Orientador: Nazem Nascimento / Banca: João Andrade de Carvalho Junior / Banca: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Harald Martin Hoffmann / Banca: Douglas Lauria / Resumo: Sabe-se que um dos principais fatores (senão o maior) do aquecimento global e das mudanças climáticas é a utilização em larga escala de combustíveis fósseis na produção de energia. Esta tese tem como fundamento pensar as bases do desenvolvimento energético a partir da segurança no abastecimento energético e a segurança climática e propor alternativas quanto à adoção de energias limpas e renováveis no suprimento da demanda mundial. Por um lado, essas estão sendo sugestionadas para que possam reduzir as emissões de gases de efeito estufa e, por outro, para garantir o abastecimento energético frente ao seu avanço e à redução das fontes fósseis enquanto mantenedoras do atual sistema de produção e geração de energia. Para tanto, serão apontados modelos que estão sendo desenvolvidos e que podem instrumentalizar mudanças na atual estrutura energética. A ampliação no uso das energias renováveis e de programas de eficiência energética estão entre as propostas tecnicamente possíveis para alcançar tais objetivos. Portanto, dentre as propostas analisadas, este trabalho optou por estudar o modelo alemão de desenvolvimento de energia eólica e compará-lo com o modelo brasileiro. Buscou-se, também, estudar o atual estágio de desenvolvimento e uso dos biocombustíveis - em especial o etanol - brasileiro e compará-lo com o modelo alemão de produção do etanol e biodiesel. A escolha por essa estrutura de análise baseia-se na constatação que tais modelos, estruturados no desenvolvimento tecnológico e apoio político, ampliaram a contribuição para a redução das emissões de gases de efeito estufa e a segurança no abastecimento energético. A aceitação desses modelos sustenta-se no notório desenvolvimento alcançado quanto aos resultados de substituição das fontes fósseis em ambos os casos. As bases da pesquisa foram divididas entre o Brasil... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: We know that one of the main factors (if It is not the largest) global warming and climate change is the large-scale use of fossil fuels in energy production. This thesis's objective are to think the basis of energy development from the energy supply security, the climate security and propose alternatives regarding the adoption of clean and renewable energy in front of the global demand supplies. They have been suggested because can be alternatives for reducing emissions of greenhouse gases and one kind of guarantee for forward energy supplies progress, as well as for reduction of fossil fuels as the main current system of power production. To this end, we consider models that have been developed and that would help change the current energy structure. The increase in the use of renewable energy and energy efficiency programs are among the proposals technically possible to achieve such goals. Therefore, among the proposals considered, this thesis chose to study the German model of wind power development and compare it with the Brazilian model. We also sought to study the current stage of development and Brazilian biofuels uses - especially ethanol. We compared it with the German model of producing ethanol and biodiesel. The choice of this structure analysis is based on the finding that such models are structured in technological development and political support, increased the contribution to reducing emissions of greenhouse gases and energy supply security. The acceptance of these models is sustained in the notorious development reached on the results of replacing fossil fuels in both cases. The bases of the research were divided between Brazil and Germany. These were sustained in an intense bibliographical survey of the literature: books, academic papers and journals on environmental issues. Being a current and in constant update, we sought also the literature of journalism, follow... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador : Prof. Dr. Alexandre Kolodynskie Guetter / Coorientador : Prof. Dr. Fernando Oliveira Andrade / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental. Defesa: Curitiba, 04/04/2017 / Inclui referências : f.91-97 / Resumo: A energia eólica cresceu significativamente, porém a eficiência de geração da fonte eólica gira em torno de 30% da energia cinética disponível no vento. Por este motivo é de extrema importância que estudos sejam elaborados afim de aumentar a eficiência na geração de energia. Este estudo visa investigar odesempenho da geração de energia eólica em dois parques eólicos situadosna América do Norte, através da investigação dos dados de vento e modelagem da esteira turbulenta. Os dados analisados são provenientes da turbina, SCADA, e dados coletados pelo LiDAR. A partir das análises dos dados de vento foram estimados parâmetros como tensão de cisalhamento do vento, rosa dos ventos, perfil de velocidade do vento e intensidade de turbulência. Portanto, aumentando a intensidade de turbulência, a energia gerada é superestimada em moderadas velocidades do vento e subestimada em altas velocidades do vento. Enquanto isso, os coeficientes de cisalhamento do vento variaram entre 0 e 0.2 para altas velocidades. Além disso, coeficientes de cisalhamento com valores elevados, perto de 0.4, foram encontrados em baixas velocidades do vento. Este trabalho visou também comparar modelos de esteira turbulenta de PARK (Jensen), Frandsen, Larsen and Eddy Viscosity (Ainslie) com resultados obtidos pelo LiDAR, além disso foi realizado uma simulação numérica da esteira turbulenta utilizando Fluent CFD com as equações médias de Reynolds (RANS) que resolvem o modelos de duas equações diferenciais para obter a viscosidade turbulenta. A turbulência foi fechada pelo modelo ?????, sendo o modelo de esteira turbulenta desenvolvido para uma única turbina num terreno plano. O modelo de PARK obteve os melhores resultados para linha de centro longitudinal em relação as velocidades de 6 a 8 ms-1. Entretanto, para velocidade de 9 a 12 ms-1 , o modelo de EDDY VISCOSITY apresentou o melhor desempenho. As análises de seção transversal apresentaram o modelo de PARK como melhor resultado para 500 m. Enquanto isso, para 700 m de seção transversal, o melhor desempenho foi obtido pelo modelo de LARSEN. Palavras-chave: Energia Eólica, Modelo de Esteira Turbulenta, LiDAR, Análises do Vento. / Abstract: Wind power has gained significant share in the global power production. However, the wind power output efficiency is only about 30% of the wind kinetic energy. Because of that, it is essential to study the efficiency of these power generation systems by assessing the effects that wind parameters and wakes will have on the whole system. Hence, a complete assessment of wind resources is crucial to retain full advantage of wind power. This study aims to investigate the efficiency of wind energy generation in two North American Wind Farms, through wind data investigation and wake modeling. The data analyzed are the SCADA data and the data collected by LiDAR measurements. The wind data analysis has estimated parameters as wind shear, wind rose, wind speed profile and turbulence intensity. Therefore increasing turbulence intensity the power output is overestimated at moderate wind speeds and underestimated at higher wind speeds. Meanwhile, the wind shear coefficients were found to vary between 0 and 0.2 at higher inflow velocities. High wind shear values, close to 0.4, were recorded for lower inflow velocities. The goal of the wake models is to simulate the turbine induced wind speed deficits and the ratio of restoration to the free stream velocity. This work has compared the PARK (Jensen), Frandsen, Larsen and Eddy Viscosity (Ainslie) models with LiDAR wake measurements, besides that it has performed a numerical simulation of the wind turbine wake using the Fluent CFD with the Reynolds Averaged Navier Stokes (RANS) equations that solves two differential equation model to obtain turbulent viscosity. The turbulence was closed by the ????? model, where the wake modeling has been developed for a single turbine on a flat terrain. In terms of centerline wake analysis, the PARK wake model yielded the best velocity simulations for inflow winds from 6 to 8 ms-1. However, the EDDY VISCOSITY wake model yielded the best performance for wind speed bins from 9 to 12 ms-1. The cross section wake analysis presented for the 500 m cross section, the domination by the PARK model. Meanwhile, along the 700 m cross section, the LARSEN wake model produced the best simulations. Key-words: Wind Power, Wake Modeling, LiDAR, Wind Analysis.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-28Bitstream added on 2014-06-13T19:28:01Z : No. of bitstreams: 1 ugazpena_jc_me_ilha.pdf: 1313528 bytes, checksum: cf937a97b0176d9fd8659ab572e66915 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente estudo propõe a utilização do conversor integrado Buck-Boost monofásico no aproveitamento da energia proveniente de pequenos geradores eólicos, considerando-se o atual crescimento da utilização em pequena escala de potência das fontes de energia alternativas, o que motiva o desenvolvimento de novas e eficientes tecnologias para os sistemas de conversão. Tipicamente, os sistemas de conversão de energia eólica, em baixas potências, disponibilizam tensões contínuas de saída na faixa de 12 V até 48 V (valores médios), por outro lado, a grande maioria das cargas de uso domiciliar necessitam de tensão alternada com valores eficazes entre 110 V a 240 V. Isto leva à necessidade da utilização de conversores CC-CA, denominados de inversores. As estruturas inversoras tradicionais fornecem tensões alternadas cujo valor de pico está limitado ao valor máximo da tensão de entrada, o que leva à necessidade de incluir um estágio elevador adicional ao sistema de conversão de energia eólica, antes de realizar a conversão CC-CA, resultando em redução do rendimento, aumento de peso e volume. O inversor integrado apresentado neste trabalho realiza, em uma única estrutura, as funções de elevação e redução da tensão, próprias do conversor Buck-Boost CC-CC, e a função de conversão de tensão contínua em alternada, garantindo uma baixa distorção harmônica para a tensão de saída e um rendimento elevado. Porém, as características dinâmicas são as correspondentes às do conversor Buck-Boost CC-CC, o que significa a presença de um zero no semi-plano positivo, com a conseqüente limitação no projeto dos controladores. Para resolver esta situação, adotou-se como estratégia o controle em modo corrente por valores médios instantâneos. Um requisito para a realização desta estratégia... / This work proposes the utilization of the single-phase integrated Buck-Boost inverter in small wind energy conversion systems, considering the constant increase use of low power renewable and alternative energy systems in the last decade. This fact has been encouraging the development of new and more efficient technologies for these conversion systems. Typically, small wind energy conversion systems supply DC voltages within 12 to 48 Volts (mean values). However, the most of the domestic loads require AC voltage to operate (with rms values within 110 to 240 V) and it is necessary to use DC-AC converters (known as inverters). Traditional inverters supply AC voltage with peak values that are lower than the peak value of the input DC voltage, then an extra boost input stage is required before the DC- AC conversion, resulting in additional losses and reduced efficiency, greater size and weight. The proposed inverter is able to reduce and boost the DC input voltage (as an buck- boost converter) and also to make the DC-AC conversion with low harmonics and high efficiency, all in a single stage. However, dynamics are the same of the DC-DC buck-boost converter; this means a right half-plane zero which limits the compensator performance. To overcome this limitation, the used control strategy is the current programming mode. In order to obtain a linear equivalent model (required for this control strategy) the converter is modeled by the state averaging method. Furthermore, as buck-boost is an inductive accumulation converter, the resulting topology is a current source inverter. Thus, reverse blocking capability is required for the transistors at the inverter bridge. Two alternatives were considered to implement the inverter bridge: IGBTs with reverse blocking capability (RB- IGBTs) and the series association of diode and... (Complete abstract click electronic access below)

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

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

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

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-12-02Bitstream added on 2014-06-13T20:00:04Z : No. of bitstreams: 1 britto_rf_me_guara.pdf: 555381 bytes, checksum: 48e1967b9a09218a2f0f11946626a05b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo deste trabalho é desenvolver um estudo técnico e econômico de alternativas de suprimento energético por autoprodução em condomínios residenciais horizontais a partir do desenvolvimento de um modelo de otimização. O estudo de caso foi realizado em um condomínio residencial de São José dos Campos, cidade do estado de São Paulo. O modelo proposto analisa formas alternativas de produção de energia, compatíveis com este tipo de “empresa”, a saber: eólica, fotovoltaica e geração de energia elétrica com motor de combustão interna; desta forma, busca estabelecer as bases técnicas das alternativas energéticas, considerando os aspectos técnicos e econômicos. Foram identificadas as necessidades elétricas das áreas comuns do condomínio em base temporal, nas quais o consumo e os custos são compartilhados entre os moradores. O modelo de otimização é baseado na concepção inicial de uma superestrutura que considera equipamentos comerciais para produção de energia de origem fotovoltaica, eólica e a partir de motor de combustão interna. O software LINGO foi utilizado para simulação de diferentes situações e obtenção da rota tecnológica ótima correspondente. Foram simulados cenários com diferentes condições de preços de energia e custos dos equipamentos de modo a se obter as condições nas quais as tecnologias renováveis conseguem se habilitar a compor a configuração final do sistema de autoprodução de energia elétrica / The main purpose of this work is to develop a technical and economic study of energy supply alternatives by self-production in horizontal condominiums. The case study was developed in a neighborhood of São José dos Campos city, state of São Paulo. The proposed model analyzes alternative forms of energy production, compatible with this type of business, namely: wind, solar and electric power generation with an internal combustion engine, thus, seeks to establish the technical basis of alternatives energy, considering the technical and economic aspects.It was identified the electrical needs of the common areas of the condominium in time basis, in which the consumption and costs are shared among the residents. The optimization model is based on the initial design of a superstructure where it is considered commercial equipment for generating energy from photovoltaic and wind sources and from internal combustion engine. The software LINGO was used to simulate different situations and obtain the corresponding optimal technological route. Were considered the simulation scenarios with different conditions of energy prices and equipment costs in order to obtain the conditions under which renewable technologies are able to be qualified to compose the final configuration of the system of electricity self-generation

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

A energia solar e a energia eólica são fontes de energias renováveis com potencial inesgotável e que não liberam contaminantes ao meio ambiente. O uso destas energias em conjunto, explorando a sua complementaridade, pode viabilizar economicamente e permitir um uso confiável deste sistema, denominado sistema híbrido fotovoltaico-eólico, podendo ser um sistema autônomo de geração de energia elétrica. Dependendo das aplicações, o sistema híbrido fotovoltaico-eólico pode apresentar vantagens em comparação ao sistema que utiliza somente uma das fontes de energia solar ou eólica, dito singelo. A elaboração de mapas de complementaridade dos potenciais solar e eólico no Estado do Rio Grande do Sul, permitiria um melhor aproveitamento de sistemas híbridos fotovoltaico-eólico neste Estado do Brasil. O uso desses mapas é de grande valia para a identificação de potenciais locais geográficos para o emprego de sistemas híbridos fotovoltaico-eólico no Estado do Rio Grande do Sul. Através de uma pesquisa dos dados existentes e dos métodos utilizados para estimar a radiação solar e a velocidade dos ventos, obtiveram-se valores das médias trimestrais correspondentes às quatro estações do ano (verão, outono, inverno e primavera) e a média anual, que possibilitaram a elaboração dos mapas de complementaridade dos potenciais solar e eólico para serem utilizados em sistemas híbridos fotovoltaico-eólico no Estado do Rio Grande do Sul para estes períodos. A metodologia utilizada para a obtenção dos dados de mapas da velocidade dos ventos a 10 metros de altura no Estado do Rio Grande do Sul fez uso de um programa de leitura de mapas de velocidade do vento a 50 metros de altura e de rugosidade e, após foi feita a correção para obtenção da velocidade do vento a 10 metros de altura. Os dados referentes à radiação solar horizontal também sofreram uma correção da inclinação, para a obtenção da radiação incidente em uma superfície inclinada, de forma a obter-se o melhor rendimento do módulo fotovoltaico. A conclusão obtida é que existem regiões no Estado do Rio Grande do Sul que apresentam um potencial energético fotovoltaico-eólico que viabilizariam o uso dos sistemas híbridos fotovoltaico-eólico, possibilitando uma opção a mais para o uso de energias alternativas.

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