Esta dissertação analisa as disputas em torno do uso da água para geração de energia no município de Granada, Oriente Antioqueño, Colômbia. Tema que desde os anos 1960 está se apresentando na região, com a construção do complexo hidroelétrico do Oriente Antioqueño, formado por cinco centrais hidroelétricas: Guatapé, Playas, Jaguas, San Carlos e Calderas. Este denominado desenvolvimento energético tem sido motivo de disputa, de um lado o Estado e as empresas geradoras que intervêm com fins econômicos no território, e por outro, as comunidades que têm sido obrigadas a sair, modificando seu ambiente e, acima de tudo, as críticas e manifestações nas quais assinalam as injustiças tem sido caladas com ações violentas que se apresentam ao longo da história. No desenvolvimento deste trabalho analisaram-se três momentos: a construção da hidroelétrica Calderas nos anos 1980, a “Crise Humanitária” entre 1997 e 2005 e a defesa do rio Tafetanes entre 2010 – 2016, processos vividos no município de Granada – na zona urbana e parte da rural- e em algumas zonas vizinhas pertencentes aos municípios de San Carlos e San Luis. A partir de uma investigação, realizada entre janeiro e abril de 2016, fazendo o uso de entrevistas, observações, diário de campo e análise documental; e sob o olhar da sociologia pragmática de Luc Boltanski, como insumo teórico metodológico para argumentar. O percurso histórico neste contexto dá conta desde a construção das hidroelétricas até os movimentos cívicos e seu extermínio, acontecimentos que ocorreram nos anos 1980. A história daqueles anos até a atualidade se desenvolve com a descrição das disputas pela água no município de Granada, sob a premissa de que estes acontecimentos têm sido um reflexo do panorama regional. As disputas pela água detonaram na central Calderas, um processo de impacto mais regional, enquanto que no caso da defesa do rio Tafetanes se circunscreve a um cenário local que permitiu expandir sua experiência na região. A chamada “Crise Humanitária”, vivida neste cenário, foi uma situação regional e dá indícios de uma relação direta com ditas disputas. Nos diferentes momentos identificados neste trabalho, se observa que tanto os atores como suas ações são dinâmicas, se transita, segundo os regimes de ação de Boltanski, entre a justeza, justiça, violência e na atualidade com os novos projetos de Pequenas Centrais Hidroelétricas, pode perceber-se a presença novamente de um regime de justiça. Este trabalho permitiu uma visão holística do território na sua relação com as disputas pelo uso da água, identificando nesta, múltiplas possibilidades para explorar e aprofundar, que podem ser enriquecidas com novos marcos teóricos interpretativos. / Esta disertación analiza las disputas en torno al uso del agua para generación de energía en el municipio de Granada, Oriente Antioqueño, Colombia. Tema que desde los años 60 se está presentando en la región, con la construcción del Complejo Hidroeléctrico del Oriente Antioqueño, conformado por cinco centrales hidroeléctricas: Guatapé, Playas, Jaguas, San Carlos y Calderas. Este llamado desarrollo energético ha sido motivo de disputa, de un lado el Estado y las empresas generadoras que intervinieron con fines económicos en el territorio, y por el otro, las comunidades que han sido obligadas a salir, modificando su ambiente y sobre todo, las críticas y protestas que señalan las injusticias han sido calladas con acciones violentas que se manifiestan a lo largo de la historia. En el desarrollo de este trabajo se analizan tres momentos: la construcción de la hidroeléctrica Calderas en los años 80, la “Crisis Humanitaria” entre 1997 - 2005 y la defensa del río Tafetanes entre el 2010 – 2016; procesos vividos en el municipio de Granada -en la zona urbana y parte de la rural-, y en algunas zonas vecinas pertenecientes a los municipios de San Carlos y San Luis. A partir de una investigación, realizada entre enero y abril del 2016, haciendo uso de entrevistas, observaciones, diario de campo y análisis documental; y bajo la mirada de la sociología pragmática de Luc Boltanski, como insumo teórico metodológico para argumentar. El recorrido histórico planteado en este contexto, da cuenta desde la construcción de las hidroeléctricas hasta los movimientos cívicos y su exterminio, acontecimientos ocurridos en los años 80. La historia desde estos años hasta la actualidad, se desarrolla con la descripción de las disputas por el agua en el municipio de Granada, bajo la premisa que estos acontecimientos han sido un reflejo del panorama regional. Las disputas por el agua denotan en la central Calderas, un proceso de impacto más regional, mientras que en caso de la defensa del río Tafetanes se circunscribe a un escenario local que permitió expandir su experiencia en la región. La llamada “Crisis Humanitaria”, vivida en este escenario, fue una situación regional y da indicios de la relación directa con dichas disputas. En los diferentes momentos identificados en este trabajo, se observa que tanto los actores como sus acciones son dinámicas, se transita, según los regímenes de acción de Boltanski, entre la justeza, justicia, violencia y en la actualidad con los nuevos proyectos de Pequeñas Centrales Hidroeléctricas, puede percibirse la presencia nuevamente del régimen de la justicia. Este trabajo permitió una visión holística del territorio en su relación con las disputas por el uso del agua, identificando en ésta multiplicidad de posibilidades para explorar y profundizar, que pueden verse enriquecidas con nuevos marcos teóricos interpretativos.

A Geração Distribuída no Brasil tem crescido ao longo dos anos, especialmente na fonte fotovoltaica e na categoria que a ANEEL denomina microgeração distribuída, que são centrais geradoras de energia elétrica com potência instalada menor ou igual a 75 kW e conectada na rede de distribuição por meio de instalações de unidades consumidoras. Apesar dos problemas tradicionais que podem ocorrer com a inserção em larga escala, como maiores perdas e desvios de tensão, as placas fotovoltaicas, conectadas à rede de distribuição por meio de um inversor, trazem a possibilidade de controlar a tensão no ponto de conexão, manipulando-se o fator de potência de saída do inversor, controlando a potência reativa. Neste contexto, considerando o uso dos inversores inteligentes com possibilidade de envio de sinal remotamente ao operador e a possibilidade de criação de Centros de Despacho de Geração Distribuída (CDGD), este trabalho tem por objetivo propor uma metodologia de regulação de tensão centralizada utilizando unidades de microgeração fotovoltaicas, em redes de distribuição com larga inserção. A metodologia proposta utiliza o conceito de despacho de potência reativa e fluxo de potência reativa ótimo, por meio de uma abordagem centralizada da rede, utilizando-se o software OpenDSS e MatLab, equipado com Algoritmo Genético (AG) para solucionar o problema de otimização. Para avaliar o desempenho do modelo, foram feitos estudos de caso no sistema IEEE 123 barras e em uma rede real em Alegrete. Os resultados obtidos validam a abordagem proposta, demonstra a aplicabilidade e limitações em casos reais. / The distributed generation in Brazil has increased in the past years, specially in photovoltaic power generation, at the category that Brazilian Electric Regulator ANEEL classifies as "distributed micro-generation", i.e., generation units in which the active power capacity is equal or bellow 75kW and conected on distribution network by the consumers. Despite the traditional problems that might occur due to high penetration of the units, e.g., higher losses and voltage sags and swells, they are conected to the network through an inverter that can be controlled in order to provide or consume reactive power, providing voltage regulation. In that context, considering the use of intelligent inverters that can be remotely operated by a centralized utility operator, this work aims to propose a centralized voltage regulation methodology using distributed micro-generation in distribution networks. The proposed methodology uses the concept of reactive power dispatch and optimal power flow, from a centralized view of the network, using the software MatLab and OpenDSS with Genetic Algorithm to solve the optimization problem. To evaluate the model, simulations were performed with the IEEE 123 bus system and with a real distribution network from the Alegrete city, in the Brazilian state of Rio Grande do Sul. The results show the proposed is valid, despite some limitations on real cases.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2015-01-22T18:30:30Z No. of bitstreams: 1 2014_DiogoKeijiNakai.pdf: 2501020 bytes, checksum: f247c5f157bdffb5c63a7455fbc3e42e (MD5) / Approved for entry into archive by Ruthléa Nascimento(ruthleanascimento@bce.unb.br) on 2015-02-13T13:39:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_DiogoKeijiNakai.pdf: 2501020 bytes, checksum: f247c5f157bdffb5c63a7455fbc3e42e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-13T13:39:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_DiogoKeijiNakai.pdf: 2501020 bytes, checksum: f247c5f157bdffb5c63a7455fbc3e42e (MD5) / Este trabalho objetivou avaliar o potencial de geração de energia elétrica do gás produzido pela gaseificação de eucalipto. Três espécies foram utilizadas: E. urophylla, E. grandis e E urograndis. O reator utilizado foi do tipo leito fixo contracorrente (updraft), utilizando ar como agente de gaseificação. As caracterizações em termos de poder calorífico superior, composição imediata e elementar foram realizadas a fim de comparar os dados obtidos com os da literatura e verificar se os modelos de predição do poder calorífico superior da biomassa eram condizentes com a realidade, uma vez que de todas as propriedades essa é a mais importante para efeitos de processo. Também foi avaliada a densidade dos materiais a serem gaseificados. A qualidade do gás foi avaliada através de cromatografia gasosa (CG/DCT), quantificando-se as concentrações de H2, CO e CO2. As análises dos resultados das caracterizações das três espécies mostraram que a espécie E. urograndis possui um poder calorífico superior menor, um teor de cinzas maior e um teor de hidrogênio maior que as demais espécies. As demais propriedades foram classificadas como estatisticamente não diferentes entre as espécies estudas. Assim espera-se não haver diferença significativa na produção de alcatrões durante a gaseificação das três biomassas devido ao teor semelhante de voláteis, além de uma qualidade de gás também muito semelhante devido à semelhança no teor de carbono fixo e na razão C/H das espécies. Um menor rendimento de gás da espécie E. urograndis em relação as demais. Embora tenham sido observadas algumas diferenças estatisticamente significativas entre algumas das propriedades das espécies estudadas, nenhuma diferença chegou a influenciar a níveis perceptíveis a qualidade o gás produzido. Isso se deve, não somente à semelhança das espécies, mas também à robustez do reator de leito fixo e ao método de análise dos gases, que consegue apenas retirar amostras pontuais. O gás produzido mostrou qualidade semelhante à encontrada na literatura para o gás proveniente da gaseificação em leito fixo para biomassa e seu poder calorífico superior é estimado entre 4 – 6 MJ/Nm³. Assim, sua viabilidade técnica na geração de energia elétrica foi demonstrada. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work aimed to evaluate the power production potential of syngas produced through the eucalyptus gasification. Three species were used: E. urophylla, E. grandis and E urograndis. The gasifier was an updraft reactor with air as gasifier agent. Characterization of high heat value, proximate analysis and ultimate analysis of all species were performed and results compared to literature data and predicting models of high heat value of biomass, since it’s the most important parameter to any thermochemical processes. Also all species materials that were gasified had its density determined. The quality of syngas was determined by gas chromatography (GC/TCD) in terms of concentration of H2, CO and CO2. Analysis of characterization data showed that E. urograndis has a lower high heat value, higher ash content and lower hydrogen content than the other species. The other properties have been considered statistically non different between all species studied. Therefore no significant difference is expected in the yield of tars due to the close volatile content. Also no significant difference is expected in the quality of the syngas due to the close relation C/H and fixed carbon content of studied species. A lower yield of syngas can occur during the gasification of E. urograndis due to its lower high heat value. Although some statistical differences have been observed between species properties, none had notable influence in the syngas quality not only because of the little difference between the species, but also because of the gasifier’s robustly and syngas analysis method that was able to analyze only punctually and timely spaced samples of the process. The syngas quality was similar to literature’s data for biomass gasification in fixed bed gasifier and its high heat value is estimated to be between 4 – 6 MJ/Nm³. And its technical viability for power production was proved.

As regras de operação adotadas para cada reservatório de um sistema hidroelétrico composto por várias usinas em cascata podem alterar de forma significativa a quantidade total de energia produzida. A regra de operação de reservatórios (ROR) mais adotada atualmente é a da operação em paralelo, segundo a qual os reservatórios mantêm o mesmo percentual em volume de armazenamento. Esta regra é reconhecidamente inconveniente, não refletindo a realidade operativa das usinas. No sistema brasileiro adota-se também a regra de operação em paralelo por faixas, onde agora os reservatórios são divididos em faixas e dentro destas opera-se em paralelo. Este método gera o problema de se determinar faixas convenientes para as usinas, de acordo com suas posições na cascata, o que ainda não foi feito de forma eficiente. A determinação das ROR para usinas hidroelétricas em cascata tem uma grande importância para o planejamento da operação energética de sistemas hidrotérmicos de potência. Ela é necessária no procedimento de agregação para obtenção do reservatório equivalente de energia assim como para estabelecer políticas de defluência utilizadas nos modelos de simulação, tendo um papel importante na metodologia de operação do Sistema Brasileiro. Neste trabalho, faz-se uma análise do comportamento ótimo dos reservatórios em cascata através de um modelo determinístico de otimização não-linear a usinas individualizadas. A seguir propõe-se um método para a obtenção de regras de operação otimizadas de reservatórios que estabelece uma relação entre o estado individual de armazenamento dos reservatórios e o estado agregado de armazenagem do sistema. Estas regras são representadas por curvas ou equações que procuram refletir, em média, as condições de operação ótima do sistema, reproduzindo desta forma uma operação mais próxima da real. Finalmente, faz-se uma comparação das ROR\'s assim obtidas e a regra de operação em paralelo, através da simulação da operação de um subsistema do Sistema Sudeste Brasileiro, e também pela montagem de reservatórios equivalentes de energia com as duas regras, mostrando-se em ambos os casos a melhor adequação das novas regras. / The operation rules adopted for each reservoir of a hydroelectric system, compound by several power plants in cascade, can modify, in a significant way, the total quantity of produced energy. The parallel operation is nowadays the most used reservoir operation rule (ROR). By this all the reservoirs maintain the same percentage of the total volume. This is a recognized improper rule that does not represent the operation reality of the power plants. The determination of the ROR\'s for cascade hydroelectric power plants is of great importance for the energetic operation planning of the hydroelectric power systems. The ROR\'s are necessary in the aggregation process for obtaining the composite representation of a multireservoir hydroelectric system ad also to give the flow down decision in the simulation models. Therefore, these rules are very important in the Brazilian System operation methodology. In this work the optimal behavior of cascade reservoirs is analyzed through a deterministic non-linear optimization model with individual representation of the power plant. Then, a method for this acquisition of optimized ROR\'s is proposed. In these rules a relationship between the reservoirs\' storage individual state and the system storage aggregate state is found. These rules are represented by curves or equations that aim to reflect, in average, the conditions of the system optimal operation, in this way representing an operation closer to reality. Finally, using a subsystem of the Brazilian Southeast System, a comparison of the obtained ROR\'s and parallel rule is made. Also, a composite representation is made with the two rules. In both cases the better behavior of the new rules is demonstrated.

Os efeitos multidisciplinares presentes em projetos de engenharia, sobretudo naqueles de infra-estrutura, têm alargado as fronteiras de pesquisas para avaliá-los não só do ponto de vista convencional técnico econômico, mas também sob a ótica ambiental e social. Por outro lado, o investidor que tradicionalmente buscava oportunidades apenas considerando o desempenho econômico e financeiro, atualmente é levado a analisar os empreendimentos também no âmbito social e ambiental. Fundamentado em várias informações disponíveis em bases de dados constituídas por diversas instituições, o modelo desenvolvido nesta pesquisa é uma solução para avaliar o mérito de um empreendimento de geração distribuída de origem térmica, considerando os aspectos econômico, social e ambiental, por meio de indicadores que quantificam, objetivamente, aspectos econômicos como taxa de retorno de capital e margem liquida, bem como fatores sociais como o impacto na educação, na saúde, na renda e no emprego e ainda, verifica o atendimento das restrições ambientais. A solução apresentada, sem prejuízo da avaliação dos aspectos pragmáticos relativos à viabilidade econômica e respeito à regulamentação ambiental, traz uma forma simples e clara de atribuir um grau de mérito agregado às alternativas de implementação de geração distribuída, considerando a intensidade da responsabilidade social subjetiva do investidor. A análise de cenários e de sensibilidade diante da variação de parâmetros diversos que o modelo oferece, permite aferir o grau de robustez e de importância da precisão de variáveis específicas. Embora não esgote o tema, o modelo apresentado contribui para estimular diferentes formas de avaliar e priorizar multidisciplinarmente a implementação um empreendimento de geração distribuída, podendo inclusive, se prestar como indicador de financiamentos privilegiados ou outros incentivos do gênero. / The multidiscipline effects in engineering projects, mainly in those of infrastructure, have extended the borders of research to not only evaluate them of the conventional point of view, economic and technical, but also environmental and social. On the other hand, the investor who traditionally searched alternatives only considering the economic and financial performance currently is taken to analyze also the social and environmental aspects. Based on some information available in several institutions databases, the model developed in this research is a solution to evaluate the merit of an enterprise of distributed generation of thermal origin, considering the economic, social and environmental aspects, using merit indexes that quantify, directly, economic aspects as capital return tax and operating income eliminates, as well as social factors like the impact in the education, health, income and employment rates and still, it verifies the attendance of the environmental restrictions. The solution presented, without damage the evaluation of the pragmatic aspects related to economic viability and respect to the ambient regulation, brings a simple and clear form to attribute a merit degree of aggregate to the alternatives to embed distributed generation, considering the intensity of the subjective social responsibility of the investor. The analysis of sceneries and sensitivity ahead of the diverse parameter variation that the model offers, allows investigating the robustness degree and accuracy importance of specific variable. Although it does not deplete the subject, the presented model is an important contribution to stimulate a form to evaluate and to prioritize the multidiscipline implementation to a distributed generation enterprise, also being able, to be used as financial index or other incentives of the sort.

A conversão de energia de vibração disponível no ambiente em energia elétrica tem sido investigada por diversos pesquisadores nos últimos anos. O objetivo é alimentar sistemas de baixo consumo convertendo energia mecânica disponível no ambiente em energia elétrica. A literatura recente mostra que a transdução piezelétrica tem recebido a maior atenção para a conversão de vibrações em eletricidade. Na prática, vigas e placas engastadas com camadas de piezocerâmicas são utilizadas como geradores piezelétricos de energia. Os geradores têm dimensões de placas em alguns casos e a previsão da potência elétrica devido à excitação de base requer uma formulação de placas. Neste trabalho, um modelo por elementos finitos (EF) eletromecanicamente acoplado é apresentado para a previsão da potência elétrica obtida a partir de geradores piezelétricos de energia. Para corpos eletroelásticos, o princípio generalizado de Hamilton é utilizado e o modelo EF é obtido a partir das hipóteses de placas de Kirchhoff, já que os geradores piezelétricos de energia são estruturas tipicamente finas. A presença de eletrodos contínuos é levada em conta no modelo EF. As previsões do modelo EF são verificadas a partir de uma solução analítica para um gerador unimorph e também a partir de resultados analíticos e experimentais para um gerador bimorph em série com uma massa concentrada encontrados na literatura. Nestes casos uma carga resistiva é utilizada no domínio elétrico. O comportamento piezo-elástico de um gerador bimorph em paralelo é investigado com um circuito resistivo no domínio elétrico. / Vibration-based energy harvesting has been investigated by several researchers over the last ten years. The goal is to power small electronic components by converting the waste mechanical energy available in their environment into electrical energy. Recent literature shows that piezoelectric transduction has received the most attention for vibration-to-electricity conversion. In practice, cantilevered beams and plates with piezoceramic layers are employed as piezoelectric energy harvesters. Aspect ratios of piezoelectric energy harvesters in several cases are plate-like and predicting the power output to base excitations requires a plate-type formulation. In this work, an electromechanically coupled finite element (FE) plate model is presented for predicting the electrical power output of piezoelectric energy harvesters. For electroelastic bodies the generalized Hamilton\'s principle is used and the FE model is based from the Kirchhoff plate assumptions as typical piezoelectric energy harvesters are thin structures. Presence of conductive electrodes is taken into account in the FE model. The predictions of the FE model are verified against the analytical solution for a unimorph cantilever and then against the experimental and analytical results of a bimorph in series cantilever with a tip mass reported in the literature. A load resistance is considered in the electrical domain. The piezoelastic behavior of a bimorph in parallel harvester is investigated for energy generation using a load resistance in the electrical domain.

A conversão de vibrações aeroelásticas em eletricidade para a geração de pequenas quantidades de potência tem recebido cada vez mais atenção nos últimos anos. Além de aplicações em potencial para estruturas aeroespaciais, o objetivo é desenvolver configurações alternativas para a coleta de energia do escoamento e usá-las em sistemas eletrônicos sem fio. O uso de uma seção típica é uma abordagem conveniente para criar instabilidades e oscilações persistentes na coleta aeroelástica de energia. Este trabalho analisa as versões linear e não linear de dois geradores aeroelásticos de energia baseados em aerofólio que utilizam transdução piezelétrica: (1) com dois graus de liberdade (GDL) e (2) com três GDL. As equações governantes eletroaeroelásticas adimensionais são dadas em cada caso com uma carga resistiva no domínio elétrico para a previsão do comportamento do sistema. Primeiro, a interação entre a geração piezelétrica de potência e os comportamentos aeroelásticos linear e não linear de uma seção típica com 2-GDL é investigada para um conjunto de cargas resistivas. As previsões do modelo são comparadas com dados experimentais obtidos em ensaios em túnel de vento na condição de flutter. No segundo estudo de caso, uma não linearidade bilinear é adicionada ao GDL de rotação da seção típica. Mostra-se que oscilações não lineares em ciclo limite podem ser obtidas abaixo da velocidade linear de flutter. As simulações do modelo previram com sucesso os resultados experimentais. Finalmente, a combinação das não linearidades rigidez cúbica (do tipo que se torna mais rígida proporcionalmente ao cubo do deslocamento) e bilinear é considerada no GDL de rotação da seção típica. A resposta piezoaeroelástica não linear é investigada para diferentes valores da razão entre a rigidez não linear e a rigidez linear. A não linearidade bilinear reduz a velocidade em que oscilações persistentes aparecem enquanto que a rigidez cúbica contribui para com a obtenção de oscilações persistentes de amplitude aceitável em uma faixa mais ampla de velocidades do escoamento. Em seguida, os comportamentos piezoaeroelásticos linear e não linear de uma seção típica com 3-GDL são investigados. A não linearidade bilinear é adicionada ao GDL de rotação da superfície de controle. Mostra-se que oscilações não lineares em ciclo limite podem ser obtidas em uma faixa de velocidades do escoamento. No último caso, a não linearidade cúbica é modelada no GDL de rotação da seção típica (além da não linearidade bilinear na superfície de controle) e oscilações de amplitude limitada são obtidas em uma faixa de velocidades do escoamento. Não linearidades concentradas podem ser introduzidas em geradores aeroelásticos de energia (que utilizam transdução piezelétrica ou outro mecanismo transdutor) para melhoria do desempenho do sistema. / Converting aeroelastic vibrations into electricity for low power generation has received growing attention over the past few years. In addition to potential applications for aerospace structures, the goal is to develop alternative and scalable configurations for wind energy harvesting to use in wireless electronic systems. The use of a typical airfoil section is a convenient approach to create instabilities and persistent oscillations in aeroelastic energy harvesting. This work analyzes the linear and non linear versions of two airfoil-based aeroelastic energy harvesters using piezoelectric transduction: (1) with two degrees of freedom (DOF) and (2) with three DOF. The governing dimensionless electroaeroelastic equations are given in each case with a resistive load in the electrical domain for predicting the system behavior. First the interaction between piezoelectric power generation and linear and non linear aeroelastic behavior of a typical section with 2-DOF is investigated for a set of resistive loads. Model predictions are compared to experimental data obtained from the wind tunnel tests at the flutter boundary. In the second case study, free play nonlinearity is added to the pitch DOF and it is shown that nonlinear limitcycle oscillations can be obtained below the linear flutter speed. The experimental results are successfully predicted by the model simulations. Finally, the combination of cubic hardening stiffness and free play nonlinearities is considered in the pitch DOF. The nonlinear piezoaeroelastic response is investigated for different values of the nonlinear-to-linear stiffness ratio. The free play nonlinearity reduces the cut-in speed while the hardening stiffness helps in obtaining persistent oscillations of acceptable amplitude over a wider range of airflow speeds. Later the linear and non linear piezoaeroelastic behavior of a typical section with 3-DOF is investigated. Free play nonlinearity is added to the control surface DOF and it is shown that nonlinear limit-cycle oscillations can be obtained over a range of airflow speeds. In the last case cubic hardening nonlinearity is modeled in the pitch DOF (in addition to the free play in the control surface) and bounded oscillations are obtained for a range of airflow speeds. Concentrated nonlinearities can be introduced to aeroelastic energy harvesters (exploiting piezoelectric or other transduction mechanisms) for performance enhancement.

Submitted by MARCOS LEANDRO TEIXEIRA DE OLIVEIRA (marcosteixeira@ufv.br) on 2018-10-09T12:35:28Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2380788 bytes, checksum: 6786ae497ba88ba9e7ba1903d6231300 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-09T12:35:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2380788 bytes, checksum: 6786ae497ba88ba9e7ba1903d6231300 (MD5) Previous issue date: 2018-07-16 / Devido ao crescimento da população mundial, o uso da terra se tornou uma valiosa commodity, criando a necessidade de se estudar maneiras de diminuir a ocupação de área para assegurar o desenvolvimento de futuras gerações. Sistemas fotovoltaicos fixos ao solo possuem a desvantagem de ocupar grandes áreas que poderiam ser utilizadas para a agricultura, construção de indústrias, edifícios, etc. Nesse sentido, surge uma forma alternativa de posicionamento de placas na forma de uma árvore fotovoltaica, uma nova e promissora maneira de integrar a energia solar fotovoltaica às construções e ao espaço urbano em geral, otimizando ao máximo o espaço necessário. Uma árvore fotovoltaica é basicamente como uma árvore natural, mas com células solares posicionadas no lugar das folhas. Entretanto, o sombreamento causado pelas “folhas” neste tipo de disposição pode causar uma queda na geração de energia do conjunto. Dessa forma, o objetivo desta dissertação foi realizar a comparação do sistema tradicional de painéis com a árvore fotovoltaica. Para isso, foi projetado um sistema automático de aquisição de dados para se computar a energia gerada por cada conjunto. Além disso, três diferentes arranjos de árvores fotovoltaicas foram comparados: árvore 1, com 16 células; árvore 2, com 20 células; árvore 3, com 30 células, a fim de se encontrar o melhor design de sistema, balanceando o número de células com a geração de energia. O sistema de aquisição de dados construído foi utilizado para a realização do experimento, medindo a geração de energia de cada conjunto. Ao final, a árvore 2 foi o sistema que mais gerou energia, apesar de não possuir o maior número de células. Estima-se então, que para este estudo, a distância ótima de posicionamento dos galhos de uma árvore fotovoltaica equivale a 5% do comprimento total da estrutura central de sustentação. Comparando-se as Árvores 1 e 3, concluiu-se que a construção da Árvore 3 não é vantajosa, uma vez que se pode obter uma geração de energia equivalente (apenas 3% inferior) ao se construir a Árvore 1, que é cerca de 35% mais barata. Pode-se dizer que a Árvore 3 está melhor desenhada para os períodos da manhã e da tarde. Por volta do meio dia, a ocorrência de sombreamento é maior devido à maior altura solar, diminuindo assim a energia gerada pela Árvore 3. / Due to the growth of the world population, land use has become a valuable commodity, creating a need to study ways to reduce area occupation to ensure the development of future generations. Photovoltaic systems fixed to the ground have the disadvantage of occupying large areas that could be used for agriculture, construction of industries, buildings, etc. In this sense, there is an alternative form of panel positioning in the form of a photovoltaic tree, a new and promising way to integrate photovoltaic solar energy into buildings and urban space, optimizing the space used as much as possible. A photovoltaic tree is basically like a natural tree, but with solar cells positioned in the place of the leaves. However, the shading caused by the "leaves" in this type of arrangement can decrease energy generation of the system. Thus, the objective of this work was to compare the traditional panel system with the photovoltaic tree. For that, an automatic data acquisition system was designed to compute the energy generated by each set. In addition, three different arrangements of photovoltaic trees were compared: tree 1, with 16 cells; tree 2, with 20 cells; and tree 3 with 30 cells in order to find the best system design, balancing the number of cells with the generation of energy. The proposed data acquisition system was used to perform the experiment, measuring the energy generation of each set. In the end, tree 2 was the system that generated the most energy, despite not having the largest number of cells. It is estimated that for this study, the optimal positioning distance of the branches in a photovoltaic tree is equivalent to 5% of the total length of the central support structure. Comparing Trees 1 and 3, it was concluded that the construction of Tree 3 is not advantageous, since an equivalent energy generation (only 3% lower) can be obtained by constructing Tree 1, which is about 35% cheaper. It can be said that Tree 3 is best designed for the morning and afternoon periods. Around noon, shade occurrence is higher due to the higher solar height, thus decreasing the generated energy by Tree 3.

Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-08-28T22:41:49Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Gustavo José Luna Filho.pdf: 3406844 bytes, checksum: 3bf6da55653960969db4f41af158b055 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-09-10T18:44:36Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Gustavo José Luna Filho.pdf: 3406844 bytes, checksum: 3bf6da55653960969db4f41af158b055 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-10T18:44:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Gustavo José Luna Filho.pdf: 3406844 bytes, checksum: 3bf6da55653960969db4f41af158b055 (MD5) Previous issue date: 2017-02-17 / Baterias são utilizadas como forma de armazenamento em sistemas de energia renovável devido à natureza de intermitência do sistema, e mais especificamente as de chumbo-ácido possuem atualmente uma maior penetração devido a uma melhor relação de custo-benefício para o sistema. Com isso é observada uma perda de capacidade nessas baterias devido a uma alta quantidade de ciclos de carga e descarga. Como resultado, é importante conhecer o desempenho da bateria e o custo de investimento significativo necessário para sua instalação, manutenção e substituição, quando necessário. Dentre alguns tipos de modelagem de baterias existentes e com base nos testes experimentais da bateria obtidos na literatura, foi desenvolvido neste trabalho, o modelo empírico KiBaM e estimado seus parâmetros para a bateria estudada. Esse modelo consiste num conceito importante de bateria que reflete a resposta dinâmica de tensão nos seus terminais. Em seguida uma validação foi implementada através do software Matlab/Simulink e comparado como modelo experimental. A partir do resultado da validação verificou-se que o modelo pode estimar com boa precisão as características da bateria. O bom funcionamento de um sistema híbrido com geração de energia renovável depende, sobretudo, do tempo de vida de sua bateria. A importância do estudo em relação a como determinar de forma precisa este tempo de funcionamento, se torna indispensável para quem desenvolve esse tipo de sistema. Uma das maneiras de predizer o tempo de vida de baterias é através do uso de experimentos reais e outra forma é utilizando modelos matemáticos que simulam o processo de descarga. / Batteries are used as a form of storage in renewable energy systems due to the intermittent nature of the system, and more specifically lead-acid batteries currently have a higher penetration due to a better cost-benefit ratio for the system. This results in a loss of capacity in these batteries due to a high number of charge and discharge cycles. As a result, it is important to know the battery performance and the significant investment cost required for its installation, maintenance and replacement, when necessary. Among some types of modeling of existing batteries and based on the experimental battery tests obtained in the literature, the empirical model KiBaM was developed in this work and its parameters for the battery studied were estimated. This model is an important battery concept that reflects the dynamic voltage response at its terminals. Then a validation was implemented through Matlab / Simulink software and compared as an experimental model. From the validation result it was verified that the model can accurately estimate the characteristics of the battery. The proper functioning of a hybrid system with renewable energy generation depends, above all, on the life of its battery. The importance of the study in relation to how to precisely determine this time of operation becomes indispensable for those who develop this type of system. One of the ways to predict the lifetime of batteries is through the use of real experiments and another way is to use mathematical models that simulate the discharged process.

Orientador: Maria Ângela Fagnani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-16T15:36:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ozolins_AlbertoLanari_M.pdf: 7173716 bytes, checksum: 9bd28cfaad6e4d04335115a730d9ee18 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O tema agricultura familiar tem estado presente em todas as discussões sobre desenvolvimento rural sustentável impulsionando o Estado e, também, Organizações não Governamentais a promoverem programas e projetos, recriando formas de atuação e a própria estrutura voltada para este segmento. Esse contexto tem dado abertura a uma enorme série de discussões políticas, novos estudos que contemplam os agricultores e famílias que estão mais próximos do circuito mercantilista, mais atualizados tecnologicamente. Nesses trabalhos, muitos voltados para assentamentos de famílias sem terra, permitem o uso de técnicas de planejamento e diagnóstico participativo, redefinindo o papel do extensionista como facilitador. Diante deste cenário, está a família cabocla totalmente à margem desse processo, sequer marcando presença nos dados censitários oficiais. Por estarem afastados, dispersos e fora das estatísticas, por que o valor de sua produção é insignificante para alterarem os números dos valores de produção, as famílias caboclas vão ficando cada vez mais isoladas e, portanto, distantes do desenvolvimento da sociedade ficando, dia após dia, mais abandonada à sua própria sorte. Cabe salientar que a expressão "Cabocla" tem sua raiz na língua Tupi (Karibó, Caboré) cujo significado é "descendente de branco", uma definição étnica racial. Sua utilização neste estudo, entretanto, não se deve à etnia, mas ao uso disseminado e freqüente dessa expressão entre os moradores da região de Camanducaia, em Minas Gerais, ao se referirem à pessoa do produtor familiar de subsistência (ou ao seu estabelecimento) que está geograficamente disperso, distante da sociedade, mercado e tecnologias e, assim, abandonado à sua própria sorte: o público-alvo deste estudo. Trabalhar para essa gente, como iguais e não como privilegiados, é contribuir para o desenvolvimento humano, cidadania rural. Promover oportunidades para essa gente é lhes dar a chance de serem mais bem sucedidos em seu modo de ser e um reforço positivo para a autoestima cabocla. Dentro desses pressupostos e dos princípios da Agroecologia, este estudo identificou uma série de dezoito soluções de baixo custo possíveis de serem usadas na implantação da infraestrutura de um estabelecimento produtor de leite caboclo, uma atividade produtiva estruturada e presente no município de Camanducaia (MG). A eleição das soluções a serem utilizadas foi realizada por um grupo de oito produtores familiares de leite e ocorreu em dinâmicas de discussão em grupo tendo como objetivo elencar as que pudessem propiciar um aumento de renda. Este estudo concluiu que o conjunto escolhido das soluções de baixo custo voltadas para o manejo agroecológico aumentou a renda total do estabelecimento produtor de leite caboclo do Sul de Minas Gerais. Como promover a cidadania rural? Não será modernizando o meio rural, mas desenvolvendo um rural novo, oferecendo oportunidades estruturadas para o modo de vida caboclo em sua motivação, no seu local de moradia e ao alcance de suas mãos dentro da realidade econômico-financeira com soluções modernas, mas de baixo custo. O propósito é o de ver o caboclo e sua família enxergarem um projeto de futuro com uma qualidade de vida semelhante ao do seu par da cidade: rural de um novo jeito. / Abstract: The theme of family farming has been present in all discussions about sustainable rural development by boosting State and also non-governmental organizations to promote programs and projects, recreating forms of performance and the structure dedicated to this segment of the population. This context has given opening to a massive series of political discussions, further and deeper studies that include farmers and families who were closer to the mercantile circuit and more current with technology. In these works, many aimed for settlement of landless families, it was possible to use planning techniques and participatory analysis, redefining the role of extension worker as facilitator. In this frame, the peasant family is not involved; their presence is not reflected in official census data, and consequently, are kept apart; simply because their output is insignificant to change the numbers of the national production values (GDP): every and each day, they are getting more isolated and more distant to the developments of the society, more and more abandoned to their fate. Working for these people, as equals and not as privileged, is to contribute to human development, rural citizenship. In this same way of thinking, to promote opportunities for these people is to give them a chance to have a vision of future, to be more successful in their way of being and a positive reinforcement for their self-esteem. This study has demonstrated that peasant families might get a total income increment with the implementation and adequate use of infrastructure solutions implemented with lowcost technologies. As these solutions are intended to an agroecological way of management of the peasant establishment the peasant family might also take advantage of the differentiation benefit since their products might get access to the benefits of trade of non capitalist (traditional) circuits, but to trade circuits that are close (artisanal) and around him (quality). How to promote rural citizenship? Definitely not by simply modernizing the country side, but offering structured opportunities aligned with their way of life and motivation, that are feasible in their place of living and within the reach of their economic and financial reality: modern but low cost solutions. The purpose is to enable peasant family to envisage a Project for their future, in a similar life standard to his pear living in urban areas: a rural in a new way. Considering these assumptions, this study identified, within the agroecology concept, eighteen low cost solutions possible to be used when deploying an infrastructure in a Milk producer establishment which is a structured and productive activity in Camanducaia (MG) municipality. The election of the solutions to be deployed in a peasant establishment which produces Milk was done by a group of eight owners of a "family size" establishments producing Milk, who suggested the adoption of a subset of them. This study concluded that the solutions used in building the infrastructure increases the income of the establishment. It should be emphasized that the term "Caboclo" frequently referred in this text, has its roots in the Tupi language (Kariba, Caboré) meaning "descendent of white," an ethnic definition of race. Its use in this study however is not due to ethnicity, but the widespread use among the locals of Camanducaia when referring to a family owned subsistence production establishment that is geographically dispersed, distant from the society, market and technologies and thereby abandoned to their fate: the focused population of this study. / Mestrado / Planejamento e Desenvolvimento Rural Sustentável / Mestre em Engenharia Agrícola