Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2017-05-30T13:31:07Z No. of bitstreams: 1 Lúbia Tamires Rintzel_.pdf: 1530467 bytes, checksum: 5f7ebdda8b1933a6c0c69276c289d988 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-30T13:31:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lúbia Tamires Rintzel_.pdf: 1530467 bytes, checksum: 5f7ebdda8b1933a6c0c69276c289d988 (MD5) Previous issue date: 2017-02-24 / Nenhuma / A energia eólica é uma importante fonte renovável de energia, pois através da força do vento se produz energia limpa e com poucos impactos em sua produção. O Brasil possui um grande potencial eólico, tendo uma trajetória de expansão e um futuro promissor. O presente trabalho, diante desta fonte de energia, busca observar qual o impacto econômico da instalação dos parques eólicos para os municípios brasileiros, faz-se isso através do Método Estrutural Diferencial. Leva-se em consideração municípios com parques eólicos instalados no Brasil no período de 1998 a 2012, e também os municípios vizinhos a estes municípios com parques eólicos. Os dados utilizados referem-se a emprego, arrecadação fiscal e valor adicionado. Após a análise dos resultados, torna-se perceptível que, quando observados os municípios, os que passaram a ter parques eólicos obtiveram principalmente um maior incremento no emprego, ocorrendo também, porém menos significativo, variações na receita de impostos e no valor adicionado. Deste modo, a presença de parques eólicos nos municípios brasileiros impacta positivamente nos fatores econômicos dos mesmos. / Wind energy is an important renewable source of energy, because through the force of the wind produces clean energy and with little impact on its production. Brazil has a big wind potential, having a trajectory of expansion and a promising future. The present work, in front of this energy source, seeks to observe the economic impact of the installation of wind farms for the Brazilian municipalities, it is done through the Differential Structural Method. It takes into account municipalities with wind farms installed in Brazil from 1998 to 2012, and too the municipalities neighboring these municipalities with wind farms. The data used refer to employment, tax collection and added value. After analyzing the results, becomes noticeable that, when observed in municipalities, those that started to have wind farms obtained a greater increase in employment, but there were also, but less significant, changes in tax revenue and value added. Thus, the presence of wind farms in Brazilian municipalities has a positive impact on their economic factors.

Submitted by Samira Prince (prince@ufpa.br) on 2012-10-09T15:11:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_BancadaExperimentalEnsaios.pdf: 3224971 bytes, checksum: 5a4ed74e89f8a4a3f9b0bafe1d3f967c (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2012-10-09T16:45:39Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_BancadaExperimentalEnsaios.pdf: 3224971 bytes, checksum: 5a4ed74e89f8a4a3f9b0bafe1d3f967c (MD5) / Made available in DSpace on 2012-10-09T16:45:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_BancadaExperimentalEnsaios.pdf: 3224971 bytes, checksum: 5a4ed74e89f8a4a3f9b0bafe1d3f967c (MD5) Previous issue date: 2012 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / INCT/EREEA - Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Energias Renováveis e Eficiência Energética da Amazônia / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Este trabalho apresenta uma bancada para testes em geradores elétricos, utilizados em aerogeradores de pequeno porte. O sistema é composto basicamente por um motor de indução trifásico, que simula um rotor eólico, acoplado mecanicamente ao gerador elétrico submetido ao ensaio; um inversor de frequência, usado para variação da velocidade do motor; transdutores de grandezas elétricas, que efetuam a medição dos parâmetros de interesse (tensões e correntes instantâneas) na saída do gerador; um sensor de velocidade angular, para medição da rotação que é fornecida ao eixo do motor; um microcomputador, para monitoração e armazenamento dos parâmetros medidos, e controle do inversor de frequência, por meio de um programa computacional desenvolvido; e uma placa de aquisição de dados, que serve como interface entre os transdutores/sensores e o microcomputador. A velocidade angular fornecida ao gerador em ensaio pode ser variada conforme valores fornecidos de velocidades de vento, as quais são associadas a valores correspondentes de rotação, a fim de simular o comportamento de um rotor eólico. Dessa forma, é possível traçar a curva de potência (potência versus velocidade de vento) do gerador ensaiado e analisar seu desempenho. Apresenta-se também neste trabalho os resultados de medições realizadas na bancada, referentes aos ensaios de um gerador comercial de pequena potência (1 kW) e de outro desenvolvido em projeto de pesquisa, ambos do tipo de imã permanente com fluxo axial. / This dissertation presents a test setup for electrical generators used in small wind turbines. The system is basically composed by an induction motor, which simulates a wind rotor, mechanically coupled to the electrical generator under test; a frequency inverter, used to change the motor speed; transducers of electrical parameters, for the measurement of the parameters of interest (instantaneous voltage and current) at the generator output; an angular velocity sensor for measuring the rotation of the motor shaft; a microcomputer, for monitoring and storing the measured parameters, and control the frequency inverter, through a software developed; a data acquisition board, which serves as the interface between the transducers/sensor and the microcomputer. The angular speed supplied to the generator can be varied according to the given wind speeds values, which are associated with corresponding values of rotation, in order to simulate the behavior of a wind rotor. Thus, it is possible to trace the power curve (power versus wind speed) of the tested generator and analyze its performance. Also presented in this work are the results of measurements made, using the developed setup of a small commercial generator (1 kW) and other developed in a research project, both axial flux permanent magnet machines.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2013-03-20T18:01:59Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_FerramentaComputacionalAnalise.pdf: 5164783 bytes, checksum: 86f7882d5ca2558eb263a396e1c96241 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2013-03-27T15:53:00Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_FerramentaComputacionalAnalise.pdf: 5164783 bytes, checksum: 86f7882d5ca2558eb263a396e1c96241 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-27T15:53:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_FerramentaComputacionalAnalise.pdf: 5164783 bytes, checksum: 86f7882d5ca2558eb263a396e1c96241 (MD5) Previous issue date: 2012 / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / O objetivo desta dissertação é desenvolver uma ferramenta computacional para a análise do potencial de bombeamento de água com base nos valores de velocidades de vento de uma localidade, utilizando um aerogerador de pequeno porte acoplado a um conjunto motobomba convencional, por intermédio de um inversor de frequência. No trabalho são apresentados dois métodos para o cálculo da vazão. O método 1 utiliza um modelo teórico, enquanto que no método 2 o modelamento é feito a partir de dados de bombeamento obtidos em laboratório. Os dois métodos descrevem o funcionamento de um sistema de bombeamento de água envolvendo os equipamentos citados. Utilizando os modelos matemáticos descritos, foi criado um programa em linguagem Delphi®, para a obtenção dos valores de vazão e volume de água bombeada, além do número de pessoas que podem ser atendidas, com base nos dados de velocidade de vento do local, para com isso, ser possível analisar a viabilidade ou não de instalação do sistema. O funcionamento do programa é descrito através de um exemplo, que contém valores reais de velocidade de vento, e cujos resultados são analisados de forma a possibilitar seu entendimento. / The goal of this dissertation is to allow, through a computational tool, the analysis of the potential of a water pumping system based on the values of wind speeds in one location, using a small wind turbine coupled to a centrifugal pump through a variable speed drive. In the work two methods for the calculation of the flow are presented. Method 1 uses a theoretical model, while in method 2 the modeling is done from pumping data obtained in laboratory. The two methods describe the operation of a water pumping system involving the above equipment. Using the mathematical models described, a program was developed in Delphi® to obtain the values for the flow and volume of pumped water, and the number of people that can be supplied on the basis of the data of wind speed for the site, in order to analyze the feasibility of the system. The operation of the program is described through an example, in order to facilitate its understanding, which contains real values of wind speed, and the results are analyzed.

Turbinas eólicas usualmente são agrupadas em grandes parques, reduzindo o custo de instalação, transmissão da energia e manutenção periódica. A superposição das esteiras sobre turbinas adjacentes normalmente reduz consideravelmente a capacidade total, objeto de estudo de Micrositing. Porém, por vezes o “efeito Venturi” ocasionado pelas turbinas à montante induz maior velocidade às turbinas adjacentes aumentando o potencial eólico disponível nas linhas consecutivas. De forma inovadora empregar o Design Constructal de Bejan, o modelo do disco atuador genérico e a Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) para obter a melhor disposição geométrica das turbinas em uma área plana e não rugosa, com foco à maior potência extraída por área de turbinas instaladas. Para tal, modelar e predizer o comportamento da esteira é fundamental, assim como conhecer os modelos de esteira e a aplicabilidade dos métodos empregados. O Design Constructal é a fonte dos parâmetros geométricos base das simulações: o espaçamento entre as turbinas e as razões de diâmetros. Após 64 simulações semi-iterativas e mais de 60 iterativas verifica-se que o maior ganho em potência disponível por área é de 7,37% para a configuração V = 7m/s, S = 3D, d/D = 0.5, L = 3D e 8,48% para a configuração V = 11m/s, S = 3D; d/D = 0.25 & 0.5, L= 0.75D, valor relativo à execução de somente um diâmetro de 100 metros. / Usually wind turbines are grouped in large parks, reducing the cost of installation, energy transmission and periodic maintenance. But the overlapping of the aerodynamical wakes on adjacent turbines reduces the total capacity, Micrositing study. However, the "Venturi effect" caused by the turbines upstream sometimes increases the speed to the adjacent turbines increasing the wind potential available in straight lines. Innovatively employing the Design Constructal Bejan, the model of the actuator disc and Computational Fluid Dynamics (CFD) to search the best geometrical layout of the turbines on a roughless and flat area, focus on higher power extracted by area. To do this, model and predict the wake of behavior is fundamental, as well as know the aerodynamical wakes models and the applicability of the methods employed. The Design Constructal is the source of the simulation’s parameters: spacing between the turbines and the diameter’s ratio. After concluded 64 semi-iterative and iterative simulations, and more than 60 verifies, the best gain in available power per area is 7.37% for the configuration V = 7 m/s; S = 3d; d/D = 0.5; L = 3D. And the gain of 8.48% for the configuration V = 11m/s, s = 3D; d/D = 0.25 & 0.50; L = 0.75D, comparing to the implementation of just 100 meters diameter.

Orientador: Júlio Carlos Teixeira / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia

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

A comunidade internacional vem continuamente alertando sobre os riscos ambientais advindos da emissão de gases de efeito estufa. Considerada uma alternativa limpa, segura e de baixo impacto ambiental, a energia eólica tem se tornado uma alternativa para geração de eletricidade. No Brasil, tem-se realizado grandes investimentos na construção de parques eólicos e seu contínuo crescimento tem motivado a realização de estudos que proponham melhorias no funcionamento do sistema. Devido à característica inconstante do vento, os aerogeradores comerciais utilizados nos parques eólicos frequentemente possuem conversores de potência, desta forma, apresentam características diferentes em relação a sistemas de geração convencionais quando da ocorrência de faltas internas. Este estudo propõe a análise de transitórios eletromagnéticos em aerogeradores que utilizam geradores síncronos associados a conversores de potência, com ênfase nas faltas internas. Para tanto, foi realizado o equacionamento dinâmico do sistema que representa o aerogerador conectado à rede através do conversor back-to-back. A partir das funções de transferências obtidas, foram definidos os ajustes para os controladores através do método simétrico ótimo. Para a validação do sistema de controle foi elaborado o modelo computacional do sistema, a partir do qual foram gerados resultados que possibilitam melhor compreensão da atuação dos controladores e das formas de onda do sistema. Por fim, foram aplicadas faltas em diversos pontos do sistema, gerando como resultados gráficos que apresentam a interação entre as proteções dos conversores, local de ocorrência das faltas, resistência de falta e as grandezas analisadas. / The international community has been continuously warning of environmental risks arising from greenhouse gas emissions. For being considered as a clean, safe and low environmental impact alternative, wind energy has been considered attractive for electricity generation. Brazilian government have made great investments in the construction of wind farms, and its continued growth has motivated studies proposing improvements for the wind power generation systems. Commercial wind turbines used in wind farms, often employ power converters, behaving different from conventional electromechanical generation systems in the event of internal faults. This study proposes the analysis of electromagnetic transients in wind turbines that use synchronous generators in association with power converters, with emphasis in internal faults. For this, the dynamic behaviour of the system representing the wind turbine connected to the network through the backto-back converter was performed. Based on the transfer functions obtained, the settings for the controllers were defined by the optimal symmetric method. In order to validate the control system a computational model was elaborated, from which graphics were generated, allowing a better understanding of the controllers actuation and the waveforms of the system. Finally, faults were applied in multiple points of the system, generating as results, graphs that show the interaction between the protections of the converters, place of occurrence of faults, fault resistance and the parameters analyzed.

Com a busca pela sustentabilidade no abastecimento de energia elétrica, a fonte eólica tem ganhado grande destaque na matriz energética global por possuir modelo de negócio consolidado, pois conta com aerogeradores modernos, naceles instalados em alturas cada vez maiores, geradores elétricos mais potentes e com sistemas de controle altamente tecnológicos. No Brasil, a energia eólica vem sendo a grande vencedora dos leilões de energia, aumentando de forma significativa seu portfólio pela viabilidade na construção de grandes complexos que devido à elevada potência instalada, realiza seu acesso ao Sistema Interligado Nacional (SIN) em níveis de tensão cada vez maiores, ou seja, em pontos mais sensíveis do sistema de transmissão. Motivado por esse crescimento e pela representatividade dos novos parques em pontos vitais do SIN, o objetivo desta dissertação é avaliar as diferentes metodologias e conceitos adotados como premissa no projeto do sistema de proteção aplicado a uma Central de Geração Eólica (CGE), apresentando como conclusão, além dos diagramas de sequência a serem utilizados no cálculo das correntes de curto-circuito, uma metodologia completa de definição dos ajustes de proteção para atender as especificidades construtivas dessas instalações. / Through the search for sustainability in electric power supply, the Eolic source has gained distinction in the global energetic matrix, as it has a consolidated business framework, which counts on modern wind turbines, nacelles installed at higher and higher altitudes, more powerful electric generators with high-technology control systems. In Brazil, Eolic energy has been the great winner in energy auctions, which has increased significantly its portfolio, due to its viability in the construction of large complexes. Having a high installed power capacity, these large projects enable access to the Sistema Interligado Nacional - SIN (National Interconnected System) at higher and higher voltage levels, that is, at more sensitive points of the transmission system. Motivated by all this development and by the representativeness of the new wind farms, installed at vital points of the SIN, the objective of this dissertation is to assess the different methodologies and concepts adopted as premise in the protection system project applied to a Central de Geração Eólica CGE (Eolic Generation Center). The conclusion presented herein, besides the sequence diagrams for the short circuit calculations, provides a complete methodology of definition of the protection adjustments required to comply with the building specificities of these installations.

Neste trabalho desenvolve-se uma análise sobre o estado da arte e tendências para projeto de geradores elétricos em turbinas eólicas offshore. A conjunção dos requerimentos de alta confiabilidade e potência, criam condições adequadas para a aplicação de máquina elétricas multifásicas nesse setor. Desta forma, optou-se por estudar as características e condições de projeto de máquinas elétricas multifásicas, simétricas ou assimétricas. Com esta finalidade, os métodos analíticos de projeto de máquinas elétricas trifásicas são revisitados e estendidos, quando necessário, para diferentes configurações multifásicas. O foco do trabalho, consiste em desenvolver e explorar temas de projeto de geradores elétricos multifásicos, síncronos de imãs permanentes, com enrolamentos distribuídos de dupla camada. Para estudo de caso, realiza-se a comparação entre o projeto de quatro topologias diferentes. Nomeadamente, compara-se o projeto de geradores de três, seis, nove e dezoito fases para turbinas eólicas offshore de 10 MW. A configuração com gerador de nove fases apresenta os melhores resultados, com densidade de torque 10,96% superior à densidade de torque desenvolvida pela máquina trifásica analisada. Por fim, a metodologia analítica desenvolvida para o projeto de máquinas elétricas multifásicas é verificada usando o método de elementos finitos bidimensional, para o gerador síncrono de imãs permanentes de nove fases. / The state of the art and future trends for offshore wind turbines were reviewed. Due to its fault-tolerant characteristic, multiphase electrical generators were identified as strong candidates to meet the power and resilience targets of the offshore wind sector. In this work, the design aspects of three-phase electrical machines are reviewed and extended to different multiphase configurations. The main focus of the work is to develop an analytical design methodology for multiphase, symmetrical and asymmetrical, synchronous generators with double-layer distributed windings. As a case study, the project of a three-phase, six-phase, nine-phase and eighteen-phase permanent magnet synchronous generators were compared for a 10MW offshore wind turbine. The best results were found for the nine-phase topology, with a torque density 10.96% higher than the torque density of the analysed three-phase machine. The developed design methodology was validated with a finite element analysis of the ninephase permanent magnet generator.

O presente trabalho aborda em primeira instância as contribuições do direito ambiental e sua dimensão axiológica a partir do princípio de desenvolvimento sustentável, no processo de construção do modelo ambientalmente harmônico no setor elétrico. Isto segundo o viés da teoria da justiça aplicada ao direito ambiental é afirmar, identificando os elementos de justiça ambiental, a sua importância na consolidação do arcabouço normativo aplicável à energia eólica. Posteriormente efetua-se a analise da ação racional dos Estados e da sociedade internacional perante o fenômeno de mudança climática, como causa relevante a partir da qual se institucionalizam as políticas públicas que viabilizam a inserção da fonte eólica, como elemento legitimador, da ação de planejamento do setor elétrico, com o viés do tratamento dos bens comuns; para o qual se estrutura um cenário tendencial e outro cenário sustentável do recurso eólico no caso brasileiro. Nesta mesma linha se avalia a importância da supranacionalidade e a intergovernabilidade em termos de vinculação jurídica dos estados membros, com a consequente relativização do conceito de soberania e seu efeito nas integrações regionais do Mercosul e da União Europeia, e seu efeito no comportamento da energia eólica, entendida como elemento relevante da transição energética. Finalmente, revisa-se comparativamente o modelo normativo estruturado vinculante para a energia eólica na Alemanha, na França, na Espanha e na Colômbia para a fonte eólica e o grau de segurança jurídica, assim como o nível de risco regulatório, considerando a abrupta inserção de elementos competitivos para aumentar os incentivos regulatórios. / This work addresses the contribution of environmental law and its axiological dimension, beginning from the principle of sustainable development in the construction process of the harmonious environmentally model in the electrical sector. This is explained through applied justice theory to environmental law, by identifying elements of environmental justice and its relevance to the consolidation of regulatory framework applied to wind energy. Subsequently, the interaction between the states and the international community before the climate change phenomenon is analyzed as an important cause from which the public policies are institutionalized allowing the introduction of wind power as a legitimating element for planning in the electrical sector through the common goods. For this, a tendential scenario and another sustainable scenario of the wind resource in the Brazilian case are structured. In this regard, the importance of supranationalism and intergovernamentalism in terms of legal link of the member states are evaluated, with the consequent relativization of the concept of sovereignty and its effect on the regional integrations of Mercosur and the European Union and the effect on wind energy, understood it as a relevant element of energetic transition. Finally, I make a comparative review of the binding normative model for wind power generation in Germany, France, Spain and Colombia, and the degree of legal security, as well as the level of regulatory risk considering the abrupt insertion of competitive elements to have access to regulatory incentives.