Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2010. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-06-06T21:15:14Z No. of bitstreams: 1 2010_SergioBatistadaSilva.pdf: 3126183 bytes, checksum: fe265e5dcdd89bcdff47d6d4a45591d8 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-06-06T21:15:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_SergioBatistadaSilva.pdf: 3126183 bytes, checksum: fe265e5dcdd89bcdff47d6d4a45591d8 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-06-06T21:15:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_SergioBatistadaSilva.pdf: 3126183 bytes, checksum: fe265e5dcdd89bcdff47d6d4a45591d8 (MD5) / A falta de eletricidade nas comunidades isoladas da região da Amazônia brasileira torna-se uma das grandes barreiras para o desenvolvimento da região. Atualmente, as principais tecnologias para suprimento energético dessas comunidades são os grupos motoresgeradores (GMGs) a dísel, as baterias e as pilhas. Estas fontes não-renováveis, além de causarem sérios problemas para o meio ambiente e para a saúde pessoal, possuem elevado custo de manutenção e operação. Assim, a busca por soluções que priorizem o uso de tecnologias para suprimento de energia utilizando os recursos naturais como a água e o sol, de grande abundância na Região Amazônica, tornam-se um grande desafio. Esta tese apresenta um estudo para a aplicação de tecnologias de geração solar fotovoltaica (FV) e de células a combustível (CaCs) para suprimento de energia elétrica de forma ininterrupta. O estudo pauta-se em características técnica e de custo de um projeto-piloto instalado em uma área de proteção ambiental, localizado próximo à Ilha do Bananal, no sudoeste do estado do Tocantins, no Brasil. O projeto-piloto utiliza a energia solar FV como fonte primária de energia para produção de eletricidade. A energia excedente é armazenada na forma de hidrogênio produzido por eletrólise da água encontrada localmente e re-convertida em eletricidade por meio de uma CaC nos períodos de baixa ou ausência da radiação solar. Nessa perspectiva, esta tese visa propor o dimensionamento de sistemas híbridos de geração distribuída (SHGDs) constituídos por tecnologias de geração FV e CaC, de forma a otimizar o custo de implantação. Para a simulação e otimização do sistema foi utilizado a ferramenta computacional Hibrid Optimization Model for Electric Renewable (HOMER®) produzido pela National Renewable Energy Laboratory (NREL). Simulações e estudos comparativos são apresentados para diferentes tecnologias e configurações possíveis para atendimento às comunidades isoladas da Amazônia. Os resultados apontam para solução ótima do SHGD FV-CaC-Baterias com redução no custo inicial do projeto em cerca de 60% em relação ao sistema dimensionado apenas. Os custos dos módulos FVs apresentaram-se como maior parcela do SHGD avaliado, registrando valores até 50% do VPL do projeto. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The lack of electricity in isolated communities in the Brazilian Amazon has become one of the greatest barriers for the development of the region. Currently, the main technologies that provide electricity to these communities are diesel generators, batteries and dry cells. These non-renewable energy sources may pose serious problems to the environment and human health and have high maintenance and operational costs. Therefore, the search for renewable energy sources, such as water and sunlight, which are highly abundant in the region, has become a great challenge. This thesis presents the studies on application of solar photovoltaic (PV) and fuel cell (FC) technologies to supply electric power in an uninterrupted manner. Outlined are the technical and cost issues of a pilot project set up in an environmentally protected area, next to Bananal island, located in the Southwestern region of the state of Tocantins. The pilot project relies on PV solar power as the primary source of energy for the production of electricity. The surplus energy is stored in the form of hydrogen produced by electrolysis of the water supplied locally, which is reconverted into electric power by fuel cells during periods when there is little or no sunlight. In this context, the aim of the study was to propose a sizing of a hybrid distributed generation system (HDGS), comprised of a PV system, FC and batteries, that optimizes implementation and operational costs, as a potential source of energy for isolated communities in the Amazon. The work was carried out with the help of simulation software HOMER (Hybrid Optimization Model for Electric Renewables) developed by National Renewable Energy Laboratory (NREL). Simulations and a comparative study were carried out of the technologies and potential configurations that meet the needs of these isolated communities. The results showed an optimal solution of HGDS PV-FCbatteries with a reduction in the initial cost of the project in about 60% compared to the sizing system only. The HOMER simulated results also indicated that more than 50% of the costs of the PV–FC–battery HDGS regarded the PV system .

Dissertação (mestrado)-Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2011. / Submitted by Gabriela Ribeiro (gaby_ribeiro87@hotmail.com) on 2011-06-28T21:02:49Z No. of bitstreams: 1 2011_MariaLuizaFerreiraCaldwell.pdf: 1947344 bytes, checksum: fe1fbfb7175b84527bb01113a8c49f73 (MD5) / Approved for entry into archive by Guilherme Lourenço Machado(gui.admin@gmail.com) on 2011-06-30T14:34:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_MariaLuizaFerreiraCaldwell.pdf: 1947344 bytes, checksum: fe1fbfb7175b84527bb01113a8c49f73 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-06-30T14:34:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_MariaLuizaFerreiraCaldwell.pdf: 1947344 bytes, checksum: fe1fbfb7175b84527bb01113a8c49f73 (MD5) / A transmissão de energia elétrica é uma atividade de caráter estratégico, essencial ao pleno desenvolvimento do mercado de energia no Brasil. A cada concessão de transmissão é estabelecida uma receita máxima em contrapartida ao serviço público prestado. Os parâmetros e critérios para composição da receita associada ao serviço de transmissão foram constantemente aprimorados ao longo dos anos, especialmente após o advento da revisão tarifária periódica, instrumento regulatório que visa promover eficiência produtiva e incentivar a realização de investimentos prudentes, obedecendo aos dispositivos legais e contratuais vigentes. Diante disso, o trabalho tem por objetivo apresentar a evolução deste processo nas concessões de transmissão de energia elétrica, avaliar seus impactos sobre os resultados encontrados nos dois ciclos de revisão tarifária realizados até o presente momento, além de identificar suas principais diferenças. Finalmente, o trabalho propõe relacionar a remuneração e o desempenho das instalações de transmissão. A qualidade na prestação do serviço de transmissão no Brasil é medida a partir da disponibilidade e capacidade plena dos sistemas. Assim, busca-se relacionar a qualidade do serviço ao processo de revisão tarifária periódica, com base em indicadores de desempenho aplicados às instalações atualmente em operação comercial. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The transmission of electricity is a strategic activity, essential to the full development of the Brazilian energy market. In each public utility a maximum revenue is defined in return for an appropriate service delivered. The parameters and criteria related to the revenue of the transmission service have been improved over the years, especially after the introduction of periodic tariff revisions, a regulatory tool which promotes efficiency, productivity and prudent investments, according to the current legislation and contractual arrangements. Thus, the study aims to introduce the evolution of this process on electricity transmission utilities, evaluate their impacts on the two rounds of tariff revision and identify their differences. Finally, this work proposes to correlate remuneration and performance of the transmission systems. The quality of transmission services in Brazil is measured by capacity and availability of the systems. Thereby, it attempts to correlate the quality of transmission service and the process of periodic tariff revision, based on performance indicators of the transmission systems in operation.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-08-15T13:49:55Z No. of bitstreams: 1 2013_HugoLamin.pdf: 8070127 bytes, checksum: f6649d08b081c50e4a5c97b38e529fb0 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-08-15T14:55:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_HugoLamin.pdf: 8070127 bytes, checksum: f6649d08b081c50e4a5c97b38e529fb0 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-08-15T14:55:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_HugoLamin.pdf: 8070127 bytes, checksum: f6649d08b081c50e4a5c97b38e529fb0 (MD5) / Redes inteligentes referem-se à inserção de novas tecnologias e de elementos digitais no setor elétrico, em especial no segmento de distribuição. Elas constituem em maiores automação e eficiência na prestação dos serviços de eletricidade. Os benefícios das redes inteligentes são diversos e espalham-se por toda a sociedade, abrangendo tanto distribuidoras quanto consumidores, além de ganhos transversais ao setor elétrico. A implantação de redes inteligentes mostra-se uma oportunidade para combater alguns dos roblemas verificados no setor elétrico brasileiro: perdas não técnicas, baixa confiabilidade (interrupções no fornecimento) e outros tipos de ineficiências. Como redes inteligentes envolvem implantações em grande escala e custos elevados, torna-se relevante uma avaliação acerca do nível de intervenção de uma política pública e(ou) de um regulamento. É neste ponto que se mostra oportuna a realização de uma Análise de Impacto Regulatório - AIR. Esse tipo de análise apresenta uma avaliação antecipada dos impactos de regulamentos novos ou alterados. Logo, o objetivo deste trabalho é apresentar custos e benefícios relacionados à implantação de redes inteligentes no Brasil. Trata-se de uma AIR em que são estimados gastos com equipamentos e infraestrutura de medição, telecomunicações, automação e Tecnologia da Informação - TI. Também são avaliados ganhos em nove categorias de benefícios. A análise utiliza informações de custos e benefícios de dezenas de países. São levantados seis possíveis cenários de implantação para o Brasil e os resultados consideram o Valor Presente Líquido - VPL da sequência anual de custos e benefícios. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Smart grids consist of the insertion of new technologies and digital devices in power systems, particularly in the electricity distribution segment, leading to a higher level of automation and efficiency in power supply. The benefits of smart grids are spread throughout the society, including both utilities and consumers, and its outcomes can be perceived beyond the power sector. In theory, smart grids represent an opportunity to solve some of the major problems in the Brazilian electricity sector: non-technical losses, reliability issues (supply outages) and other inefficiencies. However, since smart grids involve large-scale deployments and high costs, an assessment of government intervention level - via public policy or regulation - is imperative. At this point, Regulatory Impact Analysis - RIA shows itself as an appropriate tool in order to provide the decision maker with a previous impact assessment of a new regulation or changes in current regulatory status. Therefore, the main purpose of this thesis is to estimate and analyze costs and benefits related to smart grids implementation in Brazil. The assessment of costs includes equipment and infrastructure of metering devices, telecommunications, automation and Information Technology. As for the benefits, nine categories are created to comprise economic, environmental and technical gains. Several different countries experiences and data provide a background for the study. Scenario planning led to six possible deployment options for Brazil and their outputs are examined via the Net Present Value - NPV of annual costs and benefits.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Departamento de Engenharia Elétrica, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-10-16T13:49:25Z No. of bitstreams: 1 2013_LarissadeMatosGuedes.pdf: 1586985 bytes, checksum: e763d6a41e28ac4a8c5ad479f220de0d (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-10-16T14:25:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_LarissadeMatosGuedes.pdf: 1586985 bytes, checksum: e763d6a41e28ac4a8c5ad479f220de0d (MD5) / Made available in DSpace on 2013-10-16T14:25:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_LarissadeMatosGuedes.pdf: 1586985 bytes, checksum: e763d6a41e28ac4a8c5ad479f220de0d (MD5) / O aumento do consumo mundial por energia elétrica esta incentivando novas formas geração. Nesse contexto a utilização de unidades de geração distribuída (GD) pode contribuir no suprimento da demanda e proporcionar uma série de benefícios ao sistema elétrico, como redução das perdas técnicas na distribuição de energia. Na verdade, a GD é uma realidade no Brasil, onde existem diversos tipos gerando energia e repassando-a às concessionárias para a venda aos consumidores. O objetivo dessa pesquisa e realizar um estudo sobre a inserção de uma unidade de GD em um alimentador radial, de maneira a analisar a relação de sua localização e valor de potência ativa na redução das perdas, mas, principalmente, calcular os custos de investimento dessa unidade de GD e propor um método para calcular o valor presente do custo evitado devido a redução das perdas que a presença de uma GD proporciona ao sistema de distribuição. Dessa forma, através desse estudo verificar a validade do desenvolvimento de algoritmos sofisticados para a alocação de uma unidade de GD, tanto na escolha da barra ótima quanto no valor ideal da potencia ativa, sob o ponto de vista dos custos que envolvem essa alocação. Nesse trabalho e desenvolvido um algoritmo de alocação de unidades de GD que encontra a barra ótima do alimentador de forma a minimizar as perdas técnicas totais. Esse algoritmo também encontra o valor ótimo de potencia ativa para que as perdas sejam mínimas. São realizadas diversas simulações em três alimentadores com topologia radial cujos valores de carga são modelados de duas formas, através de sua carga média e pela curva de carga, proporcionando resultados para discussões acerca da relação da localização da GD, da respectiva redução das perdas, além da analise dos custos envolvidos conforme descrito acima. A plataforma utilizada foi o Matlab® e para os fluxos de carga foi usado o pacote Matpower®. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The worldwide increase in electric power consumption is fostering new forms of generation. In this regard, the use of distributed generation (DG) units may help meet demand and provide a series of benefits to the electric grid, including technical loss reductions in power distribution systems. GD is currently a reality in Brazil, where there are various types generating power that is passed on to concessionaires for sale to consumers. Our aim was to conduct a study on the insertion of one DG unit in a radial feeder, so as to analyze the relation between its location and active power value in reducing losses, in particular to calculate the investment costs of this DG unit and to propose a method to calculate the present value of the avoided cost due to the reduction in losses that the presence of a GD unit would provide to the distribution system. Thus, by way this study, we also aimed to verify the validity of the development of sophisticated DG unit allocation algorithms, considering both the choice of the optimal bar and the ideal value of the active power, from the perspective of the costs involved in this type of allocation. In this study, we develop a algorithm for the allocation of GD units which determines the optimal feeder bar so as to minimize total technical losses. This algorithm also determines the optimal value for active power that allows losses to minimized. Several simulations were conducted in three feeders with radial topology whose power values were modeled in two ways: by average power, and by the power curve, producing results to subsidize discussions regarding the location of the DG, the respective loss reductions, as well as to analyze the costs involved, as mentioned above. The platform used was Matlab®, and the Matpower® package was used for the power flows.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2010. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-05-14T02:07:13Z No. of bitstreams: 1 2010_GuilhermeNeitzke.pdf: 7333492 bytes, checksum: 52992b2a70f892387a2cff7be5e73250 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-05-14T02:08:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_GuilhermeNeitzke.pdf: 7333492 bytes, checksum: 52992b2a70f892387a2cff7be5e73250 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-05-14T02:08:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_GuilhermeNeitzke.pdf: 7333492 bytes, checksum: 52992b2a70f892387a2cff7be5e73250 (MD5) / Este trabalho tem por objetivo a gaseificação de peletes de cama de aviário. Com a crescente preocupação com o meio ambiente, principalmente com o aquecimento global, a escassez de energia e o seu custo futuro, o uso de fontes renováveis para a geração de energia elétrica ganhou destaque no cenário mundial. O principal rejeito da atividade avícola é a cama de aviário e a busca por alternativas de uso, manejo e destino são necessários para o desenvolvimento sustentável do setor. Análises químicas da cama de aviário e das cinzas provenientes da gaseificação foram realizadas viabilizando o uso. Neste estudo, a qualidade energética do gás foi estimada por meio de um conjunto moto-gerador e um sistema de dissipação de energia. O nível de substituição do óleo Diesel foi da ordem de 36,22%. Para o uso na gaseificação, a peletização do material foi necessária com vantagens no transporte e estocagem do combustível, e um melhor controle da combustão além de aumentar a sua densidade energética. Análises químicas das cinzas foram realizadas detectando altos teores de Fósforo (P) e Potássio (K). Uma análise do Custo/Beneficio do kilowatt indicou que para uma potência de 39 kW o preço do kilowatt gerado por essa tecnologia tem o mesmo valor do preço cobrado pela concessionaria. A gaseificação da cama de aviário surge como uma alternativa de uso do material considerando aspectos sanitários, econômicos e ambientais agregando valor ao produto final. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This paper aims the gasification of pellets of poultry litter.With the growing concern for the environment, specially global warming, energy shortages and its future cost, the use of renewable sources as electricity generation rose to prominence in the worldwide scenery. The main waste from the poultry activity is the poultry litter and the search for alternatives of usage, handle and destination are needed for the sustainable development of the sector. Chemical analysis of poultry litter and of the ashes from the gasification were carried out with the objective of the feasibility of using the material. In this study, the energetic quality of the gas was estimated through a motor-generator set and a system of energy dissipation. The level of replacement of diesel was 36,22%. For the use in gasification, the pellet of the material was necessary with advantages in transportation and storage of fuel, and a better control of combustion besides increasing its energy density. Chemical analyses of the ashes were made by detecting high levels of phosphorus (p) and potassium (k). An analysis of cost/benefit of kilowatt indicated that, to a power of 39 kw the price of the generated by this technology has the same value of the price charged by the dealer. The gasification of the poultry litter appears as an alternative of the use of the materials considering sanitary, economical and environmental aspects, adding value to the final product.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Engenharia Mecânica, Programa de pós-graduação em Ciências Mecânicas, 2006. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-05-17T14:08:46Z No. of bitstreams: 1 2006_ThatianaVirginiaGranjaCruz.pdf: 4788595 bytes, checksum: a1de72994c8e62ce2d9a174b88c5e5f3 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-05-17T14:09:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_ThatianaVirginiaGranjaCruz.pdf: 4788595 bytes, checksum: a1de72994c8e62ce2d9a174b88c5e5f3 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-05-17T14:09:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_ThatianaVirginiaGranjaCruz.pdf: 4788595 bytes, checksum: a1de72994c8e62ce2d9a174b88c5e5f3 (MD5) / O panorama socioeconômico brasileiro mostra uma situação propícia para o crescimento da geração distribuída: o aumento da demanda por energia elétrica, o incentivo ao uso do gás natural, a implementação de tarifas diferenciadas para os horários de ponta, etc. Tal fato tem despertado interesse na produção de energia elétrica, por meio de pequenos grupos geradores para entrarem em horário de ponta, ou para atenderem às comunidades isoladas do país e ao meio rural, como também, para atuarem em projetos de cogeração industrial e comercial. Uma dessas alternativas para geração, em franco desenvolvimento, são as microturbinas. Esta tecnologia, recentemente implantada no Brasil, encontra um cenário favorável à expansão, tendo-se em vista os novos desenvolvimentos tecnológicos e a política governamental de expansão do uso do gás natural para termeletricidade. Esses sistemas trabalham, tipicamente, em altas rotações, e em composições cuja capacidade nominal instalada pode variar de 35 kW a 1 MW, tendo características similares a turbinas de grande porte. O presente trabalho consistiu do estudo do comportamento de uma microturbina a gás. Os principais objetivos foram: determinar as variáveis representativas do comportamento da microturbina; instrumentar a microturbina; avaliar o seu comportamento termodinâmico; aplicar técnicas de identificação para obter modelos matemáticos para a representação de seu funcionamento; e, por último, avaliar os modelos identificados, determinando um envelope operacional adequado ao posterior controle da microturbina. Para obter os resultados foram realizados quatro ensaios, em diferentes regimes de operação da microturbina. Por meio dos resultados obtidos foi possível caracterizar o funcionamento termodinâmico da microturbina como uma turbina livre e, também, identificar um modelo adequado, para representar o comportamento dinâmico deste sistema para os regimes de operação propostos. Este projeto segue uma linha de desenvolvimento da Universidade de Brasília, cuja etapa subseqüente consistirá no controle dinâmico, tendo como base os resultados deste trabalho. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The Brazilian socioeconomic panorama shows a tendency of growth for distributed generation: increasing electricity demand, incentive to the use of natural gas, different tariffs for peak and off-peak electricity consumption etc. These factors, together, have led to an increase in production of electricity be means of small generators that operate during peak demand hours, or to supply energy to isolated communities and to rural areas, as well as to operate in industrial and commercial cogeneration. Microturbines are one of the alternatives to meet all these needs. In Brazil, this new technology finds a favorable expansion scenario, considering new technology development and the governmental policy to increase the use of natural gas for thermoelectric generation. These systems work typically at high speeds and set-ups with installed capacity ranging from 35 kW to 1 MW and similar characteristics as those of larger gas turbines. This work consists of the study of a gas microturbine behavior. The main objectives were: to determine variables that represent the microturbine overall behavior; to instrument the system; to evaluate its thermodynamic behavior; to apply the newest identification techniques and to obtain mathematical models from it; to evaluate how well these models represent the operation of the system; and to determine the adequate operational envelop for its automated control. To perform these activities, the microturbine was operated under four different regimes. The results of these tests made it possible to characterize the microturbine’s behavior as a free turbine, and to identify an adequate model for representing its dynamic behavior under the four regimes proposed. This project follows a path of development at the University of Brasilia and the next step is the dynamic control based on the results obtained here.

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.

Submitted by Eduarda Figueiredo (eduarda.ffigueiredo@ufpe.br) on 2015-03-10T14:02:01Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Adriano Lira.pdf: 2483279 bytes, checksum: ab552ceb8393f2934177177ecc2d2565 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-10T14:02:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Adriano Lira.pdf: 2483279 bytes, checksum: ab552ceb8393f2934177177ecc2d2565 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012 / A estimativa de produção anual de energia ao longo do ciclo de vida do projeto é um dos mais importantes fatores para determinar a rentabilidade do projeto de energia eólica. Os métodos utilizados para estimar a Produção Anual de Energia (PAE) em um parque eólico exigem a avaliação das incertezas associadas em todas as etapas. Para financiar um projeto de energia eólica os bancos exigem que o empreendedor apresente as incertezas relacionadas à estimativa da produção de energia do parque eólico, visando mitigar erros e aumentando a confiabilidade do projeto. A avaliação adequada das incertezas é fundamental para julgar a viabilidade e o risco no desenvolvimento de um projeto de energia eólica. Neste trabalho são apresentadas e analisadas as principais fontes de incertezas no processo de estimativa de energia em parques eólicos, informa maneiras de mitigar estas incertezas e indica o quanto cada fonte de incerteza influencia na incerteza total da produção anual de energia em um parque eólico.

Made available in DSpace on 2018-08-02T00:01:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8216_Dissertação_DanielCarletti_FINAL20160318-102308.pdf: 3496321 bytes, checksum: d6fd1660d0be7446d65bba142356b72d (MD5) Previous issue date: 2015-04-14 / O crescimento exponencial da parcela de Fontes de Energia Renováveis (FER), juntamente com o aumento no número de unidades de Geração Distribuída (GD) instaladas como, por exemplo, painéis fotovoltaicos modulares, célula a combustível, entre outras, pode levar a um sistema elétrico instável e inseguro no futuro devido à redução da inércia rotacional total do sistema. Para resolver este problema, uma solução utilizando o controle dos inversores de potência que fazem a interface entre essas FER e a rede está se tornando popular. Uma maneira de melhorar a estabilização do sistema seria introduzir de alguma forma uma inércia rotacional virtual às GDs. Para isto, é necessário que se combine uma forma de armazenamento rápido de energia, com um mecanismo de controle adequado ao conversor de potência da GD. Desta forma, a GD pode se comportar como um Gerador Síncrono Virtual e contribuir para a estabilização do sistema. Neste trabalho, todo o equacionamento necessário para o controle de uma máquina síncrona virtual é apresentado. Um sistema será proposto para simulação de forma que seja comprovada a equivalência entre o controle proposto e uma máquina síncrona real frente a várias situações de operação. Os resultados de simulação serão analisados de forma a validar a equivalência entre o modelo proposto e os geradores síncronos. Por fim, uma aplicação do VSG será estudada em uma planta real. Será feita a simulação de um painel fotovoltaico conectado ao sistema através de um conversor trabalhando como um gerador virtual.