Os sistemas fotovoltaicos conectados à rede convertem diretamente a energia solar em energia elétrica entregando à rede elétrica de distribuição uma energia limpa e renovável. Esses sistemas são formados basicamente por um conjunto de módulos fotovoltaicos e inversores que são responsáveis por converterem energia elétrica em corrente contínua em energia elétrica em corrente alternada. Esta Tese apresenta um estudo de características elétricas e térmicas de inversores utilizados em sistemas conectados à rede a partir de uma análise teórica e experimental. Os ensaios de inversores foram realizados em duas etapas: a primeira etapa foi desenvolvida no Laboratório de Energia Solar (Labsol) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) onde foi utilizado um sistema fotovoltaico de 4,8 kWP e dez modelos de inversores de diferentes fabricantes. As características elétricas de inversores que foram medidas e analisadas são: eficiência de conversão de corrente contínua em corrente alternada, eficiência do seguidor do ponto de máxima potência, fator de potência e distorção harmônica na corrente e na tensão. Ensaios térmicos de inversores também foram realizados e os resultados apresentados e analisados. A segunda etapa dos ensaios foi desenvolvida no Laboratório de Energia Solar Fotovoltaica do Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) na Espanha onde foi utilizado um sistema fotovoltaico de 3 kWP e sete modelos de inversores de diferentes fabricantes. Os inversores ensaiados são monofásicos de potência até 5 kW e de diferentes topologias (transformador de alta freqüência, baixa freqüência e sem transformador). A influência da tensão CC de entrada no comportamento da eficiência CC/CA e do fator de potência foi analisada. Os resultados obtidos nos ensaios permitiram o desenvolvimento de modelos matemáticos que descrevem o comportamento elétrico e térmico de inversores. Os modelos matemáticos propostos foram inseridos em um programa de simulação computacional desenvolvido no Labsol da UFRGS, denominado FVConect. A evolução dos resultados da simulação comparada valida plenamente os modelos utilizados. A análise dos resultados do comportamento de inversores amplia o conhecimento sobre o funcionamento desses equipamentos e a sua interação dinâmica com os demais componentes de sistemas fotovoltaicos conectados à rede. / Grid-connected photovoltaic systems directly convert solar energy into electrical energy delivering to the distribution grid a clean and renewable energy. These systems are basically formed by an array of photovoltaic modules and inverters. The inverters are responsible for converting direct current to alternating current. This Thesis presents a study of electrical and thermal characteristics of inverters used in grid-connected photovoltaic systems from a theoretical and experimental analysis. The inverters tests were carried out in two stages: the first stage was performed at Solar Energy Laboratory at Federal University of Rio Grande do Sul where it was used a 4,8 KWP grid-connected photovoltaic system and ten inverters of different manufacturers. The proposed mathematical models were inserted into computer simulation software developed at UFRGS named FVConect. The evolution of the simulation results compared to the experimental results validates the proposed models. The analysis of the behavior of the inverters improves the understanding of the operating of such equipment and their dynamic interaction with other grid-connected photovoltaic system components.

My diploma thesis is focused on the use of numerical computer codes for simulation in plasma astrophysics. They will learn the basic characteristics of the Sun, a closer focus on the solar corona and the solar corona heating problem. The following section is devoted to simulation software in plasma astrophysics, their installing and displaying the results using the visualization software. In the conclusion is demonstrated using this software on a model example and a simulation that performs simulation of impulsively generated waves in solar coronal loops.

Os sistemas fotovoltaicos conectados à rede convertem diretamente a energia solar em energia elétrica entregando à rede elétrica de distribuição uma energia limpa e renovável. Esses sistemas são formados basicamente por um conjunto de módulos fotovoltaicos e inversores que são responsáveis por converterem energia elétrica em corrente contínua em energia elétrica em corrente alternada. Esta Tese apresenta um estudo de características elétricas e térmicas de inversores utilizados em sistemas conectados à rede a partir de uma análise teórica e experimental. Os ensaios de inversores foram realizados em duas etapas: a primeira etapa foi desenvolvida no Laboratório de Energia Solar (Labsol) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) onde foi utilizado um sistema fotovoltaico de 4,8 kWP e dez modelos de inversores de diferentes fabricantes. As características elétricas de inversores que foram medidas e analisadas são: eficiência de conversão de corrente contínua em corrente alternada, eficiência do seguidor do ponto de máxima potência, fator de potência e distorção harmônica na corrente e na tensão. Ensaios térmicos de inversores também foram realizados e os resultados apresentados e analisados. A segunda etapa dos ensaios foi desenvolvida no Laboratório de Energia Solar Fotovoltaica do Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) na Espanha onde foi utilizado um sistema fotovoltaico de 3 kWP e sete modelos de inversores de diferentes fabricantes. Os inversores ensaiados são monofásicos de potência até 5 kW e de diferentes topologias (transformador de alta freqüência, baixa freqüência e sem transformador). A influência da tensão CC de entrada no comportamento da eficiência CC/CA e do fator de potência foi analisada. Os resultados obtidos nos ensaios permitiram o desenvolvimento de modelos matemáticos que descrevem o comportamento elétrico e térmico de inversores. Os modelos matemáticos propostos foram inseridos em um programa de simulação computacional desenvolvido no Labsol da UFRGS, denominado FVConect. A evolução dos resultados da simulação comparada valida plenamente os modelos utilizados. A análise dos resultados do comportamento de inversores amplia o conhecimento sobre o funcionamento desses equipamentos e a sua interação dinâmica com os demais componentes de sistemas fotovoltaicos conectados à rede. / Grid-connected photovoltaic systems directly convert solar energy into electrical energy delivering to the distribution grid a clean and renewable energy. These systems are basically formed by an array of photovoltaic modules and inverters. The inverters are responsible for converting direct current to alternating current. This Thesis presents a study of electrical and thermal characteristics of inverters used in grid-connected photovoltaic systems from a theoretical and experimental analysis. The inverters tests were carried out in two stages: the first stage was performed at Solar Energy Laboratory at Federal University of Rio Grande do Sul where it was used a 4,8 KWP grid-connected photovoltaic system and ten inverters of different manufacturers. The proposed mathematical models were inserted into computer simulation software developed at UFRGS named FVConect. The evolution of the simulation results compared to the experimental results validates the proposed models. The analysis of the behavior of the inverters improves the understanding of the operating of such equipment and their dynamic interaction with other grid-connected photovoltaic system components.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leonardo Salas Maldonado.pdf: 8231425 bytes, checksum: b5b33a872944836efb47f1af38ff5d3c (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents a state of the art synthesis about the characterization and losses in iron under the focus of Electrical Engineering; it is intended to understand and to generate aids to ferromagnetic materials characterization at low cost, applied in the evaluation of electromagnetic parameters and energetical e_ciency of electromagnetic devices, using a qualitative view of complex electromagnetic phenomena, helping in the comprehension and in the study of the electrical machines project. / Este trabalho apresenta uma síntese do estado da arte sobre as caracterizações e perdas no ferro sob o enfoque da Engenharia Elétrica; pretende-se compreender e gerar subsídios para a caracterização de materiais ferromagnéticos a baixo custo, aplicado na avaliação de parâmetros eletromagnéticos e de eficiência energética de dispositivos eletromagnéticos, através de uma visão qualitativa dos fenômenos eletromagnéticos complexos auxiliando na compreensão e estudo do projeto de máquinas elétricas.

A simulação de eventos discretos é uma das mais poderosas ferramentas disponíveis para modelagem e análise de problemas. Freqüentemente ela é utilizada para o planejamento, projeto e controle de sistemas complexos em diversos segmentos; entre eles, a área de sistemas logísticos, que a tem aplicado extensivamente para analisar as capacidades logísticas, avaliar os impactos de mudanças nos processos produtivos, testar diferentes configurações na alocação de recursos limitados, determinar parâmetros das operações, validar novos projetos, entre outras aplicações. Esta popularização da simulação despertou o interesse das empresas especializadas no desenvolvimento de softwares, resultando em diversas opções com diferentes características e custos. Desta forma, identificou-se a necessidade de um método para seleção de softwares de simulação de eventos discretos voltados à resolução de problemas logísticos, pois os trabalhos disponíveis na Literatura abordam somente a escolha de softwares para fins genéricos. Para preencher essa lacuna, foi proposto um conjunto de critérios que endereçam as necessidades específicas do desenvolvimento de modelos voltados à análise de sistemas logísticos. Esses critérios formaram a base do método proposto, que incorporou as melhores características dos trabalhos identificados na Literatura. Sua primeira fase gerou uma lista com os softwares que suportaram os critérios definidos como essenciais por meio da aplicação de um método de atribuição de pesos e pontuação, cuja eficiência e simplicidade são amplamente reconhecidas; já a segunda fase, utilizou o método de análise hierárquica (AHP), recomendado para a tomada de decisão baseada em múltiplos critérios, por permitir a identificação e correção das inconsistências geradas pelo julgamento humano. Dois problemas testes também foram propostos para o desenvolvimento de aplicações em sistemas logísticos e condução de experimentos durante a segunda fase. Os softwares Arena, ProModel e @Risk, extensivamente utilizados para ensino e pesquisa na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, foram avaliados durante a aplicação prática do método proposto. Os resultados obtidos confirmaram a percepção, adquirida durante a segunda fase do método, de que os softwares Arena e ProModel apresentam características semelhantes, dada a discreta diferença em suas pontuações totais. Os diversos cenários desenvolvidos na análise de sensibilidade também ratificaram essa tendência. / The discrete event simulation is one of the most powerful tools available for modeling and problem analysis. Frequently it is used for planning, designing and controlling complex systems in several segments. The logistic system area has also applied it extensively to analyse the logistic capacities, evaluate the impacts of changes in the productive processes, test different configurations in the allocation of limited resources, determine operation parameters, validate new projects, among other applications. Thus, the growth of the simulation awoke the interest of the companies specialized in software development. This fact resulted in several options with different characteristics and costs. Because of this, it was identified the necessity of a selection method for discrete event simulation software dedicated to the resolution of logistic problems. The available works in Literature only approach the choice of softwares for generic purposes. To fill in this gap, a set of criteria that address the specific necessities of the development of models dedicated to the analysis of logistic systems was proposed. These criteria formed the base of the proposed method. It has incorporated the best characteristics of the works identified in Literature. Its first phase generated a list with softwares with widely recognized efficiency and simplicity that supported the essential criteria through the application of a scoring model. Its second phase used the Analytic Hierarchy Process (AHP) which is recommended for the decision taking based on multiple criteria because it allows the identification and correction of the inconsistencies generated by the human judgment. Two test problems have also been proposed for the development of applications in logistic systems and performance of experiments during the second phase. Arena, ProModel and @Risk, extensively used for education and research in the Polytechnical School of the University of São Paulo, were evaluated during the practical application of the proposed method. The results confirmed the perception acquired during the second phase of the method that Arena and ProModel present similar characteristics. They presented a discrete difference in their total score. The several scenes developed in the sensitivity analysis also ratified this trend.

Os sistemas fotovoltaicos conectados à rede convertem diretamente a energia solar em energia elétrica entregando à rede elétrica de distribuição uma energia limpa e renovável. Esses sistemas são formados basicamente por um conjunto de módulos fotovoltaicos e inversores que são responsáveis por converterem energia elétrica em corrente contínua em energia elétrica em corrente alternada. Esta Tese apresenta um estudo de características elétricas e térmicas de inversores utilizados em sistemas conectados à rede a partir de uma análise teórica e experimental. Os ensaios de inversores foram realizados em duas etapas: a primeira etapa foi desenvolvida no Laboratório de Energia Solar (Labsol) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) onde foi utilizado um sistema fotovoltaico de 4,8 kWP e dez modelos de inversores de diferentes fabricantes. As características elétricas de inversores que foram medidas e analisadas são: eficiência de conversão de corrente contínua em corrente alternada, eficiência do seguidor do ponto de máxima potência, fator de potência e distorção harmônica na corrente e na tensão. Ensaios térmicos de inversores também foram realizados e os resultados apresentados e analisados. A segunda etapa dos ensaios foi desenvolvida no Laboratório de Energia Solar Fotovoltaica do Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) na Espanha onde foi utilizado um sistema fotovoltaico de 3 kWP e sete modelos de inversores de diferentes fabricantes. Os inversores ensaiados são monofásicos de potência até 5 kW e de diferentes topologias (transformador de alta freqüência, baixa freqüência e sem transformador). A influência da tensão CC de entrada no comportamento da eficiência CC/CA e do fator de potência foi analisada. Os resultados obtidos nos ensaios permitiram o desenvolvimento de modelos matemáticos que descrevem o comportamento elétrico e térmico de inversores. Os modelos matemáticos propostos foram inseridos em um programa de simulação computacional desenvolvido no Labsol da UFRGS, denominado FVConect. A evolução dos resultados da simulação comparada valida plenamente os modelos utilizados. A análise dos resultados do comportamento de inversores amplia o conhecimento sobre o funcionamento desses equipamentos e a sua interação dinâmica com os demais componentes de sistemas fotovoltaicos conectados à rede. / Grid-connected photovoltaic systems directly convert solar energy into electrical energy delivering to the distribution grid a clean and renewable energy. These systems are basically formed by an array of photovoltaic modules and inverters. The inverters are responsible for converting direct current to alternating current. This Thesis presents a study of electrical and thermal characteristics of inverters used in grid-connected photovoltaic systems from a theoretical and experimental analysis. The inverters tests were carried out in two stages: the first stage was performed at Solar Energy Laboratory at Federal University of Rio Grande do Sul where it was used a 4,8 KWP grid-connected photovoltaic system and ten inverters of different manufacturers. The proposed mathematical models were inserted into computer simulation software developed at UFRGS named FVConect. The evolution of the simulation results compared to the experimental results validates the proposed models. The analysis of the behavior of the inverters improves the understanding of the operating of such equipment and their dynamic interaction with other grid-connected photovoltaic system components.

Master’s thesis deals with issues of controlling the amount of fuel injected by the control unit. Model of four-cylinder engine and computational model of control unit were constructed in the simulation software Lotus Engine Simulation. Then was made model checking of the control unit by simulation two transients (acceleration and shifting). In conclusion was made application a created model on the New European Driving Cycle (NEDC) and appropriately evaluated and processed the results of this simulation.

Orientador: Luís Roberto Almeida Gabriel Filho / Resumo: O consumo crescente por energia elétrica, o seu alto custo e as restrições ambientais tornaram imprescindíveis a utilização eficiente desta energia, bem como a execução de ações e programas que promovam economia de eletricidade. Diversas empresas agroindustriais no Brasil produzem a própria ração para alimentação de seus animais por meio da trituração de grãos e cereais, empregando maquinários movidos a motores elétricos muitas vezes sobredimensionados e operando em horários nos quais as tarifas são onerosas (horário de ponta). Essa atividade é responsável por grande parte do consumo de eletricidade e impacta diretamente os custos de produção. Nesta pesquisa, desenvolveu-se um modelo matemático de faturamento de energia elétrica para uma empresa de avicultura de postura optante pela modalidade tarifária verde. Esse modelo trabalha com equações matemáticas contendo variáveis elétricas necessárias ao cálculo da conta de eletricidade. Os principais parâmetros elétricos são os fatores de potência e de carga, a demanda de potência e o consumo de energia. Atualmente no Brasil, para os consumidores do Grupo A, existem duas modalidades tarifárias disponíveis: a horária verde e a horária azul. O modelo matemático proposto pode ser empregado para as duas modalidades, sendo que cada uma delas possui as suas fórmulas específicas, as quais deverão ser inseridas no software Mathematica criado pela empresa Wolfram Research. A direção da granja cedeu 12 contas de energia elétrica e seus dado... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The increasing consumption of electricity, the high costs and the environmental restrictions made it paramount the efficient use of such energy, as well as actions and programs to promote energy conservation. Several agro-industrial companies in Brazil produce their own animal feed by mashing cereals and grains with the use of electric-motor machines, which are many times oversized and operate at expensive fee times (peak time). This activity is responsible for great part of the electricity consumption and directly impacts the production costs. This study developed a mathematical model of electricity billing for a laying poultry farm that opted for the green fee modality. This model uses mathematical equations containing the electric variables required for the calculation of the electric bill. The main electrical parameters are: the power and the load factors, the power demand, and the active consumption. Currently in Brazil, there are two fee modalities for Group A consumers: the green and the blue hourly fees. The proposed mathematical model can be used for both modalities, and there are specific equations for each of them, which should be entered into the software Mathematica developed by Wolfram Research. The manager of the poultry farm provided 12 electric bills, and their data was entered into the software that created three-dimensional surface graphs and contour maps. Such graphs showed the inversely proportional relation of the bill amounts with the power and load fac... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

The industry sector accounts for a vast amount of the world’s total energy use, as much as 37% during 2018. Using energy in a sustainable way is necessary from both an environmental and an economical perspective, and it is therefore relevant to take measurements that result in a more efficient use of energy. One way for industries to become more energy efficient is to recover the waste heat, which is energy that otherwise would go to waste. This report aims to find a method to recover and reuse the low temperature waste heat available at the life science company Cytiva’s production site in Uppsala, Sweden. The proposed solution will be to use the waste heat for heating a vertical greenhouse. The study will examine whether this is feasible, and also how installing photovoltaics affects the energy use. Furthermore, the environmental impact of operating the greenhouse with waste heat is also investigated by calculating the CO2 equivalent. The low temperature waste heat that Cytiva provides relevant for this study is 6683 kW, which will be used to heat up the greenhouse. Simulations in the software IDA ICE will be used to construct and simulate a model of the vertical greenhouse. Results from the simulations show that the chosen size, 25 x 50 x 35.5 meters, gives a good approximation according to the wanted temperature range, 18.3-32.2°C. Furthermore, the results imply that the total energy use, 790 652 kWh, and average power, 90.26 kW is less than the available waste heat and there is a large amount that still is unused. The CO2 equivalent is calculated to be 29 317 kg. A sensitivity analysis is made to evaluate the window-to-wall ratio as well as the size of the entire greenhouse. It showed that both parameters are critical and makes a big difference in the simulations.

In the reservoir conditions, a petroleum fluid is defined by its thermodynamic and volumetric properties and by its physicochemical properties. Their behaviors are modeled from experimental data in order to properly simulate the processing of these fluids during the production.   With the advent of new regulations and rigidity that exist at the custom regulations today, research centers have great difficulty in obtaining large amounts of samples. For these reason, although there are several methods to characterize the different components of crude oil, the laboratories are turning increasingly to techniques that requires lower amounts of samples: micro-distillation, gas chromatography (GC).   The micro-distillation is a fast and completely computerized technique made to substitute the standard distillation for analysis of liquid petroleum products. Advantages of the method compared to the standard distillation are the reduction of working time by at least a factor of 4, the small sample volumes required for distillation (few micro liters). [24]   This report is aimed to create a simple model that can predict yield curves of physical distillation, without using the micro-distillation technique. The results obtained through gas chromatography (GC) analysis by laboratory technicians enable the modeling of the fluid behavior. Having identified and treated practically all aspects of micro-distillation through simulations with PRO/II, I found out that, regardless of the setting and the thermodynamic method used, there are always significant differences between simulation results and those of the micro-distillation.   The result shows that it’s still difficult to create a model which can replace micro-distillation and gas chromatography (GC) because of the huge gap between the simulation results and micro-distillation. Furthermore, the dynamics revealed that the micro distillation is not accurate. I had hoped to get additional results by studies the correlations with more samples, but that did not turn out to be the case. Regardless of that, I think that it would be interesting to study more samples and use another simulator to properly represent micro distillation. This could be an interesting topic for further studies. / Under de föhållanden som reservoarens miljö erbjuder, definieras en petroleumvätska av dess termodynamiska och volymetriska egenskaper och av dess fysikalisk-kemiska egenskaper. För att korrekt simulera bearbetningen av dessa vätskor under produktion, deras beteende modelleras från experimentella data Med tillkomsten av nya regler och oflexibilitet som finns på tullbestämmelser vid gränserna idag, har forskningscenter stora svårigheter att få större mängder prover levererade. Av den anledningen, trots att det finns flera metoder för att karakterisera de olika komponenterna av råolja, tvingas laboratorier att vända sig mer och mer till alternativa analysmetoder som kräver mindre provvolymer: mikrodestillation, gaskromatografi, etc.   Mikrodestillation, som är en snabb och helt datoriserad teknik, visar sig kunna ersätta standarddestillation för analys av flytande petroleumprodukter. Fördelar med metoden jämfört med standarddestillering är minskad arbetstidsåtgång med minst en faktor 4. Därtill krävs endast en begränsad provvolym (några mikroliter) i jämförelse med standarddestillation.  [24]   Denna rapport syftar till att skapa en enkel modell som kan förutsäga avkastningskurvan av fysisk destillation, utan att använda mikrodestillationsteknik. De resultat som erhölls genom gaskromatografiska analyser möjliggjorde modelleringen av det vätskebeteendet hos det analyserade provet. Efter att ha identifierat och behandlat praktiskt taget alla viktiga aspekter av mikro destillation genom simuleringar med PRO/II, fann jag att, oberoende av inställningen och den termodynamiska metod som används,  det alltid finns stora skillnader mellan simulering och mikro destillation.   Resultatet visar att det fortfarande är svårt att skapa en modell som kan ersätta mikrodestillering och gaskromatografi på grund av differensen mellan simuleringsresultaten å ena sidan, och resultaten från mikrodestillering å andra sidan. Dessutom visade resultaten att mikrodestillation som analysmetod inte ger tillförlitliga resultat. Min förhoppning var att få ytterligare användbara resultat genom att studerar potentiella korrelationer emellan fler prover, men detta visade sig inte vara fallet. Jag anser att det skulle vara intressant att studera fler prover och använda en annan simulator för att bättre representera mikrodestillation. Detta skulle kunna vara ett intressant ämne för vidare studier.