Orientador: Prof. Dr. Douglas Alves Cassiano / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2016. / Estudos recentes apontam que, diante do crescimento do valor da tarifação de energia elétrica, tem-se considerado o emprego de grupos moto geradores (GMG) diesel como alternativa ao fornecimento de energia elétrica por parte das concessionárias, visando condições financeiras mais competitivas e assegurar o atendimento à demanda e a não interrupção do abastecimento. Para a utilização do GMG se faz necessário considerar os aspectos: técnico, ambiental e financeiro. O presente trabalho teve por objetivo a análise tecno-financeira da utilização de grupo moto gerador diesel, em atendimento à demanda de energia elétrica de uma Instituição de Ensino Superior (IES), bem como os impactos e consequências desta utilização, fazendo uso de simulação computacional. Realizaram-se simulações utilizando o Software Homer Energy envolvendo o emprego do grupo moto gerador operando com diesel, biodiesel e misturas combustível B5, B7, B10 e B20, em horário de ponta e fora dele, em instalação existente no campus Santo André da Fundação Universidade Federal do ABC. Concluiu-se que, do ponto de vista técnico, o GMG existente tem plena capacidade de atendimento à demanda de energia elétrica considerada. Com relação às emissões, a utilização do GMG gerador seria mais agressiva ao meio ambiente que a aquisição de energia elétrica junto à concessionária, independentemente do combustível utilizado. Financeiramente, a operação do GMG se apresenta mais onerosa do que o fornecimento por parte da concessionária, considerando-se os valores praticados atualmente. Mantidas as demais condições e a incidência da bandeira tarifária vermelha, se o preço de compra da mistura combustível atingir valor igual ou inferior a R$ 1,72/l a utilização do GMG seria viável em associação ao fornecimento da rede pública e, se o valor atingir valor igual ou inferior à R$ 0,40/l haveria viabilidade financeira sua utilização como fonte exclusiva de energia elétrica, enquanto considerando-se a não incidência da bandeira tarifária vermelha, se o preço de compra da mistura combustível atingir valor igual ou inferior à R$ 1,55/l a utilização do GMG seria viável em associação ao fornecimento da rede pública e, se o valor atingir valor igual ou inferior à R$ 0,34/l haveria viabilidade financeira sua utilização como fonte exclusiva de energia elétrica. / Recent studies indicate that, before the value of the electricity tariff growth, has considered the use of diesel moto-generator groups (GMG) diesel as an alternative to the supply of electricity by the utilities, targeting more competitive financial conditions and ensure meet demand and no supply interruption. To use the GMG is necessary to consider the aspects: technical, environmental and financial. This study aimed to techno-financial analysis of the diesel moto-generator group, in response to demand for electricity of a Higher Education Institution (HEI) as well as the impacts and consequences of use, making use of computer simulation. Performed simulations using the software Homer Energy involving the use of the diesel moto-generator set operating with diesel, biodiesel and fuel mixtures B5, B7, B10 and B20, in peak hours and off in existing plant in Santo André campus of the University Foundation Federal ABC. It was concluded that, from a technical point of view, the existing GMG has full capacity to meet the electricity demand considered. With respect to emissions, the use of GMG would be more aggressive to the environment that the purchase of electricity by the licensee, regardless of the fuel used. Financially, the operation of GMG presents more costly than the provision by the concessionaire, considering the current values. Kept the other conditions and the incidence of red flag tariff, if the purchase price of the fuel mixture reaches less than or equal to R $ 1.72 / her use of GMG would be feasible in connection with the provision of public services and the value achieving less than or equal to R $ 0.40 / l would be financially viable its use as a sole source of electricity, while considering the non-levy tariff red flag if the purchase price of the fuel mixture reaches equal or lesser value to R $ 1.55 / her use of GMG would be feasible in connection with the provision of public services and the value reaches less than or equal to R $ 0.34 / l would be financially viable its use as a sole source of electricity.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This dissertation presents the study of a three-wire hibrid topology for voltage regulation for micro-hydroelectric generators that use self-excited induction in isolated operation. Initially, a literature review is presented in order to identify the main voltage regulation topologies applied to self-excited induction generators in the literature. From this review, a hybrid topology is proposed, which aims to regulate the voltage supplied by the generator to the isolated system. Thus, the mathematical modeling of the system is presented, comprising induction generator, the excitation capacitor, switched capacitor banks for voltage regulation, inductors filter and static reactive compensator. The following presents a control method based on reactive power control and design of switched capacitor banks using as reference the reactive power of the induction generator and static reactive compensator. The simulation and experimental results are presented to validate the proposed method. The use of the three-wire hybrid topology made of switched capacitor banks in conjunction with the static reactive compensator voltage regulation can be considered an addition to the scientific literature. / Nesta dissertação de Mestrado é apresentado o estudo de uma topologia híbrida a três fios, para a regulação de tensão em microcentrais hidrelétricas que utilizam geradores de indução auto-excitados em operação isolada. Inicialmente, é apresentada uma revisão bibliográfica, a fim de identificar as principais topologias de regulação de tensão aplicadas a geradores de indução auto-excitados presentes na literatura. A partir desta revisão, é proposta uma topologia híbrida, que tem por objetivo a regulação de tensão fornecida pelo gerador ao sistema isolado. Desta forma, é mostrada a modelagem matemática do sistema, composto por gerador de indução, capacitores de excitação, bancos de capacitores chaveados para regulação de tensão, indutores de filtro e compensador estático de reativos. A seguir, é apresentado um método de controle baseado no controle de potência reativa e o projeto dos bancos de capacitores chaveados tendo como referência a potência reativa do gerador de indução e do compensador estático de reativos. São apresentados também, os resultados de simulação e experimentais que validam o funcionamento do método proposto. O emprego da topologia híbrida a três fios formada por bancos de capacitores chaveados em conjunto com o compensador estático de reativos de regulação de tensão, pode ser considerado um acréscimo à literatura científica.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:57:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1298323 bytes, checksum: 6a19c3b38cf846b711c2c52ac67ab30a (MD5) Previous issue date: 2014-11-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / A thermoelectric generator is a solid-state temperature dependent device that provide power generation on thermoelectric conversion. For that, the thermoelectric modules needs a temperature difference to ensure the thermoelectric conversion process. However, being subject to temperature variations may compromise the thermoelectric generator lifetime. Thus, in order to evaluate the temperature variation (thermal cycling) that the thermoelectric generators are exposed, this work has proposed an experimental platform that submits the thermoelectric generators modules to thermal cycling. With the experimental platform proposed the parameters of the thermoelectric generators may be to investigate properly. To evaluate the degradation effects on TEG the parameters were evaluated before the thermal cycling and then the parameters were evaluated after the thermal cycling process. At the research end, the parameters are presented by a comparative table with parameters evaluation before the thermal cycling and parameters evaluation after thermal cycling which brings to the experimental platform reliability. / Objetivo: Os geradores termoelétricos são dispositivos de estado sólido que utilizam a diferença de temperatura para a conversão em energia elétrica. No entanto, submeter os geradores termoelétricos a variações de temperatura pode comprometer o tempo de vida desses dispositivos. Assim, com o objetivo de investigar a possível influência das variações de temperatura ciclos térmicos a que os módulos geradores termoelétricos (TEGs) estão expostos, este trabalho desenvolveu uma plataforma experimental capaz de submeter TEGs à influência de ciclos térmicos, permitindo assim que os TEGs possam ser avaliados. Para constatar os efeitos na degradação do TEG, alguns parâmetros foram avaliados antes da aplicação dos ciclos térmicos e após uma sequência de ciclos térmicos. Ao fim da pesquisa, as avaliações feitas nos parâmetros são apresentadas em uma tabela comparativa, em que são apresentados os valores obtidos antes da aplicação dos ciclos térmicos e os valores dos parâmetros após a aplicação dos ciclos térmicos.

Este trabalho descreve o desenvolvimento e a construção de um gerador de pulsos de 8 canais, com interface para controle externo por microcomputador. O gerador possui 16 passos programáveis definindo a largura do pulso entre 200 ns e 10 segundos. Permite também a repetição automática de um intervalo selecionado. O microcomputador tem controle total do gerador de pulsos, incluindo programação de memórias e execução e interrupção de sequências de pulsos. Este gerador foi construído para ser usado em experiências de Ressonância Magnética Nuclear Pulsada, no controle de portas de RF e sistema de detecção / This work describes the development and construction of a 8 channel pulse generator with interface for external microcomputer control. The generator has 16 programmable steps defining pulse widths between 200 nsec and 10 seconds, with 100 nsec resolution. Automatic repeat of a selected step range is also provided. The microcomputer has full control of the pulse generator including programing of memories, execution and interruption of pulse sequences. The generator was built to be used in Pulsed Nuclear Magnetic Resonance experiments to control the high Power RF gate and the detection system

Este trabalho descreve o desenvolvimento e a validação de um gerador de estímulos visuais naturalísticos, GEN, utilizado em experimentos com o sistema visual de moscas. Tal gerador projeta a imagem em um anteparo que abrange todo o campo visual da mosca. Um espelho acoplado a um motor linear movimenta a imagem horizontalmente de acordo com velocidades predefinidas pelo experimentador. Ao contrário dos tradicionais geradores com monitores de raios catódicos - que apresentam imagens através de uma sequencia de quadros entre 60 e 200Hz - o GEN apresenta a imagem de forma contínua. Além de eliminar o problema das altas taxas de quadros por segundo exigidas nestes experimentos, o novo sistema também gera imagens com uma maior resolução, brilho e contraste. Durante a apresentação dos estímulos visuais foram registrados os potenciais de ação do neurônio H1 da mosca Chrysomya megacephala, localizado na placa lobular e responsável pela detecção de movimentos horizontais. Os resultados deste trabalho mostram como a resposta do neurônio estudado depende de parâmetros do estímulo tais como: velocidade, luminância, campo visual estimulado e frequência espacial da imagem utilizada. A influência destes parâmetros na resposta neural demonstram a importância de possuir geradores capazes de simular em laboratório estímulos que a mosca encontra em seu habitat natural. / This work presents the development and the validation of a naturalistic visual stimuli generator, NSG, to be used in neuroscience experiment with the flys visual system. To satisfy the requirement of naturalistic stimuli, the new generator projects a slide onto a screen covering the whole visual field of the fly. A mirror controlled by a linear electrical motor moves the image horizontally according to a predefined velocity profile. In addition, the NSG shows the image continuously as opposed to usual stimuli generators with cathode ray monitors having a frame rate between 60 and 200Hz. A further advantage of the NSG is its high luminance, brightness and contrast. During the stimulus presentations, the activity of the H1 neuron of the blowfly Chrysomya megacephala was recorded, this neuron is sensitive to horizontal image displacements. The results show how the response of the studied neuron depends on stimulus parameters such as speed, luminance, visual field stimulated and the spatial frequency of the image used. The influence of these parameters on neural response demonstrates the importance of generators that reproduces in laboratory the flys natural habitat.

O propósito principal deste trabalho é investigar experimentalmente os efeitos aerodinâmicos de um gerador de vórtice tipo serrilhado colocado no bordo de fuga do elemento principal para aumentar a turbulência na camada limite da superfície superior do flape. Esse gerador de vórtice serrilhado consiste em triângulos no bordo de fuga do elemento principal da asa utilizado para promover uma mistura entre o escoamento de alta pressão da superfície inferior, com o escoamento na superfície superior. Essa mistura pode reduzir a separação no bordo de fuga da asa e também injetar vorticidade na camada limite do flape, atrasando a ocorrência da separação. Conseqüentemente, um aumento da sustentação pode ser produzido para um menor arrasto de pressão. Foram feitas extensivas análises experimentais no túnel de vento com diversas configurações para o ângulo de ataque no modelo e foram usadas duas configurações geométricas para o gerador de vórtice serrilhado. Medidas de forças e tomadas de pressão foram feitas para uma asa bidimensional com um único flape. Foi utilizada também anemometria a fio quente para um mapeamento da camada limite confluente. Uma visualização do escoamento usando a técnica de sublimação foi realizada na asa-flape. Os resultados mostram que os vórtices criados e injetados na camada limite do flape atrasam a separação consideravelmente e que esses efeitos são dependentes da geometria do gerador serrilhado. / The main purpose of this work was the experimental investigation of the effect of a saw-tooth trailing edge of a wing main element on the aerodynamics characteristics of a single flap. The saw-tooth trailing edge consists of triangles on the trailing edge of the main element of the wing in order to promote mixing between the higher-pressure flow from the lower surface with the flow on the upper surface. This mixing may reduce wing trailing edge separation and also inject vorticity into flap boundary layer, thus delaying separation. Therefore, more lift may be produced for less pressure drag. Extensive wind tunnel experiments were made for a series of saw-tooth trailing edge geometries. Forces and chordwise pressure measurements were performed for a two-dimensional wing with a single flap, as well as hot wire anemometry mapping of the confluent boundary layer. Flow visualization in the wing-flap gap was performed using a sublimation technique. Results show that the vorticity injected into the flap boundary layer by the saw-tooth trailing edge can delay flap separation substantially and that the effect is dependent on saw-tooth geometry.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Fixed speed wind turbines completely dominated the market until the mid-1990s and currently. Although most installed wind turbine are variable speed, many fixed speed wind are still in operation. In this context, this work presents a study concerned to coordinated operation of FACTS (Flexible Alternating Current Transmission Systems) device with fixed speed wind energy conversion system (WECS) equipped with a squirrel cage induction generator. The applied FACTS device is based on the control strategy of the Unified Conditioner Power Quality with inverted topology (i-UPQC), and consists of two static converters connected in back-to-back topology. A model was developed in the software PSCAD/EMTDC, tested under four different scenarios and discussed in order to validate the presented theory. The i-UPQC performance was analyzed for improving voltage quality in the point of common coupling (PCC), reduction of the harmonic currents drained from the wind turbine, and increasing the induction generator capacity to remain connected during a momentary collapse in the grid voltage. The i-UPQC presented good performance due to its capability to warrant the quality in the PCC voltage in spite of the wind variation and that the voltage sags at the PCC do not change the stator voltages. About the generator current, the i-UPQC has kept the stator current free of harmonic components and the effect of unbalanced loads. Under normal operation it was demonstrated that one of the I-UPQC converters can be sized as 50\% of the generator rated power, which is an advantage for real implementation. A comparison between two ways to connect the I-UPQC to the grid, along with the wind turbine, was made. The series converter connected between the wind turbine and the parallel converter, or between parallel converter and the common connection point (PCC). It was concluded that the shunt converter connected to the generator presents better performance than the series converter due to series converter currents are less than the stator currents. Under this configuration, there is no active power current from the generator injected in the PCC during voltage sags. / Turbinas de velocidade fixa dominaram completamente o mercado atà meados de 1990 e atualmente, apesar da maioria dos aerogeradores instalados serem de velocidade variÃvel, muitos aerogeradores de velocidade fixa ainda se encontram em funcionamento. Neste contexto, este trabalho apresenta um estudo sobre a operaÃÃo coordenada de um dispositivo FACTS (Flexible Alternating Current Transmission Systems) com um aerogerador de velocidade fixa, equipado com gerador de induÃÃo gaiola de esquilo. O dispositivo FACTS aplicado baseia-se na estratÃgia de controle do Condicionador Unificado de Qualidade de Energia com topologia invertida (i-UPQC, do inglÃs, Unified Power Quality Conditioner with inverted topology), e consiste de dois conversores estÃticos na configuraÃÃo back-to-back. Um modelo foi desenvolvido no software PSCAD/EMTDC e quatro cenÃrios diferentes foram simulados e discutidos a fim de validar a teoria apresentada. A partir dos resultados de simulaÃÃo, foi analisado o desempenho do i-UPQC para melhoria da qualidade da tensÃo no Ponto de ConexÃo Comum (PCC), diminuiÃÃo das correntes harmÃnicas drenadas do aerogerador e aumento da capacidade do gerador de induÃÃo de se manter conectado durante um afundamento momentÃneo da tensÃo da rede. O i-UPQC atuou de forma satisfatÃria, pois nÃo permitiu que variaÃÃes na velocidade do vento afetassem a qualidade da tensÃo fornecida ao PCC, nem que o afundamento da tensÃo no PCC alterasse a tensÃo nos terminais do estator. Quando cargas nÃo lineares foram adicionadas no sistema, o i-UPQC manteve a corrente do estator livre das componentes harmÃnicas e desbalanÃos presentes na corrente da carga. Demonstrou-se que, em condiÃÃes normais de operaÃÃo, um dos conversores do i-UPQC pode ser especificado para 50\% da potÃncia nominal do aerogerador, o que pode representar uma vantagem do i-UPQC para o caso de uma implementaÃÃo real. Foi feita uma comparaÃÃo entre duas diferentes configuraÃÃes de conexÃo do i-UPQC com o aerogerador e a rede: ora com o conversor paralelo conectado entre o conversor sÃrie e o ponto de conexÃo comum (PCC), ora conectado entre o aerogerador e o conversor sÃrie. Concluiu-se que a configuraÃÃo com o conversor paralelo conectado ao aerogerador à mais vantajosa, pois a corrente que circula atravÃs do conversor sÃrie à menor que a corrente do estator. Nesta configuraÃÃo, nenhuma corrente referente à potÃncia ativa do aerogerador à injetada no PCC durante um afundamento de tensÃo.

Apresenta-se um pré-processador para análise de pavimentos de edifícios via método dos elementos finitos desenvolvido como um aplicativo do ambiente Windows. O programa é interativo, permitindo identificar problemas de imediato na criação do modelo a ser estudado. Possui recursos gráficos básicos para a definição geométrica da estrutura. A saída de dados é programável para que o pré-processador não se prenda a um só programa de cálculo. Assim, os mesmos dados de uma estrutura podem ser analisados por diferentes programas de cálculo o que possibilita a escolha do programa mais adequado, dependendo do tipo de análise desejado. O aplicativo tem recursos para definir elementos finitos de barra e placa. Como o número desses elementos normalmente é grande, eles são gerados de uma forma automatizada. / lt is presenting a Windows preprocessar for building slab analysis by Finite Element Method. lt is an interactive program, allowing problems to be identified while the model is generated. It has graphical resources to define the structure. The program output is defined by the user; therefore it is possible to use the preprocessar with many other finite element programs. This allows the engineer to choose the appropriate program depending on the kind of analysis is wanted. The program can define frame and shell finite elements. As slabs usually need large numbers of these elements to be properly analyzed, they are generated using automatic meshing.

Submitted by Eduarda Figueiredo (eduarda.ffigueiredo@ufpe.br) on 2015-03-13T12:44:38Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissert_gustavo_silva_PROTEN_2012.pdf: 1309861 bytes, checksum: 6a0a8d6c2de4ec3b485fa51e8293cfc1 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-13T12:44:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissert_gustavo_silva_PROTEN_2012.pdf: 1309861 bytes, checksum: 6a0a8d6c2de4ec3b485fa51e8293cfc1 (MD5) Previous issue date: 2012-03-08 / CNPq e CAPES / Neste trabalho analisa-se o comportamento dos parâmetros fator de polarização e coeficiente de permeabilidade de um sistema de osmose reversa (OR) acionado por uma fonte de alimentação variável como, por exemplo, um gerador fotovoltaico. No processo de OR as condições de entrada determinam o fluxo de água permeada. Em sistemas ligados à rede elétrica convencional, as condições iniciais são fixas. Porém em sistemas de OR alimentados por geradores FV sem baterias, além da variação das condições internas, são introduzidas variações na vazão e pressão de entrada e, consequentemente, na vazão e salinidade do permeado. As variações de vazão e pressão produzidas pela fonte resultam em variações dos parâmetros que regem o processo: a) O coeficiente de permeabilidade (Kper) que expressa a maior ou menor capacidade que a membrana tem de permitir que as moléculas, neste caso de água, se difundem através dela e b) O fator de polarização (fp), que produz uma diminuição do fluxo do permeado devido à acumulação de íons na parede da membrana. Na maioria dos trabalhos que permitem simular o comportamento de sistemas de OR esses parâmetros são considerados constantes. Neste trabalho foram realizados experimentos em um sistema de OR configurado para operar com um gerador FV. Entretanto, no intuito de manter o controle sobre as condições operacionais dos ensaios, um conversor de frequência ligado à rede elétrica foi empregado para simular o comportamento do gerador fotovoltaico. Dois procedimentos foram utilizados para a determinação dos parâmetros fp e Kper. No primeiro, equações disponíveis na literatura para o cálculo desses parâmetros, a partir da vazão de permeado, foram utilizadas para estimar os parâmetros (fp e Kper). Um modelo de desempenho do sistema de OR desenvolvido no Grupo de Pesquisas em Fontes Alternativas de Energia da Universidade Federal de Pernambuco (FAE-DEN-UFPE) foi utilizado para estimar a vazão de permeado. Nesse caso, apenas condições de entrada do sistema (vazão, pressão, salinidade) são necessárias. No segundo procedimento, os parâmetros (fp e Kper) foram obtidos pelo método denominado de “extração de parâmetros”. Uma comparação entre a vazão de permeado calculada (por meio do mesmo modelo do sistema OR citado anteriormente) e a experimental, que permanece invariável, permite estimar os valores de fp e Kper que minimizam os desvios entre os valores calculados e os valores experimentais. Uma análise dos resultados obtidos para os parâmetros, fp e Kper, por meio de ambos os procedimentos, para o sistema operando em condições variáveis mostrou que a pressão transmembrânica é a variável que permite uma melhor representação do comportamento desses parâmetros. Duas expressões provenientes do ajuste das curvas de fp e Kper em função da pressão transmembrânica foram propostas para o sistema de OR estudado. A validade da utilização das expressões foi verificada com um segundo conjunto de dados experimentais. Para verificar os benefícios da utilização de parâmetros variáveis na determinação do comportamento do sistema foram realizados cálculos da vazão do permeado obtida com os dois procedimentos propostos e comparados com o caso em que Kper e fp são considerados constantes para todas as pressões. Os resultados mostram que os desvios entre os valores da vazão de permeado estimados e experimentais diminuem drasticamente quando as variações de Kper e fp são introduzidas. Desvios médios de até 23% foram observados para elevados valores de salinidade quando Kper e fp são considerados fixos e desvios médios menores que 2% quando utilizados os parâmetros variáveis.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:56:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2952_1.pdf: 2916037 bytes, checksum: 4c0ccce80d7e4bc503fb235119194f20 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Faculdade de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / Este trabalho esta situado na área de controle e gerenciamento de locomoção de robôs com membros e apresenta um novo modelo de rede neural, o STRAGIC (Gerador de Trajetórias de Estados com Inter-Conexões), bem como outros modelos de redes neurais aplicadas a este domínio do conhecimento. O STRAGIC foi projetado a partir do STRAGEN, um mapa auto-organizável de topologia variável. O STRAGIC controla a locomoção do robô por meio de uma trajetória de estados que descreve a postura do robô em intervalos regulares de tempo. Alguns ambientes de teste foram elaborados para verificar a capacidade do STRAGIC em: controlar o robô com um determinado modo de locomoção; controlar o robô a partir de dados ruidosos; controlar o robô a partir de uma base de dados com estados de diferentes trajetórias; gerenciar a transição entre modos de locomoção; e por fim extrair trajetórias de estados a partir da locomoção de um animal real. Além disso, faz um estudo de dois parâmetros importantes do STRAGEN