Orientador: Teofilo Miguel de Souza / Banca: José Feliciano Adami / Banca: Osiris Canciglieri Junior / Resumo: Esta dissertação apresenta o desenvolvimento, construção e avaliação de desempenho de um aeromotor de eixo vertical. Os ventos no local de instalação tiveram sua velocidade variando entre 1,4 m/s a 7 m/s. O modelo do aeromotor construído foi o Darrieus com três pás de perfil aerodinâmico constante. O rotor possui 3 m de diâmetro e a torre 6 m de altura. O perfil utilizado na construção das pás foi o NACA 0018-53, com bordo de ataque modificado. Este perfil apresenta o coeficiente de sustentação maior que o perfil padrão sem apresentar aumento significativo no coeficiente de arrasto. Foi adicionado um slot na parte traseira das pás visando baixar a velocidade de partida. A velocidade de partida média observada foi de 1,7 m/s. Com vento de 7 m/s o aeromotor desenvolveu 63 rpm no eixo. A potência máxima registrada foi de 82 W a 35 rpm sob a incidência de um vento de 4,6 m/s. Nesta condição, o coeficiente de potência máximo alcançado foi de 0,31 e a velocidade de ponta de pá (TSR) foi de 1,2. O equipamento se mostrou adequado ao local de instalação mesmo desenvolvendo baixos valores de potência final / Abstract: This dissertation presents a vertical axis wind turbine development, construction and performance evaluation. At the installation site, the wind speed ranged from 1.4 m/s up to 7 m/s. A Darrieus type rotor with constant aerodynamic profile has been built with a three-blade rotor and 3 meters of diameter on a tower 6 m high. The NACA 0018-53 profile has been used with modified leading edge. This profile has increased lift coefficient in comparison to the standard profile and has not presented significant higher drag coefficient. It has been added a slot at the trailing edge of each blade aiming to drop down the start up wind speed. The average start up wind speed was 1.7 m/s. Under a wind speed of 7 m/s the wind turbine has developed 63 rpm. The maximum power measured was 82 W at 35 rpm with a wind speed of 4.6 m/s. At this condition, the power coefficient has reached 0.31 and the tip speed ratio (TSR) 1.2. The equipment proved to be suitable for the installation site even does not developing high power output / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-12-12Bitstream added on 2014-06-13T20:00:02Z : No. of bitstreams: 1 geroto_ghr_me_guara.pdf: 894316 bytes, checksum: 2143c8ffeab9d73ad39ff303cd9bd557 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Esta dissertação apresenta o desenvolvimento, construção e avaliação de desempenho de um aeromotor de eixo vertical. Os ventos no local de instalação tiveram sua velocidade variando entre 1,4 m/s a 7 m/s. O modelo do aeromotor construído foi o Darrieus com três pás de perfil aerodinâmico constante. O rotor possui 3 m de diâmetro e a torre 6 m de altura. O perfil utilizado na construção das pás foi o NACA 0018-53, com bordo de ataque modificado. Este perfil apresenta o coeficiente de sustentação maior que o perfil padrão sem apresentar aumento significativo no coeficiente de arrasto. Foi adicionado um slot na parte traseira das pás visando baixar a velocidade de partida. A velocidade de partida média observada foi de 1,7 m/s. Com vento de 7 m/s o aeromotor desenvolveu 63 rpm no eixo. A potência máxima registrada foi de 82 W a 35 rpm sob a incidência de um vento de 4,6 m/s. Nesta condição, o coeficiente de potência máximo alcançado foi de 0,31 e a velocidade de ponta de pá (TSR) foi de 1,2. O equipamento se mostrou adequado ao local de instalação mesmo desenvolvendo baixos valores de potência final / This dissertation presents a vertical axis wind turbine development, construction and performance evaluation. At the installation site, the wind speed ranged from 1.4 m/s up to 7 m/s. A Darrieus type rotor with constant aerodynamic profile has been built with a three-blade rotor and 3 meters of diameter on a tower 6 m high. The NACA 0018-53 profile has been used with modified leading edge. This profile has increased lift coefficient in comparison to the standard profile and has not presented significant higher drag coefficient. It has been added a slot at the trailing edge of each blade aiming to drop down the start up wind speed. The average start up wind speed was 1.7 m/s. Under a wind speed of 7 m/s the wind turbine has developed 63 rpm. The maximum power measured was 82 W at 35 rpm with a wind speed of 4.6 m/s. At this condition, the power coefficient has reached 0.31 and the tip speed ratio (TSR) 1.2. The equipment proved to be suitable for the installation site even does not developing high power output

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-07-04Bitstream added on 2014-06-13T20:39:46Z : No. of bitstreams: 1 roberts_jj_me_guara.pdf: 911248 bytes, checksum: af476004a9c92851681fc1ca0c050dd6 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Sistemas autônomos baseados em energias renováveis se apresentam como uma solução alternativa aos problemas de eletrificação em regiões afastadas da rede elétrica. O abastecimento de energia de forma autônoma se refere ao fornecimento de eletricidade de forma independente da rede de distribuição interligada. Dentre as fontes renováveis a solar fotovoltaica e a eólica, além de possuírem vantagens que as tornam adequadas a diversos tipos de aplicações, podem ser ainda utilizadas de forma conjunta, com ou sem a presença de outras fontes, constituindo o que se conhece por sistemas híbridos de geração de energia. Em este trabalho se propõe uma metodologia diferente para avaliar o desempenho de um Sistema Híbrido de Geração de Energia (SHGE) solar-eólico-diesel considerando variações probabilísticas da carga e dos recursos renováveis. Foi desenvolvido um algoritmo que simula o funcionamento típico do sistema utilizando uma base de tempo de uma hora e, de um intervalo para outro, se consideram variações estocásticas da carga e dos recursos renováveis (vento, radiação solar e temperatura). Em ambos os casos, a aleatoriedade da ocorrência dos eventos é modelada com base no método de Simulação de Monte Carlo seqüencial. A metodologia desenvolvida para a avaliação do SHGE foi aplicada em um estudo de caso como dados reais para os recursos renováveis e para a demanda, em um local pré-selecionado, para duas configurações de sistema híbrido, SGHE solar-eólico-diesel e SHGE solar-eólico. O método de simulação proposto mostrou-se como uma ferramenta interessante para tomada a de decisões e para a ponderação de possíveis cenários de funcionamento. A apresentação dos resultados em forma de histograma permitiu... / Off-grid power systems based on renewable energy resources are presented as an alternative solution for electrification problems in remote isolated areas. Off-grid power generation refers to the electricity supply, regardless of the energy distribution network. Among the renewable energy sources available nowadays, the solar photovoltaic and the wind power not only have the advantages that make them suitable for various types of applications, but also can be used jointly with or without the presence of other sources, constituting what is known as hybrid power generation systems. This work proposes a different methodology to evaluate the performance of a solar-wind-diesel Hybrid Power Generation System (HPGS) considering probabilistic variations of load and renewable resources. An algorithm that simulates the typical operation of the system was developed using a periodically time lapse of an hour. Load and renewable resources (wind, solar radiation and temperature) stochastic variations are considered and analyzed hourly. In both cases, the event occurrence randomness is modeled using the Sequential Monte Carlo simulation method. The proposed methodology for assessing the performance of a HPGS was applied to a case study using actual data for the renewable resources and the load, in a pre-selected location. Two different hybrid system configurations were evaluated, a solar-wind-diesel HPGS and a solar-wind HPGS. The performance evaluation method proved to be an interesting tool for decision making and for pondering possible operating scenarios. The results presentation as histogram graphics allowed estimating the probability occurrence of unusual possible scenarios. The application of the proposed methodology in this work presented satisfactory results. For both... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-12-02Bitstream added on 2014-06-13T20:00:04Z : No. of bitstreams: 1 britto_rf_me_guara.pdf: 555381 bytes, checksum: 48e1967b9a09218a2f0f11946626a05b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / 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 / 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

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Faculdade de Tecnologia, Programa de Pós-graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2015-02-19T18:28:52Z No. of bitstreams: 1 2014_JoseRicardoCardosodaSilva.pdf: 3342323 bytes, checksum: c533724aeaf013b8e14f5a106110898a (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-03-16T16:11:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_JoseRicardoCardosodaSilva.pdf: 3342323 bytes, checksum: c533724aeaf013b8e14f5a106110898a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-16T16:11:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_JoseRicardoCardosodaSilva.pdf: 3342323 bytes, checksum: c533724aeaf013b8e14f5a106110898a (MD5) / As turbinas em um parque eólico costumam estar dispostas tão próximas umas das outras que algumas podem ser afetadas pelo efeito esteira. Torna-se recomendável levar em consideração algumas consequências decorrentes desta interação tais como: redução na produção de energia nas turbinas eólica posteriores, decorrente da perda de velocidade do vento. Um parque eólico na atualidade possui perdas de ordem considerável devido ao efeito esteira. O posicionamento geométrico das turbinas, a rugosidade do terreno e a constante absoluta de cada modelo constituem os parâmetros mais significativos nas perdas do conjunto. Ao longo de toda vida útil do parque o efeito esteira constitui um ponto importante em sua produção, eficiência e funcionamento. A fase de projeto deve contemplar uma boa estimativa da forma como posicionar as turbinas eólicas para maximizar a produção e conseguir uma boa eficiência, neste contexto a modelagem do comportamento da esteira é utilizada para otimizar o desempenho da produção de energia através da disposição das turbinas no parque. No presente trabalho, através da modelagem do efeito esteira proposto por Werle, foi utilizado o algoritmo CPMW (Cálculo de Produção da Modelagem de Esteira de Werle) implementado no software MATLAB, para o cálculo de produção total e eficiência de um parque eólico. Com a finalidade de maximizar a produção de energia e a eficiência é necessário determinar um layout ótimo das posições de cada turbina. Buscando esse fim foi utilizada uma metodologia para a implementação de um algoritmo genético de otimização no software modeFRONTIER integrado com o software MATLAB, a otimização é realizada considerando a modelagem do efeito esteira proposto por Werle para o cálculo do comportamento do vento ao passar por um aerogerador, tendo como função objetivo a produção total do parque. ____________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The turbines in a wind farm are usualy arranged so close together that some may be affected by the wake effect. It is advisable to take into consideration some consequences of this interaction such as: reduction in energy production in wind turbines due to the subsequent loss of wind speed. A wind farm today has lost considerable good performance due to wake effect. The geometric positioning of the turbine, the roughness of the terrain and the absolute constant for each model parameters comprise the most significant losses in the set. Throughout the life of the park wake effect is an important point in its production, efficiency and operation. The design phase should include a good estimate of how positioning wind turbines to maximize production and achieve good efficiency in this context modeling the behavior of the wake is used to optimize the performance of energy production through the provision of turbines in park. In this paper, by modeling the treadmill effect proposed by Werle, was used CPMW algorithm (Calculation of Production Crawler Werle Modeling) implemented in MATLAB software for the calculation of total output and efficiency of a wind farm. In order to maximize energy production and efficiency is necessary to determine the optimum layout of the positions of each turbine. Seeking this purpose a methodology has been used to implement a genetic algorithm optimization in software modeFRONTIER integrated with MATLAB software, the optimization is carried out considering the modeling of wake effect proposed by Werle to calculate the behavior of the wind passing through a wind turbine, having as objective function the total production of the park.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Centro de Desenvolvimento Sustentável, 2006. / Submitted by Érika Rayanne Carvalho (carvalho.erika@ymail.com) on 2010-03-12T22:01:02Z No. of bitstreams: 1 2006_Cláudio Albuquerque Frate.pdf: 2023610 bytes, checksum: a4b3eb587c7e218a6ddea160b0a6bef0 (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2010-04-14T14:37:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_Cláudio Albuquerque Frate.pdf: 2023610 bytes, checksum: a4b3eb587c7e218a6ddea160b0a6bef0 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-04-14T14:37:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_Cláudio Albuquerque Frate.pdf: 2023610 bytes, checksum: a4b3eb587c7e218a6ddea160b0a6bef0 (MD5) Previous issue date: 2006-04-11 / Esta dissertação trata sobre a importância da formulação e implementação de políticas públicas orientadas para energias renováveis que, utilizam do conceito de ciclo de vida de produtos, incentivam a produção de eletricidade de fonte eólica, ao mesmo tempo em que beneficiam consumidores siderúrgicos com a descarbonização de seus ciclos produtivos. Para isto, faz uma revisão bibliográfica da eletricidade de fonte eólica, mostra a política brasileira para energias renováveis em rede, o estágio atual das fazendas eólicas e suas capacidades de oferta de energia em vários horizontes de tempo. Ademais, este estudo discute os atributos diferenciados deste tipo de eletricidade em mercados de livre concorrência, que internalizam custos ambientais para, então, apontar, por meio de um amplo, não aprofundado e qualitativo Inventário de Ciclo de Vida (IVC), os vários compartimentos e categorias ambientais impactados pela energointensividade da siderurgia semi-integrada. Após evidenciar a capacidade da eletricidade de fonte eólica em minimizar os impactos socioeconômicos e ambientais da siderurgia sobre populações e meio ambiente, esta dissertação sugere a adoção de rótulos ecológicos tipo III (Declarações Ambientais de Produtos-DAP). Este tipo de rótulo, ao avaliar e atestar competitividade econômico-ambiental de ciclos produtivos pode sobrepujar, no âmbito da Organização Mundial do Comércio (OMC), barreiras comerciais não-tarifárias em transações comerciais entre grandes empresas, como as do aço. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This dissertation is about the importance of formulation and implementation of public policies oriented towards renewable energy sources that, making use of life cycle product concept, incentive the production of electricity from wind, at the same time it benefits electro-intensive steel industry consumers with the descarbonization of their productive cycles. To illustrate this, a brief bibliography review of wind source electricity is made, showing the Brazilian’s policy network for renewable energies, the current stage of wind farms and their energy provision capacity in over different period of time. Furthermore, discusses the differentiated attributes of this type of energy in a free competition market, that internalize it’s social and environmental costs to, making a large and superficial Life Cycle Inventory (LCI), pointing out the various environmental compartments and categories that suffer the impacts of the massive consumption of energy in the semi-integrated metal industry. After showing the capacity of the wind source electricity in minimizing the economic and environmental impacts of this kind of metal industry, on populations and environments, this dissertation suggests the adoption of ecological labels type III (Environmental Products Declarations - EPD). This type of ecological label, assessing and proving the economical and environmental performance of life cycles, concerning the World Trade Organization (OMC), may overcome non-taxable commercial obstacles in business to business transactions, such as steel industry.

A Formação Sergi é composta por uma espessa sucessão de depósitos fluviais, eólicos e lacustres relacionados à sedimentação jurássica pré-rifte da Depressão Afro- Brasileira. Com base em dados de subsuperfície (testemunhos e perfis), foram reconhecidas três unidades deposicionais na Formação Sergi no Campo de Fazenda Bálsamo, Bacia do Recôncavo. A Seqüência Ia interdigita-se com os pelitos do Membro Capianga e o seu limite inferior não foi determinado. Depósitos flúvio-lacustres e lençóis de areia eólicos sinalizam a franca progradação de sistemas fluviais distais, com pontuadas retrogradações lacustres e eventuais acumulações eólicas relacionadas a condições ambientais áridas e semi-áridas. A arquitetura tabular dos depósitos reproduz suaves gradientes de amplas áreas recortadas por fluxos estabelecidos em canais pouco estáveis e pobremente definidos. O seu registro relaciona-se a subidas do nível de base estratigráfico, em momentos que as taxas de suprimento sedimentar excederam as taxas de criação de espaço de acomodação, ou, de outro modo, pela progressiva redução nas taxas de subida do nível de base. A Seqüência Ib é constituída por associações de depósitos de fluxos fluviais efêmeros, lacustres e dunas, interdunas e lençóis de areia eólicos. O contato inferior é marcado por um consistente pacote eólico que denota um expressivo rebaixamento do nível de base estratigráfico, enquanto que o superior corresponde a uma superfície erosiva de caráter regional com a Seqüência II que lhe sobrepõe ou, quando da ausência desta, diretamente com os pelitos da Formação Itaparica, unidade litoestratigráfica imediata. Depósitos de dunas e interdunas eólicas na base do intervalo tiveram sua preservação assegurada pela subida do lençol freático, agente que também abasteceu corpos lacustres nas áreas topograficamente rebaixadas do campo de dunas. Seguida aos pontuais fluxos fluviais efêmeros desenvolvidos em canais rasos e pouco estáveis nas épocas mais úmidas, passavam-se longos períodos de rigor climático favoráveis aos processos eólicos. A dinâmica fluvial impôs à geometria deposicional da sucessão uma forma de corpos arenosos amalgamados, pacotes eólicos descontínuos e níveis pelíticos lenticulares. O modelo evolutivo estratigráfico para a Seqüência Ib é similar ao da Seqüência Ia, porém com variações na taxa de subida do nível de base estratigráfico ao longo do tempo. A Seqüência II ocupa a porção superior da Formação Sergi. Sua ocorrência é restrita na área de estudo se confrontada com outras partes da bacia, mas, nem por isso é destituída de importância. Suas características litológicas indicam continuidade dos processos deposicionais em sistemas fluviais de canais entrelaçados e baixa sinuosidade, supostamente associados a condições perenes e mais úmidas, com poucas evidências de variações extremas na descarga. Em resposta às baixas taxas de criação de espaço de acomodação, o registro sedimentar de uma complexa rede de canais multilaterais e multiepisódicos se manifesta em corpos arenosos amalgamados, com baixo potencial de preservação dos depósitos extracanais. A drástica mudança no estilo fluvial teria vínculo com severas mudanças climáticas, bem como a reorganização da drenagem em conseqüência de primitivas manifestações do tectonismo que atingiu seu auge no Eocretáceo, durante o rifteamento da bacia.

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 utilização de fontes de energias renováveis vem a cada dia se destacando como forma de suprir um mundo em constante desenvolvimento tecnológico e crescimento econômico. O crescimento de uma economia é sempre acompanhado por um aumento da demanda de energia, e em tempos de aquecimento global e consciência ecológica, a busca pelo maior uso de fontes de energia renováveis passa a ocupar uma posição de destaque. O fato de mais de 8 milhões de pessoas, ou 5,2% da população, ainda esperarem pela disponibilidade de energia elétrica no Brasil, deve levar ao estudo e desenvolvimento de alternativas que preencham essa lacuna, e proporcionem uma maior qualidade de vida. Programas de incentivo criados pelo governo, como LUZ PARA TODOS, e o PRODEEM, e o potencial apontado pela energia dos ventos no Brasil, motivaram um estudo sobre como a reservação de energia hidráulica poderia afetar o uso da energia eólica em sistemas isolados. Este trabalho teve por objetivo estudar a influência das diversas variáveis presentes em um sistema de reservação de energia hidráulica, visando explorar o uso da energia eólica, e garantir o atendimento da crescente demanda energética. Através de simulações numéricas, utilizando o programa Visual Basic, variáveis como cotas entre reservatórios, proporção entre demanda e potências instaladas, e diferentes capacidades de reservatórios foram exploradas, e através do uso de reservatórios hidráulicos, foi possível elevar o atendimento de demandas em sistemas isolados de menos de 50% em sistemas convencionais, para 99,6% em sistemas com reservação hidráulica, e obter custos de energia próximos dos US$90/MWh. Estes dados situam o sistema de geração de energia eólica com reservação hidráulica em sistemas isolados dentro da faixa de atendimento e custos praticados atualmente, e abrem caminho para futuros estudos, avaliando diferentes regimes de ventos, ou aplicando a tecnologia de reservação hidráulica a outras fontes de energia renováveis, como a energia proveniente das ondas, por exemplo. / The use of renewable energy sources to supply a world in constant technological and economical development is a growing trend. A growing economy is always followed by an increased demand, and in a time of global warming and ecological awareness, the seeking for major renewable energy use takes a prominent position. In a continental country such as Brazil, the fact that 8 million people, or about 5.2% of population, are still waiting for electric energy, leads to the study and development of alternatives to fill this gap and to provide a better life quality. Incentive programs, by the Brazilian government, as LUZ PARA TODOS, and PRODEEM, and the great potential seen in the wind energy in Brazil, motivated a study about how pumped storage may affect the wind generation for isolated systems. The main goal of this work is to understand the influence of the several variables present on a pumped storage system, as a way to better use the wind energy, and to ensure the supply of the growing energy demand. Variables as vertical heads, demand to installed power ratio, and different reservoir capacities are studied, and by the use of hydraulic reservoirs, the feasibility of increasing the wind energy supply, from the 50% in conventional systems up to 99.6% on a pumped storage scheme, while obtaining energy costs around US$90/MWh, is demonstrated. These results place the pumped storage wind power within the expected supply reliability and energy cost levels actually practiced, and suggest future studies, evaluating different wind regimes, or applying the pumped storage technology to other renewable energy sources, such as ocean waves for example.

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.