Resumo : O objetivo deste trabalho é desenvolver um estudo técnico e econômico de alternativas de suprimento energético por autoprodução em condomínios residenciais horizontais a partir do desenvolvimento de um modelo de otimização. O estudo de caso foi realizado em um condomínio residencial de São José dos Campos, cidade do estado de São Paulo. O modelo proposto analisa formas alternativas de produção de energia, compatíveis com este tipo de "empresa", a saber: eólica, fotovoltaica e geração de energia elétrica com motor de combustão interna; desta forma, busca estabelecer as bases técnicas das alternativas energéticas, considerando os aspectos técnicos e econômicos. Foram identificadas as necessidades elétricas das áreas comuns do condomínio em base temporal, nas quais o consumo e os custos são compartilhados entre os moradores. O modelo de otimização é baseado na concepção inicial de uma superestrutura que considera equipamentos comerciais para produção de energia de origem fotovoltaica, eólica e a partir de motor de combustão interna. O software LINGO foi utilizado para simulação de diferentes situações e obtenção da rota tecnológica ótima correspondente. Foram simulados cenários com diferentes condições de preços de energia e custos dos equipamentos de modo a se obter as condições nas quais as tecnologias renováveis conseguem se habilitar a compor a configuração final do sistema de autoprodução de energia elétrica / Abstract: The main purpose of this work is to develop a technical and economic study of energy supply alternatives by self-production in horizontal condominiums. The case study was developed in a neighborhood of São José dos Campos city, state of São Paulo. The proposed model analyzes alternative forms of energy production, compatible with this type of "business", namely: wind, solar and electric power generation with an internal combustion engine, thus, seeks to establish the technical basis of alternatives energy, considering the technical and economic aspects.It was identified the electrical needs of the common areas of the condominium in time basis, in which the consumption and costs are shared among the residents. The optimization model is based on the initial design of a superstructure where it is considered commercial equipment for generating energy from photovoltaic and wind sources and from internal combustion engine. The software LINGO was used to simulate different situations and obtain the corresponding optimal technological route. Were considered the simulation scenarios with different conditions of energy prices and equipment costs in order to obtain the conditions under which renewable technologies are able to be qualified to compose the final configuration of the system of electricity self-generation / Orientador: José Antonio Perrella Balestieri / Coorientadora: Diovana A. dos S. Napoleão / Banca: Teofilo Miguel de Souza / Banca: Eliane Ap. Faria Amaral Fadigas / Mestre

Orientador: Carlos Alberto Canesin / Banca: Guilherme de Azevedo e Melo / Banca: Luiz Carlos de Freitas / Resumo: O presente estudo propõe a utilização do conversor integrado Buck-Boost monofásico no aproveitamento da energia proveniente de pequenos geradores eólicos, considerando-se o atual crescimento da utilização em pequena escala de potência das fontes de energia alternativas, o que motiva o desenvolvimento de novas e eficientes tecnologias para os sistemas de conversão. Tipicamente, os sistemas de conversão de energia eólica, em baixas potências, disponibilizam tensões contínuas de saída na faixa de 12 V até 48 V (valores médios), por outro lado, a grande maioria das cargas de uso domiciliar necessitam de tensão alternada com valores eficazes entre 110 V a 240 V. Isto leva à necessidade da utilização de conversores CC-CA, denominados de inversores. As estruturas inversoras tradicionais fornecem tensões alternadas cujo valor de pico está limitado ao valor máximo da tensão de entrada, o que leva à necessidade de incluir um estágio elevador adicional ao sistema de conversão de energia eólica, antes de realizar a conversão CC-CA, resultando em redução do rendimento, aumento de peso e volume. O inversor integrado apresentado neste trabalho realiza, em uma única estrutura, as funções de elevação e redução da tensão, próprias do conversor Buck-Boost CC-CC, e a função de conversão de tensão contínua em alternada, garantindo uma baixa distorção harmônica para a tensão de saída e um rendimento elevado. Porém, as características dinâmicas são as correspondentes às do conversor Buck-Boost CC-CC, o que significa a presença de um zero no semi-plano positivo, com a conseqüente limitação no projeto dos controladores. Para resolver esta situação, adotou-se como estratégia o controle em modo corrente por valores médios instantâneos. Um requisito para a realização desta estratégia... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work proposes the utilization of the single-phase integrated Buck-Boost inverter in small wind energy conversion systems, considering the constant increase use of low power renewable and alternative energy systems in the last decade. This fact has been encouraging the development of new and more efficient technologies for these conversion systems. Typically, small wind energy conversion systems supply DC voltages within 12 to 48 Volts (mean values). However, the most of the domestic loads require AC voltage to operate (with rms values within 110 to 240 V) and it is necessary to use DC-AC converters (known as inverters). Traditional inverters supply AC voltage with peak values that are lower than the peak value of the input DC voltage, then an extra boost input stage is required before the DC- AC conversion, resulting in additional losses and reduced efficiency, greater size and weight. The proposed inverter is able to reduce and boost the DC input voltage (as an buck- boost converter) and also to make the DC-AC conversion with low harmonics and high efficiency, all in a single stage. However, dynamics are the same of the DC-DC buck-boost converter; this means a right half-plane zero which limits the compensator performance. To overcome this limitation, the used control strategy is the current programming mode. In order to obtain a linear equivalent model (required for this control strategy) the converter is modeled by the state averaging method. Furthermore, as buck-boost is an inductive accumulation converter, the resulting topology is a current source inverter. Thus, reverse blocking capability is required for the transistors at the inverter bridge. Two alternatives were considered to implement the inverter bridge: IGBTs with reverse blocking capability (RB- IGBTs) and the series association of diode and... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Teófilo Miguel de Souza / Banca: Samuel Euzedice de Lucena / Banca: Osiris Canciglieri Junior / Resumo: A utilização de fontes alternativas e renováveis de energia apresenta-se como um recurso energético com um mínimo de impacto ambiental. Com o crescimento do uso destes recursos, torna-se importante o conhecimento dos mesmos do comportamento em relação às condições ambientais naturais. As alterações das condições climáticas, por vezes, causam incertezas quanto ao rendimento dos sistemas alternativos e renováveis de geração de energia. Este trabalho apresenta-se como uma forma de conhecimento do comportamento das fontes de energia perante diversas condições do clima. Esta dissertação tem por objetivo contribuir com o conhecimento sobre o comportamento de fontes alternativas de energia comerciais e desenvolvidas no Centro de Energias Renováveis da UNESP de Guaratinguetá. Neste trabalho, foi desenvolvido um sistema de aquisição e tratamento de dados para monitorar o comportamento de fontes alternativas e renováveis de energia e das condições ambientais. Nesse sistema são especificados sensores para monitoramento das condições ambientais e para monitoramento dos dispositivos componentes das fontes de energia alternativa. O desenvolvimento de um software para coleta de dados e controle dos dispositivos de medição é parte integrante do trabalho para viabilizar o acesso às informações de forma a facilitar a análise de resultados. O protótipo construído durante o desenvolvimento da dissertação possibilitou o monitoramento das fontes de energia do laboratório como também das condições atmosféricas locais. / Abstract: The renewable and alternative energy sources utilization presents-itself as an energy resource with a minimum environmental impact. With the growth of the use of these resources, becomes so important the knowledge of the performace regarding to the natural environmental conditions. The climatic conditions alterations, for times, cause users doubts of confidance of the renewable and alternative systems performance in energy generation. This work presents-itself as a form of knowledge of the performance of the energy sources to diversiity climate conditions. This dissertation has for objective contribute with the knowledge about the performance of commercial and alternative energy sources and developed in the Renewable Energies Center of the UNESP, Guaratinguetá. Was developed a system of data acquisition and analysis for monitoring renewable and alternative energy sources and environmental conditions. In this work, are determined and specified sensors for monitoring of the environmental conditions and for monitoring of the devices components of the alternative energy.sources The development of a data aquisition software and control of measurement is a part to make easy the access the information to facilitate the results analysis. The prototype built during the dissertation development enabled the energy sources monitoring of the center as also of the local atmospheric conditions. / Mestre

Orientador: Onivaldo José Seraphim / Banca: Celso Luiz da Silva / Banca: Carlos Eduardo C. Nogueira / Banca: Samuael N. Melegari de Souza / Banca: Celso Eduardo Lins de Oliveira / Resumo: A geração de energia elétrica a partir de fontes renováveis começou a apresentar maior interesse a partir da crise do petróleo na década de 70. De lá pra cá, entre outros recursos energéticos renováveis, a utilização do potencial da energia solar e eólica tem crescido significativamente. A integração de sistemas de geração eólica e fotovoltaica com armazenamento de energia em baterias tem-se apresentado como uma forma de geração em que os problemas decorrentes da variabilidade na intensidade da energia eólica e solar, tornam-se possíveis de mitigação, seja pela complementação entre uma fonte e outra, ou pela maior estabilidade configurada à geração do sistema. Com base neste contexto, este trabalho teve o objetivo de avaliar o desempenho um sistema híbrido de energia eólico-fotovoltaico de pequeno porte, para a eletrificação de uma propriedade rural, avaliando-se o efeito das variáveis climáticas sobre a produção energética do sistema. O trabalho foi desenvolvido no Laboratório de Energização Rural do Departamento de Engenharia Rural da UNESP-FCA. Para a realização do trabalho, foi instalado um sistema híbrido (solar + eólico), composto por um aerogerador e um painel fotovoltaico, complementado por uma bateria para armazenamento da energia elétrica gerada, controlador de carga e inversor de tensão. O sistema foi configurado para atender as cargas de uma pequena residência rural. Para avaliação das características do potencial da energia solar e eólica, utilizaram-se os dados de uma estação meteorológica instalada no local. Um sistema de aquisição de dados foi programado para coletar os parâmetros meteorológicos e elétricos do experimento a cada 10 segundos, apresentando a média dos valores coletados a cada 5 minutos. A coleta dos dados foi realizada durante um ano, diuturnamente, para avaliar a influência das horas...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The electric energy generation from renewable sources, began to present larger interest in the petroleum crisis in 1970 decade. Since then, among other renewable energy resources, the use of the solar energy and wind energy potential have been growing significantly. The integration of wind and photovoltaic generation systems has been presenting as a generation form where the current problems of the variability in the wind and solar energy intensity, become possible of mitigation due to the complementation of both a sources, or for the larger stability given to the generation system. Based in this context, this work had the objective of evaluating a small wind-photovoltaic hybrid energy system for a rural electrification, with the evaluation of the climatic variables effect on the system energy production. The work was developed in the Laboratory of Rural Electrification of the UNESP-FCA Rural Engineering Department. For the accomplishment of the work, a small wind-photovoltaic hybrid system was installed, composed by an wind generator and a photovoltaic panel, complemented with a battery for the generated electric energy storage, a charge controller and an inverter. The system was configured for small rural residence load supply. For solar and wind energy potential characteristics evaluation, the data of a meteorological station installed in the place were used. A data acquisition system was programmed to collect the meteorological and electric parameters of the experiment every 10 seconds, calculating the average values collected every 5 minutes. The data collection was carried out during one year, daily, to evaluate the influence of the day hours and of the seasons changes on the hybrid system energy generation and its components. The collected data were integrated, and it was determined the values of the solar energy, wind energy, photovoltaic generation, wind generation and hybrid system...(Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Odivaldo José Seraphim / Banca: Helenice de Oliveira F. Silva / Banca: Ivam Resina / Banca: Celso Eduardo Lins de Oliveira / Banca: Jair de Jesus Fiorentino / Resumo: A parte analítica desta pesquisa foi desenvolvida no Centro de Pesquisas do Agronegócio (CEPEAGRO) anexo ao curso de Administração e Agronegócio da UNESP - Campus de Tupã e a parte experimental no Departamento de Engenharia Rural da FCA, UNESP - Campus de Botucatu, localizado na Fazenda Experimental Lageado sediada no município de Botucatu-SP, com localização geográfica definida pelas coordenadas 22° 51' Latitude Sul (S) e 48° 26' Longitude Oeste (W) e altitude média de 786 metros acima do nível do mar. A geração de energia elétrica a partir de fontes renováveis começou a apresentar maior interesse a partir da crise do petróleo na década de 70. A partir desta época a utilização do potencial da energia solar e eólica tem crescido significativamente, dentre outras fontes renováveis de energia. A integração de sistemas de geração eólica e fotovoltaica com armazenamento de energia em baterias tem-se apresentado como uma forma de geração em que os problemas decorrentes da variabilidade na intensidade da energia eólica e solar, tornam-se possíveis pela complementação entre uma fonte e outra, ou pela maior estabilidade configurada à geração do sistema. O presente trabalho tem o objetivo de avaliar o desempenho de um sistema híbrido de energia eólico fotovoltaico gerando, através de elementos definidos pela geometria diferencial, um subconjunto tridimensional denominado Superfície Híbrida Eólica Fotovoltaica. Definiu-se a partir desta superfície sólidos geométricos com os quais foi possível dimensionar o volume da energia proveniente do sistema híbrido definido. Para a realização do trabalho, encontraram-se os volumes dos sólidos definidos pela Superfície Híbrida Eólica Fotovoltaica tendo como limitantes os planos definidos pela potência P = 0 , pelas irradiâncias g = g1 , g = g2 , g = g3 , e pelas velocidades do vento...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The analytic part of this research was developed in the Center of Researches of Agrobusiness (CEPEAGRO) enclose the course of Administration and Agrobusiness of UNESP - Campus of Tupã and the experimental part in the Department of Rural Engineering of FCA, UNESP - Campus of Botucatu, located in Experimental Finance headquartered Lageado in the municipal district of Botucatu-SP, with defined geographical location for the coordinates 22° 51 ' South Latitude (S) and 48° 26 ' Longitude West (W) and medium altitude of 786 meters above the sea level. The electric power generation starting from renewable sources began to present larger interest starting from the crisis of the petroleum in the decade of 70. Starting from this time the use of the potential of the solar energy and wind has been growing significantly, among other renewable sources of energy. The integration of systems of generation wind and photovoltaic with storage of energy in batteries have been presenting as a generation form in that the current problems of the variability in the intensity of the energy wind and solar, they become possible for the complementation among a source and other, or for the largest stability configured to the generation of the system. The present work has the objective of evaluating the acting of a hybrid system of energy wind photovoltaic generating, through defined elements for the differential geometry, a three-dimensional subset denominated geometric Hybrid Wind Photovoltaic Surface. It was defined starting from this surface geometric solids where it was possible dimensioned the volume of the originating from energy the defined hybrid system...(Complete abstract, click electronic access below) / Doutor