Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-29Bitstream added on 2014-06-13T19:40:16Z : No. of bitstreams: 1 oliveira_me_dr_ilha.pdf: 1452822 bytes, checksum: d810cdb7059cc5a2eb08ba3ffba50fe7 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Nesta tese busca-se uma solução para o problema de cálculo de perdas elétricas para grande parte das empresas distribuidoras de energia elétrica. As perdas de energia em sistemas de distribuição vêm recebendo uma maior atenção por parte das empresas de energia elétrica de todo o mundo. Isto se deve principalmente aos elevados índices de perdas nãotécnicas (associadas a ligações ilegais, falhas na medição, etc.), em especial em países em desenvolvimento como o Brasil. Porém, para se chegar aos valores de perdas não-técnicas dos sistemas busca-se um método que calcule as perdas técnicas, e por subtração das perdas totais, obtê-las. O cálculo das perdas técnicas de forma precisa requer uma análise detalhada do sistema de distribuição, e consequentemente uma base de dados completa e atualizada, o que dificilmente as empresas possuem. Propõe-se, portanto, um método para o cálculo das perdas técnicas que identifique essas perdas de forma consistente, porém utilizando-se de uma base de dados de fácil obtenção em todas as empresas do setor. Dentre esses dados, têmse as curvas de carga medidas nas subestações (ou até mesmo nos alimentadores) através de medidores eletrônicos. Assim, com essas curvas é utilizado um método de alocação de carga que distribui o carregamento da subestação (ou alimentador) para os transformadores. Com a utilização do fator de perdas, também obtido pelas curvas de cargas medidas, têm-se as perdas técnicas de energia nas redes de distribuição. Os cálculos das perdas técnicas são realizados nos principais segmentos da rede: redes de média tensão, transformadores, circuitos de baixa tensão e outros (incorpora os demais segmentos e componentes em que as perdas ocorrem). Além da alocação de carga nos transformadores, outra característica importante do método proposto é a utilização... / This work is aimed at solving the problem of calculating electrical losses for distribution networks. Electrical losses have been and continue to be a concern for distribution network operators (DNOs) around the world. In many developing countries, such as Brazil, this concern is mainly due to non-technical losses (related to illegal connections, measurement errors, etc.). Consequently, to evaluate the non-technical losses of a given distribution system it is required a methodology that computes the technical losses, and then by subtracting them from the total losses the non-technical ones can be also obtained. To accurately calculate technical losses it is needed a detailed analysis of the distribution network, and therefore a complete and updated database. However, such a data is hardly available at distribution companies. Thus, here it is proposed a method for the calculation of technical losses that indentifies those non-technical ones in a consistent fashion, using those databases already available at most distribution companies. The data includes load curves measured at the substations (or the feeders) by electronic meters. With this load curves a load allocation method is used to distribute the aggregated load from the substation (or the feeder) among the distribution transformers. By using a loss factor, also obtained from the measured load curves, it is possible to compute the technical energy losses of the distribution networks. These calculations of technical losses are carried out at the main segments of the network: medium voltage networks, transformers, low voltage circuits and ‘others’ (including the remaining segments and components where the losses occur). In addition to the load allocation at the transformers, another important characteristic of the proposed methodology is the usage of a power flow algorithm for... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Fernando Pinhabel Marafão / Banca: Francisco de Assis dos Santos Neves / Banca: Jakson Paulo Bonaldo / Resumo: O emprego de switching power interfaces em problemas relacionados a qualidade de energia, tem se tornado uma alternativa interessante na busca de aproveitar ao máximo a contribuição de recursos energéticos distribuídos. Além da função majoritária, que é a injeção de potência ativa, serviços auxiliares são possíveis devido à flexibilidade de operação destes dispositivos, sendo capazes de prover suporte para potência reativa e muitas outras necessidades. Inversores multifuncionais, assim como também são chamados, podem especialmente ter papéis fundamentais na redução de distorção harmônica, que pode se tornar um ponto crítico em microrredes de baixa tensão com alta densidade de cargas não lineares dispersas. Entretanto, para usufruir dos benefícios da multifuncionalidade, é fundamental que se estabeleça uma operação coordenada desses inversores distribuídos. Portanto, este trabalho propõe uma topologia hierárquica de dois níveis focada na operação cooperativa de inversores, com o intuito de empregar atividades multifuncionais relacionadas à compensação harmônica em microrredes monofásicas de baixa tensão. A recente metodologia do chamado Current-Based Control é proposta, visando uma contribuição coordenada de inversores através de um esquema de compartilhamento de correntes, com a tentativa de melhorar a qualidade de energia em um ponto de acoplamento comum. O escopo desta dissertação foca desde o projeto de controladores de nível primário para inversores, passando por exemplos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The employment of switching power interfaces (SPIs) in power quality related issues is becoming a reasonable alternative to pursue maximum contribution of distributed energy resources in electrical grids. Beyond their major functionality, which is active power injection, additional ancillary services are possible due to the flexibility of their operations, being capable of providing interventions in reactive power support and many other important matters. Multifunctional inverters, as they are also called, could specially play a key role on harmonic mitigation, which may become a meaningful matter in low-voltage microgrids with high density of nonlinear loads spread out. Nevertheless, to take advantage of such multifunctional use it is fundamental to conquer a mutual and coordinated operation of many SPIs dispersed over the energy networks. Therefore, this work proposes an alternative two-level hierarchical topology focused on the cooperative operation of distributed SPIs, aiming their use on multifunctional activities related to harmonic mitigation in single-phase low-voltage microgrids. A novel secondary control approach, named Current-Based Control, is proposed aiming at achieving a coordinated contribution of inverters through a current sharing scheme, attempting power quality enhancement in a point of common coupling. The scope of this dissertation ranges from the design of primary level controllers for inverters, passing through simulation examples, up to the final expe... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Este trabalho apresenta a montagem de uma instalação fotovoltaica de 4,8 kWp conectada à rede elétrica e uma análise experimental do seu comportamento, com o propósito de otimizar o fator de dimensionamento. Para fins de análise comparativa a instalação foi dividida em três subsistemas com arranjos de potências diferentes, os quais possuem fatores de dimensionamentos de 0,65, 0,73 e 0,86 (razão entre a potência nominal do inversor e a potência do gerador fotovoltaico), respectivamente para os subsistemas 1, 2 e 3. Cada subsistema possui um arranjo formado por dois painéis que utilizam módulos de 100 Wp/24 V, com células de silício monocristalino. Estes arranjos alimentam, de forma independente, três inversores senoidais monofásicos comutados pela própria rede e com potência máxima na saída de 1100 W cada um, caracterizando desta forma uma planta modular. O sistema de aquisição de dados monitora sistematicamente a instalação a uma varredura por minuto, a fim de se obter um acompanhamento ao longo do tempo e poder caracterizá-la. São monitoradas as tensões elétricas de cada painel de módulos e as suas correspondentes correntes, as tensões elétricas e as correntes alternadas, as potências elétricas contínuas e alternadas, a irradiância no plano do gerador, as temperaturas do ar ambiente, de um módulo do gerador e dos inversores. A metodologia de análise desta instalação consiste no monitoramento, na caracterização e na quantificação das medidas adquiridas, com a finalidade de determinar correlações que possam predizer a potência injetada na rede bem como a determinação da performance energética para dias típicos ensolarados, parcialmente nublados e encobertos. A divisão da instalação em três subsistemas permitiu caracterizá-los quanto aos seus comportamentos energéticos, além de possibilitar a análise de arranjos superdimensionados, os quais fornecem uma potência superior a máxima na entrada dos inversores, originando desperdício de energia nos momentos de elevada irradiância. O método desenvolvido para determinar a energia perdida na entrada dos inversores possibilitou avaliar o quanto se perde mensalmente nos subsistemas 1 e 2, uma vez que as perdas de captura e de sistema aumentam quando o arranjo está superdimensionado e isto significa uma redução na produtividade. Com as correlações encontradas para cada subsistema e com a equação geral foi possível predizer o quanto de energia pode ser injetada na rede.

Este trabalho tem por objetivo o estudo das propriedades de ligas ferromagnéticas obtidas por Metalurgia do Pó para a construção de núcleos de Máquinas Elétricas Rotativas, usualmente, montados a partir de chapas de aço laminadas. Para o desenvolvimento das atividades empregou-se pó de ferro e ligas deste obtidas por mistura com diferentes percentuais de fósforo (1, 2 e 3%), silício (1, 3 e 5%) e níquel (50%). Os pós foram compactados em matrizes, e após, realizou-se a sinterização dos corpos de prova em forno com temperaturas controladas. Na caracterização do material foram traçadas curvas de histerese, as quais apresentaram propriedades magnéticas inferiores às dos núcleos de chapas. No entanto, observaram-se perdas menores por correntes parasitas em decorrência do aumento da resistividade pela adição de fósforo, silício e níquel nas ligas de ferro. Nas simulações de uma máquina elétrica rotativa com ímãs permanentes, especificamente, de um servomotor comparou-se os resultados entre os núcleos de chapas laminadas e os de materiais ferromagnéticos em blocos únicos, com a utilização do software FEMM 4.2 (Finite Element Method Magnetics). Os resultados da liga Fe1%P apresentaram valores próximos de torque e densidade de fluxo em relação aos dos tradicionais núcleos de chapas laminadas. Nos ensaios de perdas magnéticas em núcleos, na forma de um transformador, observou-se que em frequências baixas o material sinterizado apresentou perdas significativas, já em frequências elevadas comportou-se de forma similar aos núcleos de chapas. Desta maneira, demonstrou-se que os materiais estudados podem se constituir em alternativa viável para a construção de núcleos de Máquinas Elétricas Rotativas de aplicação especial, como servomotores, motores de alta velocidade e minimotores. / The purpose of this work is to study the properties of ferromagnetic alloys obtained by Powder Metallurgy to construct cores of Rotary Electric Machines, usually mounted on rolled steel sheets. To perform these activities, iron power and their alloys obtained by a mixture with different percentages of phosphorus (1, 2 and 3%), silicon (1, 3 and 5%) and nickel (50%) were used. The powders were compacted in dies and then the test specimens were sintered in an oven at controlled temperatures When the material was characterized, histeresis curves were traced, which present magnetic properties inferior to those of the sheet cores. However, smaller losses were observed from parasite currents as a result of resistivity increased by adding phosphorus, silicon and nickel to the iron alloys. In simulations of a rotary electric machine with permanent magnets, specifically belonging to a servomotor, the results were compared between the cores of rolled sheets and those of ferromagnetic materials in single blocks, using FEMM 4.2 (Finite Element Method Magnetics) software. The results of the alloy Fe1%P presented some values close to torque and flow density as related to the traditional cores of rolled sheets. In the trials on magnetic losses in cores, in the form of a transformer, it was observed that at low frequencies the sintered material presented significant losses. On the other hand, at high frequencies it behaved similarly to the sheet cores. It was thus demonstrated that the materials studied can constitute a viable alternative to construct cores of Rotary Electric Machines for special application, such as servomotors, high velocity motors and minimotors.

Este trabalho aborda o desenvolvimento de compósitos magnéticos macios (Soft Magnetic Composites - SMC). Os materiais SMC tem sua aplicação principal em núcleos magnéticos de máquinas elétricas. Sem grandes evoluções tecnológicas nos últimos 50 anos, os materiais e a metodologia de fabricação dos rotores e estatores de máquinas elétricas permanecem inalterados devido a alta concentração de pesquisas na área de acionamentos e controle dos motores. Diversos fatores levaram a esta pesquisa, tais como, imenso desperdício de material e processo de fabricação complexo para fabricação de núcleos magnéticos de máquinas elétricas. O processo atual de montagem de núcleos magnéticos conta com cinco principais processos: laminação, estampagem, tratamento para isolação, empacotamento e fixação. O processo de estampagem desperdiça quarenta por cento de matéria prima, devido a geometria final do estator e rotor. Com o uso de técnicas oferecidas pela metalurgia do pó e o avanço das pesquisas de materiais compósitos é possível reduzir o desperdício de matéria prima para menos de dois por cento enquanto que as etapas para produção dos núcleos magnéticos limitam-se a mistura, compactação e cura dos componentes. Para que esta metodologia seja realmente aplicável foi necessário o desenvolvimento de uma liga SMC que apresentasse as propriedades magnéticas e mecânicas solicitadas em máquinas elétricas. Para tal diversas ligas metálicas combinadas a resinas fenólicas e epóxi foram testadas. A partir dos resultados, os melhores compósitos foram aplicados em núcleos magnéticos de servomotores para que as ligas fossem então analisadas em aplicações reais. Neste trabalho, foi desenvolvido, projetado e construído, os núcleos magnéticos de uma máquina síncrona trifásica de 400 W, comercialmente construída pela empresa WEG. Nesta o rotor laminado foi substituído por um bloco maciço de uma liga SMC e o estator laminado foi substituído por um estator obtido a partir de um bloco maciço de compósito magnético macio de ferro. Na elaboração deste projeto, foi dado ênfase aos seguintes aspectos: Avaliação e estudo dos processos metalúrgicos para a obtenção de materiais magnéticos sinterizados e curados. Análise dos pós constituintes das ligas, que podem ser utilizados para fabricação dos núcleos da máquina. Pesquisas sobre pressão de compactação, temperatura e patamares de sinterização destes materiais. Obtenção de amostras para avaliação de propriedades físicas de interesse como a permeabilidade relativa, coercitividade magnética, resistividade elétrica e propriedades mecânicas. Estudo sobre o funcionamento e projeto de máquinas síncronas trifásicas. Avaliação e definição de um tipo de máquina a ser construída, levando-se em consideração as propriedades físicas do material, aspectos construtivos, desempenho e propriedades eletromagnéticas. Definição de um estator e outras partes de uma máquina com alimentação trifásica. Projeto e construção das matrizes para compactação dos núcleos magnéticos, usinagem destes, bem como todas as etapas inerentes a montagem da máquina. Teste de desempenho e obtenção de parâmetros. Finalmente há uma comparação entre o desempenho dos protótipos desenvolvidos neste trabalho e uma máquina elétrica convencional. / The aim of this work is study a new soft magnetic material. Those materials are often used in electrical machine's magnetic core. The process and materials to build an electrical machine have not changed so much in the last 50 years, on the other hand the researches about automation and control of these machines increased significantly. Many factors bring to this research, such as, waste of raw material and complex assembly system in magnetic core production. The actual assembly process of magnetic core has five main stages: rolling, die pressing, grouping and setting of sheets, heat treatment and electrical insulation. In the stamping process misses 40% of raw material due the stator and rotor geometry. Trough powder metallurgy technology and soft magnetic materials research advancement is possible to reduce the waste of raw material to less than two percent while the assembly stages were going to be: mix, pressing and cure of devices. To apply this technology it is necessary to find a soft magnetic material witch develop the properties required in electrical machines (magnetic and mechanical properties). To achieve this aim several magnetic alloys with phenolic resin were tested. From the results, the best composite was chosen to be applied in a servomotor's magnetic core from there the soft magnetic composite could be tested in a real situation. In this research, we have chosen to develop, design and build magnetic cores of a threephase machine, commercially fabricated by WEG Motors. In this machine the laminated cores were replaced by a bulk part made by a soft magnetic material. In the study of this Project, emphasis was given to: Assessment and study about metallurgical processes to obtain sintered and cured magnetic materials. Interesting powder alloys to machines' core analysis. Research about compacting pressure, temperature and sintering curves. Obtainment of samples to physical, mechanical and electromagnetic assessment. Study about three-phase machine operation. Electrical machine assessment and definition taking into account material's physical and electromagnetic properties, electrical machine's constructive aspects and performance. Definition of a stator, rotor and other parts from an electrical machine. Die design and construction to compact magnetic cores, machining as well all the electrical machine production stages .Performance tests to parameters obtainment. Finally there is a performance comparison between the prototype developed and a conventional machine.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-05-23T04:22:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 345248.pdf: 4540254 bytes, checksum: b61753d1576a6ca395e102d19e3c04e0 (MD5) Previous issue date: 2016 / Abstract : Research institutes and industry have recently initiated the development of wind turbines for energy production at sites with lower wind speeds. The relatively high electric power production of this type of wind turbine is related to the growing of the swept area. Thus, in order to increase the swept area, the length of the new blades must be greater than the ones of traditional blades for horizontal axis wind turbines. The expansion of the rotors diameter of large wind turbines has some implications, such as the increase of gravity loads and new transportation logistics challenges. To overcome these challenges, advances in the blade technology have led to more efficient structural and aerodynamic design and optimized material usage. In this context, analytical models have to accurately predict aerodynamic loads acting on the blades and calculate the structural stresses developed during the turbine operation. Since composite materials have high strength/weight ratio compared to other structural materials and are flexible with respect to the fabrication process, they are more appropriate for blade applications. This dissertation presents an improvement in the aerodynamic model that takes into account an iterative procedure for determining Reynolds number instead of depending on experimental data for the process of airfoil selection along the blade span that maximize the power extracted from the wind. The multilayer shell theories and the relationship between the aerodynamic bending and torsional moments acting on the blade are presented. The in-plane normal and shear stresses on the thin-walled multilayer blade are determined by using the Shear Flow Theory. A case study is conducted on a 20 MW wind turbine developed in the Energy Research Centre of the Netherlands-ECN. The normal and shear stresses are calculated and the Tsai-Wu criterion is applied for the strength evaluation of the blade made of glass/epoxy. Results obtained with two stacking sequences are presented.<br> / Institutos de pesquisa e a indústria iniciaram recentemente o desenvolvimento de turbinas eólicas para a produção de energia em locais com baixas velocidades de vento. A produção de energia elétrica relativamente alta deste tipo de turbina está relacionada com o crescimento da área varrida pelo rotor. Assim, de forma a aumentar a área varrida, o comprimento das novas pás deve ser maior que o das pás tradicionais de turbinas eólicas de eixo horizontal. O aumento do diâmetro dos rotores das turbinas eólicas tem algumas implicações, tais como o aumento das cargas gravitacionais e desafios no seu transporte. Para superá-los, avanços na tecnologia de pás têm levado a projetos estruturais e aerodinâmicos mais eficientes. Neste contexto, modelos analíticos têm de prever com precisão as cargas aerodinâmicas atuando sobre as pás, além de calcular as tensões estruturais desenvolvidas durante sua operação. Uma vez que materiais compostos têm uma elevada relação resistência/peso em comparação com outros materiais estruturais, além de serem flexíveis no que diz respeito ao processo de fabricação, estes materiais têm sido os mais investigados para aplicações em pás de turbina eólica. Esta dissertação apresenta uma melhoria no modelo aerodinâmico que leva em conta um processo iterativo para a determinação do número de Reynolds, em vez de depender de dados experimentais para o processo de escolha do aerofólio ao longo da envergadura da pá que maximiza a potência extraída do vento. As teorias de cascas multilaminares e a relação entre os momentos aerodinâmicos fletores e de torção que atuam sobre a pá são apresentados. As tensões normais e de cisalhamento atuantes no plano da pá multilaminar de parede fina são determinadas utilizando a Teoria do Fluxo de Cisalhamento. Um estudo de caso é conduzido em uma turbina eólica de 20 MW desenvolvida no Centro de Pesquisa em Energia dos Países Baixos (ECN). As tensões normais e de cisalhamento são calculadas e o critério de Tsai-Wu é aplicado para a avaliação da resistência da pá feita em vidro/epóxi. Os resultados obtidos com duas sequências de empilhamento de lâminas são apresentados.

SILVA, D. C. L. Contribuições para o estudo térmico em transformador a seco na presença de sub e inter-harmônicos. 2015. 123 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-01-04T13:23:06Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_dclsilva.pdf: 8603786 bytes, checksum: 2443483056939004958faf35eba9ab04 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-01-04T13:59:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_dclsilva.pdf: 8603786 bytes, checksum: 2443483056939004958faf35eba9ab04 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-04T13:59:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_dclsilva.pdf: 8603786 bytes, checksum: 2443483056939004958faf35eba9ab04 (MD5) Previous issue date: 2015-11-20 / The harmonic pollution in distribution systems has increased significantly due to the widespread use of nonlinear loads. The current and voltage harmonics deteriorate the power quality supplied by feeders and compromise the efficiency of the equipments connected to the electric network. These equipments require a sinusoidal waveform to ensure its suitable functioning, as in the case of transformers. Its performance and mainly the protection depend largely of the insulation of the windings, which is closely related to the operating temperature. Concerning this, this work proposes a study on energy efficiency, whose main aim is to investigate the transformer heating in the presence of harmonics. It is presented comparative measurements between the increasing of temperature caused a 10kVA three-phase dry-type transformer when submitted to sinusoidal voltages and currents and nonsinusoidal. Later a comparison was made between experimental results and the simulations obtained from a 3D model of the same transformer developed in the software COMSOL Multiphysics. It was observed that the higher harmonic current distortion, the higher temperature at the core, and especially in the coils. While in the case of supply voltage with interharmonic and subharmonic, the impact on transformer heating become much more pronounced in relation to the cases in which their supply voltage is sinusoidal or contains harmonics of the 3rd, 5th and 7th orders. The errors checked between the measurements and the results of simulations were considered acceptable. With the refinement of the model, will be possible use it in order to predict the temperature spectrum of transformers at the begining of the design, mainly in nonlinear conditions of operation. / A poluição harmônica em sistemas de distribuição tem aumentado significativamente devido ao uso generalizado de cargas não lineares. Harmônicos de corrente e tensão deterioram a qualidade da energia fornecida pelos alimentadores e comprometem a eficiência dos equipamentos conectados à rede elétrica. Estes equipamentos necessitam de uma forma de onda senoidal para garantir seu funcionamento adequado, como é o caso dos transformadores. Seu desempenho e principalmente a proteção dependem, em grande parte, do isolamento dos enrolamentos, o qual está intimamente relacionado com a temperatura de operação. Concernente a isso, este trabalho propõe um estudo sobre eficiência energética, cujo principal objetivo é investigar o aquecimento do transformador na presença de harmônicos, apresentando medições comparativas entre o aumento da temperatura causada em um transformador a seco trifásico de 10~kVA quando submetido a correntes e tensões senoidais e não senoidais, e, posteriormente, uma comparação entre os resultados experimentais e os de simulações obtidas a partir de um modelo 3D do mesmo transformador desenvolvido no emph{software} COMSOL emph{Multiphysics}. Verificou-se que quanto maior a distorção harmônica de corrente, mais elevada é a temperatura no núcleo, e sobretudo nas bobinas. Enquanto que para tensão de alimentação com inter-harmônico e sub-harmônico o impacto no aquecimento do transformador tornou-se bem mais acentuado em relação a casos nos quais sua tensão de alimentação é senoidal ou contém harmônicas de 3ª, 5ª e 7ª ordens. Os erros verificados entre as medições e os resultados de simulações foram considerados aceitáveis. Com o refinamento do modelo, será possível empregá-lo a fim de prever o espectro de temperatura de transformadores em fase de projeto, principalmente sob condições não lineares de operação.

BARBOSA, D. A. Análise energética e financeira de um dispositivo de seguimento solar para a geração fotovoltaica. 2016. 98 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-10-27T11:37:56Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_dabarbosa.pdf: 4329631 bytes, checksum: ea6296c4383b08d62e29da65bd6ae53d (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-10-31T19:10:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_dabarbosa.pdf: 4329631 bytes, checksum: ea6296c4383b08d62e29da65bd6ae53d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-31T19:10:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_dabarbosa.pdf: 4329631 bytes, checksum: ea6296c4383b08d62e29da65bd6ae53d (MD5) Previous issue date: 2016-02-04 / Being located close to the equator and it has few variations of solar radiation, the Northeast region of Brazil presents favorable conditions for the deployment of photovoltaic plants. Thus, the work present aims to perform a study of energetic viability and financial of a photovoltaic panel with a solar tracking shaft, installed at Alternative Energy Laboratory (LEA) of the Federal University of Ceará (UFC ). Measurements were made in two solar tracker systems with open loop and closed loop angular positions at intervals of 15, 30, 60 and 180 minutes. Using the average irradiance, it was selected a typical day and the update interval of the angular position for each system. The net electric power generation of panels with tracking was determined from the difference between the electric power generated and the power consumed to operation of solar tracking. As cargo, it was considered a representative consumption of a typical Brazilian family residence. Finally, it analyzed the financial viability of the solar tracker system with motion control performed by microcontroller and programmable logic controller. The analysis of the financial viability of the project was based on cash flows with fixed tariff flags, ie considering a unique scenario for the months analyzed. From the point of view of better utilization of solar energy, the results demonstrated a greater capacity of electricity generation mobile system in relation to the fixed, with the disadvantage of the mobile system having a more complex implementation. The analysis allow us to conclude that a system with solar tracker update interval of the angular position of 60 minutes and control by closed loop, has a gross gain of 27.42% in the production of electricity in relation to the fixed panel. Considering the net gains, both with upgrades of 60 minutes, the system with mobile panel in open and closed loop present features relative to the fixed panel gains of 6.3% and 11.3%, respectively. The average time to payback discounted the angular positioning control systems with the open and closed loops and microcontroller use was approximately 25 years. Thus, if there is interest in using one of the control loops, it is necessary to deepen the analysis of investment costs, with the proposition of alternatives from a financial point of view. / Por estar localizada próxima à linha do Equador e não apresentar grandes variações de irradiação solar, a região Nordeste do Brasil apresenta condições favoráveis para a implantação de plantas fotovoltaicas. Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo realizar um estudo de viabilidade energética e financeira de um painel fotovoltaico com seguimento solar de um eixo, instalado no Laboratório de Energias Alternativas (LEA) da Universidade Federal do Ceará (UFC). As medições foram realizadas em dois sistemas com seguidor solar em malha aberta e malha fechada, em intervalos de posicionamentos angulares de 15, 30, 60 e 180 minutos. Utilizando a média da irradiância solar medida, foi selecionado um dia típico e o intervalo de atualização da posição angular para cada sistema. A geração líquida de energia elétrica dos painéis com seguimento foi determinada a partir da diferença entre a energia elétrica gerada e a energia elétrica consumida para operação do seguimento solar. Como carga, foi considerado um consumo representativo de uma residência familiar típica brasileira. Finalmente, foi analisada a viabilidade financeira do sistema seguidor solar com controle de posicionamento efetuado por microcontrolador e por controlador lógico programável. A análise da viabilidade financeira do projeto baseou-se em fluxos de caixa com bandeiras tarifárias fixas, ou seja, considerando um único cenário para os meses analisados. Sob o ponto de vista do melhor aproveitamento da energia solar, os resultados demonstram uma maior capacidade de geração de eletricidade do sistema móvel em relação ao fixo, com a desvantagem de o sistema móvel possuir uma implementação mais complexa. As análises permitem concluir que um sistema com seguidor solar com intervalo de atualização da posição angular de 60 minutos e controle por malha fechada, apresenta um ganho bruto de 27,42% na produção de energia elétrica em relação ao painel fixo. Considerando os ganhos líquidos, ambos com atualização de 60 minutos, o sistema com painel móvel em malha aberta e malha fechada apresenta em relação ao painel fixo ganhos de 6,3% e 11,3%, respectivamente. O tempo médio de payback descontado dos sistemas de controle de posicionamento angular com as malhas aberta e fechada e uso de microcontrolador foi de aproximadamente 25 anos. Assim, caso haja interesse em utilizar uma das malhas de controle, faz-se necessário aprofundar a análise dos custos de investimentos, com a proposição de alternativas do ponto de vista financeiro.

BEZERRA, H. Sistema simulador para treinamento presencial e a distância de operação da proteção de sistemas elétricos. 2008. 106 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-01-10T11:48:44Z No. of bitstreams: 1 2008_dis_hbezerra.pdf: 3224412 bytes, checksum: b21e69e2e4e62493e20b0b25a734cd84 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-01-18T18:28:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_dis_hbezerra.pdf: 3224412 bytes, checksum: b21e69e2e4e62493e20b0b25a734cd84 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-18T18:28:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_dis_hbezerra.pdf: 3224412 bytes, checksum: b21e69e2e4e62493e20b0b25a734cd84 (MD5) Previous issue date: 2008-11 / The area of electrical power systems worldwide, particularly in developing countries like Brazil, has expressive importance because it is the basic input to industrial production. The new institutional model of the Brazilian electrical power sector has demanded greater competitiveness and larger amount of investment, which brings encouragement to the training of skilled people for current and future demands, in order to make possible the adequacy of existing methods and concepts to new operational and commercial technical challenges. The human resources management policies prevailing in the electricity utility companies have caused difficulties in recent years for the release of staff to attend training courses. In order to keep up the qualification and training activities, traditionally carried out in presence courses, the Virtual Learning Environments (AVA), such as Teleduc, Moodle and AulaNet, have been continually developed, tested and implemented for courses at distance. This dissertation presents a system designed for present and at distance training courses for professionals in the area of protection of electrical power systems. The tool has been developed in the Teleduc environment, and it offers modules with theory contents in the specific area and a power system simulator that can represent practical situations, designed for training engineers and technicians of the electricity sector. The integration of the simulator into the Teleduc interface for remote and shared operation represents a breakthrough in the teaching-learning process of technological education and vocational at distance. / A área da energia elétrica ocupa no mundo moderno e, particularmente, nos países em desenvolvimento como o Brasil expressivo destaque, por se tratar de insumo básico ao desenvolvimento do país. O novo modelo institucional do setor elétrico brasileiro vem exigindo maior competitividade e maior quantidade de investimentos, o que incentiva à formação de pessoas qualificadas para demandas atuais e futuras, de forma a tornar possível a adequação de métodos e conceitos existentes aos novos desafios técnicos, operacionais e comerciais na área. A política de racionalização da gestão de recursos humanos das empresas concessionárias de energia elétrica provocou nos últimos anos dificuldades de liberação de pessoal para participar de cursos de capacitação. Com o objetivo de dar suporte às atividades de formação e treinamento, antes tradicionalmente presenciais, Ambientes Virtuais de Aprendizagem (AVA), tais como Teleduc, Moodle e AulaNet, vêm sendo continuamente desenvolvidos, testados e aplicados em cursos à distância. Este trabalho apresenta um sistema desenvolvido para treinamento presencial e a distância de profissionais da área de operação e proteção de sistemas elétricos de potência. A ferramenta proposta desenvolvida inicialmente para o ambiente Teleduc oferece módulos com conteúdo de formação teórica no domínio específico e um simulador capaz de representar situações realísticas, projetado para o treinamento de engenheiros e técnicos do setor elétrico. A integração do simulador à interface do Teleduc para operação remota e compartilhada representa um avanço do processo ensinoaprendizagem do ensino tecnológico e profissional à distância.

OLIVEIRA, C. F. V. Algoritmo para reconfiguração de sistemas de distribuição de energia elétrica baseado em evolução diferencial. 2016. 103 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-06-08T14:12:19Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_cfvoliveira.pdf: 2002858 bytes, checksum: 334e3b83031855367064149c9b15c21f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-06-08T19:14:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_cfvoliveira.pdf: 2002858 bytes, checksum: 334e3b83031855367064149c9b15c21f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-08T19:14:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_cfvoliveira.pdf: 2002858 bytes, checksum: 334e3b83031855367064149c9b15c21f (MD5) Previous issue date: 2016-12-22 / The electric power produced in Brazil goes through a long process before reaching the final consumers: industries, urban and rural centers, etc. Such process consists on electric power generation, transmission and distribution. However, inherent losses, due to the Joule effect, are associated with these processes. Futhermore, distribution electric newtworks are subject at all times to external agents which can cause failures through short circuits and conductor drops, leading the system to an abnormal state of operation, requiring isolation of the faulty section and the energy restoration of the affected part of the system. Both cases can be reduced with the system reconfiguration. This may provide the ohmic loss reduction, when it is in normal operating condition, and/or ensure a network condition in which the system defect is isolated and a maximum number of affected loads are restored. This work presents a methodology for the electric energy distribution systems based on the metaheuristics of Differencial Evolution. Graph concepts and node-depth representation are used to more efficiently apply the backward/forward sweep method for calculating the power flow in the proposed system configurations. The proposed methodoloy uses as input data values of active and reactive powers connected to the buses of the distribution system, topology information, initial network configuration, conductors and supply sources capacities. As results, the network reconfiguration with minimum losses and minimum number of desenergized loads is presented. Typical operational restrictions of radial electrical networks are considered such as: maximum conduction capacity of the conductors, supply capacity of the sources and allowable voltage levels. Tests with the algorithm were performed for the electrical IEEE systems of 16, 33, 69 and 83 buses and the results were compared with other methodologies. The results of the tests indicate that the implementation of the methodology in the service of distribution of electric power in networks of power utilities can contribute to a better use of its assets and an improvement of its quality of service indicators. / A energia elétrica produzida no Brasil percorre um longo processo antes de chegar aos consumidores finais. Tal processo consiste na geração, transmissão e distribuição de energia elétrica. Contudo, perdas inerentes, devido ao Efeito Joule, estão associadas a esses processos. Além do mais, redes elétricas de distribuição estão a todo o momento sujeitas a agentes externos que podem causar falhas através de curto circuitos e queda de condutores, levando o sistema a um estado anormal de operação, necessitando um isolamento do trecho defeituoso e restabelecimento de energia da parte afetada do sistema. Ambos os casos podem ser minorados através da reconfiguração do sistema. Essa pode proporcionar uma redução das perdas ôhmicas, quando o mesmo se encontra em estado normal de operação, e/ou garantir um estado da rede em que o defeito do sistema esteja isolado e um número máximo de cargas afetadas sejam restabelecidas. Neste trabalho é apresentada uma metodologia para reconfiguração de sistemas de distribuição de energia elétrica baseada na metaheurística de Evolução Diferencial. Conceitos de grafos e representação nó-profundidade são utilizados para aplicar de forma mais eficiente o método de varredura direta/inversa para o cálculo do fluxo de potência nas configurações propostas do sistema. A metodologia proposta utiliza como dados de entrada valores de potências ativa e reativa ligadas às barras do sistema de distribuição, informações de topologia, configuração inicial da rede, capacidade dos condutores e de fornecimento das fontes. Como resultado, a reconfiguração da rede com mínimas perdas e número mínimo de cargas desenergizadas é apresentada. São consideradas restrições operacionais típicas de redes elétricas radiais como: capacidade máxima de condução dos condutores, capacidade de suprimento das fontes e níveis de tensão admissíveis. Testes com o algoritmo foram realizados para os sistemas elétricos IEEE de 16, 33, 69 e 83 barras e os resultados foram comparados com outras metodologias. Os resultados dos testes apontam que a implementação da metodologia no serviço de distribuição de energia elétrica em redes de concessionárias pode contribuir para um melhor aproveitamento de seus ativos e uma melhoria do seus indicadores de qualidade de serviço.