Submitted by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-05-15T17:47:41Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DimensionamentoVolumeUtil.pdf: 4176647 bytes, checksum: 3237cca508009d83a5fd01555078157d (MD5) / Approved for entry into archive by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-05-15T17:49:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DimensionamentoVolumeUtil.pdf: 4176647 bytes, checksum: 3237cca508009d83a5fd01555078157d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-15T17:49:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DimensionamentoVolumeUtil.pdf: 4176647 bytes, checksum: 3237cca508009d83a5fd01555078157d (MD5) Previous issue date: 2018-02-07 / Determinação do volume útil de reservação para eficiência hidroenergética em sistemas de abastecimento de água. A pesquisa foi realizada no sistema de bombeamento e reservação de água do Setor Guanabara, Ananindeua, Belém, Pará. Para isto, o trabalho foi dividido em três etapas, a saber, na primeira foram verificadas as condições de projeto e operacionais do Setor Guanabara para avaliação do desempenho hidroenergético. Na segunda Etapa foram determinados três (3) volumes teórico úteis de reservação, considerando diferentes métodos. Na terceira Etapa, considerando quatro (4) diferentes volume úteis, de projeto e três (3) teóricos, foram realizadas simulações hidroenergética para verificar o volume útil mais eficiente em termos hidroenergéticos. Para tanto, foi considerado a mesma curva de consumo e vazão média de bombeamento, porém, diferentes volumes úteis nas simulações. Na pesquisa foi verificado que o volume útil do reservatório elevado do Setor Guanabara não permite a redução do bombeamento de água no posto horário de ponta, o que, naturalmente, influencia no valor da despesa de energia elétrica e que o reservatório elevado estava sendo utilizado como “caixa de passagem”. Assim, foram estudadas três alternativas para modificar a atual situação operacional da unidade de reservação do Setor Guanabara, visando a redução do consumo e despesa de energia elétrica. No dimensionamento dos volumes úteis pelos 3 métodos estudados, foram obtidos 808,96 m³ com o Método da CETESB (1987), 936,77 m³ com os procedimentos recomendados na NBR 12.217 (1994) e 1.411,10 m³ quando foi utilizada o método proposto por Gomes (2012). Nas simulações realizadas no Epanet 2.0 resultou despesa de energia elétrica em R$ 25.789,54/mês para o volume útil do reservatório elevado projetado. De R$ 26.363,87/mês para o volume útil do reservatório elevado CETESB (1987). De R$ 26.191,71/mês para o volume útil do reservatório elevado NBR 12.217 (1994). E para o Método proposto por Gomes (2012) resultou em despesa mensal de R$ 14.698,95/mês. Contudo, a utilização do volume útil do reservatório dimensionado pelo Método de Gomes foi cerca de 66,39% superior ao da NBR 12.217 (1994), cerca de 64,56% superior ao de projeto e 57,33% superior ao CETESB (1987). Desse modo, o maior valor do volume impactará no valor a ser investido para a implantação do reservatório elevado. Por essa razão, na pesquisa foi estudada a economia com despesa de energia elétrica ao longo de 10 anos. Assim, considerando o Método de Gomes (2012) estimou-se economia de R$ 1.379.131,30 (78,19%) em relação ao Método da NBR 12.217 (1994) e de R$ 1.399.789,40 (79,36%) em relação ao Método da CETESB (1987). / Determination of the useful volume of reservation for hydroenergetic efficiency in water supply systems. The research was carried out in the Guanabara, Ananindeua, Belém, Pará Pumping and Water Reservation System. For this, the Guanabara Sector's design and operational conditions were verified for hydroenergetic performance evaluation. In the second step three (3) useful theoretical reservation volumes were determined, considering different methods. In the third stage, considering four (4) different useful project volumes and three (3) theoretical, hydroenergetic simulations were performed to verify the most efficient useful volume in hydroenergetic terms. For that, the same consumption curve and mean pumping rate were considered, but different useful volumes in the simulations. In the research it was verified that the useful volume of the high reservoir of the Guanabara Sector does not allow the reduction of water pumping at peak hours, which, naturally, influences the value of electric energy expenditure and that the high reservoir was being used as " junction box". Thus, three alternatives were studied to modify the current operating situation of the Guanabara Sector Reservation Unit, aiming at reducing electricity consumption and expenditure. In the sizing of the useful volumes by the 3 methods studied, 808.96 m³ were obtained with the CETESB Method (1987), 936.77 m³ with the procedures recommended in NBR 12.217 (1994) and 1.411,10 m³ when the proposed method was used by Gomes (2012). In the simulations carried out in Epanet 2.0 resulted in an electric energy expense of R$ 25.789,54/month for the useful volume of the projected high reservoir. From R$ 26.363,87/month for the useful volume of the high reservoir CETESB (1987). From R$ 26.191,71/month to the useful volume of the high reservoir NBR 12.217 (1994). And for the method proposed by Gomes (2012) resulted in monthly expenses of R$ 14.698,95/month. However, the utilization of the useful volume of the reservoir as measured by the Gomes Method was about 66,39% higher than that of NBR 12.217 (1994), about 64,56% higher than that of the project and 57,33% higher than CETESB (1987). In this way, the higher value of the volume will impact the value to be invested for the implantation of the raised reservoir. For this reason, in the research was studied the economy with expenditure of electric energy over 10 years. Accordingly, considering the Gomes Method (2012), savings of R $ 1.379.131,30 (78,19%) were estimated in relation to NBR 12.217 (1994) and R $ 1.399.789,40 (79,36%) in relation to the CETESB Method (1987).

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents a design methodology and analysis of electronic circuits applied to outdoor lighting systems using light emitting diodes (LEDs). The goal of topologies developed here is to supply the LEDs from the mains, with high power factor, and from batteries when it is needed. Thus, some topologies employing integrated DC-DC converters and single stage converters are proposed and analyzed. The main application of these topologies is street lighting systems without energy consumption from the mains during the Peak Load Time, feeding the circuit by batteries. Moreover, the batteries can keep the system working during a possible fault in the main power supply, operating as an emergency lighting system. These applications are justified by the reduction in energy demand from the electric power system and by the increase in the lighting system reliability. Throughout the work, the main characteristics of the LED and batteries applied in lighting systems are presented, as well as the specification of the luminaire and the battery bank employed. The design methodology proposed for each topology aims to help the converter design intended for better utilization of semiconductors and reduce the value of the bus capacitor. A critical analysis of the converters is performed in order to evaluate the efficiency of the circuits, the power factor, the voltage and current characteristics of the main devices, and compliance with the IEC 61000-3-2 Class C standard that limits the harmonic content of the input current. Finally, electronic circuits are proposed for the management and control of the lighting system. / Este trabalho apresenta uma metodologia de projeto e análise de circuitos eletrônicos aplicados à iluminação de exteriores empregando diodos emissores de luz (LEDs). O objetivo das topologias desenvolvidas neste trabalho é proporcionar aos LEDs uma alimentação adequada através da rede elétrica, com alto fator de potência, e através de baterias quando necessário. Para isso, são propostas e analisadas algumas topologias empregando conversores CC-CC integrados e de estágio único. Estas topologias têm como principal aplicação sistemas de iluminação pública sem consumo de energia a partir da rede elétrica durante o Horário de Ponta, alimentando o circuito por baterias. Além disso, as baterias podem manter o funcionamento do sistema durante uma possível falha no fornecimento de energia pela rede elétrica, operando como um sistema de iluminação de emergência. Estas aplicações são justificadas pela redução da demanda de energia do sistema elétrico de potência durante horários críticos e aumento da confiabilidade do sistema de iluminação pública. Ao longo do trabalho, as principais características do LED e de baterias aplicadas em sistemas de iluminação são abordadas, juntamente com a especificação da luminária e do banco de baterias empregados. A metodologia de projeto proposta para cada topologia desenvolvida tem por objetivo auxiliar o projeto do conversor visando melhor aproveitamento dos semicondutores e redução do valor do capacitor de barramento. A análise crítica dos conversores é realizada com o objetivo de avaliar a eficiência dos circuitos, o fator de potência, características de tensão e de corrente nos principais componentes e o atendimento à norma IEC 61000-3-2 Classe C que limita o conteúdo harmônico da corrente de entrada. Por fim, são propostos circuitos eletrônicos para o gerenciamento e controle do sistema de iluminação.