Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:42:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340336.pdf: 2525972 bytes, checksum: c7f0b84613b39f559faada1a28ccb9b0 (MD5) Previous issue date: 2016 / A gestão dos recursos hídricos e energéticos são os principais desafios que a sociedade contemporânea enfrenta atualmente. Água e energia são fatores fundamentais para o desenvolvimento socioeconômico das comunidades, principalmente aquelas situadas em locais remotos, e nesse cenário, a falta de energia é o aspecto mais preocupante. Os sistemas de bombeamento fotovoltaico apresentam vantagens para a inserção em comunidades isoladas, como fácil instalação e pouca manutenção durante o ciclo de vida, porém o dimensionamento inadequado pode gerar gastos desnecessários ou comprometer o abastecimento de água. Simular o desempenho favorece a concepção de sistemas, e permite alcançar a otimização técnica e econômica em projetos da referida tecnologia. O estudo propõe um método de simulação com a utilização do GRG (Generalized Reduced Gradient), dados regionais de radiação solar, de consumo de água, de produtividade de poços e capacidade do sistema de bombeamento, para obter a referida otimização. A verificação do respectivo método foi realizada em um sistema piloto, localizado em uma comunidade rural, no município de Orleans, Estado de Santa Catarina. A localidade apresenta uma das menores média de radiação anual no país, aproximadamente 4,5 kWh/m².dia. A simulação efetuada em cenário crítico de radiação solar, e com as configurações do sistema piloto apresentou diferença percentual de 0.98% menor em relação ao comportamento monitorado, quanto ao nível de água no reservatório, evidenciando assim a eficiência do método. O uso da ferramenta auxilia no processo de tomada de decisão quanto à concepção de projetos, além de beneficiar as comunidades com acesso à água e energia, trazendo benefícios em todas as esferas: social, ambiental e econômico.<br> / Abstract: The management of water and energy resources are the main challenges that contemporary society faces nowadays. Water and energy are fundamental factors for socio-economic development of the communities, especially those located in remote locations. In this case, the access to energy is the most critical aspect. Photovoltaic (PV) water pumping systems have advantages for insertion in isolated communities, such as easy installation and low maintenance during the life cycle. However, inappropriate sizing can increase costs or affect the water supply. Simulate the performance favors the system sizing and allows achieving the technical and economic optimization of the mentioned system. The study proposes a simulation method which uses the Generalized Reduced Gradient (GRG), solar radiation regional data, water consumption, wells productivity and photovoltaic water pumping system capacity, to obtain this optimization. The method was validated in a pilot system, located in a rural community in the city of Orleans, State of Santa Catarina, Brazil. The place has one of the lowest average annual radiation in the country, approximately 4.5 kWh / m².day. Under critical period and natural system conditions, the simulation results are in a very close agreement with 0.98% of the monitored behavior, demonstrating therefore the efficiency of the method. The proposed tool can assist the decision-making process on the design projects and benefit communities where access to water and energy is limited bringing benefits in all spheres: social, environmental and economic.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2012-10-22T02:14:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 209089.pdf: 4592689 bytes, checksum: 9058734d7defadfa101033ea1d0cbcfa (MD5) / Um sistema fotovoltaico (FV) integrado à edificação e interligado à rede elétrica é um exemplo de fonte geradora de energia ideal para aplicação em áreas urbanas, principalmente em países ensolarados. Além de gerar energia onde é necessário, ele faz uso de espaços já

Made available in DSpace on 2014-08-13T14:51:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-05-05Bitstream added on 2014-08-13T17:59:35Z : No. of bitstreams: 1 000776616.pdf: 4325824 bytes, checksum: 557feea50cbc02fd024a9a6c5abda8d8 (MD5) / Para avaliar o desempenho dos sistemas de microgeração é necessário coletar dados de produção e consumo de energia. Neste trabalho foi desenvolvido um sistema para monitoramento da produção e consumo de energia em centrais de microgeração fotovoltaicas. Os experimentos foram realizados na central de microgeração distribuída fotovoltaica (MGD-PV) do Sítio Modelo da Fazenda Lageado e no Laboratório de Energias Renováveis do Departamento de Engenharia Rural, na Faculdade de Ciências Agronômicas da UNESP, campus de Botucatu. O sistema utiliza dispositivos baseados em hardware livre para o gerenciamento e transmissão dos dados (Arduinos) e sensores de tensão e corrente para coleta de dados na central MGD-PV. A transmissão é feita via rede sem fios (ZigBee) para uma central de dados onde um microcomputador executa programas que foram desenvolvidos para o projeto e gerenciam o armazenamento local e envio dos dados para a Internet. Para monitorar o funcionamento e acessar os dados foi criada uma página na Internet. O download dos dados pode ser feito em formato CSV – Comma-Separated Values, amplamente utilizado e que permite a importação para diversas ferramentas de software. A eficiência do sistema foi de 96% na quantidade de dados registrados. / To evaluate the performance of microgeneration systems is necessary to collect data about production and consumption of energy. In this work, a system was developed for monitoring the production and consumption of energy in micro generation photovoltaic station. The experiments were performed in the central distributed micro generation photovoltaic - MGD-PV in Sítio Modelo in Campus Lageado and Renewable Energy Laboratory, Department of Rural Engineering in College of Agronomic Science (FCA) UNESP / Botucatu. To data collect the system uses voltage and current sensors and devices based on free hardware for managing and transmitting data (Arduinos). Data are transmitted via wireless (ZigBee) to a central database where one computer runs programs developed to store, manage and transmit the data to the Internet. To monitor the operation and access the data was created a page on the Internet. The downloaded data can be done in CSV - Comma-Separated Values, widely used and allows the import for several software tools. The system efficiency was 96% in the amount of recorded data.

Resumo : O objetivo deste trabalho é desenvolver um estudo técnico e econômico de alternativas de suprimento energético por autoprodução em condomínios residenciais horizontais a partir do desenvolvimento de um modelo de otimização. O estudo de caso foi realizado em um condomínio residencial de São José dos Campos, cidade do estado de São Paulo. O modelo proposto analisa formas alternativas de produção de energia, compatíveis com este tipo de "empresa", a saber: eólica, fotovoltaica e geração de energia elétrica com motor de combustão interna; desta forma, busca estabelecer as bases técnicas das alternativas energéticas, considerando os aspectos técnicos e econômicos. Foram identificadas as necessidades elétricas das áreas comuns do condomínio em base temporal, nas quais o consumo e os custos são compartilhados entre os moradores. O modelo de otimização é baseado na concepção inicial de uma superestrutura que considera equipamentos comerciais para produção de energia de origem fotovoltaica, eólica e a partir de motor de combustão interna. O software LINGO foi utilizado para simulação de diferentes situações e obtenção da rota tecnológica ótima correspondente. Foram simulados cenários com diferentes condições de preços de energia e custos dos equipamentos de modo a se obter as condições nas quais as tecnologias renováveis conseguem se habilitar a compor a configuração final do sistema de autoprodução de energia elétrica / Abstract: The main purpose of this work is to develop a technical and economic study of energy supply alternatives by self-production in horizontal condominiums. The case study was developed in a neighborhood of São José dos Campos city, state of São Paulo. The proposed model analyzes alternative forms of energy production, compatible with this type of "business", namely: wind, solar and electric power generation with an internal combustion engine, thus, seeks to establish the technical basis of alternatives energy, considering the technical and economic aspects.It was identified the electrical needs of the common areas of the condominium in time basis, in which the consumption and costs are shared among the residents. The optimization model is based on the initial design of a superstructure where it is considered commercial equipment for generating energy from photovoltaic and wind sources and from internal combustion engine. The software LINGO was used to simulate different situations and obtain the corresponding optimal technological route. Were considered the simulation scenarios with different conditions of energy prices and equipment costs in order to obtain the conditions under which renewable technologies are able to be qualified to compose the final configuration of the system of electricity self-generation / Orientador: José Antonio Perrella Balestieri / Coorientadora: Diovana A. dos S. Napoleão / Banca: Teofilo Miguel de Souza / Banca: Eliane Ap. Faria Amaral Fadigas / Mestre

Orientador: Odivaldo José Seraphim / Banca: Fábio Renan Durand / Banca: José Fernando Presenço / Banca: Alexandre Dal Pai / Banca: Fernando de Lima Caneppele / Resumo: Para avaliar o desempenho dos sistemas de microgeração é necessário coletar dados de produção e consumo de energia. Neste trabalho foi desenvolvido um sistema para monitoramento da produção e consumo de energia em centrais de microgeração fotovoltaicas. Os experimentos foram realizados na central de microgeração distribuída fotovoltaica (MGD-PV) do Sítio Modelo da Fazenda Lageado e no Laboratório de Energias Renováveis do Departamento de Engenharia Rural, na Faculdade de Ciências Agronômicas da UNESP, campus de Botucatu. O sistema utiliza dispositivos baseados em hardware livre para o gerenciamento e transmissão dos dados (Arduinos) e sensores de tensão e corrente para coleta de dados na central MGD-PV. A transmissão é feita via rede sem fios (ZigBee) para uma central de dados onde um microcomputador executa programas que foram desenvolvidos para o projeto e gerenciam o armazenamento local e envio dos dados para a Internet. Para monitorar o funcionamento e acessar os dados foi criada uma página na Internet. O download dos dados pode ser feito em formato CSV - Comma-Separated Values, amplamente utilizado e que permite a importação para diversas ferramentas de software. A eficiência do sistema foi de 96% na quantidade de dados registrados. / Abstract: To evaluate the performance of microgeneration systems is necessary to collect data about production and consumption of energy. In this work, a system was developed for monitoring the production and consumption of energy in micro generation photovoltaic station. The experiments were performed in the central distributed micro generation photovoltaic - MGD-PV in Sítio Modelo in Campus Lageado and Renewable Energy Laboratory, Department of Rural Engineering in College of Agronomic Science (FCA) UNESP / Botucatu. To data collect the system uses voltage and current sensors and devices based on free hardware for managing and transmitting data (Arduinos). Data are transmitted via wireless (ZigBee) to a central database where one computer runs programs developed to store, manage and transmit the data to the Internet. To monitor the operation and access the data was created a page on the Internet. The downloaded data can be done in CSV - Comma-Separated Values, widely used and allows the import for several software tools. The system efficiency was 96% in the amount of recorded data. / Doutor

Orientador: Ennio Peres da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-20T13:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Strangueto_KarinaMaretti_M.pdf: 19906367 bytes, checksum: cfc584b8248827cae84c86e393a1870f (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Desde a Revolução Industrial, as atividades desenvolvidas pelo homem têm provocado um crescimento maciço das emissões de gases de efeito estufa e poluentes para a atmosfera da Terra, devido, entre outros fatores, à constante e crescente necessidade de energia. Um grande esforço vem sendo realizado nas últimas décadas para a redução dessas emissões, com especial atenção ao setor de transporte, principalmente pelos efeitos provocados nas populações das grandes cidades devido à concentração de veículos em espaços reduzidos. Neste caso, busca-se aumentar: a eficiência dos veículos convencionais, o uso de biocombustíveis e de veículos híbridos, e, mais recentemente, o uso de veículos elétricos (VEs). Com o avanço da utilização de veículos elétricos como meio de transporte "limpo", são necessários maiores estudos para avaliar a quantidade de energia necessária para o abastecimento das frotas destes veículos e, também, uma análise da quantidade evitada de emissões de gases de efeito estufa (gás carbônico) comparativamente aos modelos à combustão interna. Assim, esse trabalho teve como objetivo desenvolver esses temas. A geração de energia através painéis fotovoltaicos foi a escolha para essa dissertação, onde foi realizado um estudo de caso para uma usina de 1 MWP, determinando a quantidade de energia efetivamente produzida, considerando a usina localizada em Campinas, São Paulo. Dessa forma, pôde-se estimar que a frota de veículos que poderia ser abastecida com a energia gerada por essa usina teria um valor entre 955 e 1.118 veículos, dependendo de diferentes logísticas de abastecimento consideradas. Com a frota estimada, também foi possível calcular que emissões de até 2.004 toneladas anuais de CO2 poderiam ser evitadas pela substituição dos veículos convencionais pelos por esta frota de VEs / Abstract: Since the Industrial Revolution, human activities have been causing a massive growth in greenhouse gases and pollutants emissions to the Earth's atmosphere, due to, between other factors, the continuing and growing need for energy. A great effort has been made in recent decades to reduce these emissions, with special attention to the transport sector, mainly caused by the effects on populations of large cities due to the concentration of vehicles in confined spaces. In this case, seeks to improve: the efficiency of conventional vehicles, the use of biofuels and hybrid vehicles, and, more recently, the use of electric vehicles (EVs). With advancing of Electric Vehicle use as a means of "green" transport, more studies are needed to assess the amount of energy required to supply fleets of this kind of vehicles and, also, an analysis of the amount of avoided emissions of greenhouse gases (carbon dioxide) compared with internal combustion models. Thus, this study aimed to develop these themes. The generation of energy through photovoltaic panels was the choice for this dissertation, which was conducted a case study for a generating station of 1 MWP, determining the amount of energy effectively produced, considering the generating station located in Campinas, Sao Paulo. Thus, it was estimated that the fleet of vehicles that could be supplied with energy generated by this plant would have a value between 955 and 1.118 vehicles, depending on different logistical supply considered. With the fleet estimated, it was also possible to calculate that 2.004 tons of CO2 could be avoided by the replacement of conventional vehicles by EVs / Mestrado / Engenharia Mecanica / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Orientador: Romeu Hausmann. / Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Ciências Tecnológicas, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau,

Orientador: Flávio Alessandro Serrão Gonçalves / Banca: José Luiz Antunes de Almeida / Banca: Helmo Kelis Morales Paredes / Resumo: Este trabalho aborda o estudo de topologia de conversor de energia baseada no uso de configuração de rede de impedância denominada fonte-Y, com o objetivo de ser aplicado em sistemas de geração distribuída de energia, em redes de baixa tensão. Em sistemas de geração distribuída de energia usualmente se faz necessária a existência de um estágio elevador de tensão e um estágio inversor, ambos controlados para produzir tensão e/ou corrente senoidal com mesma frequência, amplitude e fase da rede elétrica. Nesse sentido, este trabalho propõe a aplicação do conversor fonte- Y entre a geração e a conexão com e rede elétrica, de forma que as ações de conversão relacionadas com a elevação (CC-CC) e inversão (CC-CA) sejam efetuadas de forma integrada por uma única estrutura, contribuindo com a possibilidade de melhoria no rendimento global devido à minimização de estágios de conversão em cascata. Inicialmente, é efetuado um levantamento bibliográfico relacionando as principais topologias de conversores utilizando redes de impedância com indutores acoplados, considerando os aspectos operacionais, arranjo de impedância e ganho estático idealizado, desprezando perdas entre tensão de entrada e tensão máxima de saída obtida. Segue-se o estudo da operação de conversor CCCC empregando rede de impedância do tipo Y, definição das equações que regem o comportamento no tempo das tensões e correntes nos capacitores e indutores. É feita uma avaliação comparativa do ganho estático de tensão obtido e... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This paper deals with the study of energy converter topology based on the use of impedance network configuration called Y-source, with the objective of being applied in photovoltaic energy cogeneration systems in low voltage grids. In photovoltaic energy generation systems, it is usually necessary to have a voltage boost stage and an inverter stage, both controlled to produce voltage and / or sine current with the same frequency, amplitude and phase of the power grid. In this sense, this work proposes the application of the Y-source converter between the photovoltaic generation and the connection with the electric grid, so that the conversion actions related to elevation (DC-DC) and inversion (DC-AC) in a way integrated by a single structure, contributing to the possibility of improvement in the overall yield due to the minimization of cascade conversion stages. Initially a bibliographical survey was performed relating the main inverter topologies using impedance networks with coupled inductors considering the operational aspects, impedance arrangement and ideal static gain between the input voltage and the maximum output obtained. ext, the study of the DC-DC converter operation using the Y-type impedance network, definition of the equations governing the time behavior of the voltages and currents in the capacitors and inductors, is presented. It is also done the comparative evaluation of the static voltage gain obtained and the stresses in the semiconductors according to the... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Teófilo Miguel de Souza / Banca: Márcio Acud Mercelino / Banca: Osiris Canciglieri Junior / Resumo: Uma das alternativas à utilização de combustíveis fósseis é a energia solar, obtida pelo uso de painéis fotovoltaicos. A existência de diferenças diárias, sazonais e regionais na distribuição espectral da luz do sol pode produzir variações na capacidade de produção de energia dos painéis. O objetivo deste trabalho é verificar como a geração de energia de células fotovoltaicas varia em função dos diferentes comprimentos de onda do espectro da luz solar, quando as células estão submetidas a condições reais de operação. Este trabalho possui caráter experimental. Dois painéis fotovoltaicos policristalinos idênticos foram montados lado a lado. Oito diferentes filtros de cor, com curvas conhecidas de distribuição espectral, foram instalados sobre um dos painéis e foi registrada a quantidade de energia gerada por cada painel ao longo do dia. Cada filtro permite apenas a passagem de uma determinada faixa de comprimentos de onda da luz solar. Foi calculada a eficiência relativa de cada filtro, dada pela relação entre a quantidade de energia gerada pelo painel com filtro e a gerada pelo painel sem filtro, de referência. Os resultados indicam que os painéis produzem mais energia na faixa do vermelho, com eficiência relativa de 23,83%, sendo, portanto, mais sensíveis à radiação nesta faixa de comprimentos de onda. Por outro lado, ocorre uma redução da resposta do painel na faixa do verde e azul, apresentando eficiências de 19,15% e 21,58% respectivamente. Isso mostra que painéis fotovolt... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Solar energy is an alternative to fossil fuels. It can be obtained through the use of photovoltaic panels. There are daily, seasonal and regional differences in the spectral energy distribution of sunlight that can result in variations in the energy production capacity of the panels. The objective of this study is the verification of the photovoltaic cell's response to different wavelengths of the sunlight's spectrum, under real operating conditions. This is an experimental study. Two identical polycrystalline photovoltaic modules were mounted sideby-side. Eight different color filters, each one with a specific spectral distribution curve, were installed above one of the panels and the daily generated energy of each panel was registered. Each color filter allows just a specific wavelength range of solar spectrum to pass through it. The relative efficiency of each filter was calculated; it is given by the relation between the energy generated by the solar panel with filter and the solar panel without filter. The results indicate that the panels produce more power in the red range (with a relative efficiency of 23.83%) and therefore they are more sensitive to radiation at this wavelength range. Also, the panel's response is reduced in the color ranges of green and blue, with efficiency of 19.15% and 21.58%, respectively. This shows that photovoltaic panels do not respond uniformly to sunlight. Infrared radiation, which leads to an increased temperature, plays an important role in the total energy production. The relative efficiency of infrared filter is 13.56%. It can be concluded that crystalline silicon photovoltaic modules do not respond uniformly to sunlight. Photovoltaic panels are able to produce energy not only with visible light but also with nonvisible wavelengths, being infrared an important component of solar spectrum. The spectral responses under real operating conditions / Mestre

Orientador: Osmar de Carvalho Bueno / Banca: Paulo André de Oliveira / Banca: Leonardo de Barros Pinto / Banca: Osmar Delmanto Junior / Banca: Zacarias Xavier de Barros / Resumo: A energia é fundamental para a vida humana, já a energia elétrica é um fator determinante para o desenvolvimento e facilitador das atividades diárias. Para a geração da mesma no Brasil há diversas fontes, que podem ser classificadas como renováveis ou não renováveis. Buscando uma matriz elétrica mais limpa, no país procura-se investir cada vez mais em fontes renováveis, dentre elas a energia hídrica, a partir de Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs). Porém, a implantação desses projetos vem sendo afetada pela dificuldade de obtenção de licenças ambientais e pela resistência por parte da comunidade do local da implantação. O presente trabalho tem como objetivo analisar a importância da comunicação no processo de estudo, autorização e implantação de PCHs e verificar a efetividade da comunicação entre os atores envolvidos no caso do rio Pardo - SP. O material utilizado foi a realidade brasileira no que tange a legislação para implantação de PCHs realizando um estudo de caso na bacia do rio Pardo - SP. O presente estudo foi elaborado por meio de pesquisa exploratória e descritiva; tendo suas informações sido coletadas em publicações de institutos, agências, departamentos e órgãos envolvidos no processo, bem como na bibliografia especializada existente. Com base no resultado deste estudo, conclui-se que a comunicação é de grande importância para o processo. Para que essa aconteça de maneira satisfatória é necessário que a comunidade conheça o estudo realizado e contribua com dado... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Energy is fundamental for human life, but electric power is a determining factor for development and facilitator of daily activities. For its generation, Brazil has several sources, which can be classified as renewable or non-renewable. Searching for a cleaner electrical matrix, the country seeks to invest more and more in renewable sources, among them hydroelectric power from Small Hydroelectric Power Plants (SHPs). However, the implementation of these projects has been affected by the difficulty of obtaining environmental licenses and by the local community's resistance. The present work aims to analyze the importance of the communication in the process of study, authorization and implementation of SHPs and to verify the effectiveness of communication among the actors involved in the Pardo river - SP case. The material used was the Brazilian reality regarding the legislation for the implementation of SHPs conducting a case study in the Pardo river basin - SP. The present study was elaborated through exploratory and descriptive research; having its information been collected in publications of institutes, agencies, departments and institutions involved in the process, as well as in the existing specialized bibliography. Based on the result of this study, it is concluded that the communication is of great importance for the process. For this to happen in a satisfactory way, it is necessary that the community be aware of the study and contribute with consistent data and information and that the entrepreneur knows the community's afflictions and endeavors to develop a project in line with the studied area, covering economic, environmental and social spheres, so that the project contemplates the expectation of sustainability. In the case of projects planned for the Rio Pardo-SP, the local community had several actors, including the Rio Pardo Vivo Association ("Vivo" means alive), which one has great... / Doutor