Esta dissertação propõe um projeto de aerogerador que é composto de uma turbina eólica de cinco pás, acoplada a um difusor e um gerador elétrico, com a finalidade de gerar energia elétrica com ventos de velocidade a partir de 4 m/s. São apresentados os pressupostos teóricos referentes ao estudo e dimensionamento aerodinâmico de uma pá, baseados principalmente na teoria do disco atuador e na teoria aerodinâmica, através do método de Betz. É feito o estudo de um difusor para ser acoplado à turbina com o objetivo de aumentar o aproveitamento energético. No final foram estudadas as principais topologias utilizadas para a geração eólica e é selecionado o gerador síncrono de ímãs permanentes. A seguir foram estudadas e dimensionadas as partes ativas do gerador (diretamente envolvidas na conversão eletromagnética). É projetado um aerogerador trifásico com enrolamentos distribuídos. O rotor, que é acoplado às pás, localiza-se internamente. Os ímãs permanentes de Neodímio-Boro-Ferro são montados na superfície do rotor. Conclui-se com a avaliação do aerogerador proposto com base nas simulações computacionais de seu desempenho. / This thesis proposes a wind generator design which combines a five blade wind turbine that is attached to a diffuser and an electrical generator. The design aims to produce electric power from 4 m/s starting wind speeds. It presents the theoretical study concerning the design and aerodynamics of a blade, commonly based on the theory of actuator disc and aerodynamic theory, through the method of Betz. A study was conducted on a diffuser to be coupled to the turbine in order to increase the energy utilization. In the end, the main topologies used for wind generation were presented, and the permanent magnet synchronous generator was selected. Next, all the active parts of the generator (directly involved in electromagnetic conversion) were studied and determined. An outer stator with three-phase distributed windings was designed. The rotor, which is coupled to the blades, is located internally. The Neodymium-Iron-Boron permanent magnets are mounted on the rotor surface. It is concluded with an evaluation of the proposed wind generator in accordance with its behavior computational simulations.

Bullhead is common fish of our trout zones of streams and small rivers. It lives in mountain streams or small rivers. It needs clear water with high oxygen saturation. Therefor bullhead is used as a bioindicatorof clear waters. The aim of our experiment was compare the influence of artificial and natural flood on bullhead population in river Labe. Artificial flood was caused by wild water race competition in 2011. There was drained the water reservoir Labská during this event. The observed stretch of river Labe was fished out before and after this competition using electric generator. The fish obtained before the artificial flood were branded and released back to the river. New out fishing was done immediately after the flood. There were counted and measured the fish with or without brands. The same manner was used for obtaining of dates before and after natural flood in 2012. The main result of this experiment is showing the artificial flood is more destructive and dangerous than natural flood. The reason is faster increase and decrease of flow in river during the artificial flood.

Orientador: Prof. Dr. Ricardo Caneloi dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2015. / Com a expansão e o crescimento das redes elétricas, surge a necessidade de usar novas fontes de energia para suprir toda a demanda requerida pelos consumidores. Para atender esta demanda, geradores de pequeno porte (GDs) são instalados ao longo das redes elétricas, para assim aproveitar as diversas fontes de energia que se encontram espalhadas pelo país. No entanto, para conectar estes GDs nas redes elétricas é preciso considerar o evento de ilhamento. Uma condição de ilhamento ocorre quando uma parte do sistema de potência fica ilhado eletricamente da rede da concessionária, podendo causar assim sérios problemas à qualidade da energia suprida aos consumidores. Em virtude da dificuldade, diante de algumas condições de operação, em diferenciar uma situação de ilhamento de outros eventos transitórios que ocorrem em uma rede elétrica, se faz necessária a busca por novos métodos de detecção de ilhamento, em alternativa aos métodos tradicionais. Neste trabalho é apresentado o estudo de um algoritmo baseado em Redes Neurais Artificiais (RNAs) para a detecção de ilhamento de geradores distribuídos. O presente algoritmo detecta as condições de ilhamento ao analisar os sinais de tensão da barra do GD, por meio de uma RNA do tipo Multilayer Perceptron (MLP). Baseando-se no algoritmo estudado, é proposta uma arquitetura de relé digital para ser implementada em hardware utilizando o software LabVIEW e os chassis cDAQ-9172 e cRIO-9073 (plataformas comerciais de hardware). O algoritmo implementado em hardware foi avaliado com sinais elétricos reais e mostrou-se adequado para a detecção de ilhamento na rede elétrica adotada. Um estudo sobre a implementação do algoritmo com diferentes tipos de plataformas (real time e não real time) e com diferentes taxas de amostragem foi desenvolvido, permitindo avaliar precisamente a relação "recurso de hardware x precisão dos resultados". / Since the power demand is increasing, additional electrical power sources are required to properly supply all consumers. To meet this new increased demand small generators (DGs) are installed in the power grid, thus allowing to use electrical power sources available around the country. However, to connect such DGs in the power grid the islanding event must be considered. An islanding condition takes place when a section of the grid is inadvertently isolated from the utility, thus resulting in problems related to the power quality delivered to the consumers, among others. Depending on the operational condition, it is a complex task to distinguish an islanding situation from other possible events in the power system, new methods are needed to develop this task. This work presents an islanding detection algorithm based on artificial neural network (ANN), more specifically by using a multilayer perceptron (MLP). Considering the presented algorithm a digital relay architecture is proposed to be implemented in hardware by using the software LabVIEW and its commercial platforms (cDAQ-9172 and cRIO-9073). The proposed algorithm was evaluated in hardware using real signals and its expected behavior was checked. Besides, a study considering different sampling rates and different types of hardware (real time and not real time) platforms was developed, thus allowing to precisely verify the relation "hardware x accuracy".

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This dissertation addresses the main problems related to doubly-fed induction generators (DFIG) connection to grids with unbalanced voltages. Series compensation is used to achieve balanced voltage on the stator of the machine, avoiding torque oscillations and high currents due to the grid voltage unbalance. The DC-link voltage control proposed reduces the complexity of the converter when compared to the alternatives considered in the literature. The close to no-load operation of the DFIG is also depicted. Simulation results for a commercial large scale generator are presented to demonstrate the performance of the system with the proposed controller. / Esta dissertação trata dos principais problemas relacionados à conexão de geradores duplamente alimentados à rede elétrica com tensões desequilibradas. Compensação série é usada para equilibrar as tensões no estator da máquina, evitando oscilações de conjugado e altas correntes de seqüência negativa devido aos desequilíbrios das tensões no ponto de conexão do gerador. O controle da tensão do barramento CC é proposto tal que é possível reduzir a complexidade do conversor quando comparado com outras alternativas apresentadas na literatura. A operação próximo à carga nula é apresentada. Resultados de simulação para um gerador em escala comercial são apresentados para demonstrar o desempenho do sistema proposto.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Motor generator sets are widely used to generate electricity in case of grid failure or to supply part of the demand for commercial and industrial consumers. The vast majority of motor generator sets work with constant speed proportional to the grid frequency or to the frequency that is imposed on the load. As a consequence, the motor operates at a speed that does not always correspond to the speed that provides the lowest fuel consumption and/or lower emissions. Aiming to promote degrees of freedom to optimize the performance of motor generator sets, this dissertation describes a control and supervision method for motor generator sets with variable speed where the internal combustion motor is not directly linked to grid frequency. For this, a method of control and supervision for the converters which are inserted between the generator and the grid is developed in details. Finally, simulation and experimental results are presented to demonstrate the performance of the proposed method. / Grupos motores geradores são largamente utilizados para a geração de energia elétrica em caso de falta na rede ou para suprir parte da demanda dos consumidores comerciais e industriais. Na sua grande maioria, grupos motores geradores trabalham com velocidade constante proporcional à frequência da rede ou à frequência que está sendo imposta à carga. Desta forma, o motor opera a uma velocidade que nem sempre corresponde à velocidade que proporciona o menor consumo de combustível e/ou menor emissões de gases poluentes. Visando promover graus de liberdade para otimizar o desempenho de grupos motores geradores, esta dissertação descreve um sistema de controle e supervisão para grupos motores geradores que operam em velocidade variável onde a rotação do motor de combustão interna não está diretamente vinculada com a frequência da rede. Para tanto, propõe-se a utilização e desenvolve-se em detalhes um método de controle e supervisão para os conversores que são inseridos entre o gerador e a rede. Por fim, são apresentados resultados de simulação e experimentais que comprovam o desempenho do método proposto.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The induction generator has characteristics making it interesting for alternative sources of energy, such as low cost, ruggedness, low maintenance, high availability and good dynamic behavior. So, it is very much applied in alternative energy systems, where low cost, low maintenance and easy availability are essential characteristics. Although this generator is very attractive, its operation presents problems related to a poor voltage regulation, load dependent variable frequency, and the need of large size self-excitation capacitors, for standalone induction generator systems. In order to minimize these problems, this study proposes a sparse matrix converter associated to an induction generator as a way to regulate the generated voltage, fix the frequency and increase the system reliability. Moreover, it allows the reduction of the self-excitation capacitors by draining out of the generator, mostly resistive current thus, reducing capacitor costs and of the whole system size. In this dissertation is presented some simulation and practical results of a sparse matrix converter connected to the induction generator prototype developed in CEEMA laboratories. These results confirm the here presented theory and validate this work. / O Gerador de Indução é atrativo para geração de energia elétrica com fontes alternativas por apresentar baixo custo, robustez, baixo índice de manutenção, grande disponibilidade e bom comportamento dinâmico. Por isso, ele é muito aplicado em sistemas alternativos de geração de energia onde o baixo custo, baixo índice de manutenção, disponibilidade e facilidade de substituição do gerador, são características bastante apreciadas. Particularmente, no caso dos geradores de indução auto-excitados por bancos de capacitores, apesar de também eles serem atrativos, sua operação isolada apresenta problemas relacionados à regulação de tensão insatisfatória e freqüência variável dependentes da carga, e pela necessidade de capacitores de auto-excitação de tamanho e custo elevados. Os custos elevados dos bancos de capacitores ainda limitam o uso isolado do gerador de indução a pequenas unidades apenas, com potência inferior à 50kW. Esta dissertação propõe o uso do Conversor Matricial Esparso como forma de regular a tensão no gerador de indução e fixar a freqüência na carga. Além disso, o uso deste conversor possibilita drenar uma corrente do gerador em fase com sua respectiva tensão, reduzindo assim o custo dos capacitores e do sistema como um todo. São apresentados resultados de simulação e resultados práticos de um protótipo do conversor matricial esparso, desenvolvido nos laboratórios do CEEMA-UFSM para conexão ao gerador de indução. Estes resultados servem de base para a comprovação e validação da teoria desenvolvida para a integração do gerador de indução auto-excitado e do conversor matricial esparso apresentada nesta dissertação.

Sjukhus och flygplatser är precis som resten av samhället, beroende av el. Med dagens teknik är sjukhus och flygplatser högteknologiska ochväldigt störningskänsliga för elbortfall,vilket gör det viktigt att ha en stabil och säker kraftförsörjning utan avbrott. Ett avbrott i strömförsörjningen kan orsaka allvarliga,till och med livsfarliga konsekvenser. Att säkerställa ett bra och redundant reservkraftsystemär väsentligt för sjukhusen och flygplatserna. Syftet med studien var att undersöka samt ta fram reservkraftsystem med redundansförsjukhus och flygplatser. Under arbetets gång har litteraturstudie om generatorer och UPS-system (uninterruptible power supply) gjorts samt intervjuer med experter inom båda ämnena. Resultat visar de fundamentala delarna som är viktiga att ta hänsyn till vid dimensionering av reservkraftsystem. Men det visar också på att det finns många faktorersom spelar in vid dimensionering av systemen, vilket leder till att alla system ser olika ut och det finns inte riktigtnågon specifik mall att följa. / Hospitals and airports are just like the rest of society, dependent onelectricity. With today's technology, hospitals and airports are highly technological and highly sensitiveto electricity loss. Thatmakes it important to have stable and secure power supply without interruptions. An interruption of power supply can cause serious even fatal consequences. Ensuring a good and redundant reserve power system is essential for hospitals and airports. The purpose of the study was to investigate and provide good redundant solutions for reserve systems in hospitals and airports. During the course of the thesis, literature studies ofgenerators and UPS (uninterruptible power supply) systems have been conducted as well as interviews with experts in both subjects.Results show the fundamental aspects that should be taken into account when dimensioning reserve power systems. But it also shows that there are many aspects that affectthe system dimensioning, which means that all systems look different and there is no specific template to follow.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The growing global demand for electricity, increasing scarcity of the conventional energy sources and the need to reduce environmental impacts contributed to the pronounced development of new technologies based on clean and renewable energy sources. In this context, the wind power is the technology that has had a greater development in recent decades. This source has played an important role in the advancement of alternative sources in the world energy matrix, because the technology is already consolidated and is economically viable. Accompanying the technological development of the alternative sources, the induction generator has stood out among the generators with the technology best suited to generating electricity for isolated energy systems. With this motivation, this thesis proposes a new configuration for an isolated wind energy conversion system using variable speed turbines, in which the induction generator is electronically excited by means of a static compensator. Also, the generator is associated to a shunt active filter for compensation of non-linear and unbalanced loads, and with a battery bank for energy storage and DC bus stabilization. It is also discussed the main problems with the induction generator related to the magnetization characteristic and its dynamic model, and the proposed solutions to mitigate these problems. The results confirm the effectiveness of the proposed wind energy conversion system, showing its operational capability with variable load and variable turbine speed. Finally it is presented the main conclusions of this work and suggestions for future works in the same line of research. / O crescente aumento da demanda mundial de energia elétrica, a escassez cada vez maior das fontes convencionais de energia e a necessidade de redução dos impactos ambientais contribuíram para o acentuado desenvolvimento de novas tecnologias baseadas em fontes limpas e renováveis. Neste contexto, a energia eólica foi uma das tecnologias que mais se desenvolveu nas últimas décadas. Esta fonte tem desempenhado importante papel no avanço das fontes alternativas na matriz energética mundial, pois é uma tecnologia já consolidada e viável economicamente. Acompanhando o desenvolvimento tecnológico das fontes alternativas, o gerador de indução tem se destacado dentre as tecnologias de geradores mais adequadas para sistemas isolados de geração de energia elétrica. Com esta motivação, esta tese propõe uma nova configuração de conversão de energia eólica isolada, utilizando turbinas de velocidade variável, na qual o gerador de indução é excitado eletronicamente por meio de um compensador estático. Ainda mais, o gerador é associado a um filtro ativo shunt para a compensação de cargas não-lineares e desbalanceadas e a um banco de baterias para armazenamento de energia e estabilização do barramento cc, comum aos conversores. São discutidos os principais problemas relacionados ao gerador de indução para esta aplicação através da característica de magnetização e do seu modelo dinâmico, com as soluções propostas para mitigar estes problemas. Os resultados práticos e de simulação obtidos comprovam a efetividade da configuração de conversão de energia eólica proposta, mostrando a capacidade de operação do gerador com carga variável e velocidade variável da turbina. Por fim são apresentadas as principais conclusões e sugestões para trabalhos futuros na mesma linha de pesquisa.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2016-03-22T13:00:30Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1160851 bytes, checksum: 7135123aaf3823254b3e52ab8d141d6d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-22T13:00:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1160851 bytes, checksum: 7135123aaf3823254b3e52ab8d141d6d (MD5) Previous issue date: 2015-03-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work, we present an introduction to the theory of C0-semigroup (and C0-group) of bounded linear operators, and we show that wave operator in RN is the in nitesimal generator of a C0-group of bounded linear operators in a appropriate Banach space. / Neste trabalho apresentamos uma introdu c~ao a teoria de C0􀀀semigrupos (e C0􀀀gru po) de operadores lineares e limitados, e mostramos que operador de ondas em RN e o gerador in nitesimal de um C0􀀀grupo de operadores lineares e limitados em um espa co de Banach apropriado.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:09:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2167148 bytes, checksum: 554d1587c0880ff3b83f12cabf794bd4 (MD5) Previous issue date: 2012-03-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The study of transportation systems describes various projects as potential points of attraction for the population; they are called Trip Generator. The process of attractiveness interferes directly triggered by developments in the transport system. Among the negative impacts it can be noted the concentration of the capacity of the transportation system. This impact on the transport system should be provided in the licensing process of Trip Generators. The methods adopted in Brazil to characterize them are traditional enterprises and encourage the use of private vehicles for transportation, prioritizing the provision of parking with capacity for this user profile. Changes have been observed in some developed countries, especially in Europe, about the politics of urban traffic management adopted in the evaluation of projects considered Trip Generator. This research analyzes an overview of some international and national licensing procedures exist for these enterprises, obtaining as a result of a comparison between the different processes and identifying the strengths and weaknesses. Adopting two different methodologies of authors who have studied indices and indicators for Sustainable Urban Mobility, an identification was made on to present which indicators can be influenced by the deployment of a Trip generator. From this identification are set forth actions that can be added to the licensing process in the city of João Pessoa which are in line with the new sustainable urban mobility policies developed by the Ministry of Cities. / O estudo sobre sistemas de transportes descreve diversos empreendimentos como potenciais pontos de atração para a população, denominados Pólos Geradores de Viagens (PGV´s) ou Pólos Geradores de Tráfego (PGT´s). O processo de atratividade desencadeado por empreendimentos interfere diretamente no sistema de transporte. Dentre os impactos negativos pode-se destacar o adensamento na capacidade do sistema de transporte. Este impacto no sistema de transportes deve ser previsto no processo de licenciamento dos PGV´s. Os métodos adotados no Brasil para caracterizar os empreendimentos PGV são tradicionais e estimulam o uso do veículo privado como meio de transporte, priorizando a oferta de estacionamento com capacidade para atender este perfil de usuário. Mudanças têm sido observadas em alguns países desenvolvidos, notadamente na Europa, acerca das políticas de gestão do tráfego urbano adotadas na avaliação de empreendimentos tidos como Geradores de Viagens (Trip Generator). Nesta pesquisa analisa-se um panorama internacional e nacional de alguns processos de licenciamento existentes para PGV´s, obtendo-se como resultado uma comparação entre os diferentes processos e identificando os pontos positivos e negativos. Adotando duas metodologias de diferentes autores que estudam índices e indicadores de Mobilidade Urbana Sustentável, foi feita uma identificação sobre quais indicadores podem sofrer influência da implantação de um PGV. A partir desta identificação são apresentadas ações que possam ser agregadas ao processo de licenciamento de PGV´s no município de João Pessoa que estejam em consonância com as novas políticas de mobilidade urbana sustentável desenvolvida pelo Ministério das Cidades.