Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Energia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Sistemas para a geração de eletricidade a partir de fontes renováveis de energia, com um mínimo impacto ambiental, apresentam uma contribuição energética cada vez mais significativa, sendo importante conhecer em detalhe o comportamento dos mesmos. A radiação solar e o vento podem se mostrar complementares, sendo interessante empregar uma combinação eólica e fotovoltaica em um sistema único. Os sistemas assim constituídos recebem o nome de sistemas híbridos eólico-fotovoltaicos e em algumas aplicações podem mostrar vantagens em relação aos sistemas singelos. Esta Tese tem por objetivo contribuir com o conhecimento sobre o comportamento de sistemas híbridos eólico-fotovoltaicos de pequeno porte. Para obter dados experimentais foi montado um protótipo no Laboratório de Energia Solar, constituído de um painel de 420 Wp e de um aerogerador de 400 W de potência nominal, sendo que para o acionamento do aerogerador foi instalado um túnel de vento. Para a observação do comportamento do sistema híbrido foi também montado um sistema de monitoramento, sendo analisadas na Tese as incertezas associadas às medições realizadas. O sistema de monitoramento forma parte de um sistema mais amplo, que permite também o controle da velocidade do vento no túnel de vento e a ativação automática de um conjunto de cargas resistivas para simular o perfil de consumo. A Tese discute os modelos matemáticos de todos os componentes do sistema, assim como as principais configurações que podem ser dadas aos sistemas híbridos. Foram realizadas várias experiências com o sistema híbrido que permitiram a coleta de informações sobre o comportamento dos componentes independentes e como um todo Essas informações, por sua vez, serviram de base para a validação de modelos matemáticos dos diversos componentes do sistema, que foram integrados em um programa computacional de simulação elaborado como parte desta Tese. Além dos resultados do funcionamento do sistema híbrido experimental, a Tese mostra os resultados do programa de simulação e faz uma estimativa da aplicação de sistemas híbridos semelhantes em localidades de Rio Grande do Sul, a partir da informação do Atlas Eólico do Estado.

A energia solar e a energia eólica são fontes de energias renováveis com potencial inesgotável e que não liberam contaminantes ao meio ambiente. O uso destas energias em conjunto, explorando a sua complementaridade, pode viabilizar economicamente e permitir um uso confiável deste sistema, denominado sistema híbrido fotovoltaico-eólico, podendo ser um sistema autônomo de geração de energia elétrica. Dependendo das aplicações, o sistema híbrido fotovoltaico-eólico pode apresentar vantagens em comparação ao sistema que utiliza somente uma das fontes de energia solar ou eólica, dito singelo. A elaboração de mapas de complementaridade dos potenciais solar e eólico no Estado do Rio Grande do Sul, permitiria um melhor aproveitamento de sistemas híbridos fotovoltaico-eólico neste Estado do Brasil. O uso desses mapas é de grande valia para a identificação de potenciais locais geográficos para o emprego de sistemas híbridos fotovoltaico-eólico no Estado do Rio Grande do Sul. Através de uma pesquisa dos dados existentes e dos métodos utilizados para estimar a radiação solar e a velocidade dos ventos, obtiveram-se valores das médias trimestrais correspondentes às quatro estações do ano (verão, outono, inverno e primavera) e a média anual, que possibilitaram a elaboração dos mapas de complementaridade dos potenciais solar e eólico para serem utilizados em sistemas híbridos fotovoltaico-eólico no Estado do Rio Grande do Sul para estes períodos. A metodologia utilizada para a obtenção dos dados de mapas da velocidade dos ventos a 10 metros de altura no Estado do Rio Grande do Sul fez uso de um programa de leitura de mapas de velocidade do vento a 50 metros de altura e de rugosidade e, após foi feita a correção para obtenção da velocidade do vento a 10 metros de altura. Os dados referentes à radiação solar horizontal também sofreram uma correção da inclinação, para a obtenção da radiação incidente em uma superfície inclinada, de forma a obter-se o melhor rendimento do módulo fotovoltaico. A conclusão obtida é que existem regiões no Estado do Rio Grande do Sul que apresentam um potencial energético fotovoltaico-eólico que viabilizariam o uso dos sistemas híbridos fotovoltaico-eólico, possibilitando uma opção a mais para o uso de energias alternativas.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T00:22:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 187274.pdf: 1103868 bytes, checksum: 7a4c2f153a37ce6b0e967a8ab40cf70f (MD5)

Sistemas para a geração de eletricidade a partir de fontes renováveis de energia, com um mínimo impacto ambiental, apresentam uma contribuição energética cada vez mais significativa, sendo importante conhecer em detalhe o comportamento dos mesmos. A radiação solar e o vento podem se mostrar complementares, sendo interessante empregar uma combinação eólica e fotovoltaica em um sistema único. Os sistemas assim constituídos recebem o nome de sistemas híbridos eólico-fotovoltaicos e em algumas aplicações podem mostrar vantagens em relação aos sistemas singelos. Esta Tese tem por objetivo contribuir com o conhecimento sobre o comportamento de sistemas híbridos eólico-fotovoltaicos de pequeno porte. Para obter dados experimentais foi montado um protótipo no Laboratório de Energia Solar, constituído de um painel de 420 Wp e de um aerogerador de 400 W de potência nominal, sendo que para o acionamento do aerogerador foi instalado um túnel de vento. Para a observação do comportamento do sistema híbrido foi também montado um sistema de monitoramento, sendo analisadas na Tese as incertezas associadas às medições realizadas. O sistema de monitoramento forma parte de um sistema mais amplo, que permite também o controle da velocidade do vento no túnel de vento e a ativação automática de um conjunto de cargas resistivas para simular o perfil de consumo. A Tese discute os modelos matemáticos de todos os componentes do sistema, assim como as principais configurações que podem ser dadas aos sistemas híbridos. Foram realizadas várias experiências com o sistema híbrido que permitiram a coleta de informações sobre o comportamento dos componentes independentes e como um todo Essas informações, por sua vez, serviram de base para a validação de modelos matemáticos dos diversos componentes do sistema, que foram integrados em um programa computacional de simulação elaborado como parte desta Tese. Além dos resultados do funcionamento do sistema híbrido experimental, a Tese mostra os resultados do programa de simulação e faz uma estimativa da aplicação de sistemas híbridos semelhantes em localidades de Rio Grande do Sul, a partir da informação do Atlas Eólico do Estado.

A energia solar e a energia eólica são fontes de energias renováveis com potencial inesgotável e que não liberam contaminantes ao meio ambiente. O uso destas energias em conjunto, explorando a sua complementaridade, pode viabilizar economicamente e permitir um uso confiável deste sistema, denominado sistema híbrido fotovoltaico-eólico, podendo ser um sistema autônomo de geração de energia elétrica. Dependendo das aplicações, o sistema híbrido fotovoltaico-eólico pode apresentar vantagens em comparação ao sistema que utiliza somente uma das fontes de energia solar ou eólica, dito singelo. A elaboração de mapas de complementaridade dos potenciais solar e eólico no Estado do Rio Grande do Sul, permitiria um melhor aproveitamento de sistemas híbridos fotovoltaico-eólico neste Estado do Brasil. O uso desses mapas é de grande valia para a identificação de potenciais locais geográficos para o emprego de sistemas híbridos fotovoltaico-eólico no Estado do Rio Grande do Sul. Através de uma pesquisa dos dados existentes e dos métodos utilizados para estimar a radiação solar e a velocidade dos ventos, obtiveram-se valores das médias trimestrais correspondentes às quatro estações do ano (verão, outono, inverno e primavera) e a média anual, que possibilitaram a elaboração dos mapas de complementaridade dos potenciais solar e eólico para serem utilizados em sistemas híbridos fotovoltaico-eólico no Estado do Rio Grande do Sul para estes períodos. A metodologia utilizada para a obtenção dos dados de mapas da velocidade dos ventos a 10 metros de altura no Estado do Rio Grande do Sul fez uso de um programa de leitura de mapas de velocidade do vento a 50 metros de altura e de rugosidade e, após foi feita a correção para obtenção da velocidade do vento a 10 metros de altura. Os dados referentes à radiação solar horizontal também sofreram uma correção da inclinação, para a obtenção da radiação incidente em uma superfície inclinada, de forma a obter-se o melhor rendimento do módulo fotovoltaico. A conclusão obtida é que existem regiões no Estado do Rio Grande do Sul que apresentam um potencial energético fotovoltaico-eólico que viabilizariam o uso dos sistemas híbridos fotovoltaico-eólico, possibilitando uma opção a mais para o uso de energias alternativas.

A energia solar e a energia eólica são fontes de energias renováveis com potencial inesgotável e que não liberam contaminantes ao meio ambiente. O uso destas energias em conjunto, explorando a sua complementaridade, pode viabilizar economicamente e permitir um uso confiável deste sistema, denominado sistema híbrido fotovoltaico-eólico, podendo ser um sistema autônomo de geração de energia elétrica. Dependendo das aplicações, o sistema híbrido fotovoltaico-eólico pode apresentar vantagens em comparação ao sistema que utiliza somente uma das fontes de energia solar ou eólica, dito singelo. A elaboração de mapas de complementaridade dos potenciais solar e eólico no Estado do Rio Grande do Sul, permitiria um melhor aproveitamento de sistemas híbridos fotovoltaico-eólico neste Estado do Brasil. O uso desses mapas é de grande valia para a identificação de potenciais locais geográficos para o emprego de sistemas híbridos fotovoltaico-eólico no Estado do Rio Grande do Sul. Através de uma pesquisa dos dados existentes e dos métodos utilizados para estimar a radiação solar e a velocidade dos ventos, obtiveram-se valores das médias trimestrais correspondentes às quatro estações do ano (verão, outono, inverno e primavera) e a média anual, que possibilitaram a elaboração dos mapas de complementaridade dos potenciais solar e eólico para serem utilizados em sistemas híbridos fotovoltaico-eólico no Estado do Rio Grande do Sul para estes períodos. A metodologia utilizada para a obtenção dos dados de mapas da velocidade dos ventos a 10 metros de altura no Estado do Rio Grande do Sul fez uso de um programa de leitura de mapas de velocidade do vento a 50 metros de altura e de rugosidade e, após foi feita a correção para obtenção da velocidade do vento a 10 metros de altura. Os dados referentes à radiação solar horizontal também sofreram uma correção da inclinação, para a obtenção da radiação incidente em uma superfície inclinada, de forma a obter-se o melhor rendimento do módulo fotovoltaico. A conclusão obtida é que existem regiões no Estado do Rio Grande do Sul que apresentam um potencial energético fotovoltaico-eólico que viabilizariam o uso dos sistemas híbridos fotovoltaico-eólico, possibilitando uma opção a mais para o uso de energias alternativas.

Sistemas para a geração de eletricidade a partir de fontes renováveis de energia, com um mínimo impacto ambiental, apresentam uma contribuição energética cada vez mais significativa, sendo importante conhecer em detalhe o comportamento dos mesmos. A radiação solar e o vento podem se mostrar complementares, sendo interessante empregar uma combinação eólica e fotovoltaica em um sistema único. Os sistemas assim constituídos recebem o nome de sistemas híbridos eólico-fotovoltaicos e em algumas aplicações podem mostrar vantagens em relação aos sistemas singelos. Esta Tese tem por objetivo contribuir com o conhecimento sobre o comportamento de sistemas híbridos eólico-fotovoltaicos de pequeno porte. Para obter dados experimentais foi montado um protótipo no Laboratório de Energia Solar, constituído de um painel de 420 Wp e de um aerogerador de 400 W de potência nominal, sendo que para o acionamento do aerogerador foi instalado um túnel de vento. Para a observação do comportamento do sistema híbrido foi também montado um sistema de monitoramento, sendo analisadas na Tese as incertezas associadas às medições realizadas. O sistema de monitoramento forma parte de um sistema mais amplo, que permite também o controle da velocidade do vento no túnel de vento e a ativação automática de um conjunto de cargas resistivas para simular o perfil de consumo. A Tese discute os modelos matemáticos de todos os componentes do sistema, assim como as principais configurações que podem ser dadas aos sistemas híbridos. Foram realizadas várias experiências com o sistema híbrido que permitiram a coleta de informações sobre o comportamento dos componentes independentes e como um todo Essas informações, por sua vez, serviram de base para a validação de modelos matemáticos dos diversos componentes do sistema, que foram integrados em um programa computacional de simulação elaborado como parte desta Tese. Além dos resultados do funcionamento do sistema híbrido experimental, a Tese mostra os resultados do programa de simulação e faz uma estimativa da aplicação de sistemas híbridos semelhantes em localidades de Rio Grande do Sul, a partir da informação do Atlas Eólico do Estado.

Submitted by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-05-02T22:01:48Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO Bruno Medeiros de Oliveira.pdf: 1530584 bytes, checksum: 5c2fbe267a4bd37066d8a8510e517cb9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-02T22:01:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO Bruno Medeiros de Oliveira.pdf: 1530584 bytes, checksum: 5c2fbe267a4bd37066d8a8510e517cb9 (MD5) Previous issue date: 2016-09-05 / CAPES / Despite technological advances in the industry of systems development, testing is still the most commonly used verification method to ensure reliability. Model-based testing (MBT) techniques are principally employed for the purpose of generating test cases from specification models. Contributing to this branch of research an MBT strategy for creating test cases from controlled natural language (CNL) requirements was created, called NATural Language Requirements to TEST Cases (NAT2TEST). The NAT2TEST strategy deals with data-flow reactive systems, a class of embedded systems whose the main feature is to have the inputs and outputs always available as signals. However, there is a demand from the industry to to apply the strategy in the context of hybrid systems. These systems are a fusion of continuous dynamical and discrete dynamical systems, that is, they combine dynamical characteristics from both continuous and discrete worlds. Hybrid systems have received much attention in the last years. The main contribution of this work is to extend the NAT2TEST strategy to deal with hybrid systems. Using the new proposed approach, it is possible to write the requirements of a hybrid system, whose semantics is characterised based on the case grammar theory. Then, a formal representation of the system is built considering a model of hybrid data-flow reactive systems. Finally, to analyse the system behaviour via simulation, a modelling environment for simulation of hybrid systems was used, called Acumen. Thereby, a specification model in Acumen is generated and simulated in this environment. The characteristics of the new approach are exemplified using two examples, one belonging to the electronic field, the DC-DC Boost Converter (BC), and the other belonging to the automotive domain, the Adaptive Cruise Control (ACC). / Apesar dos avanços tecnológicos na indústria de desenvolvimento de sistemas, testes ainda é o método de verificação mais comumente usado para garantir confiabilidade. Técnicas de testes baseadas em modelo (MBT) são empregadas principalmente com a finalidade de geração de casos de testes a patir de modelos da especificação do sistema. Contribuindo para este ramo de pesquisa, foi criada uma estratégia MBT para a criação de casos de teste a partir de uma linguagem natural controlada (CNL), chamada de NAT2TEST. A estratégia NAT2TEST lida com sistemas reativos de fluxo de dados (DFRS), uma classe de sistemas embarcados cuja principal característica é a de terem as entradas e saídas sempre disponíveis como sinais. No entanto, há uma demanda oriunda da indústria para a utilização da estratégia no contexto de sistemas híbridos. Estes sistemas são uma fusão entre comportamentos dinâmicos e discretos, isto é, que combinam características dinâmicas de ambos os mundos, contínuo e discreto. Os sistemas híbridos têm recebido muita atenção nos últimos anos. A principal contribuição deste trabalho é estender a estratégia NAT2TEST para lidar com sistemas híbridos. Utilizando a abordagem proposta, é possível escrever os requisitos de um sistema híbrido, cuja semântica é caracterizada através da teoria de gramática de casos. Em seguida, uma representação formal do sistema é construída considerando um modelo DFRS para sistemas híbridos. Finalmente, para analisar o comportamento do sistema, por meio de simulação, um ambiente de modelagem e simulação de sistemas híbridos foi usado, chamado Acumen. Com isso, a estratégia proposta gera um modelo da especificação em Acumen e esse modelo é simulado no ambiente. As características da nova abordagem foram exemplificadas usando dois exemplos, um pertencente ao o campo eletrônico, o DC-DC Boost Converter (BC), e a outra pertencente ao domínio automobilístico, o Adaptive Cruise Control (ACC).

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:39:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7536_1.pdf: 2018835 bytes, checksum: ec8890bf5a259cfc7cb9457f4df605cd (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A crescente preocupação mundial com a emissão dos gases efeito estufa, bem como a necessidade de uso de eletricidade nas regiões isoladas serve de incentivo para desenvolvimento e disseminação de tecnologias de geração de eletricidade descentralizada com fontes limpas e renováveis. Este trabalho enfoca metodologias e ferramentas para projeto de sistemas híbridos de energia e demonstra a aplicação com um projeto real. A metodologia adotada envolve uma avaliação técnica-econômica de um sistema híbrido de geração de energia. A avaliação técnica inclui simulações em regime quase-estático realizadas hora-a-hora para verificar o funcionamento do sistema híbrido no período de um ano. As simulações são efetuadas utilizando o programa computacional Hybrid2, desenvolvido na Universidade de Massachusetts at Amherst. Uma caracterização precisa das fontes renováveis, do local em estudo, se faz necessário para determinar o comportamento diário, mensal e anual dos recursos. A demanda é estimada através de informações coletadas no local referentes à carga instalada, aos hábitos e costumes de uso de energia e à previsão de aumento da carga. Ainda, a metodologia apresenta a definição dos critérios para a configuração ideal dos componentes turbina eólica, módulos fotovoltaicos, geradores diesel e bateria para atender a demanda estimada para o sistema. Também, neste trabalho foi desenvolvida uma ferramenta de avaliação econômica acurada baseada no modelo econômico do Hybrid2, que inclui informações e formas de cálculo utilizadas no Brasil. A avaliação econômica contabiliza o custo de capital do sistema, os custos e despesas operacionais do sistema, além das receitas operacionais e os impostos acrescidos de juros e inflação. Finalmente, é apresentada uma aplicação da metodologia e ferramenta de análise para o projeto de um sistema híbrido para a Vila de Sucuriju, uma comunidade de pescadores localizada às margens do rio Sucuriju no estado do Amapá. Os resultados das simulações de várias configurações possíveis de sistemas híbridos foram classificados em função do consumo de óleo diesel, interrupções de fornecimento de energia, excesso de energia, número de horas de operação dos geradores diesel e a contribuição e vida útil do banco de baterias. Enquanto que a avaliação econômica das configurações foi baseada nos seguintes parâmetros: valor presente líquido, custo de geração de energia, período de retorno simples e taxa interna de retorno