Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This doctoral thesis deals with the study, analysis and development of a new hybrid topology for voltage regulation of stand-alone microgeneration systems employing self-excited induction generators. The hybrid topology proposed considers a three-phase four-wire system and employs a distribution static synchronous compensator (DSTATCOM) in combination with banks of switchable capacitors (BCC) to perform the regulation of the terminal voltages of the induction generator. As a result of using the proposed topology, it is expected the regulation of the amplitude of the terminal voltages of the induction generator, with effective reduction of the power processed by DSTATCOM, regardless of the characteristic of the applied load. Therefore, it is considered the compensation of reactive currents of the system in terms of phase, amplitude and shape, performed by a suitable control system. The control structure applied to control the DSTATCOM and the switching of BCC ensures the regulation of voltages with low harmonic distortion (THD) and reduced distortion factor among voltages, in addition to keeping the generator currents sinusoidal and balanced. This thesis also investigates two distinct forms of frequency control using the electronic load control: (i) auxiliary load controlled by chopper element connected to the DC bus DSTATCOM and (ii) auxiliary load controlled by chopper element connected to the AC bus system through non-controlled three-phase rectifier. Simulation and experimental results are presented to validate and demonstrate the suitable performance of the proposed hybrid topology in the regulation of voltages and system frequency. The system is tested by load transient including three-phase and single-phase loads, linear and non-linear loads, resistive and reactive loads. / Esta tese de doutorado trata do estudo, análise e desenvolvimento de uma nova topologia híbrida de regulação das tensões de sistemas isolados de microgeração empregando geradores de indução auto-excitados. A topologia híbrida proposta considera um sistema trifásico a quatro fios e emprega um compensador síncrono estático de distribuição (DSTATCOM) em associação a bancos de capacitores comutáveis (BCC) para efetuar a regulação das tensões terminais do gerador de indução. Como resultado da utilização da topologia proposta, espera-se a regulação da amplitude das tensões terminais do gerador, com efetiva redução da potência processada pelo DSTATCOM, independentemente da característica da carga aplicada. Considera-se, portanto, a compensação de correntes reativas do sistema em termos de fase, amplitude e forma, realizada a partir de sistema de controle adequado. A estrutura de controle aplicada ao controle do DSTATCOM e à comutação dos BCC, garante a regulação das tensões com reduzida taxa de distorção harmônica (THD) e reduzido fator de desequilíbrio de tensão (FD), além de manter as correntes do gerador senoidais e balanceadas. Neste trabalho também são investigadas duas formas distintas de controle de frequência a partir do controle eletrônico de carga: (i) carga auxiliar controlada por elemento chopper conectada ao barramento CC do DSTATCOM e (ii) carga auxiliar controlada por elemento chopper conectada ao barramento CA do sistema através de retificador trifásico não-controlado. Resultados de simulação e resultados experimentais são apresentados para validar e demonstrar o bom desempenho da topologia híbrida proposta na regulação das tensões e frequência do sistema. O sistema é testado mediante transitórios de cargas trifásicas e monofásicas, lineares e não-lineares, resistivas e reativas.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os sistemas de controle de excitação em máquinas síncronas devem detectar com bastante rapidez as mudanças causadas pela entrada de carga no gerador isolado e atuar no sistema de excitação de forma rápida e eficiente, para manter a tensão terminal em níveis desejados. Ao contrário de outros trabalhos realizados nesta área com circuitos eletrônicos analógicos, em muitos casos, este controlador pode ser construído utilizando tecnologia microcontrolada por possuir alto nível de eficiência no controle, circuito com flexibilidade para implementação de diferentes estratégias de controle e baixo custo para produção. A abordagem deste trabalho consiste em uma proposta para aplicação de um controle de excitação automático utilizando uma malha PID, com opções de controle manual, monitoramento de tensão terminal e temperatura de estator da máquina, utilizando um microcontrolador PIC16F877A da empresa Microchip Technology. Os resultados obtidos a partir de ensaios práticos em laboratório com partidas diretas de motores de indução (1 e 2 cv) com um gerador de 2 kVA mostra que a atuação do controlador recuperou a tensão terminal em pouco tempo, para o setpoint adotado. E por fim, os resultados obtidos foram comparados com os tempos de resposta de outro conhecido regulador automático de tensão encontrado no mercado, para comprovar o bom desempenho de controle deste projeto. / The excitation control systems in synchronous machines must very quickly detect changes caused by load increase on the isolated generator and act on the excitation system in a rapid and efficient way in order to maintain terminal voltage at optimal desired levels. Unlike other works related with this area which used analog-based electronic circuits, this controller can in many case be built utilizing microcontrolled technology which is more efficient and flexible to implement different control strategies, as well as having a low cost of production. The approach of this research consists in a proposal to apply an automatic excitation controller, utilizing a PID control loop, including manual adjustments and monitorings of terminal voltage and stator temperature of the machine. It employs a PIC16F877A microcontroller from the Microchip Technology Company. The results obtained through practical tests in laboratory with a direct online start of induction motors (1 and 2 HP) on a 2 kVA generator show that the controller acts to recover the terminal voltage to the adopted setpoint in a reduced time. Finally, the results were also compared to the time of response provided from another well-known automatic voltage regulator found in the market, in order to prove the good control performance of this project. / Dissertação (Mestrado)

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:00:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 4104748 bytes, checksum: 578975146349baff07079d6c3f9756b6 (MD5) Previous issue date: 2008-08-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Snake venoms contain a complex arsenal of protein bio-active components, many of these being neurotoxins (NTXs). These snakes have high neurotoxic activity venom, corresponding to the Elapidae family, which includes coral snakes (Micrurus) whose venom contains circa 90-95% of low molecular mass protein components. Among these, several are postsynaptic neurotoxins or α- NTXs (MM = 6-9 kDa). The Micrurus ibiboboca (Merren, 1820) is a snake of the Elapidae family witch is quite common in the Northeast of Brazil. In spite of the great diversity of species of Micrurus, scarce works involving the nervous system with isolated and pure toxins of those serpents has been developed in level biochemical, pharmacological and electrophysiological. The aim of this study was to purify the toxin Mic6c7NTX of the Micrurus ibiboboca venom, characterize to biochemically and electrophysiologically the toxin Mic6c7NTX in the peripheral nervous system (PNS) of rats, evaluating alterations in the record of the Compound Action Potential (CAP) of the isolate nerve and the toxin activity on the voltage-dependent sodium channels (Nav) in the neurons of the dorsal root ganglion (DRG). The venom was extracted from the Micrurus ibiboboca collected in Paraiba State (Brazil). Initially, electrophysiological tests (current clamp method) using the single sucrose gap technique were accomplished with crude venom (100μg/mL). It was observed that in this concentration the crude venom caused reduction in the CAP amplitude (25%). This neurotoxity led into an intriguing question: what components of the venom would promote to reduction in the excitability of the nerve? Based upon this question, I decided to purify the venom throughout the Liquid Chromatography of the High Performance (HPLC) of the Cation Exchange Chromatography (CIEX) and the Reverse Phase Chromatography (RPC). The molecular mass (MM) of the raw toxin was determined by mass-spectrometry (MALDI-QTOF/ MS) and N-terminal sequence by means of Edman s Degradation. The search for similarity with other toxins was accomplished against proteomic data bank. The CIEX profile showed 19 fractions and the highest peak fraction was used for the second dimension. The toxin Mic6c7NTX obtained by RPC showed elution in 26.7%of the acetonitrile (ACN) and MM 7.047.56Da. The obtained partial N-terminal sequence showed 31 aminoacid residues. The search for similarity of structure and function showed great similarity (65%) with other short chain α-NTXs Australian elapids snakes. The electrophysiological studies (single sucrose gap technique) showed that the toxin Mic6c7NTX (1 μM) reduced the excitability of the isolate nerve similarly to the reduction observed in the crude venom about 21%. Other CAP parameters such as despolarization speed (DSCAP), repolarization time (τCAP) and peak of time (PTCAP) did not show alterations. This suggests that the toxin may be affecting the Nav channels. For the confirmation of that hypothesis experiments were accomplished with whole cell patch-clamp technique in DRG neurons. This results showed that the toxin Mic6c7NTX (1 WM) abolished completely the current of Nav channels sensitive the tetrodotoxin (TTX-S). Also the Nav channels TTX resistant (TTX-R) were investigated in the presence of the Mic6c7NTX toxin previously using TTX (100 nM). This results showed that the toxin Mic6c7NTX (100 nM) abolished completely the current of Nav channels TTX-R and IC50 = 30nM. However, reversion of this blocking was not observed. The present study biochemically and electrophysiologically characterized an α-NTX of the Micrurus ibiboboca elapid snake. Furthermore, it showed a potent toxin with affinity Nav channels TTX-S and TTX-R of the PNS. This is the first α-NTX isolated and identified of the venom from the Micrurus ibiboboca (Merrem, 1820) snake. / As serpentes da família Elapidae possuem uma peçonha com alta atividade neurotóxica e capacidade de letalidade. Fazem parte dessa família as serpentes corais americanas (gênero Micrurus) com suas peçonhas contendo cerca de 90-95% de componentes protéicos, sendo na sua maior parte neurotoxinas com baixa massa molecular (6-8 kDa), podendo ser destacadas as neurotoxinas com ação pós-sinápticas ou α-Neurotoxinas (α-NTX). A Micrurus ibiboboca (Merrem, 1820) é uma serpente da família Elapidae, comum na região Nordeste. Apesar da grande diversidade de espécies do gênero Micrurus sp., escassos trabalhos envolvendo atividade de toxinas isoladas e puras destas peçonhas e sistema nervoso têm sido desenvolvidos em nível bioquímico, farmacológico ou eletrofisiológico. O objetivo desse estudo foi purificar a toxina Mic6c7NTX da peçonha de M. ibiboboca, caracterizar bioquímicamente e investigar com ferramentas eletrofisiológicas a ação da toxina no Sistema Nervoso Periférico (SNP) de ratos avaliando alterações no Potencial de Ação Composto (PAC) do nervo isquiático isolado e a atividade da toxina nos canais para sódio dependentes de voltagem (Nav) em neurônios do gânglio da raiz dorsal (DRG). A peçonha da M. ibiboboca foi extraída de serpentes coletadas no Estado da Paraíba (Brasil). Inicialmente, ensaios eletrofisiológicos com o método de current clamp utilizando a técnica de single sucrose gap foram realizados com a peçonha bruta (100 Wg/mL). Os resultados mostraram que a peçonha bruta nessa concentração promoveu redução na amplitude do PAC (25%). Esse efeito da toxina na excitabilidade do nervo levantou o questionamento: Que componentes da peçonha estariam causando essa diminuição da excitabilidade? A peçonha foi purificada por meio de Cromatografia Líquida de Alta Performance (HPLC), de troca catiônica (CIEX) e fase reversa (RPC). Na sequência, os picos da CIEX foram submetidos à RPC e posteriormente analisados por espectrometria de massas (MALDI-TOF/MS) que detectou a massa molecular da toxina Mic6c7NTX de 7.047,56 Da. Em seguida, foi determinado o seu N-terminal por Degradação de Edman que apresentou 31 resíduos de aminoácidos e serviu de estudo para a bioinformática na busca por similaridade em banco de dados proteômicos com outras toxinas protéicas, demonstrando que a toxina Mic6c7NTX apresentou similaridade (65%) com α-NTXs de cadeia curta de serpentes elapídicas australianas. Posteriormente, foi investigado o efeito da toxina isolada no SNP. Os estudos eletrofisiológicos em single sucrose gap demonstraram que a toxina Mic6c7NTX (1 WM) reduziu a excitabilidade do nervo isolado de forma similar à observada pela peçonha bruta. Não foram observadas alterações significantes em outros parâmetros do PAC, como velocidade de despolarização (VDPAC), tempo de repolarização (τPAC) e tempo de pico (PTPAC), sugerindo que a toxina atuasse num sítio de ligação específico dos [Escreva uma citação do documento ou o 11 canais Nav no SNP. Para a confirmação dessa hipótese foram realizados experimentos de voltage clamp com a técnica de whole cell patch-clamp em cultura primária de neurônios DRG da medula espinhal de ratos. Os resultados mostraram que a toxina Mic6c7NTX (1 WM) aboliu completamente as correntes dos canais Nav sensíveis à tetrodotoxina (TTX-S). Também foi investigado o efeito da toxina sobre a população de canais Nav resistentes à TTX (TTX-R), utilizando previamente TTX (100 nM) para bloquear os canais Nav TTX-S. Os registros com a toxina Mic6c7NTX (100 nM) demonstraram um bloqueio total da corrente nos canais Nav TTX-R dos DRGs e uma IC50 da toxina em torno de 30 nM. Também foi observado que essa toxina se liga aos canais Nav de forma lenta e irreversível. O presente estudo caracterizou bioquímica e eletrofisiologicamente uma α-NTX da serpente elapídica Micrurus ibiboboca. Farmacologicamente, trata-se de uma potente toxina com afinidade aos canais Nav TTX-S e TTX-R do SNP. Essa é a primeira α-NTX isolada e caracterizada da peçonha da serpente Micrurus ibiboboca (Merrem, 1820).

Submitted by JÚLIO HEBER SILVA (julioheber@yahoo.com.br) on 2016-11-23T16:13:22Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mirtza Fúlvia Maggioli - 2014.pdf: 10959485 bytes, checksum: 5397bb78460f4fbc15b15f9f9dd335a5 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2016-11-30T15:44:44Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mirtza Fúlvia Maggioli - 2014.pdf: 10959485 bytes, checksum: 5397bb78460f4fbc15b15f9f9dd335a5 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-30T15:44:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mirtza Fúlvia Maggioli - 2014.pdf: 10959485 bytes, checksum: 5397bb78460f4fbc15b15f9f9dd335a5 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2014-05-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work shows the green coffee oil coacervation processes, as core material, in two different systems: whey protein / gum arabic and soy protein / gum arabic, as biopolymer wall. The biopolymers concentration were fixed in 4% (weight / weight) of the emulsion, and the proportion between then was respectively 2:1 and 1,4:1. Different emulsions were made, each one with a different green coffee oil concentration (0%, 10%, 17.5% and 25%) compared with wall materials. From these emulsions with adjusted pH, the system presented phase separation (coacervation). The following system characteristics were studied: maximum interation pHs, emulsions rheological behavior, emulsions sizes, physico-chemical characterization of the phases (coacervate and supernadant), process mass balance, coacervate rheology, microparticles morphology after lyophilization, the powder density, the powder stability and the microencapsulation process efficiency. The results confirmed that there is an optimum range of particle formation, depending on pH. The emulsions presented typical Newtonian fluid behavior and the viscosity increased with incresing the oil concentration. That behavior does not depend on wall materials. It was also observed that wet coacervates were better fitted to Power Law, presenting pseudoplastic behavior. Concentrate soy protein / gum arabic showed thixotropy. The emulsion gout showed an surface average diameter between 2,24 µm e 14,42µm. The microparticles exhibited slightly spherical, rough surface and pores, probably influenced by drying process. The process efficiency showed no dependence on the oil concentration at studied systems. The adsorption isotherms (at 30°C) of the obtained powders were best fitted to the GAB model and the e moisture content of monolayer (xm) for this model were between 2.5% to 5.1% for CPSL and GA microparticles and between 5.1% and 6.1% for IPS and GA / Neste trabalho foram estudados os processos de coacervação complexa de óleo de café verde, como material de recheio, em dois tipos de sistemas: concentrado proteico de soro de leite (CPSL)/ goma arábica (GA) e isolado proteico de soja (IPS) / goma arábica (GA), como biopolímeros de parede. Estes sistemas foram preparados com concentração de biopolímeros fixa em 4% (massa / massa) da emulsão e a proporção entre eles foi respectivamente 2:1 e 1,4:1. Emulsões com diferentes concentrações de óleo de café verde (0%; 10%; 17,5% e 25%), em relação aos materiais de parede, foram preparadas. A partir destas emulsões com os pHs ajustados, o sistema apresentou separação de fases (coacervação). Foram avaliados os pHs de máxima interação entre os pares de biopolímeros estudados, o comportamento reológico das emulsões, o tamanho de gota das emulsões produzidas, a caracterização fisicoquímica das fases (sobrenadante e coacervado), o balanço de massa do processo, a reologia do coacervado, a morfologia das micropartículas após liofilização, a densidade dos pós obtidos, a estabilidade do pó e a eficiência do processo de microencapsulação. Os resultados obtidos confirmaram que existe uma faixa ótima de formação de partículas dependente do pH. As emulsões apresentaram comportamento típico de fluidos newtoniano e a viscosidade aumentou com a concentração de óleo independente dos materiais de parede estudados. Já os coacervados úmidos ajustaram-se melhor à Lei da Potência apresentando comportamento pseudoplástico. Os coacervados de isolado proteico de soja / goma arábica apresentaram tixotropia. As emulsões apresentaram gotas com diâmetro superficial médio entre 2,24 µm e 14,42µm. As micropartículas apresentaram forma levemente esférica, superficie rugosa e com poros provavelmente influenciada pelo processo de secagem. A eficiência do processo não mostrou dependência com a concentração de óleo nos sistemas estudados. As isotermas de adsorção (a 30°C) dos pós obtidos ajustaram-se melhor ao modelo GAB e os teores de umidade da monocamanda (xm) para este modelo ficaram entre 2, 5 % e 5,1% para as micropartículas de CPSL e GA e entre 5,1% e 6,1% para as micropartículas de IPS e GA

O complexo de sinalização kisspeptina-GPR54 é um regulador chave para ativação dos neurônios de GnRH e do eixo reprodutivo. Mutações inativadoras no GPR54 foram identificadas em pacientes com hipogonadismo hipogonadotrófico normósmico isolado (HHIn). A partir desse achado, hipotetizamos que mutações ativadoras no GPR54 resultariam na liberação prematura de GnRH e, conseqüentemente, no aparecimento de puberdade precoce, dependente de gonadotrofinas (PPDG). No presente estudo, investigamos a presença de mutações ativadoras e/ou polimorfismos em pacientes com PPDG, assim como a presença de mutações inativadoras e/ou polimorfismos em pacientes HHIn ou retardo constitucional do crescimento e desenvolvimento puberal (RCCP). Cento e catorze pacientes com distúrbios puberais centrais idiopáticos foram selecionados, sendo 53 com PPDG, 33 com HHIn e 28 com RCCP. Cento e cinqüenta controles brasileiros que relatavam desenvolvimento puberal normal foram estudados. A região codificadora do GPR54 de todos os pacientes foi amplificada utilizando-se oligonucleotídeos intrônicos específicos, seguida de purificação enzimática e seqüenciamento automático. No grupo de puberdade precoce, identificamos uma nova variante em heterozigose no exon 5 do GPR54, que se caracterizou pela troca do aminoácido arginina por prolina na posição 386 (R386P) do receptor. Esta substituição foi encontrada em uma menina adotada com PPDG e estava ausente nos controles normais. Estudos in vitro demonstraram que as quantidades de fosfatidil-inositol (IP) e o grau de fosforilação da quinase regulada por sinal extracelular (pERK) em condições basais não foram significativamente diferentes entre as células transfectadas com o receptor selvagem ou com o receptor contendo a mutação R386P, indicando que não havia ativação constitutiva do receptor. No entanto, estudos por tempos mais prolongados demonstraram que a quantidade de IP e o grau de pERK permaneceram significativamente mais altos nas células transfectadas com o receptor mutante quando comparadas ao selvagem, indicando ativação da sinalização intracelular, porém por um mecanismo não-constitutivo. No grupo de hipogonadismo, duas novas variantes foram identificadas em três pacientes. Uma mutação do tipo inserção/deleção (indel) em homozigoze no sítio aceptor de splicing no intron 2 (IVS2-4_-2delGCAinsACCGGCT) do GPR54 foi identificada em dois irmãos com HHIn. Uma troca em heterozigose, E252Q, foi identificada em um paciente com HHIn esporádico. As duas alterações estavam ausentes no grupo controle. Polimorfismos foram encontrados nos pacientes com RCCP. Em conclusão, descrevemos a primeira mutação ativadora do GPR54 associada ao fenótipo de PPDG. Descrevemos uma nova mutação inativadora em sítio de splicing em pacientes com HHIn, entretanto mutações inativadoras do GPR54 são uma causa rara de HHIn. / The kisspeptin-GPR54 signaling complex is a gatekeeper of pubertal activation of GnRH neurons and of the reproductive axis. Inactivating mutations in the GPR54 receptor were identified in patients with normosmic isolated hypogonadotropic hypogonadism (nIHH). Based on this observation, we hypothesized that gain-of-function mutations of the human GPR54 receptor might be associated with premature activation of GnRH release, leading to gonadotropin-dependent precocious puberty (GDPP). In the present study, we investigated the presence of GPR54 activating mutations or polymorphisms in patients with GDPP and inactivating mutations or polymorphisms in patients with nIHH or constitucional delay of puberty (CDP). A hundred fourteen patients were selected; 53 with GDPP, 33 with nIHH and 28 with CDP. A hundred and fifty Brazilian controls who reported normal pubertal development were also studied. The entire coding region of GPR54 of all patients was amplified using specific intronic oligonucleotides followed by enzymatic purification and automated sequencing. We have identified a novel variant in heterozygous state in exon 5 of GPR54, R386P, in an adopted girl with GDPP. This substitution was absent in all controls. Basal inositol phosphate (IP) and phosphorilated extracellular signalregulated kinase (pERK) levels in cells transfected with WT or R386P GPR54 were not significantly different indicating that there was not a constitutive activation of the receptor. However, studies performed in more prolonged times demonstrated that the IP and the pERK levels were significantly higher in cells transfected with the mutant receptor when compared to the wild type, indicating that the signaling pathway was still activated although by a non-constitutive mechanism. In the nIHH cohort, we have identified two novel variants in three patients. The first variant was an insertion/deletion (indel) in homozygous state within the constitutive acceptor splice site of intron 2 of GPR54 (IVS2-4_-2delGCAinsACCGGCT) identified in two male siblings with nIHH. The second variant was the change E252Q in heterozygous state in a patient with sporadic nIHH. Both alterations were absent in the control population. We have found only polymorphisms in patients with CDP. In conclusion, we have described the first activating mutation in GPR54 associated with the GDPP phenotype. We have also described a novel splice site inactivating mutation in patients with nIHH however, inactivating mutations of GPR54 represent a rare cause of nIHH.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-03-04T10:45:15Z No. of bitstreams: 1 leandrodamottaborges.pdf: 2242416 bytes, checksum: 10ac80b836250ec857dfe2dc8f819119 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-04-24T01:49:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 leandrodamottaborges.pdf: 2242416 bytes, checksum: 10ac80b836250ec857dfe2dc8f819119 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-24T01:49:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 leandrodamottaborges.pdf: 2242416 bytes, checksum: 10ac80b836250ec857dfe2dc8f819119 (MD5) Previous issue date: 2013-09-27 / Este trabalho apresenta o estudo, dimensionamento e gestão de um sistema solar fotovoltaico isolado da rede elétrica para alimentar cargas de equipamentos de automação industrial. Um exemplo de aplicação são unidades de comando e sinalização ferroviária que, em alguns casos, são comandadas por relés e, mais atualmente, sendo substituídas por Controladores Lógico Programáveis. No sistema solar fotovoltaico isolado, o excedente de energia elétrica produzida nos painéis solares fotovoltaicos é armazenado em baterias eletroquímicas estacionárias de chumbo-ácido para posterior aproveitamento durante o período noturno e de baixa produção de eletricidade. Esse tipo de bateria apresenta efeito de memória, não pode sofrer descarga profunda ou ser submetida a tensões elevadas. Assim, este trabalho visa especificar e dimensionar um sistema solar fotovoltaico para aplicações em cargas de automação industrial isolados da rede elétrica, bem como assegurar elevada vida útil da bateria eletroquímica de chumbo-ácido sem prejudicar o rastreamento de máxima potência dos painéis solares fotovoltaicos. Para isso, uma estratégia de gestão de energia possibilita alterar o controle do conversor CC-CC que realiza a interconexão entre os painéis solares fotovoltaicos e a bateria eletroquímica. Resultados de simulação computacional apontam para o bom desempenho conceitual do sistema e seu potencial para a aplicação pretendida. / This work presents the study, design and management of a stand-alone photovoltaic system to feed industrial automation load. E examples of application are railway signaling unit controls, which in some cases are controlled by electromechanical relays and more currently being replaced by programmable logical controllers. In a stand-alone photovoltaic system, the excess of electricity produced in the photovoltaic panels is stored in lead-acid stationary electrochemical batteries for later use during the night and low electricity production periods. This kind of battery presents memory effect, cannot have deep discharge or be subjected to high voltages. Thus, this work aims to specify and size a solar photovoltaic system for applications in industrial automation loads isolated from the grid, as well as ensuring longer lifetime to electrochemical battery of lead-acid without harming the maximum power tracker of photovoltaic panels. For this, a strategy for changing power management enables the control of DC-DC converter that performs the interconnection of photovoltaic panels and electrochemical battery. Results of computer simulation indicate the good conceptual performance of the system and its potential for the intended application.

[pt] Os cerca de 250 Sistemas Isolados do Brasil, concentrados na região Norte, representam aproximadamente 1 por cento do consumo nacional de energia elétrica, sendo historicamente atendidos por meio de geradores a diesel, uma solução cara, poluente e dependente de uma complexa logística de fornecimento de combustível. Apesar de diversas publicações indicarem que fontes renováveis já são técnica e economicamente viáveis, sobretudo em economias dependentes de combustíveis caros, a geração a partir do diesel ainda predomina nessas localidades. Esta dissertação tem por objetivo hierarquizar propostas de políticas públicas, visando à inserção de fontes renováveis nos sistemas isolados do Brasil, por meio de uma ferramenta de análise multicritério. Com isso, ter-se-á a transição de dependência em combustíveis fósseis para uma economia baseada em energias renováveis. Para subsidiar a seleção e hierarquização dessas propostas, indo além das habituais avaliações técnico-econômicas, criou-se um modelo utilizando os métodos multicritério de apoio à decisão AHP e fuzzy-TOPSIS, por serem ferramentas reconhecidas como ideais para a modelagem de problemas em que subjetividade, incerteza e ambiguidades estejam presentes. Como resultado, concluiu-se que a política pública de maior impacto seria a implantação de projetos-piloto de usinas híbridas, combinando geração a diesel com fotovoltaica, por exemplo, de forma a auxiliar a transposição de barreiras culturais e de conhecimento sobre tecnologias alternativas nos sistemas isolados. Outras políticas apontadas como relevantes seriam: a simplificação do licenciamento ambiental de projetos baseados em fontes renováveis e a adoção de um modelo de planejamento determinativo, exigindo nos leilões uma penetração mínima dessas fontes. / [en] Isolated systems are those places not connected to the national grid, for technical or economic reasons and supplied by local generation. Nowadays in Brazil, there are about 250 isolated systems, concentrated in the Northern region, which sums only 1 percent of the electricity total consumption of the country, but represents around 40 percent of the territory. Most of these systems are supplied by diesel power plants, with a few examples of generation by natural gas, biomass or small-hydro. Historically, the diesel gensets have been an easy solution, due to its facility to build, operate and maintain. Also, these power plants do not require complex projects and large areas and have relatively low investment cost associated. Despite the complex logistics of fuel supply, mostly done by boats along Amazonian rivers, the energy generation has worked quite well in the last decades. However, the operational costs, especially those related to the fuel, are very high. In some places, depending on the season and navigability, it can reach R$ 10/liter (around US$ 3/l), resulting in high generation costs, that can achieve R$ 1,600/MWh (around US$ 450/MWh). All electricity consumers in Brazil share a great part of this cost. Other problems related to the diesel-based generation are the pollutant and greenhouse gases emissions, in the middle of the Amazon forest, where most of the isolated systems are located. Some effort has been made to connect isolated systems to the national grid, reducing the local generation, and consequently, its costs and emissions. However, the expansion of conventional power grid has high costs and, in some cases, technical and environmental constraints (Ribeiro, et al., 2012).