Tese de Mestrado Integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2012

Estágio realizado na EFACEC - e orientado pelo Eng. Nuno Costa / Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Área de Especialização de Automação). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Estágio realizado na Martifer Solar - e orientado pelo Eng. José Carlos Amador / Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2013

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2011

Submitted by Morgana Silva (morgana_linhares@yahoo.com.br) on 2016-09-27T17:05:15Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2911484 bytes, checksum: a40eec3093de5890811339c6b3e86fa7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-27T17:05:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2911484 bytes, checksum: a40eec3093de5890811339c6b3e86fa7 (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work presents a method of sizing photovoltaic panels using modified Particle swarm (MPSO) in order to reduce power losses and improve the voltage profile. For implementation was used the PowerFactory® software, specifically programing language DIgSILENT (DPL). The proposed method was applied at the first time in the IEEE 13-bus system. After validating, it was applied to a real system, Federal University of Paraíba (UFPB). The results show that the proposed method have the ability to provide the best dimensions of photovoltaic panels distributed at the University, improving of the voltage profile and reducing energy losses / Este trabalho apresenta um método de dimensionamento de painéis fotovoltaicos usando enxame de partículas modificado (MPSO), a fim de reduzir as perdas de energia e melhorar o perfil de tensão. Para a implementação é utilizado o software PowerFactory®, especificamente a linguagem de programação em DIgSILENT (DPL). O método proposto foi aplicado inicialmente no sistema IEEE 13-barras. Após a validação, foi aplicada a um sistema real, Universidade Federal da Paraíba (UFPB). Os resultados mostram que o método proposto tem a capacidade de proporcionar as melhores dimensões de módulos fotovoltaicos distribuídos na micro rede da Universidade, melhorando o perfil de tensão e reduzindo as perdas de energia.

Tese de Mestrado Integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Área de Especialização de Automação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Submitted by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-05-28T19:40:11Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstudoViabilidadeEconomica.pdf: 4279683 bytes, checksum: f72753ee2e8408cc56a75522a4acc27b (MD5) / Approved for entry into archive by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-05-28T19:41:22Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstudoViabilidadeEconomica.pdf: 4279683 bytes, checksum: f72753ee2e8408cc56a75522a4acc27b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-28T19:41:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstudoViabilidadeEconomica.pdf: 4279683 bytes, checksum: f72753ee2e8408cc56a75522a4acc27b (MD5) Previous issue date: 2018-03-20 / Com a evolução da humanidade e o aparecimento de novas tecnologias na construção civil aliado a necessidade de conforto ambiental, redução dos impactos ambientais e do consumo de energia elétrica, torna-se indispensável o uso de novos materiais e fontes de energias renováveis nas edificações para redução dos custos. Neste cenário foram estudadas as coberturas das edificações de uma instituição de ensino superior no estado do Pará, visando o conforto ambiental e redução de custos no consumo de energia elétrica. Assim realizou-se pesquisa exploratória, onde foram consideradas a área da edificação, tipo de cobertura, o consumo de energia elétrica e cálculos através do fluxo de caixa projetado com horizonte temporal de 25 anos, compatível com a vida útil do sistema. Obteve-se assim fluxo de caixa descontado, o payback e o valor presente líquido. Os resultados revelaram que o uso da telha termoacústica nas coberturas com a implantação do sistema de energia solar fotovoltaica, como alternativa para redução de custos, é viável para as edificações estudadas com economicidade em torno de 13%, tempo de retorno 12/13 anos (50% da vida útil do sistema) e VPL de, em média, 44% do investimento inicial. Para as passarelas cobertas da Instituição que em sua totalidade têm aproximadamente 5 km, não se mostrou viável a implantação do sistema fotovoltaico. / With the evolution of humanity and the appearance of new technologies in civil construction combined with the need for environmental comfort, reduction of environmental impacts and consumption of electricity, it becomes indispensable to use new materials and sources of renewable energy in buildings for reduction costs and environmental impacts. In this scenario, the coverage of the buildings of a higher education institution in the state of Pará was studied aiming at the environmental comfort and reduction of costs in the consumption of electric energy. Exploratory research was carried out, considering the area of the building, type of coverage, the consumption of electric energy and calculations through the projected cash flow with a time horizon of 25 years compatible with the useful life of the system. We thus obtained discounted cash flow, payback and net present value. The results showed that the use of the thermoacoustic tile in the roofs with the implantation of the photovoltaic solar energy system as an alternative for cost reduction is feasible for the studied buildings with a saving of around 13%, time of return 12/13 years (50% of the system's useful life) and NPV of, on average, 44% of the initial investment. For the covered walkways of the Institution that in its totality is approximately 5km, the implantation of the photovoltaic system was not viable.

O aprimoramento de técnicas e dispositivos aplicados à conversão de energia provenientes de fontes alternativas de energia, no contexto da geração distribuída, possui um papel importante para o estabelecimento definitivo de um novo paradigma de despacho e consumo de energia elétrica. Neste contexto, esta tese de doutorado aborda uma proposta de gerenciamento de energia e controle de uma microrede com célula a combustível e painel fotovoltaico como fontes primárias, operando juntamente com elementos armazenadores. Nesta proposta, destaca-se o uso de duas principais técnicas: droop k-sharing e Maximum Power Point Tracking with Saturation Technique (MPPT-ST). A técnica droop k-sharing permite associar uma dinâmica preestabelecida à célula a combustível, de forma que as baterias absorvam o espectro complementar. Adicionalmente, o uso da variável k-sharing com a adição da técnica droop permite o compartilhamento de potência entre as duas fontes sem a necessidade de comunicação entre elas. Já a técnica MPPT-ST, permite a operação de painéis fotovoltaicos no Maximum Power Point (MPP) e fora do MPP utilizando um saturador dinâmico. Por fim, propõe-se uma técnica para o acoplamento dos modelos dinâmicos dos conversores CC-CC por meio do equacionamento da tensão do barramento Corrente Contínua (CC) em espaços de estados, tornando possível analisar a estabilidade da microrede com o método indireto de Lyapunov. Para validar as técnicas propostas, são apresentados resultados de simulação e experimentais. / The improvement of techniques and devices applied to the energy conversion of alternative energy sources, in the distributed generation context, has an important role for the definitive establishment of the new paradigm of energy delivery and consumption. In this context, this PhD thesis addresses a proposal of an energy management strategy for microgrids with fuel cells and photovoltaic panels as primary sources, operating with storage devices. In the proposed control scheme, it is possible to highlight two control techniques: droop k-sharing and MPPT-ST. With the droop k-sharing technique, it is possible to design a specific dynamic behavior for the Fuel Cell, while the battery absorbs the complementary (high frequency) spectrum. Additionally, the use of the k-sharing variable with droop technique makes it possible to share the energy between the two sources without the need of a high-speed communication link. On the other hand, with the MPPT-ST technique, the photovoltaic modules can be operated in the MPP or off-MPP by using a simple dynamic anti-windup strategy. For the stability analysis using the Lyapunov Indirect Method, it is proposed a state space technique to couple the DC-DC converters models using the DC-link capacitor. Finally, to evaluate the proposed theoretical algorithm and analysis, simulations and experimental results are presented.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lucas Lapolli Brighenti.pdf: 3144485 bytes, checksum: ef4bec6685acef1329cfcdfd36c9e40e (MD5) Previous issue date: 2014-12-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The goal of this work is to present an alternative solution for processing the energy obtained in the photovoltaic cogeneration. The standards associate with the connection of inverters with the distribution grid for this application allow the use of non-isolated systems, such as line commutated inverters, associated to an autotransformer with differential connections forming a non-isolated multipulse converter. Therefore the energy delivered to the grid have low current harmonic distortion, besides a system high efficient, extremely robust, able to process great quantity of power at a lower cost than the high frequency commutated converters. It is possible to control the average voltage in connection with photovoltaic panels through the firing angle of the SCRs. This way, it is possible to do the maximum power point tracking without any additional converter for this purpose. The objective of this converter is to use in isolated and desert locations to large sized installation without frequent maintenance. The elements of the converter are already naturally robust and consolidated technologies, assuring a high reliability to the system and reduced costs. The results of a reduced scale prototype with maximum power of 2.3 kVA are presented. One of the main characteristics is the high efficiency even at low power. One of the main factors of this high efficiency and low cost is the use of the autotransformer, that processes only 22% of the total power provided by the photovoltaic panels. / Este trabalho tem o objetivo de apresentar uma solução alternativa para o processamento da energia obtida na cogeração fotovoltaica. As normas referentes à conexão de inversores para esta aplicação com a rede de distribuição permitem o uso de sistemas não isolados, sendo assim, é resgatado o uso de inversores não autônomos, associando-os a um autotransformador com conexões diferenciais formando assim um conversor multipulsos não isolado. Desta forma, a energia entregue à rede possui baixa distorção harmônica na corrente, além de ser um sistema com alta eficiência, extremamente robusto e capaz de processar grande quantidade de potência a um custo inferior aos conversores comutados em alta frequência. É possível controlar a tensão média em que os painéis fotovoltaicos são conectados através do ângulo de disparo dos tiristores, desta forma é possível fazer o rastreamento do ponto de máxima potência sem a necessidade de um conversor dedicado a isto. O objetivo deste conversor é usá-lo em locais ermos e desérticos para fazer uma instalação de grande porte sem a necessidade de manutenção frequente. Os elementos que compõe o conversor já são naturalmente robustos e de tecnologias bem consolidadas, garantindo uma alta confiabilidade ao sistema e custo reduzido. São apresentados os resultados de um protótipo em escala reduzida com potência máxima de 2,3 kVA, sendo que uma das características principais deste conversor é a alta eficiência mesmo para baixas potências. Um dos fatores primordiais para obter esta alta eficiência e baixo custo é a utilização do autotransformador que processa apenas 22% da potência total fornecida pelos painéis.