema, foram desenvolvidas. Os resultados obtidos mostram que o conversor c.c.-c.c. apresentou desempenhos superiores aos demais sistemas monitorados. Contudo constatou-se a ocorrência de problemas devido ao processo de pareamento dos conversores c.c.-c.c. na operação do sistema que permanecem até os dias de hoje. / This work aims to experimentally evaluate the string, microinverter and d.c.-d.c. converter technologies, in order to contribute to scientific knowledge construction in applications of the different interconnection architectures of photovoltaic generators to the conventional electric grid. For this, were used different systems installed at GEDAE’s laboratory (UFPA), located in northern region of the country. It was compared the performances according to the information from different data acquisition mechanisms available in the laboratory. In face of some of these data acquisition mechanisms provide only the value of energy accumulated throughout the day, a focus was given on the overall operation of the different systems analyzed. However, in those systems which greater operational details were monitored, either by the equipment's own acquisition system or already existing equipment in the laboratory (Fluke Digital Storage Oscilloscope, Digital Power Meter, etc.), important point analyzes with more detailed operation of the system were performed. The obtained results show that the d.c.-d.c. converters system presented superior performance to the other monitored systems. However, it has been found the occurrence of problems due to the pairing process of the d.c.-d.c. power converters in the operation of such systems that remain until now.

Submitted by Alessandro Thiesen Flores (alessandro.thiesen@gmail.com) on 2019-01-23T23:58:12Z No. of bitstreams: 1 THIESEN_POS_DEFESA_21012019.pdf: 5692429 bytes, checksum: bf908d447092aff6e106e894a1f1bb5f (MD5) / Rejected by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: • A capa e ficha catalográfica não são consideradas para contagem de páginas. a paginação deve aparecer no canto superior direito a partir da introdução, realizei a contagem das páginas e seu trabalho deve com o número (19)*, após você precisa atualizar a numeração na ficha catalográfica, nas listas e no sumário. • As palavras-chave e keyword devem ser separadas entre si por ponto final e também finalizadas por ponto. (favor ver exemplo no template ou diretrizes) • Os títulos dos elementos pré- textuais e pós textuais devem ser centralizados. ~ • Qualquer que seja o tipo de ilustração (figuras, desenhos, gráficos, diagramas,fluxogramas, fotografias, mapa, planta, quadro, imagem entre outros) sua identificação (título) aparece na parte superior com letra tamanho 12; o Na parte inferior, Tamanho da letra 10, indicar a fonte consultada (elemento obrigatório, mesmo que seja produção do próprio autor), notas e outras informações necessárias à sua compreensão. o Devem conter a fonte mesmo que elaborada pelo autor. o Ex: Fonte: Autor Fonte: Autoria própria (favor ver exemplo no template ou diretrizes) • As fontes das ilustrações, tabelas e quadros não podem ser links . Areferência deve ser informada ao final, seguindo os padrões da ABNT.Para indicar a fonte, deve ser colocada a autoria e o ano entre parênteses. Ex.: Martins (2010). Quando uma referência for retirada de um meio eletrônico deve-se identificar uma autoria para o que é visualizado na página; se não houver título, escrever uma pequena descrição do que foi visto e seguir com os dados: disponível em:<endereço eletronico> . Acesso em: xx mes xxxx. A autoria pode ser uma pessoa física, uma Instituição, uma empresa, uma pessoa jurídica e até o nome do próprio site. Ex.: ECOVILAS. Condomínios autossustentados e permaculturais. Disponível em: <http://www.ecoovilas.com/projetos/permacultura>. Acesso em: 10 out. 2017. Será colocado na Fonte: Ecovilas (2017) • A tabela expõe dados estatísticos, representados numericamente. A forma de apresentação é a seguinte: o lados esquerdo e direito da tabela sempre abertos; o partes superior e inferior sempre fechadas; o não há traços horizontais e verticais para separar números, em seu interior.  Devem conter a fonte mesmo que elaborada pelo autor. Para tabelas que ultrapasse as dimensões de uma página, deve ser apresentada em duas ou mais partes, neste caso, a tabela interrompida não é delimitada por traço horizontal na parte inferior e acrescenta-se o termo (continua) após o título. nas folhas seguintes insere-se novamente o título da tabela e o termo (continuação ) e na última folha o termo (conclusão) exemplo nas diretrizes. • Referências. A palavra Referências deve ser centralizada, e não conter numeração de seção; As referencias devem ser justificadas, espaço simples com um espaço simples(enter) entre elas. • Sobre a elaboração das referencias e citações favor solicitar ajuda com a bibliotecária Juciene (juciene.pedroso@unesp.br) e formatação Jaquelina (jaquelina.cesar@unesp.br) Mais informações acesse o link: http://www2.feg.unesp.br/Home/Biblioteca21/diretrizes-2016.pdf Agradecemos a compreensão. on 2019-01-24T16:08:54Z (GMT) / Submitted by Alessandro Thiesen Flores (alessandro.thiesen@gmail.com) on 2019-01-26T18:03:59Z No. of bitstreams: 1 Entrega dissertacao.pdf: 5684525 bytes, checksum: 8cf892ef316d2ca634e88a9a3e2fbb27 (MD5) / Rejected by Ana Cristina Figueiredo Loureiro (ana-cristina.loureiro@unesp.br), reason: Bom dia Alessandro, Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: Na página 30,no final da página, teve um corte do texto, ficou uma página em branco. Seguir os exemplos abaixo e aplicar para as TODAS fontes das tabelas, figuras.... Fonte: Sobrenome do autor (ano) Ex: Silva (2017) Na Figura 4 Incorreto: Fonte: IBRAHIM; ILINCA; PERRON (2008) Correto: Fonte: Ibrahim; Ilinca; Perron (2008) Incorreto: Fonte: AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS (2017b). Correto: Fonte: Agência Nacional de Águas (2017b) Verificar o 2017a, não localizado Incorreto: Fonte: IBGE (2018) Correto: Fonte: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (2018) Figura 20 Incorreto: Fonte: GOOGLE EARTH (2018), Correto: Fonte: Google (2018) Na lista de referência ficará assim: GOOGLE. Google Earth. Versão. Local: editora, ano. Disponível em: <site dowload>. Acesso em: (data que foi acessado) 20 ago. 2011 Todas as fontes tem que estar relacionadas na lista de referências A bibliotecária Juciene irá enviar as correções da lista de referências. Agradecemos a compreensão on 2019-01-29T11:47:01Z (GMT) / Submitted by Alessandro Thiesen Flores (alessandro.thiesen@gmail.com) on 2019-01-31T03:01:46Z No. of bitstreams: 1 Entrega dissertacao 2019.01.31.pdf: 5685627 bytes, checksum: 5b967da1fd0d43b152ada4ae323e8217 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Cristina Figueiredo Loureiro (ana-cristina.loureiro@unesp.br) on 2019-01-31T15:32:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 flores_at_me_guara.pdf: 5685627 bytes, checksum: 5b967da1fd0d43b152ada4ae323e8217 (MD5) / Made available in DSpace on 2019-01-31T15:32:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 flores_at_me_guara.pdf: 5685627 bytes, checksum: 5b967da1fd0d43b152ada4ae323e8217 (MD5) Previous issue date: 2018-12-03 / Sistemas híbridos de geração de energia, que combinam a geração eólica com a geração hidráulica, são um modo de melhorar o aproveitamento da energia gerada pelos inconstantes e aleatórios ventos, e supri-la quando houver a demanda de energia por parte dos consumidores. A presente pesquisa analisa a possibilidade de conversão de centrais hidrelétricas convencionais em centrais de acumulação por bombeamento associadas a centrais eólicas, visando o aumento da oferta de energia elétrica no horário de ponta do Sistema Elétrico Brasileiro. Esta pode ser uma ser uma alternativa sustentável de adaptação do sistema hidrotérmico brasileiro às mudanças climáticas e a períodos de escassez hídrica. A pesquisa é desenvolvida através de um estudo de caso na Bacia Hidrográfica do Rio Paraíba do Sul, mais especificamente, nas Usinas Hidrelétricas de Paraibuna e Santa Branca. A análise consiste em fazer simulações de operação de uma Central Hidrelétrica de Acumulação por Bombeamento (CHAB) para bombear água no horário fora de ponta e gerar a energia acumulada no horário de ponta, associado a um parque eólico para alimentar as bombas e assim sincronizar a geração de energia eólica com o pico de demanda energética. São realizadas simulações com três objetivos diferentes (melhoria do uso da água, maximização da geração da energia no horário de ponta e a maximização da variação total de energia gerada e consumida). Em termos de variação de energia gerada, conclui-se que a CHAB propicia um aumento de aproximadamente 12,5% (em relação ao total gerado anualmente pela usina de Paraibuna) ou 41,8 GWh/ano na energia gerada no horário de ponta, atendendo assim o pico de demanda e consequentemente dando maior estabilidade ao sistema elétrico. Como esperado, o balanço energético de Paraibuna é negativo, uma vez que há perdas adicionais das operações de bombeamento, totalizando aproximadamente uma redução de 7,8% (em relação ao total gerado anualmente pela usina de Paraibuna). Além da maior oferta de energia no horário de ponta, conclui-se que a CHAB contribui para a regularização hídrica, uma vez que diminui a variabilidade do nível de montante tanto nos períodos de cheias e principalmente nos períodos de crise hídrica. / Hybrid systems for power generation that combine wind with hydroelectric generation are a way to synchronize the power demand from grid and the power generated by the wind power generation. The research project analyses the adaptation of existing hydro powerplants, changing them into Power Storage Powerplants, combined with wind farms to increase the energy generation in the peak-demand period in Brazilian Electrical System. It can be a sustainable solution to adapt the Brazilian Hydro-Thermal System to climate changes and drought periods. The research project has been developed in a system proposed in the Paraiba do Sul Basin, specifically, in the Paraibuna and Santa Branca Power Plants. The analysis consists in simulating the daily operation of Pumped Storage Powerplant (PSP) to pump the water in the off-peak period and generate the storage energy in the peak period, linked to a wind farm to feed the pumps to synchronize the energy generated by wind farm with peak-demand period. Three goals (improve the water usage, maximization of power generated in the peakdemand period and maximization of overall power generated) has been simulated. Regarding the addition of power generated, PSPs can increase by 12.5% approximately (in relation to the total amount generated annually by the Paraibuna Powerplant) or 41.8 GWh/year during peakdemand period, fulfilling the peak power demand and consequently improve the stability of overall electric system. The energy balance of Paraibuna Power Plant and PSP is negative as expected, since there are additional losses from pumping mode, resulting 7.8% reduction (in relation to the total amount generated annually by the Paraibuna Powerplant). In addition to increase energy availability in the peak period, one concludes that PSP helps to stabilize the generation system, since it reduces the variability of upstream level either on flood periods and mainly on drought periods.

Este trabalho estuda a interação entre os métodos anti-ilhamento aplicados em sistemas fotovoltaicos residenciais, operando simultaneamente em uma rede de distribuição de baixa tensão. Os sistemas fotovoltaicos em geral interagem entre si, com a rede de distribuição da concessionária e com outras fontes de geração distribuída. Uma consequência importante dessa interação é a ocorrência do ilhamento, que acontece quando as fontes de geração distribuída fornecem energia ao sistema elétrico de potência mesmo quando esta se encontra eletricamente isolada do sistema elétrico principal. A função anti-ilhamento é uma proteção extremamente importante, devendo estar presente em todos os sistemas de geração distribuída. Atualmente, são encontradas diversas técnicas na literatura. Muitas delas oferecem proteção adequada quando um inversor está conectado à linha de distribuição, mas podem falhar quando dois ou mais funcionam simultaneamente, conectados juntos ou próximos entre si. Dois destes métodos são analisados detalhadamente nesse estudo, avaliados em uma rede de distribuição residencial de baixa tensão. Os resultados obtidos mostram que a influência de um método sobre o outro é dependente da predominância de cada um deles dentro do sistema elétrico. Contudo, nas condições analisadas o ilhamento foi detectado dentro do limite máximo estabelecido pelas normas pertinentes. / This work studies the interaction between islanding detection methods applied in residential photovoltaic systems, operating simultaneously in a low voltage distribution network. Photovoltaic systems, in general, interact with themselves, with the utility grid and other distributed generation sources. An important consequence of this interaction is the islanding occurrence, which happens when distributed generation sources supply energy to the electrical power system even when it is electrically isolated from the main electrical system. The anti-islanding function is an extremely important protection, and should be present in all distributed generation systems. Actually, many techniques are found in the literature. Most of them provide suitable protection when one inverter is connected to the distribution line, but can fail when two or more work simultaneously, connected at the same point or close to each other. Two of these methods are analyzed in detail in this study and evaluated in a residential low voltage distribution line. The obtained results show that the influence of a method over another one is dependent of the predominance of each one within the electrical system. However, in the analyzed condition the islanding was detected within the maximum allowed time established by applicable rules.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-02-22T17:33:24Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseRiscoGeracao.pdf: 3319245 bytes, checksum: 4fee7355aa2ceb7a1716ec1398e87eaf (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-02-23T12:20:17Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseRiscoGeracao.pdf: 3319245 bytes, checksum: 4fee7355aa2ceb7a1716ec1398e87eaf (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-23T12:20:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseRiscoGeracao.pdf: 3319245 bytes, checksum: 4fee7355aa2ceb7a1716ec1398e87eaf (MD5) Previous issue date: 2015-01-15 / Este trabalho apresenta uma análise de risco da viabilidade econômica para sistemas de geração de energia elétrica, baseada no Método de Monte Carlo. Inicialmente apresenta-se uma visão do estado-da-arte da participação das principais fontes de energias renováveis no mundo, em particular no Brasil, com o intuito de destacar a importância das mesmas no cenário mundial. O uso eficiente e racional da energia é evidenciado quando do projeto de qualquer edificação energeticamente eficiente, sendo o prédio do GEDAE/UFPA apresentado como exemplo de edificação que busca aplicar as características de eficiência energética, arquitetura bioclimática e conforto ambiental. Fundamentado no prédio do GEDAE/UFPA, um de seus SFCRs, tomado como exemplo, é apresentado e sua análise econômica é realizada usando inicialmente uma abordagem determinística e posteriormente uma análise probabilística, via Método de Monte Carlo. O custo da energia elétrica produzida e o valor presente líquido são primeiramente usados como variáveis dependentes nesta última análise, tendo em vista a fácil interpretação das mesmas. A taxa interna de retorno modificada e o payback descontado são variáveis dependentes usadas posteriormente para melhor qualificar a decisão do investidor frente aos riscos apresentados, já que o uso apenas das duas primeiras pode conduzir, como foi o ocorrido no estudo de caso analisado, a resultados com riscos comparáveis entre as alternativas propostas no trabalho. No Brasil, diante da ausência de uma política eficaz para desenvolvimento dos SFCRs no país, uma proposta para alavancar a nível nacional o uso destes sistemas é apresentada, quantificando o risco assumido pelo investidor e pelo Governo Federal ao adotar a referida proposta. Os resultados obtidos mostram que os SFCRs no Brasil praticamente alcançaram a paridade tarifária para consumidores residenciais trifásicos. Além disto, a cada ano de manutenção da proposta de adoção de incentivo apresentada, aqui chamada de bônus verde, mais de 800 MWp poderiam ser adicionados à matriz energética brasileira. E se nesta proposta, fosse aplicada uma redução de impostos de importação ou um incentivo para o estabelecimento de uma indústria nacional do setor que alcançasse uma diminuição nos preços de aquisição do conjunto gerador fotovoltaico/inversor de até 20 %, poderia haver uma inserção anual de quase 1 GWp na matriz energética nacional, com um tempo de recuperação de investimento pelo produtor menor que seis anos. / This work presents a risk analysis of the economic feasibility for energy generation systems, based on the Monte Carlo Method. Initially is presented a vision of the state of the art concerned to the participation of the main sources of renewable energy in the world, in particular in Brazil, in order to highlight the importance of them in the world. The efficient and rational use of energy is evidenced when the design of any energy efficient building, being the GEDAE/UFPA’s building presented as an example of construction that seeks to apply the characteristics of energy efficiency, bioclimatic architecture and environmental comfort. Based in the GEDAE/UFPA’s building, one of its SFCRs is presented and its economic analysis is performed using initially a deterministic approach and later a probabilistic analysis, via Monte Carlo Method. The cost of electric energy produced and the net present value, in a first moment, are used as dependent variables in the last analysis, due their easy interpretation. Modified internal rate of return and the discounted payback are dependent variables used later to better qualify the investor's decision against the risks assumed, since the use of only the first two may lead, as occurred in the case study analyzed, to results with comparable risks between the various alternatives proposed. In Brazil, in front of lack of an effective national policy for development of SFCRs, a national proposal to leverage the use of these systems is presented, quantifying the risk assumed by the investor and by the Federal Government adopting such proposal. The results show that SFCRs in Brazil nearly achieved the parity tariff for three-phase residential consumers. In addition, each year maintenance of the proposed adoption of incentive presented, here called green bonus, over 800 MWp could be added to the brazilian energy matrix. And if in this proposal, were applied a reduction of import taxes or an incentive for the establishment of a national industry that could reach a decrease in acquisition costs of the PV generator/inverter set up to 20%, an annual insertion of almost 1 GWp in the national energy matrix could be achieved, with a payback time for producer lower than six years.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AugustoCFW_DISSERT.pdf: 4069800 bytes, checksum: c488b0f09f064b7a5254eca8a4fff499 (MD5) Previous issue date: 2013-08-30 / The generation of electricity in Brazil is predominantly renewable, with internal hydraulic generation being more than 70% of its energy matrix. The electricity rationing occurred in 2001 due to lack of rain, led the country to increase the participation of alternative energy sources. This need for new sources of energy makes the regional potential to be exploited, which configures the change of generation model from centralized generation to distributed generation. Among the alternative sources of energy, the solar energy is presented as very promising for Brazil, given that most of its territory is located near to the equator line, which implies days with greater number of hours of solar radiation. The state of Rio Grande do Norte (RN) has one of the highest levels of solar irradiation of the Brazilian territory, making it eligible to receive investments for the installation of photovoltaic solar plants. This thesis will present the state-of-the-art in solar photovoltaic power generation and will examine the potential for generation of solar photovoltaic power in Brazil and RN, based on solarimetrics measurements conducted by various institutions and also measurements performed in Natal, the state capital / A gera??o de energia el?trica no Brasil ? predominantemente renov?vel, com a gera??o interna hidr?ulica sendo superior a 70% do total de sua matriz energ?tica. O racionamento de energia el?trica ocorrido em 2001, devido ? falta de chuvas, levou o pa?s a incrementar a participa??o de fontes alternativas de energia. Esta necessidade por novas fontes de energia faz com que as potencialidades regionais sejam aproveitadas, o que configura a mudan?a do modelo de gera??o, passando de gera??o centralizada para gera??o distribu?da. Dentre as fontes alternativas de energia, a solar apresenta-se como uma fonte bastante promissora para o Brasil, tendo em vista que a maior parte do seu territ?rio est? localizada pr?ximo ? linha do equador, o que implica em dias com maior quantidade de horas de radia??o solar. O Estado do Rio Grande do Norte (RN) tem um dos maiores ?ndices de incid?ncia solar do territ?rio brasileiro, o que o torna apto a receber investimentos para a instala??o de usinas solares fotovoltaicas. Esta disserta??o apresentar? o estado da arte em gera??o de energia solar fotovoltaica e analisar? o potencial de gera??o da energia solar fotovoltaica no Brasil e no RN, baseando-se em medi??es solarim?tricas realizadas por diversas institui??es e tamb?m em medi??es realizadas em Natal

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Lignocellulosic biomass use for obtaining biofuels has been showing itself with much more evidence during these past years through cellulosic ethanol and biooils, biogases and biochars. Aquatic plants of lignocellulosic basis, Eichhornia crassipes species, commonly known by water hyacinth, represent a major environmental problem due to their invasive nature and their high proliferation rate. In this work we evaluated the possibility of use this biomass source from pyrolysis in a rotary kilns reactor in three different temperatures. The results evidence that the major yield of the liquid fraction (bio-oil + acid extract) was obtained at 500 ºC (42.11%). For 400 ºC and 600 ºC, the biochar and biogas had major production, 37.78% and 42.36%, respectively. Bio-oils characterization by GC/MS produced in microscale allowed an investigation upon the scale-up phenomenon under the bio-oils composition. The results show that, in qualitative terms, the chemical composition of bio-oils was not changed, however, at semiquantitative aspect, show they are produced in distinguish relative percentages. The mainly chemical classes identified in biooils were: acids, alcohols, phenols and sugar derivatives. Bio-oils showed in average, 68% of calorific power of the fuels derived from petroleum, glimpsing enforcement on the energetic area. In the produced biochars, with yields between 37% and 26%, the increase on pyrolysis temperature has provided an increase upon carbon concentration, and a decreasing upon the hydrogen and oxygen concentrations, reflecting in high aromaticity of the materials. These materials ware tested in some aspects about the soils management, nutritional function and water retention. In view of this, the water hyacinth pyrolysis has associated sustainability concepts and green chemistry, putting concepts of renewable energetic sources together and glimpsing an environmental problems inhibition, to offer an alternative to the 2nd generation of bio-fuels production. / O uso de biomassas lignocelulósicas para a obtenção de biocombustíveis apresenta-se com muito mais evidência nos últimos anos através do etanol celulósico e de bio-óleos, biogás e biocarvão. As plantas aquáticas de base lignocelulósica da espécie Eichhornia crassipes, popularmente conhecida por aguapé, representam um grande problema ambiental devido ao seu caráter invasor e sua alta taxa de proliferação. Neste trabalho avaliou-se a possibilidade de aproveitamento dessa fonte de biomassa a partir do processo de pirólise em um reator cilindro rotativo em três diferentes temperaturas. Os resultados demonstraram que o maior rendimento da fração líquida (bio-óleo + extrato ácido) foi obtido a 500 ºC (42,11%). Para as temperaturas de 400 e 600 ºC, o biocarvão e o biogás tiveram maior produção, 37,78% e 42,36%, respectivamente. A caracterização por CG/EM dos bio-óleos produzidos em microescala permitiram investigar o efeito de scale-up sob a composição dos bio-óleos. Os resultados mostraram que em termos qualitativos, a composição química dos bio-óleos não foi alterada, no entanto, no aspecto semiquantitativo mostraram que são produzidos em percentuais relativos distintos. As principais classes químicas identificadas nos bio-óleos foram: ácidos, álcoois, fenóis e derivados de açúcares. Os bio-óleos apresentaram em média 68% do poder calorífico do combustível derivado de petróleo, vislumbrando uma aplicação na área energética. Nos biocarvões produzidos, com rendimento variando de 37% a 26%, o aumento da temperatura de pirólise proporcionou um aumento na concentração de C, e uma diminuição nas concentrações de H e O, refletindo em maior aromaticidade dos materiais. Estes materiais foram testados sob alguns aspectos quanto ao manejo de solos, função nutricional e retenção de água. À vista disto, a pirólise de aguapé relacionou conceitos de sustentabilidade e química verde, unindo o conceito de fontes de energias renováveis com a inibição de problemas de cunho ambientais, ao oferecer uma biomassa alternativa para a produção de biocombustíveis de 2ª geração.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:59:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ana Carolina de Araujo Abdala.pdf: 1086977 bytes, checksum: 3669a77a33625e3d6a3660105a7eb19d (MD5) Previous issue date: 2013-02-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The current work aimed to investigate the production of ethyl esters which result from the esterification reactions of oleic acids (AO) and transesterifiction of residual fried oils (ORF), both in supercritical ethanol throught non-catalic method. The experiments were carried out in a packed bead reactor operated in continuous mode. The esterification reactions were carried out under a temperature from 200 to 325ºC, pressure of 15 and 20 MPa and molar reason AO: ethanol in the range of 1:3 to 1:12. From the results on, was possible to note, that the temperature and the pressure influenced positively the conversion on the esterification reaction of oleic acid, with an income of 93, 5%, observed under 325°C and 20Mpa, in a reaction that last 40 minutes. The excess of alcohol in the reactional system didn´t provide significant differences in the conversions, with the optimum molar reason, defined in 1:6 (AO: ethanol). The transesterification reactions, were carried out with pauses of temperatures from 275 to 325ºC, pressure fixed of 20MPa, adopting the mass reason of ORF to ethanol of 1:0.5 and 1:1, varying the residence time, leading the determination of great conditions to the ethyl esters synthesis. Notable results in the alcoholysis reactions were observed at 325ºC, mass ratio of ORF to ethanol at 1:1 and residence time of 40 minutes. Using the molar ratio ORF: ethanol selected as the best suitable, was also evaluated the effect of the water addition to the reactional medium (0, 5 and10% of water relative to the ethanol mass), in order to investigate the technical viability of the use of low quality and costs of the raw materials containing water in the composition. The effect of addition of deco- hexane solvent (0, 5, 10 and 20% of hexane compared to the substrates mass), as well the effect of addition of soy bio-fuel (0, 20 and 40% of soy bio-fuel compared to substrates mass), were also investigated, in order to improve the performance of the reaction. Notable incomes were observed in the reaction with 5% of water addition and 20% of hexane. The best results related to the soy bio-fuel addition to the reactional medium were observed in the reactions carried out with 40% of soy bio-fuel, however, taking into consideration the amount of esters added to the process, the condition considered great was with 20% soy bio-fuel.. From the best conditions of the process, the kinetic daalcoholise super-critical was investigated with the reactions conducted with the residence time from 0 to 70 minutes and the notable results were: 83% in ethyl esters, obtained in 300ºC, 70 minuts of reaction, using 5% of water, 87% in ethyl esters observed in 300ºC, 70minutes of reaction, using 20% of hexane and 82% in ethyl esters obtained in 325ºC, 50 minutes of reaction, using 20% of soy bio-fuel. Lastly, the stability of the daalcoholise reactional medium was investigated. Temperatures of reaction till to 300ºC resulted in decomposition <10% with residence time of 20 minutes. However, the reactions with longer residence time, showed a higher ratio of decomposition of the constituents of the reactional medium. / O presente trabalho teve como objetivo investigar a produção de ésteres etílicos nas reações de esterificação do ácido oleico (AO) e transesterificação de óleo residual de fritura (ORF), ambas em etanol supercrítico pelo método não catalítico. Os experimentos foram realizados em um reator tubular com leito empacotado operado em modo contínuo. As reações de esterificação foram conduzidas com temperatura na faixa de 200 a 325ºC, pressão de 15 e 20 MPa e razão molar AO:etanol na faixa de 1:3 a 1:12. A partir dos resultados, foi possível observar que a temperatura e a pressão influenciaram positivamente a conversão nas reações de esterificação do ácido oleico, com rendimentos de 93,5%, observados a 325ºC e 20 MPa, em 40 minutos de reação. Já o excesso de álcool no sistema reacional não proporcionou diferenças significativas nas conversões, com a razão molar ótima, definida em 1:6 (AO:etanol). As reações de transesterificação foram conduzidas no intervalo de temperatura de 275 a 325ºC, pressão fixa de 20 MPa, adotando razão mássica de ORF para etanol de 1:0,5 e 1:1, variando-se o tempo de residência, possibilitando a determinação das condições ótimas para a síntese de ésteres etílicos. Resultados apreciáveis nas reações de álcoolise foram verificados em 325ºC, razão mássica de ORF para etanol de 1:1 e tempo de residência de 40 minutos. Utilizando a razão mássica ORF:etanol selecionada como a mais adequada, ainda foi avaliado o efeito da adição de água ao meio reacional (0, 5 e 10% de água em relação à massa do etanol), visando investigar a viabilidade técnica da utilização de matérias-primas de menor qualidade e menor custo que contenham água em sua composição. O efeito da adição de co-solvente hexano (0, 5, 10 e 20% de hexano em relação à massa dos substratos) bem como o efeito da adição de biodiesel de soja (0, 20 e 40% de biodiesel de soja em relação à massa dos substratos) também foram investigados, buscando melhorar o desempenho da reação. Rendimentos apreciáveis foram observados nas reações com 5% de adição água e 20% de hexano. Os melhores resultados referentes à adição de biodiesel de soja ao meio reacional foram observados nas reações conduzidas com 40% de biodiesel de soja, porém, levando-se em conta a quantidade de ésteres adicionada ao processo, a condição considerada ótima foi de 20% de adição de biodiesel de soja. A partir das melhores condições de processo, a cinética da álcoolise supercrítica foi investigada com reações conduzidas com tempo de residência na faixa de 0 a 70 minutos e os resultados apreciáveis foram de: 83% em ésteres etílicos, obtidos em 300°C, 70 minutos de reação, utilizando 5% de água, 87% em ésteres etílicos observados em 300°C, 70 minutos de reação, utilizando 20% de hexano e 82% em ésteres etílicos alcançados em 325°C, 50 minutos de reação, utilizando 20% de biodiesel de soja. Por fim, a estabilidade dos componentes do meio reacional da alcoólise foi investigada. Temperaturas de reação de até 300ºC resultam em decomposições <10% com tempo de residência de 20 minutos. Porém, as reações com tempos de residência mais longos, apresentaram taxas de decomposição dos constituintes do meio reacional mais elevadas.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:33:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Afonso C G de Noronha.pdf: 714313 bytes, checksum: b5c2c8f3fdc17e36fb455c41f567ff95 (MD5) Previous issue date: 2009-09-04 / The actual economic model takes the society to exploit the natural resources in an inadequate way, besides generating anthrop systems which are not always in concordance with nature. The swine culture is one of these systems, which needs some policies and actions in order to give the activity some sustainability. This research aimed at identifying the reasons why bio-digestion technology is not used by a group of producers in Marechal Candido Rondon, Parana state, Brazil. With this goal, it is demonstrated which procedures of bio-digestion there are in the city, and which bio-digesters are the most popular there. In addition, it is showed the conceptions of environmental management, development, and economic growth, by integrating the idea of sustainability. Some research, made in 2003, related to the use of bio-digesters in the end of the last century, by some Embrapa swine and poultry technicians, and also some similar research in Toledo, Parana state, Brazil, helped the data analysis, comparing the facts of that time with the actual differences. It was identified that producers poor education, lack of knowledge about bio-digestion technology, and the non-use of the biogas from the anaerobic digestion, took them to a lack of credibility of the process, which at the current moment is not a different reality. The support offered that time was not sufficient, as well as the incredibility of the technicians dispended with the producers, made the latter use the bio-digester as a waste facility. Nowadays, that same incredibility may occur if there is not any commitment of the competent sectors and associations, in order to develop effective actions to inform and encourage the producers for using the adequate resources in the swine culture. In this case, the consequences for the environment may be disastrous. / O atual modelo econômico leva a sociedade a explorar os recursos naturais de forma inadequada, além de gerar sistemas antrópicos que nem sempre estão em equilíbrio com a natureza. A suinocultura é um destes sistemas, necessitando de políticas e ações que venham a dar sustentabilidade à atividade. Esta pesquisa teve como foco identificar as razões pelas quais a tecnologia da biodigestão não é utilizada por um grupo de produtores no município de Marechal Cândido Rondon, PR. Com esta finalidade buscou-se demonstrar qual é o procedimento da biodigestão e quais o biodigestores mais conhecidos, além de conceituar gestão ambiental, desenvolvimento e crescimento econômico, integrando a idéia da sustentabilidade. Pesquisas realizadas em 2003, relativas à utilização de biodigestores no final do século passado, por técnicos da Embrapa Suínos e Aves e semelhante trabalho no município de Toledo, PR, colaboraram nas análises dos dados obtidos, em face de comprovação de que fatos ocorridos naquela época não são diferentes na atualidade. Identificou-se que a baixa escolaridade, os desconhecimento da tecnologia da biodigestão, o não aproveitamento do biogás fruto da digestão anaeróbica, levou ao descrédito do processo e na atualidade não está sendo muito diferente. Os incentivos dados naquela época não foram suficientes, e o abandono do suinocultor, pelos técnicos, fez com estes utilizassem o biodigestor como simples esterqueiras. Na atualidade se não houver comprometimento dos órgãos competentes e das associações/cooperativas no sentido de desenvolver ações efetivas que venham a informar o produtor bem como a incentivá-lo com recursos adequados aos resultados obtidos com a suinocultura, o mesmo descrédito poderá ocorrer. As conseqüências para o meio ambiente, neste caso, poderão ser desastrosas.

A utilização de conversores multiníveis tem sido uma importante alternativa para aplicações de alta potência e média tensão, graças aos altos níveis de potência alcançáveis por estas estruturas. Recentemente, esta topologia de conversores foi aplicada em sistemas com fontes alternativas para alimentar um sistema de geração distribuída, nos quais diferentes fontes de energia eram utilizadas. Com base nas características dos conversores multinível e sua potencial aplicabilidade em sistemas de geração distribuída, este trabalho tem como objetivo construir um sistema multinível conectado a rede de distribuição para utilização de fontes alternativas de energia como fontes primárias. Considerando que a energia fornecida pelas fontes alternativas pode sofrer variações, propõe-se a integração de sistemas armazenadores de energia, como capacitores, ao sistema multinível. Por isso, este trabalho desenvolve uma estratégia de controle para máxima transferência de potência ativa entregue à rede a fim de obter um fluxo ótimo. A topologia multinível deste trabalho possui em sua configuração dois módulos inversores conectados em série. Neste caso, é possível que pelo menos um desses inversores funcione com uma modulação em baixa frequência processando a maior parcela de potência. Assim, duas estratégias de controle modulação de fase e modulação de amplitude para a transferência de potência realizada pelo inversor de baixa frequência são analisadas. As vantagens e desvantagens de cada um dos métodos são expostas e então a estratégia mais adequada, no caso a modulação de amplitude, é utilizada na operação do conversor multinível. Além disso, são apresentados a modelagem das plantas e o projeto dos controladores de cada um dos módulos inversores. Por fim, a validação da proposta é feita através dos resultados de simulações e experimentais que mostram a capacidade do sistema de geração em transferir potência constante para a rede de distribuição e manter a corrente quase sem distorções em fase com a tensão. / The utilization of multilevel converters has been an important alternative for medium voltage applications with high power and power quality demand, thanks to the high power levels achievable for this kind of structure. Recently, this converter topology was proposed as a new possibility in renewable energy source applications, mainly in system delivering power to the grid, where different renewable energy resources may be used. Based on the characteristics of multilevel converters, and their potential applicability in distributed generation systems, this study aims to build a multilevel system that could be powered by renewable energy sources as primary sources and then connect them to a distribution grid. However, considering the energy produced by alternative sources can vary, it is analyzed the integration of a storage energy system in this multilevel topology. Taking into account this ends, the main concern of this study is related to the development of a control strategy to maximize the active power transferred to the grid. The multilevel topology employed in this study has two H-bridge inverter modules connected in series forming a cascaded configuration. Therefore, it is possible that at least one of these inverters, operating with a low frequency of modulation, process the majority of power with lower amount of losses. On this way, two control strategies for power transfer are analyzed. The advantages and disadvantages of each method are presented, and the most appropriated strategy is used in the operation of the multilevel converter system. In addition, it has been presented the design criteria for each controller and finally the validation of the proposed approach is done by mains of simulations and experimental results which show the ability of the converter to transfer constant active power to the grid and keep the grid current in phase with the grid voltage.