Made available in DSpace on 2011-03-23T21:19:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Item created via OAI harvest from source: http://www.bdtd.ufpa.br/tde_oai/oai2.php on 2011-03-23T21:19:31Z (GMT). Item's OAI Record identifier: oai:bdtd.ufpa.br:225 / This work had as objective the study of the economic viability for the Euterpe oleraceas Mart. (açaí) seed use as energy resource in the city of Belém-PA. Initially, it was realized a field survey of the sail points and quarters of biggest production of açaí, carrying through after that the assays of the termogravimetric properties of the seeds that are: Humidity text, volatile text, cinzas text, fixed carbon text and superior calorific power. The survey points made possible the creation of a data base, using the Microsoft Software Access, which supplies reports with the identification of the proprietors name, as well as the number of bags that is it processes per day, weight of bag and its energy potential. It was used still the Microsoft ARC VIEW, of easy interaction with Access that made possible the creation of an up to date map of the points for the city of Belém-PA. With those data a study of the transport routes was made in the Geographic Information System (GIS) GOOGLE EARTH. There were determined routes, through the Centroid method, which is the point of highest concentration of the variable of study, in this case, the açaís seed, for the transport of biomass to its final destination that is the UFPA, where if it finds the plant that uses the biomass as combustible to generate energy. When calculating the economic viability there were used the plant of Energy and Biomass of the Group of Energy, Biomass and Environment (EBMAs) together with the data of the consumption of electric energy of the UFPA in the period from 06/2006 to 06/2007, finally it was realized a comparison between the values gotten in the two done surveys and the confirmation of how much the UFPA would save in financial and energy terms with the biomass energy use. In conclusion the açaís seed is economically viable as energy resource for energy supply in UFPA, since the cost of supplied electric energy the concessionaire services the CELPA must exceed the cost of the renewable generation system, thus causing an economy in the final value, of the consumption of electric energy. / Este trabalho tem como objetivo o estudo da viabilidade econômica para a utilização da semente da Euterpe oleracea Mart. (açaí) como recurso energético na cidade de Belém-PA. Para isso foi feito um levantamento de campo dos pontos de venda e bairros de maior produção de açaí, realizando em seguida os ensaios das propriedades termogravimétricas das sementes: Teor de umidade, teor de voláteis, teor de cinzas, teor de carbono fixo e o poder calorífico superior. O levantamento dos pontos possibilitou a criação de um banco de dados, utilizando o software Microsoft Acess, o qual fornece relatórios com a identificação do nome do proprietário, assim como número de sacas que ele processa por dia, peso da saca e o potencial energético de cada produtor. Foi utilizado ainda o Microsoft ARC VIEW, de fácil interação com o Acess e que possibilitou a criação de um mapa atualizado dos pontos de venda para a cidade de Belém-PA. De posse desses dados passou-se para o estudo das rotas de transportes, através do Sistema de Informação Geográfica (SIG) GOOGLE EARTH. Foram determinadas rotas, através do método do Centróide, ou seja, o ponto de maior concentração da variável de estudo, neste caso, a semente de açaí, para o transporte da biomassa até seu destino final que é a UFPA, onde se encontra a usina que utiliza a biomassa como combustível para gerar energia. No cálculo da viabilidade econômica, utilizaram-se os parâmetros da usina de geração de energia elétrica do Grupo de Energia, Biomassa e Meio Ambiente EBMA, juntamente com os dados do consumo de energia elétrica da Universidade Federal do Pará - UFPA no período de 06/2006 a 06/2007, fazendo-se comparação nos valores obtidos nos levantamentos e a confirmação do quanto a UFPA economizaria em termos financeiros com a utilização da energia oriunda da queima de biomassa. Concluindo-se assim que a semente de açaí como recurso energético é economicamente viável para suprir toda a energia da UFPA, uma vez que o custo da energia elétrica fornecida pela Concessionária CELPA mostrou ser superior ao custo da geração com o sistema utilizado, ocorrendo assim, uma economia no valor final do consumo de energia elétrica.

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-08-07T16:25:04Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ModelagemSimulacaoGrupo.pdf: 8415473 bytes, checksum: 51d0bbdf612a283f4ad16654565e5eee (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-08-09T13:31:01Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ModelagemSimulacaoGrupo.pdf: 8415473 bytes, checksum: 51d0bbdf612a283f4ad16654565e5eee (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-09T13:31:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ModelagemSimulacaoGrupo.pdf: 8415473 bytes, checksum: 51d0bbdf612a283f4ad16654565e5eee (MD5) Previous issue date: 2015-08-28 / Grupo gerador é um equipamento composto por um motor de combustão interna e um alternador, responsável pela geração de energia elétrica no mundo inteiro e também em muitas comunidades isoladas na região amazônica. O uso de combustíveis de origem fóssil em grupos geradores é bastante comum, havendo uma grande dependência mundial, desse tipo de combustível. Diante de um cenário mundial com possibilidades de escassez de petróleo e água, e apesar da matriz energética diversificada, o Brasil tem forte dependência dessas duas fontes de energia para geração de eletricidade. As pesquisas envolvendo a utilização de óleo vegetal “in natura” para substituir, parcial ou totalmente, os combustíveis fósseis, ou ser misturado a outros tipos de combustível vêm crescendo. Neste trabalho, foi realizada uma modelagem e simulação computacional de um grupo gerador consumindo óleo vegetal “in natura”, enriquecido com hidrogênio e oxigênio com o objetivo de melhorar sua eficiência energética, a partir de melhorias propostas na combustão. A modelagem e simulações foram realizadas com o software AVL BOOST®. O modelo computacional foi ajustado e validado junto a experimento realizado em um motor quatro tempos Diesel, injeção indireta, naturalmente aspirado, de 20 kW. O trabalho foi desenvolvido em duas fases. Na primeira, foi feita a substituição energética de óleo vegetal por hidrogênio, em parcelas de 0% a 20%, com intervalos de 5%. Na segunda, oxigênio, em base mássica, foi adicionado ao ar de admissão, em proporções pré-definidas, e o modelo foi simulado até que fosse atingido o limite operacional do motor. Foi considerado nas simulações, o grupo gerador operando com cargas de 75%, 80% e 100%. Nas duas etapas da investigação, os resultados indicaram um aumento na potência elétrica, diminuição do consumo específico de combustível e melhoria no rendimento global do grupo gerador. A utilização de H2 indicou aumento das emissões à plena carga. Na simulação realizada com O2, a formação de CO apresentou queda e Nox aumentou para cargas parciais. As simulações indicaram que a utilização desses dois vetores energéticos mostrou-se bastante promissora, melhorando a combustão do óleo vegetal “in natura“ e a eficiência energética do grupo gerador. / Generator set is a device formed by an internal combustion engine and an alternator responsible for electricity generation all over the world and in many isolated communities in the Amazon region. The use of fossil fuels in generators is very common with a great global dependency on this type of fuel. Facing a world stage with possibility of shortages of oil and water and despite the diversified energy matrix, Brazil has strong dependence of these two energy sources for electricity generation. Researches involving the use of vegetable oil "in natura" to replace, partially or completely, fossil fuels, or be mixed with other types of fuel are growing. In this paper, a modeling and computer simulation of a genset consuming vegetable oil "in natura" enriched with hydrogen and oxygen was carried out in order to improve their energy efficiency as from proposed improvements in the combustion. The modeling and simulations were performed with AVL Boost® software. The computational model was adjusted and validated with the experiment carried out in a Diesel engine of 20 kW, four strokes, indirect injection, naturally aspirated. The study was developed in two phases. At first, the energy substitution of vegetable oil by hydrogen was made in portions of 0% to 20%, in 5% intervals. In the second, oxygen in weight basis was added to the intake air in predefined proportions and the model was simulated until the engine operating limit was reached. It was considered the genset operating with loads of 75%, 80% and 100%, in the simulations. In the two stages of the investigation, the results indicated an increase in electrical power, reduced specific fuel consumption and improved overall efficiency of the generator set. The use of H2 showed increased emissions at full load. In the simulation performed with O2, CO formation decreased and NOx formation increased to partial loads. The simulations indicated that the use of these two energy carriers proved to be very promising, improving the combustion of vegetable oil "in natura" and the energy efficiency of the generator set.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-01-04T14:38:30Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_GerenciamentoEnergiaResidencial.pdf: 5283883 bytes, checksum: e3c94643c4e0f33c87747be4a981062b (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-01-10T17:50:20Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_GerenciamentoEnergiaResidencial.pdf: 5283883 bytes, checksum: e3c94643c4e0f33c87747be4a981062b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-10T17:50:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_GerenciamentoEnergiaResidencial.pdf: 5283883 bytes, checksum: e3c94643c4e0f33c87747be4a981062b (MD5) Previous issue date: 2016-09-16 / A evolução das redes tradicionais em redes inteligentes tem contribuído para o aumento da penetração da geração distribuída nos sistemas elétricos. Além disso, a maior integração da Tecnologia da Informação e Comunicação (TIC) com os Sistemas Elétricos de Potência (SEP) tem possibilitado o envolvimento do consumidor à gestão da demanda, que ganhou um interesse crescente nos últimos anos. Apesar de ser um tema discutido desde meados de 1980, somente com o advento das Redes Inteligentes o mesmo passou a ser mais difundido. Nesse sentido, o consumidor deve ter o conhecimento das estratégias de gerenciamento pelo lado da demanda (GLD) para poder tirar vantagem deste programa. Portanto, Esta dissertação de mestrado tem como objetivo desenvolver uma metodologia de gerenciamento de energia residencial (do inglês, Home Energy Management System - HEM), para auxiliar o cliente na tomada de decisões quanto ao deslocamento de carga fornecendo propostas de agendamento para o consumo de energia em residências, em resposta aos sinais tarifários, de modo a reduzir os gastos do consumidor com a compra de energia fornecida pela concessionária e otimizar o uso da geração fotovoltaica. / The evolution of turning traditional grid into smart grid has contributed the enhancement of penetration of distributed generation in electric systems. Furthermore, the greater integration of Information and Communication Technology (ICT) and Power Electric Systems (PES) has provided the commitment among costumers and demand side management (DSM), which has become increasingly more interested in the last years. Nevertheless, being such a debated topic since 1980, it only has been more defunded throughout the smart grid. Hence this point of view, the costumer must understand some strategies of demand side management in order to take some advantage of this program. Therefore, this master’s dissertation aims developing a Home Energy Management System (HEM), in order to assist the costumer in making up his decision of the load shifting, providing scheduling proposals for home energy consumption, in Demand Response (DR) in order to reduce consumer spending on the purchase of energy provided by the concessionaire and optimize the use of photovoltaic generation.

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.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-03-03T16:26:43Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ControladorFuzzyUso.pdf: 3558962 bytes, checksum: 28c1fbd867b18902f136c5e33092dd74 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-07T12:05:46Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ControladorFuzzyUso.pdf: 3558962 bytes, checksum: 28c1fbd867b18902f136c5e33092dd74 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-07T12:05:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ControladorFuzzyUso.pdf: 3558962 bytes, checksum: 28c1fbd867b18902f136c5e33092dd74 (MD5) Previous issue date: 2015-11-06 / Este trabalho propõe um controlador fuzzy aplicado a um conversor de frequência (CF) comercial para uso em sistemas fotovoltaicos de bombeamento (SFB) do tipo cone-xão direta. O sistema lógico fuzzy utilizado é embarcado em um dispositivo para progra-mação de controladores (DPC) ligado à entrada auxiliar do CF para o controle da veloci-dade de giro da motobomba de acordo com a potência disponibilizada pelo gerador fo-tovoltaico (GFV). Objetiva-se evitar comportamentos indesejados do nível de tensão no barramento c.c. do CF, bem como fazer com que o sistema opere na proximidade do seu ponto de maior eficiência. A metodologia de controle utilizada baseia-se na obtenção do comportamento dinâmico da irradiância à qual o SFB está submetido por meio de duas diferentes metodologias de sensoriamento de baixo custo, a saber: utilizando um resistor com resistência dependente da iluminação (Light Dependent Resistor – LDR) e utilizando um módulo de baixa potência como módulo sensor. Testes experimentais foram realiza-dos utilizando duas bancadas de ensaios de motobombas capaz de simular poços de várias alturas manométricas. Os resultados obtidos atestam a viabilidade de utilização do con-trolador fuzzy com ambas metodologias de sensoriamento. Utilizando o LDR foi possível garantir a disponibilidade do SFB, uma vez que se pôde suprimir os erros de subtensão indesejados, já com a metodologia utilizando o módulo sensor, além de garantir a dispo-nibilidade do sistema, obteve-se, também, rendimento satisfatório do conjunto CF mais motobomba, com uma eficiência média diária de aproximadamente 23%. / This work proposes a fuzzy controller applied to a commercial variable-speed drive (VSD) for use in direct-coupled photovoltaic pumping systems (PVPS). The fuzzy logic system used is embedded in a controlling programming device (CPD) connected to the auxiliary input of the VSD for controlling the pump's working speed according to the power provided by photovoltaic generator (PVG). The objective is to avoid unintended behaviors in the d.c. bus voltage level VSD and cause the system to operate near the point of maximum efficiency. The control methodology is based on achieving the dynamic be-havior of the irradiance with which the PVPS is subjected via two different methods of low cost sensing, namely: using a light-dependent resistor (LDR) and using a low power sensor module. Experimental tests were performed using two tests bench for motor pumps able to simulate several-head wells. The results confirm the feasibility of using fuzzy con-troller with both sensing methods. Using LDR it possible to ensure the availability of PVPS, since it could suppress the undesired undervoltage errors, as with the methodology using the sensor module, and ensure availability of the system was obtained also satisfac-tory yield assembly VSD + motor pump, with a daily average efficiency of approximately 23 %.

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-07-06T16:57:10Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseMultifisicaExperimentos.pdf: 2773062 bytes, checksum: 331027fa4dfc895ffb85d73cd6d68af7 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-08-09T14:48:06Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseMultifisicaExperimentos.pdf: 2773062 bytes, checksum: 331027fa4dfc895ffb85d73cd6d68af7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-09T14:48:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseMultifisicaExperimentos.pdf: 2773062 bytes, checksum: 331027fa4dfc895ffb85d73cd6d68af7 (MD5) Previous issue date: 2017-04-12 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / As Redes de Bragg oferecem novas possibilidades para se monitorar de forma precisa a temperatura do rotor de hidrogeradores. Dezenas de sensores podem ser montados em série em uma única fibra e ser usados para medir a temperatura em diversos pontos do enrolamento do rotor. Tais sensores são instalados diretamente na superfície do enrolamento do rotor sendo isolados termicamente do ar por uma camada de silicone. Por causa do gradiente de temperatura nesta estrutura, o sensor fica exposto a estresses termomecânicos que podem vir a deformá-lo. Como os sensores baseados em Redes de Bragg são sensíveis tanto à temperatura com à deformação mecânica, o conhecimento de cada efeito separadamente torna-se necessário para garantir que as leituras de temperatura não sejam afetadas pela deformação mecânica. Resultados experimentais obtidos em maquete que simula o enrolamento do rotor com termistores e sensores baseados em Redes de Bragg mostraram que as leituras de temperatura feitas pelos sensores ópticos à Redes de Bragg estavam cerca de 4,5°C superiores àquelas feitas pelos termistores usados como referência. Simulações multifísicas foram conduzidas para calcular a deformação e a temperatura no conjunto de montagem do sensor óptico. Os resultados teóricos e experimentais estão em acordo e mostram que o gradiente de temperatura através do conjunto de montagem do sensor óptico é suficiente causar uma deformação capaz de fazer surgir um tensão axial no sensor provocando um erro de leitura. / Fiber Bragg gratings (FBGs) offer new possibilities to monitor accurately the rotor temperature. Dozens of sensors can be mounted in series in a single fiber and used to measure the temperature in several points of the rotor winding. Such sensors installed directly on the rotor winding surface are thermally isolated from the cooling air by a silicone layer. Because of the temperature gradient in this structure, the sensor is exposed to thermo-mechanical stresses and therefore can be deformed. Since the FBG probes are sensitive to both temperature and strain, the knowledge of each effect separately is necessary to ensure that the temperature readings are not affected by strain. Experimental results obtained in rotor winding mockup tests with thermistors and FBG sensors show that the temperature readings by the FBG are 4.5°C above the temperature defined by the thermistors which were used as references. Multi-physics simulations were carried out to calculate the strain and temperature in the FBG assembly. The theoretical and experimental results are in a good agreement and show that the temperature gradient across the FBG sensor assembly is sufficient to cause a strain that induces an axial stress in the FBG sensor causing an error in the temperature reading.

[pt] No mundo inteiro o Setor Elétrico têm passado por mudanças radicais. A principal meta desse processo de restruturação foi promover a competição nos segmentos de geração, distribuição e comercialização energia elétrica e a participação de agentes privados no processo de produção. Essa reestruturação está baseada em uma otimização centralizada e nas seguintes premissas: Geradores ofertam sua produção em um Mercado Atacadista de Energia - MAE . Os agentes privados são livres para decidir sobre a construção de novas usinas e para competir por contratos de energia vendas com empresas distribuidoras e clientes individuais.O novo ambiente competitivo permite, no entanto, que em cenários de preços spots elevados as empresas Distribuidoras de energia elétrica possam vender as diferenças entre os valores de demanda contratados e consumidos. A possibilidade de retração de carga por meio de negociações com clientes pode resultar em sobras de energia que poderão ser vendidas diretamente no Mercado Spot. Por outro lado, a reação dos Geradores através de instrumentos financeiros adequados (como contratos bilaterais, contratos futuros e de opção) ou de políticas operacionais (via Operador do Sistema) podem resultar em um -jogo- de estratégias no MAE. Esta tese investiga alguns conceitos, metodologias e ferramentas computacionais desenvolvidas para a operação e comercialização da energia elétrica envolvendo análise de riscos e instrumentos financeiros. O problema de gerenciamento e retração forçada da demanda (elasticidade forçada) é decomposto em dois subproblemas:Subproblema de operação: usando programação dinâmica dual estocástica . Subproblema de análise de riscos: usando a teoria da utilidade O modelo proposto é avaliado através de um estudo de caso considerando os dados do sistema interligado Sul-Sudeste, para o qual são simuladas ações de retração da demanda. / [en] Electricity utilities all over the world have been undergoing radical changes in their market and its regulatory structure. A basic trend in this restructuring process has been to promote competition in generation, distribution/retailing segments and participation of private agents in the energy production process. This restructuring is based on centralized optimization, by market-oriented approaches: Generators bid prices for their energy in a Wholesale Energy Market - WEM. Instead of following an expansion schedule produced by a central planning agency, private agents are free to decide about the construction of generator units and to compete for energy sales contracts with utilities and individual customers.The competitive environment permits, however, which in high spot prices scenarios the electric utilities sell some differences between bilateral contract and real consumption. The possibility of load retraction by means of negotiations with clients would result in surplus generation which could be sold directly to the spot market. On the other hand, the reaction of the Generators via financial means (such as bilateral contracts, forward contracts and option prices) or operational policies from System Operator can result in a WEM -gaming-. This thesis investigates some conceptual issues, methodologies and computational tools developed to operation and commercialization of the electrical energy considering risk analysis and financial instruments. The demand side and retraction management problem is decomposed in two sub-problems: Operation sub-problem: uses stochastic dual dynamic programming (SDDP)tools Risk analysis sub-problem: uses utility theoryThe approach will be illustrated with a case study with data taken from the Brazilian system, where the demand side management is simulated and the numerical results are presented.

CAPES / A preocupação em alcançar o desenvolvimento sustentável está cada vez mais presente na construção civil, sendo este o setor que mais contribui com os maiores níveis de emissões de gases de efeito estufa, devido ao grande consumo de energia e recursos naturais. Adicionalmente, os edifícios despendem de uma grande quantidade energética para aplicações cotidianas e em muitos países, as fontes são provenientes de fontes não-renováveis, causando dependência de combustíveis fósseis e consequentemente elevação nos índices de emissões de CO2. Portanto, as “transições de sustentabilidade” mediante a aplicação de novos sistemas de energia renováveis, os quais apresentam emissões reduzidas, como por exemplo, a energia solar fotovoltaica, viabilizam essa mudança. Essa fonte de energia está cada vez mais presente na matriz energética mundial, seja pela aplicação de usinas fotovoltaicas de grande porte ou por meio de usinas geradoras de mini e microgeração incorporada às edificações, atuando como geração distribuída inserida no meio urbano. Neste sentido, este trabalho tem por objetivo contribuir com redução da demanda, com a eficiência energética e a quantificação das emissões de CO2 equivalente que podem ser evitadas com a energia gerada, por meio da utilização da energia fotovoltaica na UTFPR – câmpus Curitiba. A metodologia consiste na análise dos parâmetros de irradiação local horizontal e inclinada coletados por meio do portal do INMET, do Atlas Brasileiro de Energia Solar e do Piranômetro da UTFPR para aplicação do software Radiasol. Por sua vez, efetuouse o estudo do perfil de cargas da instituição, a fim de identificar os momentos de maiores consumo e demanda por energia elétrica, através da seleção de dias típicos elencados no decorrer do ano. A análise das coberturas possibilitou o levantamento de áreas disponíveis e análise de sombreamento, e através dos dados gerados pelos Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede existentes foram elaborados cenários, objetivando a contribuição energética do câmpus. Por fim, foram calculados os níveis de penetração energéticos, bem como o fator efetivo de capacidade de carga, quantificando o aumento da capacidade disponível da rede elétrica atribuída à geração fotovoltaica e as respectivas emissões evitadas. Os resultados obtidos mostram que a UTFPR - câmpus Curitiba apresenta um vasto potencial para a geração de energia fotovoltaica, sendo que a instituição poderia alocar um sistema com potência instalada total de 3,25 MW, e gerar um total anual de energia de 4,37 GWh. Com relação ao nível de penetração energético total calculado, obteve-se 489,97%, o que significa a ocorrência de injeção do excedente de energia fotogerada no sistema elétrico. Pode-se concluir que além da possibilidade de redução de custos com energia elétrica, existiria uma redução significativa nas emissões de GEE’s referentes ao cálculo de CO2 podendo evitar a emissão de 284,43 tCO2 ao ano. / The concern of achieving sustainable development is increasingly present in civil construction, which is the sector that shows the highest levels of greenhouse gas emissions due to its high consumption of energy and natural resources. Buildings use a large amount of energy in their day-to-day use, and in many countries this energy comes from non-renewable sources, causing dependence on fossil fuels and consequently increasing CO2 emissions."Sustainable transitions" make change possible through the application of new renewable energy systems, which present reduced emissions, e.g. solar photovoltaic energy. This energy source is increasingly present in the global energy matrix, both in large-scale photovoltaic plants and smalland micro-generation incorporated into buildings, acting as distributed generation in urban environments. The objective of this thesis is to contribute to a reduction in demand, with energy efficiency and to the quantification of equivalent CO2 emissions that could be avoided with energy generated through the use of photovoltaic energy at UTFPR’s Curitiba campus. The methodology consists of the analysis of horizontal and inclined local irradiation parameters collected through the INMET portal, the Brazilian Solar Energy Atlas and the piranometer at UTFPR, and in the application of the software Radiasol. The study of the load profile of the institution was carried out in order to identify periods of greater consumption and demand for electric energy, through the selection of typical days during the year. The analysis of the coverages allowed the survey of available areas and a shading analysis. Through the data generated by the existing grid-connected photovoltaic system, scenarios were elaborated to model the energy contribution of the three campus. Finally, the energy penetration levels and the effectiveness factor of the load capacity were calculated quantifying the increase of the available capacity of the electricity grid, attributed to the photovoltaic generation, as well as the respective emissions avoided. The results show that the Curitiba campus of UTFPR have a vast potential for the generation of photovoltaic energy, and the institution could allocate a system with a total installed power of 3.25 MW, generating an annual total of 4.37 GWh of energy. The calculated total energy penetration level of 489.97% was obtained, which implies the injection of a surplus of photo-generated energy into the electric system. It can be concluded that besides the possibility of reducing electricity costs, there would be a significant reduction in GHG emissions calculated at 284.43 tCO2 per year.

CAPES / A preocupação em alcançar o desenvolvimento sustentável está cada vez mais presente na construção civil, sendo este o setor que mais contribui com os maiores níveis de emissões de gases de efeito estufa, devido ao grande consumo de energia e recursos naturais. Adicionalmente, os edifícios despendem de uma grande quantidade energética para aplicações cotidianas e em muitos países, as fontes são provenientes de fontes não-renováveis, causando dependência de combustíveis fósseis e consequentemente elevação nos índices de emissões de CO2. Portanto, as “transições de sustentabilidade” mediante a aplicação de novos sistemas de energia renováveis, os quais apresentam emissões reduzidas, como por exemplo, a energia solar fotovoltaica, viabilizam essa mudança. Essa fonte de energia está cada vez mais presente na matriz energética mundial, seja pela aplicação de usinas fotovoltaicas de grande porte ou por meio de usinas geradoras de mini e microgeração incorporada às edificações, atuando como geração distribuída inserida no meio urbano. Neste sentido, este trabalho tem por objetivo contribuir com redução da demanda, com a eficiência energética e a quantificação das emissões de CO2 equivalente que podem ser evitadas com a energia gerada, por meio da utilização da energia fotovoltaica na UTFPR – câmpus Curitiba. A metodologia consiste na análise dos parâmetros de irradiação local horizontal e inclinada coletados por meio do portal do INMET, do Atlas Brasileiro de Energia Solar e do Piranômetro da UTFPR para aplicação do software Radiasol. Por sua vez, efetuouse o estudo do perfil de cargas da instituição, a fim de identificar os momentos de maiores consumo e demanda por energia elétrica, através da seleção de dias típicos elencados no decorrer do ano. A análise das coberturas possibilitou o levantamento de áreas disponíveis e análise de sombreamento, e através dos dados gerados pelos Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede existentes foram elaborados cenários, objetivando a contribuição energética do câmpus. Por fim, foram calculados os níveis de penetração energéticos, bem como o fator efetivo de capacidade de carga, quantificando o aumento da capacidade disponível da rede elétrica atribuída à geração fotovoltaica e as respectivas emissões evitadas. Os resultados obtidos mostram que a UTFPR - câmpus Curitiba apresenta um vasto potencial para a geração de energia fotovoltaica, sendo que a instituição poderia alocar um sistema com potência instalada total de 3,25 MW, e gerar um total anual de energia de 4,37 GWh. Com relação ao nível de penetração energético total calculado, obteve-se 489,97%, o que significa a ocorrência de injeção do excedente de energia fotogerada no sistema elétrico. Pode-se concluir que além da possibilidade de redução de custos com energia elétrica, existiria uma redução significativa nas emissões de GEE’s referentes ao cálculo de CO2 podendo evitar a emissão de 284,43 tCO2 ao ano. / The concern of achieving sustainable development is increasingly present in civil construction, which is the sector that shows the highest levels of greenhouse gas emissions due to its high consumption of energy and natural resources. Buildings use a large amount of energy in their day-to-day use, and in many countries this energy comes from non-renewable sources, causing dependence on fossil fuels and consequently increasing CO2 emissions."Sustainable transitions" make change possible through the application of new renewable energy systems, which present reduced emissions, e.g. solar photovoltaic energy. This energy source is increasingly present in the global energy matrix, both in large-scale photovoltaic plants and smalland micro-generation incorporated into buildings, acting as distributed generation in urban environments. The objective of this thesis is to contribute to a reduction in demand, with energy efficiency and to the quantification of equivalent CO2 emissions that could be avoided with energy generated through the use of photovoltaic energy at UTFPR’s Curitiba campus. The methodology consists of the analysis of horizontal and inclined local irradiation parameters collected through the INMET portal, the Brazilian Solar Energy Atlas and the piranometer at UTFPR, and in the application of the software Radiasol. The study of the load profile of the institution was carried out in order to identify periods of greater consumption and demand for electric energy, through the selection of typical days during the year. The analysis of the coverages allowed the survey of available areas and a shading analysis. Through the data generated by the existing grid-connected photovoltaic system, scenarios were elaborated to model the energy contribution of the three campus. Finally, the energy penetration levels and the effectiveness factor of the load capacity were calculated quantifying the increase of the available capacity of the electricity grid, attributed to the photovoltaic generation, as well as the respective emissions avoided. The results show that the Curitiba campus of UTFPR have a vast potential for the generation of photovoltaic energy, and the institution could allocate a system with a total installed power of 3.25 MW, generating an annual total of 4.37 GWh of energy. The calculated total energy penetration level of 489.97% was obtained, which implies the injection of a surplus of photo-generated energy into the electric system. It can be concluded that besides the possibility of reducing electricity costs, there would be a significant reduction in GHG emissions calculated at 284.43 tCO2 per year.

A automação já é utilizada como ferramenta para se obter a eficiência energética. Este trabalho apresenta e quantifica a potencialidade desta ferramenta com objetivo de diminuir picos de energia, diminuindo também a necessidade de construir rapidamente novas usinas geradoras de energia elétrica, regulando a transmissão e distribuição desta energia, aproveitando recursos renováveis e sustentáveis, tudo isso através de um sistema que já existe implantado em vários países do mundo e tem todas as condições de ser implementado no Brasil. Este sistema é a rede inteligente de energia ou smart grid. Analisa, também, a matriz energética brasileira, apresenta anomalias ocorridas, como apagões regionais e nacionais, verifica a necessidade de energia elétrica para o crescimento do País, propõe soluções para o sistema energético nacional utilizando inovações tecnológicas, como a implantação do sistema smart grid na matriz energética, sempre objetivando melhor eficiência e qualidade da energia, levantando o comportamento dos usuários em busca da implementação destas inovações tecnológicas. A partir de idéias que rompam os paradigmas atuais de busca de energia através de grandes obras propõe este trabalho a mudança de hábito e procedimentos da população, das próprias empresas e dos órgãos públicos brasileiros buscando a diminuição da utilização da energia especialmente nos horários hoje considerados como picos, ou seja, aqueles que demandam a maior geração, transmissão e distribuição da energia utilizada. Apresenta também a necessidade de energia elétrica para desenvolvimento econômico do Brasil, agregando todas as inovações tecnológicas aos processos atuais, buscando minimizar a possibilidade da ocorrência de apagões, ocasionados por ineficiência técnica da matriz energética ou por racionamento de energia. / Automation is already used as a tool to achieve energy efficiency. This paper presents and quantifies the potential of this tool in order to reduce power surges, reducing the need rapidly build new electricity generating plants, transmission and regulating distribution of this energy, using renewable and sustainable resources, all through a system that is already deployed in several countries worldwide and has all the conditions to be implemented in Brazil. This system is the intelligent network of energy or "smart grid". It also analyzes the Brazilian energy matrix, has deficiencies occurred as a regional and national blackouts, there is need of electricity for the growth of the country, proposes solutions to national energy system, using technological innovations such as the deployment of the "smart grid" energy source, always aiming for better energy efficiency and quality, raising the behavior of users seeking the implementation of these technological innovations. From ideas that break current paradigms of seeking power through great works this paper proposes changes in the habits and procedures of the population, own businesses and public agencies are looking to decrease energy use especially in times like now considered "peaks", ie, those that demand the greatest generation, transmission and distribution of energy used. It also shows the need for electricity to Brazils economic development, adding all the technological innovations to the current processes in order to minimize the possibility of the occurrence of blackouts, caused by technical inefficiency of the energy or energy shortages.