nÃo hà / Ce travail se concentre sur l`investigation des variables significatives relatives à la consommation dâÃnergie Ãlectrique et à la croissance Ãconomique de l`Ãtat du CearÃ. Il a comme objectif de mettre en Ãvidence des ÃlÃments pour orienter le dÃveloppement des sources alternatives d`Ãnergie, en particulier de l`Ãnergie Ãolienne. Nous traitons du processus de structuration du marchà brÃsilien d`Ãnergie Ãlectrique et effectuons une analyse des relations entre l`offre et la demande d`Ãnergie Ãlectrique dans l`Ãtat du CearÃ. Ensuite, en argumentant avec des Ãtudes et des donnÃes statistiques, le travail identifie le potentiel de gÃnÃrer de lâÃnergie Ãlectrique grÃce à lâÃnergie Ãolienne dans l`Ãtat du CearÃ, et prÃsente des calculs de rentabilità financiÃre pour l`insertion de projets Ãoliens sur le marchà des Ãmissions. Au final, cette recherche fait des propositions de modÃles ÃconomÃtriques et des simulations de prÃvisions qui permettent d`analyser lâÃvolution de la demande d`Ãnergie Ãlectrique dans lâÃtat mentionnÃ. Nous mentionnons le besoin en Ãnergie Ãlectrique face à des scÃnarios de croissance Ãconomique et la possibilità de couvrir la diffÃrence attendue grÃce à l`Ãnergie Ãolienne. / O trabalho orienta-se pela investigaÃÃo de variÃveis significativas relacionadas ao consumo de energia elÃtrica e ao crescimento econÃmico do estado do CearÃ. Objetiva a apreensÃo dos elementos que norteiam o desenvolvimento das fontes alternativas de energia, em particular a eÃlica. Discute o processo de estruturaÃÃo do mercado brasileiro de energia elÃtrica e analisa as relaÃÃes entre oferta e demanda no estado do CearÃ. ExpÃe atravÃs de estudos e dados a lideranÃa potencial detida pelo estado do Cearà na geraÃÃo de energia eÃlica, e apresenta ferramentas de incremento financeiro atravÃs da inserÃÃo dos projetos eÃlicos no mercado de emissÃes. A pesquisa propÃe modelos economÃtricos e simulaÃÃes de previsÃes que permitem analisar o comportamento da demanda de energia elÃtrica, bem como o potencial energÃtico necessÃrio ante cenÃrios de crescimento econÃmico, e a possibilidade do diferencial ser suprido por energia eÃlica.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Neste trabalho, foi desenvolvida um turbina eÃlica de 490 W em conjunto com uma estrutura para testes de desempenho de aerogeradores deste porte. Foi empregado o mÃtodo analÃtico BEM (Blade Element Momentum Theory) para desenvolvimento, imensionamento, fabricaÃÃo e testes dos componentes da turbina e do sistema de mediÃÃo, abrangendo o estudo aerodinÃmico das pÃs a serem testadas, seu respectivo carregamento, ensaio destrutivo e previsÃo de desempenho. Para tanto, foram consideradas as etapas do cÃlculo e projeto mecÃnico de todos os principais componentes. TambÃm foi definida a metodologia de testes envolvendo a especificaÃÃo de instrumentos, teste em bancada, testes de campo, tratamento de dados e geraÃÃo de resultados. Os resultados foram posteriormente comparados com aqueles gerados pelo BEM. O aparato construÃdo permitiu estabelecer uma estrutura adequada para futuros testes com rotores eÃlicos de maiores diÃmetros e complexidade tecnolÃgica. / In this paper was developed a small scale wind turbine and a structure for performance testing. It was employed the BEM (Blade Element Momentum Theory) to developing, design, fabrication and tests of wind turbine and the measuring system, including the blades aerodynamic analysis which was tested, it respective loading, destructive test and performance forecast. It was considered the complete mechanical design of main components. It was defined the tests methodology involving the instruments specifications, bench tests, field experiments, collected data analysis and results exposition and discussion. In order to validate the manufactured structure and system, it was verified the aerodynamic performance of a small scale wind turbine with 490 W. The results were compared with those proposed by BEM theory. The constructed device allowed establishing an appropriate condition for bigger wind turbine rotor in the future and with more technological complexity.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A atuaÃÃo produtiva das empresas provoca degradaÃÃo ambiental, agravada pelo crescimento da demanda por energia e da dependÃncia global dos recursos nÃo-renovÃveis. Um dos mais sÃrios impactos envolve as mudanÃas climÃticas devido Ãs emissÃes de gases de efeito estufa, que afetam todas as empresas, inclusive as do setor eÃlico, direta ou indiretamente. As empresas respondem estrategicamente de forma diferenciada dependendo do grau em que sÃo afetadas e do mercado em que atuam. O trabalho analisa a influÃncia dos stakeholders e dos fatores polÃticos, tecnolÃgicos e ambientais nas estratÃgias dos produtores de energia eÃlica do Brasil e de seus fornecedores, assim como as principais prÃticas adotadas por essas empresas em resposta aos desafios impostos pelas mudanÃas climÃticas. Metodologicamente, optou-se pela realizaÃÃo de pesquisas bibliogrÃfica, documental e de campo. Na pesquisa de campo realizou-se um estudo exploratÃrio, de natureza qualitativa, com a aplicaÃÃo de entrevistas voltadas a identificar os fatores determinantes que influenciam as estratÃgias do setor eÃlico no estado do CearÃ. ApÃs, aplicou-se um questionÃrio, de natureza quantitativa, junto Ãs produtoras de energia eÃlica do Brasil e fornecedores. Os resultados sugerem que os fatores que mais influenciam as estratÃgias empresariais dessas produtoras e seus fornecedores sÃo os polÃticos, com Ãnfase nos leilÃes de energia promovidos pela ANEEL, por meio dos quais sÃo atingidos preÃos mais competitivos no mercado de energia. O stakeholder de maior influÃncia à o acionista, e essa influÃncia indica sua forÃa coercitiva nas decisÃes estratÃgicas das produtoras de energia eÃlica do Brasil e dos fornecedores. A prÃtica empresarial sugerida como a mais adotada foi a de inovaÃÃo, e o resultado demonstra que, na busca da mitigaÃÃo dos efeitos das mudanÃas climÃticas, as empresas podem vir a estimular o desenvolvimento de processos mais limpos e sustentÃveis, alÃm de reduzir os custos relacionados aos seus processos. A adoÃÃo de prÃticas empresariais com o intuito de mitigar ou compensar os efeitos das mudanÃas climÃticas depende da influÃncia de fatores externos. A pressÃo e influÃncia dos stakeholders sÃo de grande importÃncia para que o setor de energias renovÃveis como o da energia eÃlica se consolide no planejamento energÃtico mundial. Na Ãltima dÃcada os empreendimentos eÃlicos brasileiros receberam maior nÃmero de incentivos fiscais e investimentos em tecnologia. Nesse contexto, o estado do Cearà objetiva, com suas aÃÃes, aumentar a competitividade nesse segmento e oferecer uma alternativa viÃvel para minimizar os impactos ambientais decorrentes das mudanÃas climÃticas. / The productive operation of companies causes environmental degradation, worsened by the increasing energy demand and global dependency of non-renewable resources. One of the most serious impacts involves climate change due to emissions of greenhouse gases, which affect all the companies, including the wind sector, directly or indirectly. Companies strategically respond differently depending on how they are affected and the market they serve. This work analyzes the influence of stakeholders and political, technological and environmental factors in the strategies of brazilian wind energy producers and their suppliers, as well as the key practices used by these companies in response to challenges posed by climate change. Methodologically, it was opted to carry out bibliographic, documental and field search. In the field research was conducted an exploratory study, qualitative, with the application of interviews aimed to identify the determining factors that influence the strategies of wind power sector in the state of CearÃ. Then was applied a quantitative questionnaire to brazilian wind energy producers and their suppliers. The results suggest that the factors of most influence in the business strategies of brazilian wind energy producers and their suppliers are the politicians, with emphasis on energy auctions promoted by ANEEL, through which are achieved most competitive prices in energy market. The most influential stakeholder is the shareholder, and this influence indicates the coercive power of the shareholders in the strategic decisions of brazilian wind energy producers and their suppliers. The results indicate that the business practice more widely adopted was the innovation, and the result showed that in the pursuit for mitigating the effects of climate change the companies are likely to stimulate the development of cleaner and sustainable processes, and reduce costs related to their processes, and therefore obtain competitive advantage. The adoption of business practices in order to mitigate or compensate the effects of climate change depends on the influence of external factors. The pressure and influence of stakeholders have great importance for the sector of renewable energies like wind power be consolidated in the world energy planning. In the last decade, brazilian wind power projects received more tax incentives and technology investments. In the context, the state of Cearà aims with their actions to increase their competitiveness in this segment and offer a viable alternative to minimize the environmental impacts of climate change.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A avaliaÃÃo estrutural de turbinas eÃlicas à um problema que depende de diversas variÃveis tais como o regime de ventos, tipo e dimensÃes da turbina eÃlica, bem como das incertezas relacionadas a esses fatores. Para inserir essas incertezas, sÃo estabelecidas distribuiÃÃes de probabilidade para os parÃmetros fÃsicos do meio. No presente trabalho, propÃe-se uma anÃlise estrutural probabilÃstica utilizando o mÃtodo de elementos finitos para avaliaÃÃo das incertezas associadas à geraÃÃo de energia eÃlica. Avalia-se a resposta da estrutura a cargas aleatÃrias, para uma anÃlise de estabilidade do sistema. Com esse intuito foi desenvolvido um modelo de elementos finitos baseado na plataforma ANSYS R capaz de reproduzir com fidelidade o comportamento da torre eÃlica submetida à cargas produzidas pelo vento nas pÃs. AtravÃs de uma abordagem estatÃstica, foi determinada a soluÃÃo modal e a resposta dinÃmica com respeito a cargas de vento aleatÃrias. Utilizou-se o mÃtodo Monte Carlo como o mÃtodo de anÃlise probabilÃstica. Uma vez que o carregamento à considerado aleatÃrio o objetivo foi determinar a variaÃÃo dos parÃmetros de saÃda, dadas as incertezas iniciais, analisar as caracterÃsticas das propriedades dos materiais, tensÃes, deslocamentos, frequÃncias naturais e da resposta de frequÃncia da estrutura a aleatoriedade do vento. Analisou-se a influÃncia de cada incerteza sobre a resposta no domÃnio da frequÃncia. A partir dos resultados, pode-se concluir que a ferramenta numÃrica utilizada à capaz de representar de forma eficiente modelos de processos estocÃsticos em estruturas para a geraÃÃo de energia eÃlica e realizar a anÃlise de sensibilidade das variÃveis dinÃmicas envolvidas. / A structural evaluation of wind turbines is an issue that depends on many variables such as the wind regime, type and size of the wind turbine as well as the uncertainties related to these factors. To enter these uncertainties are established probability distributions for the physical parameters of the medium. In this paper, we propose a probabilistic structural analysis using the finite element method to evaluate the uncertainties associated with wind power generation. Assesses the response of the structure to random loads, for an analysis of system stability. With this purpose we developed a finite element model based on ANSYS R platform able to faithfully reproduce the behavior of the tower subjected to wind loads produced by wind in spades. A statistical approach, we determined the solution modal and dynamic response with respect to random wind loads. We used Monte Carlo method as the method of probabilistic analysis. Once charging is considered the random objective was to determine the variation of output parameters, given the initial uncertainties, analyze the characteristics of material properties, stresses, displacements, natural frequencies and frequency response of the structure to randomness of the wind. We analyzed the influence of each uncertainty about the response in the frequency domain. From the results, it can be concluded that the numerical tool used may represent efficiently models of stochastic processes in structures for wind power generation and perform sensitivity analysis of dynamic variables involved.

nÃo hà / Para determinar o potencial eÃlico de uma regiÃo à de fundamental importÃncia que seja realizado um estudo sobre as caracterÃsticas intrÃnsecas do vento do local. Este trabalho aborda alguns mÃtodos numÃricos a serem empregados no cÃlculo dos parÃmetros da distribuiÃÃo de Weibull que auxilia no estudo da velocidade do vento, para que haja uma correta definiÃÃo das condiÃÃes naturais existentes. O prÃvio conhecimento destas informaÃÃes coopera no processo de tomada de decisÃo sobre a viabilidade tÃcnica na instalaÃÃo de novos parques eÃlicos industriais. à realizada uma anÃlise estatÃstica entre sete sistemas matemÃticos conhecidos da literatura para estimar os parÃmetros ( k ) de forma e ( c ) de escala da curva de distribuiÃÃo de frequÃncias de Weibull. SÃo utilizados dados de velocidade do vento e de potÃncia eÃlica de duas cidades litorÃneas do Estado do Cearà pertencentes à regiÃo Nordeste do Brasil, Icapuà e Camocim. Os mÃtodos apurados no desenvolvimento desta pesquisa sÃo: MÃtodo GrÃfico, MÃtodo da MÃxima VerossimilhanÃa, MÃtodo da MÃxima VerossimilhanÃa Modificado, MÃtodo EmpÃrico, MÃtodo do Momento, MÃtodo da Energia PadrÃo e MÃtodo da Energia Equivalente. A realizaÃÃo da anÃlise comparativa de eficiÃncia e exatidÃo entre estes, compreende a aplicaÃÃo dos seguintes testes estatÃsticos: AnÃlise de VariÃncia (R2 ) , Raiz Quadrada dos Erros QuadrÃticos MÃdios (RMSE) e Teste do Qui-quadrado (X 2 ) . / To determine the wind potential of a region is of paramount importance that a study be conducted on the intrinsic characteristics of the wind site. This paper address some numerical methods to be used in calculating the parameters of the Weibull distribution the aids in the study of wind speed, so there is a correct definition of natural conditions existing. The previous knowledge of this information assist in the decision-making process on the technical feasibility of installing industrial wind farms. It perform a statistical analysis of seven mathematical systems known in the literature for estimating the parameters ( k ) form and ( c ) scale of the frequency distribution curve of Weibull. Data are used for wind speed and wind power from two coastal cities of Cearà State belonging to Northeast Brazil, Icapuà and Camocim. The methods to be employed in the development of this research are: Graphical Method, Maximum Likelihood Method, Maximum Likelihood Modified Method, Empirical Method, Moment Method, Energy Pattern Factor Method and the Equivalent Energy Method. The realization of the comparative analysis of efficiency and accuracy among these include the application of the following statistical tests: ANOVA(R2 ) , Square Root of Average Quadratic Errors (RMSE) and Chi-square (X 2 ).

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O controle do Ãngulo pitch à uma tÃcnica amplamente usada para controlar a resposta aerodinÃmica de um aerogerador de eixo horizontal (HAWT). Embora o controle do pitch seja encontrado quase que exclusivamente em grandes HAWTs, sua utilizaÃÃo para as pequenas nÃo pode ser desconsiderada, apesar do fato de que os meios eletrÃnicos para essa funÃÃo tendem a aumentar o custo do aerogerador. Este tipo de controle à de grande importÃncia para evitar problemas estruturais ao aerogerador, causado pelas altas velocidades do vento, ou para configurar a taxa de velocidade de ponta da turbina para seu valor de projeto. Este trabalho tem o objetivo de promover um estudo comparativo da influÃncia da variaÃÃo do Ãngulo de pitch no desempenho de um aerogerador de pequeno porte, atravÃs de uma anÃlise comparativa de dados experimentais. Uma pà de raio 1,5m com perfil aerodinÃmico NREL S809 foi projetada a partir dos conceitos baseados na teoria do momento do elemento de pà (BEM), seguindo as premissas de operaÃÃo em velocidade variÃvel, e velocidade especÃfica de projeto igual a 7. Os parÃmetros geomÃtricos de afilamento e torÃÃo foram definidos para construÃÃo da pà que foi usada na montagem de um protÃtipo experimental. O protÃtipo, juntamente com um sistema de aquisiÃÃo de dados, foram utilizados em testes de campo com o intuito de se obter dados experimentais de operaÃÃo em diferentes Ãngulos de pitch. Esses dados foram usados em uma anÃlise estatÃstica comparativa, baseada na anÃlise de variÃncia e no teste de mÃdias, para avaliaÃÃo do desempenho do aerogerador. Resultaram desta anÃlise que: em intervalos de velocidade especÃfica baixos nÃo foram observadas diferenÃas no desempenho do aerogerador; enquanto que nos intervalos de velocidade especÃfica mais prÃximos ao de projeto houve uma diferenÃa estatisticamente significativa entre mÃdias, o que significa do ponto de vista fÃsico, que a variaÃÃo no Ãngulo de pitch afeta o desempenho do aerogerador. Observou-se ainda que o coeficiente de potÃncia para operaÃÃo em Ãngulo de pitch de 30,1Â, mostrou-se maior a baixos valores de velocidade especÃfica, o que demonstra a necessidade de um mecanismo de controle de pitch para operaÃÃo a velocidades de vento e de rotaÃÃes mais baixas.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de conversÃo de energia eÃlica (WECS - Wind Energy Conversion System) com gerador sÃncrono de imà permanente (PMSG - Permanent Magnet Synchronous Generator) operando com velocidade variÃvel. O circuito de processamento de energia à dividido em dois estÃgios. No estÃgio AC-DC, uma topologia boost bridgeless trifÃsica unidirecional absorve a energia fornecida pelo gerador e injeta no link DC. Neste conversor, a tÃcnica de autocontrole permite a extraÃÃo de corrente com baixa taxa de distorÃÃo harmÃnica (THD â Total Harmonic Distortion) e alto fator de potÃncia. AlÃm disso, um algoritmo de rastreamento do mÃximo ponto de potÃncia (MPPT - Maximum Power Point Tracking) determina a velocidade de rotaÃÃo do gerador que irà garantir o ponto adequado de operaÃÃo. Este modo de operaÃÃo à mantido enquanto a potÃncia disponÃvel for menor que a potÃncia nominal do conversor. Caso contrÃrio, o algoritmo de MPPT à desabilitado e uma malha de controle de potÃncia mecÃnica garante a condiÃÃo nominal de potÃncia. No estÃgio de conversÃo DC-AC, um inversor trifÃsico ponte completa, cujo controle à baseado na teoria das potÃncias instantÃneas, provà energia à rede elÃtrica cumprindo com as exigÃncias normativas. Uma anÃlise teÃrica completa à apresentada assim como os resultados de simulaÃÃo considerando o protÃtipo com a potÃncia nominal de 6 kW equivalente a turbina eÃlica utilizada. Resultados experimentais satisfatÃrios sÃo apresentados para uma potÃncia de 3 kW: o rendimento do sistema completo à superior a 90%; a corrente que circula no gerador apresenta THD de aproximadamente 2,6% e fator de potÃncia de 0,942; e a corrente injetada na rede elÃtrica possui THD de 1,639% e fator de potÃncia de 0,994. / This master thesis presents the development of a Wind Energy Conversion System (WECS) with Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG) operating at variable speed. The energy processing circuit is divided into two stages. In the AC-DC stage, an unidirectional three-phase bridgeless boost topology absorbs the energy supplied by the generator and injects it into the DC link. In this converter, the self-control technique allows the current extraction with low THD and high power factor. Furthermore, a - Maximum Power Point Tracking (MPPT) determines the rotational speed of the generator that will ensure the proper operating point. This mode of operation is maintained while the available power remains lower than the converter rated power. Otherwise, the MPPT algorithm is disabled and a mechanical power control loop ensures the rated power condition. On the DC-AC conversion stage, a three-phase full-bridge inverter, whose control is based on the theory of instantaneous power, provides energy to the grid complying with regulatory requirements. A complete theoretical analysis is presented as well as the simulation results considering the prototype with a rated power of 6 kW equivalent of wind turbine used. Satisfactory experimental results are shown to an output of 3 kW: the efficiency of the total system is above 90%; the current through the generator has a THD of about 2.6% with a power factor of 0.942; moreover, the current injected into the grid has a THD of about 1.639% and a power factor of 0.994.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A determinaÃÃo do Ãndice de vulnerabilidade das dunas que compÃem parte da costa cearense demonstrou que hà um gradiente de susceptibilidade à degradaÃÃo e à erosÃo dos campos de dunas a partir do municÃpio de Paracuru atà chegar ao municÃpio de Beberibe. Neste trecho foram encontrados os maiores nÃveis de ocupaÃÃo sobre dunas e em contra partida poucas medidas de gerenciamento foram verificadas no que diz respeito ao manejo deste ambiente. Devido ao recente aumento na produÃÃo de energia eÃlica, impulsionada por incentivos do governo federal, foram analisados os danos que estes empreendimentos causam na natureza e a opiniÃo dos moradores de suas redondezas. Esta anÃlise repercute que os parques eÃlicos apresentam um potencial de impacto baixo, pois as edificaÃÃes do terreno atingem apenas 5% da Ãrea ocupada. No entanto a principal preocupaÃÃo està em razÃo da compactaÃÃo do solo necessÃria à construÃÃo de estradas que dÃo acesso aos aerogeradores, jà que isto causa a diminuiÃÃo da percolaÃÃo de Ãgua doce que sÃo armazenadas no aqÃÃfero formado pelas dunas. Como forma de apresentar um mÃtodo duradouro e sustentÃvel de conter o avanÃo das dunas em direÃÃo Ãs instalaÃÃes dos parques eÃlicos, alÃm da ocorrÃncia de deflaÃÃo eÃlica, foi desenvolvido in situ o experimento de propagaÃÃo de fragmentos de trÃs espÃcies pioneiras de plantas das dunas. Destas, a gramÃnea Paspalum maritimum apresentou maior destaque em relaÃÃo Ãs demais, Phaseolus panduratus (leguminosae) e Ipomoea pes-caprae (convolvulaceae), tanto pela maior sobrevivÃncia quanto pelo crescimento. / The determination of the vulnerability index of coastal dunes that make up in the central sector, has shown there is a gradient of susceptibility to degradation and erosion of the dune fields from the Paracuru city until you reach the Beberibe city. On this site we found the highest levels of occupation on dunes and counteroffer few management measures were observed with regard to preserve this environment. Due to recent increased production of wind power, driven by incentives from the federal government, we analyzed the damage that these developments cause in nature and beliefs of people in their surroundings. This analysis echoes that wind farms have a low potential impact, because the buildings hit the ground only 5% of the occupied area, but the concern is primarily due to soil compaction necessary to construct roads giving access to wind towers since this would cause the leaching of fresh water that is stored in the dunes aquifer. As a way to make a durable and sustainable method to control the dunes migration toward the installations of wind farms in this case was developed an experiment of spreading fragments in situ of three pioneer species of dunes plants belong different families. Where the grass Paspalum maritimum showed greater prominence in relation to Phaseolus panduratus (Leguminosae) and Ipomoea pes-caprae (Convolvulaceae), both by the higher survival as by growth.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Uma alternativa para minimizar os problemas energÃticos utilizando fontes renovÃveis de energia, à a microgeraÃÃo distribuÃda em meios urbanos. Neste ambiente onde os ventos sÃo turbulentos e irregulares, as turbinas eÃlicas de eixo vertical apresentam uma eficiÃncia muito prÃxima Ãs turbinas eÃlicas de eixo horizontal, com a vantagem de possuÃrem baixas vibraÃÃes, por trabalharem com baixas rotaÃÃes. Assim, com o objetivo de explorar esta tecnologia de eixo vertical, este trabalho apresenta um sistema eÃlico de conversÃo de energia utilizando uma turbina de eixo vertical de 1500 watts. Inicialmente à proposta uma topologia composta por dois estÃgios de conversÃo, sendo o primeiro um retificador trifÃsico semicontrolado em alta frequÃncia (RTSCAF) e o segundo estÃgio um conversor Buck convencional, onde todo o controle à feito de forma analÃgica. Buscando melhorias com relaÃÃo ao rendimento e tamanho, à proposta em seguida uma segunda topologia, onde o conversor Buck convencional à substituÃdo por um conversor Buck intercalado sÃncrono, com controle totalmente digital. Para todos os conversores, foram realizadas as anÃlises qualitativa e quantitativa, sendo realizado tambÃm o projeto dos componentes e dos controladores. Ao final sÃo apresentados os resultados de simulaÃÃo onde se verifica uma distorÃÃo harmÃnica total (DHT) na corrente de entrada de aproximadamente 18,5% para ambas as topologias, e observa-se uma diminuiÃÃo de 30% na corrente eficaz que circula no banco de capacitores do barramento cc ao utilizar o conversor Buck intercalado sÃncrono, na segunda topologia. O protÃtipo experimental de 1500 watts da primeira topologia foi testado e apresentou um rendimento de 91% para potÃncia nominal. / An option to minimize the energetic problems using renewable energy sources is the distributed micro generation in urban areas. In this kind of environment, where the winds are not regular ande turbulent, the efficiencies from vertical axis wind turbines are comparable to those ones from horizontal axis wind turbines, with the additional vantage of producing low mechanical vibrations at low rotation speeds. Thus, in order to explore this technology, this work presents a wind energy conversion system using a 1.5 kW vertical axis wind turbine. Firstly, a two power conversion stages topology is proposed, the first stage is a high frequency, semi controlled, three phase rectifier and the second stage is a classical Buck converter, the proposed topology is controlled by an analog control system. Secondly, in order to achieve size and efficiency improvements, a second topology is proposed, where the classic Buck converter is substituted by a synchronous, interleaved Buck converter, this second topology is fully digitally controlled. For both topologies, qualitative and quantitative analyses have been realized as well as its control systems have been design. Finally, simulation results are presented for both topologies, where an 18.5% input current total harmonic distortion can be verified for both topologies and, a 30% reduction of rms current trough dc link capacitors is verified for the second topology. A 1.5 kW prototype, based on the first proposed topology, was built and tested, achieving a full power efficiency of 91%.

O presente trabalho tem como principal objetivo construir um conversor CA/CC de baixo custo e elevado fator de potÃncia para o carregamento de baterias. A topologia proposta foi escolhida apÃs uma revisÃo das caracterÃsticas dos retificadores usuais para esse fim. Diferente dos outros, apresenta aspectos de robustez que o tornam apropriado para operar em localidades remotas. O retificador trifÃsico semicontroladoem alta frequÃncia (RTSCAF) à construÃdo com um nÃmero reduzido de chaves semicondutoras. O elevador de tensÃo à alimentado por uma turbina com umgerador sÃncrono a ÃmÃs permanentes (PMSG). Um circuito de controle em malha aberta efetua a comutaÃÃo das chaves para a operaÃÃo no modo de conduÃÃo descontÃnuo (DCM).Esse modo mantÃm as correntes em fase com as tensÃes, resultando em elevado fator de potÃncia e baixa distorÃÃo harmÃnica total (DHT), implicando em eficiente transferÃncia de potÃncia. Foi construÃdo um protÃtipo com potÃncia de saÃda de 250 W, para carregar um banco de baterias de 48 V. Os testes foram realizados com um aerogerador de baixa rotaÃÃo, atà 1 kW, acionado por um motor com variador de tensÃo, emulando as condiÃÃes do vento. Foram obtidos um fator de potÃncia de 0,98 e DHT na corrente de entrada de18%, resultados experimentais que validam a funcionalidade do conversor proposto. / The main objective of this work is to build a low cost CA/CC battery charging with high power factor to small energy wind power supply. The proposed topology has been chosen after a review of rectifiersâ characteristics used for this proposal. Unlike the others proposals, the topology was designed take in a count aspects that make it appropriated to operate in remote areas. A semi controlled three phase rectifier operating in high frequency was built with a reduced numbers of semiconductors. The system is powered by a synchronic generator turbine of permanent magnets A control unit runs in open loop with a control strategy of key switching operating in discontinuous conduction mode (DCM) that ensure high power factor and low harmonic distortion total, improving the power transfer efficiency. The prototype output power was 250 W, it was specified to charge a 48 V battery bank. Tests were conducted in low speed and wind power by 1 kW. A motor was drived as variable voltage charge to emulating wind conditions. Goods results were obtained like a power factor of 0.98 and the input current THD 18%, experimental results was carried out to validate the functionality of the proposed converter.