Tese de mestrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Área de Especialização em Energias Renováveis). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

É cada vez maior a busca por fontes de energia alternativas com vistas à substituição dos derivados do Petróleo, em especial após a crise da década de 70. A indústria automotiva segue a mesma tendência, buscando alternativas viáveis frente à incerteza do tempo e quantidade que ainda resta de estoque de combustíveis fósseis líquidos. Além do Álcool como meio de substituição ao Diesel e a Gasolina, a utilização de GNV - Gás Natural Veicular - está entre as tecnologias atualmente consideradas viáveis e eficientes. Segundo a ANP - Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (2006), o Brasil possui reservas comprovadas de 306,4 x 109 m3 de Gás Natural, quantidade estimada para abastecer o mercado nacional, no cenário mais pessimista, pelos próximos cinqüenta anos. A associação desses fatores resulta na busca do consumidor brasileiro pela redução dos gastos cada vez maiores com combustível e no aumento da demanda por veículos movidos a Gás Natural. Apesar da notória demanda de mercado, atualmente existem no Brasil poucas opções de veículos leves com Sistemas de Conversão originalmente instalados pelas montadoras e com manutenção da garantia de fábrica. A falta de opções de oferta abre espaço para o grande aumento do número de oficinas de conversão, freqüentemente ignorando aspectos técnicos e de legislação de conversão, na intenção de apenas obterem lucros com o aumento de demanda. Mais do que pretensiosas conclusões definitivas, o presente trabalho tem como objetivo oferecer uma pequena contribuição à indústria e à sociedade, através da análise da viabilidade técnica, econômica, ambiental e mercadológica da instalação original de fábrica de Sistema de Conversão para uso de Gás Natural em veículos leves movidos a Gasolina e / ou Álcool, frente ao atual mercado de veículos convertidos e ao aumento da demanda por fontes de energia alternativa. / The search for alternative energy sources aiming the substitution of derivate Oil products is each time higher, especially after the 70s Petroleum crisis. The automotive industry follows this trend too, looking for possible alternatives in face of the uncertainness of time and quantity available stocks of liquid fossil fuels. Besides the Ethanol as a way of Gasohol and Diesel substitution, the CNG - Compressed Natural Gas - use is nowadays considered one of the most possible and efficient technologies. According to the ANP - National Petroleum, Natural Gas and Biofuel Agency (2006), Brazil owns 306,4 x 109 m3 of Compressed Natural Gas proved reserves, which are considered enough to supply the national market, in the worst case, for the next fifty years. The conjunction of these issues results in the Brazilian customers search for the each higher fuel expenses reduction and the raise of Compressed Natural Gas impelled vehicles demand. Despite the notorious market demand, there are nowadays on Brazil only a few options of light vehicles with Conversion System originally installed by automotive assemblers and warrantys maintenance. This lack of supply options creates a large field to the raise in the quantity of conversion workshops, frequently ignoring the technical aspects and the conversion legislation only with intent of achieving profit with the demand raise. More than pretentious definitive conclusions, the present work aims to offer a small contribution to the industry and society through the technical, economical, environmental and merchandizing practicability analysis of original assemblers installation of Conversion System to the use of Compressed Natural Gas in Gasohol and / or Ethanol impelled light vehicles, in face of the actual converted vehicles market and the demand raise for alternative energy sources.

É cada vez maior a busca por fontes de energia alternativas com vistas à substituição dos derivados do Petróleo, em especial após a crise da década de 70. A indústria automotiva segue a mesma tendência, buscando alternativas viáveis frente à incerteza do tempo e quantidade que ainda resta de estoque de combustíveis fósseis líquidos. Além do Álcool como meio de substituição ao Diesel e a Gasolina, a utilização de GNV - Gás Natural Veicular - está entre as tecnologias atualmente consideradas viáveis e eficientes. Segundo a ANP - Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (2006), o Brasil possui reservas comprovadas de 306,4 x 109 m3 de Gás Natural, quantidade estimada para abastecer o mercado nacional, no cenário mais pessimista, pelos próximos cinqüenta anos. A associação desses fatores resulta na busca do consumidor brasileiro pela redução dos gastos cada vez maiores com combustível e no aumento da demanda por veículos movidos a Gás Natural. Apesar da notória demanda de mercado, atualmente existem no Brasil poucas opções de veículos leves com Sistemas de Conversão originalmente instalados pelas montadoras e com manutenção da garantia de fábrica. A falta de opções de oferta abre espaço para o grande aumento do número de oficinas de conversão, freqüentemente ignorando aspectos técnicos e de legislação de conversão, na intenção de apenas obterem lucros com o aumento de demanda. Mais do que pretensiosas conclusões definitivas, o presente trabalho tem como objetivo oferecer uma pequena contribuição à indústria e à sociedade, através da análise da viabilidade técnica, econômica, ambiental e mercadológica da instalação original de fábrica de Sistema de Conversão para uso de Gás Natural em veículos leves movidos a Gasolina e / ou Álcool, frente ao atual mercado de veículos convertidos e ao aumento da demanda por fontes de energia alternativa. / The search for alternative energy sources aiming the substitution of derivate Oil products is each time higher, especially after the 70s Petroleum crisis. The automotive industry follows this trend too, looking for possible alternatives in face of the uncertainness of time and quantity available stocks of liquid fossil fuels. Besides the Ethanol as a way of Gasohol and Diesel substitution, the CNG - Compressed Natural Gas - use is nowadays considered one of the most possible and efficient technologies. According to the ANP - National Petroleum, Natural Gas and Biofuel Agency (2006), Brazil owns 306,4 x 109 m3 of Compressed Natural Gas proved reserves, which are considered enough to supply the national market, in the worst case, for the next fifty years. The conjunction of these issues results in the Brazilian customers search for the each higher fuel expenses reduction and the raise of Compressed Natural Gas impelled vehicles demand. Despite the notorious market demand, there are nowadays on Brazil only a few options of light vehicles with Conversion System originally installed by automotive assemblers and warrantys maintenance. This lack of supply options creates a large field to the raise in the quantity of conversion workshops, frequently ignoring the technical aspects and the conversion legislation only with intent of achieving profit with the demand raise. More than pretentious definitive conclusions, the present work aims to offer a small contribution to the industry and society through the technical, economical, environmental and merchandizing practicability analysis of original assemblers installation of Conversion System to the use of Compressed Natural Gas in Gasohol and / or Ethanol impelled light vehicles, in face of the actual converted vehicles market and the demand raise for alternative energy sources.

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-07-03T18:08:03Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ControladorGMVAplicado.pdf: 4787689 bytes, checksum: 5369a6da858d594a439c7bbc0f0a5c05 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-08-17T15:13:05Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ControladorGMVAplicado.pdf: 4787689 bytes, checksum: 5369a6da858d594a439c7bbc0f0a5c05 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-17T15:13:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ControladorGMVAplicado.pdf: 4787689 bytes, checksum: 5369a6da858d594a439c7bbc0f0a5c05 (MD5) Previous issue date: 2017-04-07 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta pesquisa, foram investigadas técnicas de controle linear, preditivo e estocástico, aplicadas ao problema de regulação do ângulo de passo de uma Turbina Eólica. A topologia do Sistema de Conversão de Energia Eólica (SCEE) estudado é do tipo Velocidade Fixa, com ângulo de passo variável. Os SCEE, de maneira geral, são sistemas que, durante seu funcionamento, estão sujeitos à constante entrada de perturbações do tipo estocásticas. Este tipo de perturbação, em muitos casos, é negligenciado, o que afeta o desempenho de controladores cujo o projeto foi baseado em modelos determinísticos. Pesquisas desenvolvidas na da Teoria de Controle Preditivo e Estocástico, têm comprovado os benefícios de se realizar o projeto de controladores baseados em modelos que consideram as parcelas, determinística e estocástica, do processo. Seguindo esta mesma abordagem de projeto, foi desenvolvido, nesta dissertação, o projeto de Reguladores do Ângulo de Passo (RAP), por meio da técnica de Argmentação Estocástica (AE) de controladores determinísticos. Os principais objetivos buscados foram: minimizar o consumo de energia do sistema de controle; e reduzir os custos relacionados à manutenção e troca dos atuadores no sistema de regulação do ângulo de passo. Foram realizados testes em um simulador de SCEE da MathWorks®. Os resultados dos testes comprovam o bom desempenho dos RAP projetados através da AE, os quais alcançaram os objetivos buscados no desenvolvimento desta pesquisa. / In this research, we investigated linear, predictive and stochastic control techniques applied to the pitch angle control of a Wind Turbine. The topology of the Wind Energy Conversion System (WECS) studied was the Fixed-Speed Variable-Pitch. The WECS, in general, is a system that, during their operation, is subject to the constant entry of stochastic disturbances. This type of disturbance is often neglected, which will negatively affect the performance of controllers whose design was based on deterministic models. Researches developed within the Predictive and Stochastic Control Theory, have proven the benefits of performing the design of controllers based on models that consider both the deterministic and stochastic portions of the process. Following this same design approach, the Picth Angle Control (PAC) project was developed, in this dissertation, using the Stochastic Augmentation (SA) of deterministic controllers. The main objectives sought, were: to minimize the energy consumption of the control system; and to reduce the costs related to the maintenance and replacement of actuators in the pitch angle control system. Simulation tests were performed on a MathWorks® WECS simulator. The results of the tests have proved the good performance of the PAC designed through the SA, which reached the control objectives sought with the development of this research.