Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T03:26:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 280652.pdf: 18561188 bytes, checksum: 71ece52cc7e3ded267781c5867d0dcce (MD5) / A qualidade da energia provida pelo sistema elétrico aos consumidores finais depende fortemente da interação entre os sistemas de geração, transmissão e distribuição. Os sistemas de energia elétrica têm sido tradicionalmente projetados para uma produção centralizada. Ao longo das últimas décadas, vários fatores, como a liberalização de mercados e questões ambientais, têm causado uma mudança nesse perfil, onde a geração distribuída passa a tomar papel de importância na reestruturação dos sistemas tradicionais. Apesar da tecnologia solar fotovoltaica ainda ter um impacto muito menor que outras fontes de energia como geração distribuída, os sistemas fotovoltaicos são cada vez mais integrados aos sistemas elétricos, principalmente em redes de distribuição e em países onde programas governamentais de incentivo são bem sucedidos. Um aumento na penetração da geração distribuída em sistemas elétricos cria novos desafios e pode gerar benefícios ou ainda problemas para operadores de rede. O impacto da tecnologia fotovoltaica aliada com a capacidade instalada em redes de distribuição tem sido estudado em vários países onde o mercado é consolidado e desenvolvido. No Brasil, sistemas fotovoltaicos interligados à rede elétrica ainda não fazem parte, de maneira significativa, da matriz energética, porém, a evolução do mercado mundial com a constante redução de custos e o alto potencial brasileiro para a aplicação dessa tecnologia tendem a viabilizar a aplicação desses sistemas. Esta tese tem como objetivo principal avaliar o comportamento do sistema elétrico de distribuição urbana com a integração em larga escala de sistemas solares fotovoltaicos, no que diz respeito à qualidade de energia, e identificar possíveis problemas e benefícios relacionados com a participação da tecnologia como geração distribuída. O estudo foi realizado com base no sistema elétrico de distribuição urbana da cidade de Florianópolis-SC operado pela concessionária local, onde dez alimentadores foram analisados, e teve como principal ferramenta de análise, simulações de fluxo de potência observando as características de carregamento e a configuração elétrica dos alimentadores. As simulações foram feitas com o Programa de Análise de Redes - ANAREDE, utilizando dados do sistema de distribuição do ano de 2008. Os resultados mostraram que a qualidade de tensão de distribuição em presença de geração fotovoltaica depende fortemente da configuração elétrica do sistema. Em alguns alimentadores, a localização dos pontos de conexão afetou o carregamento dos cabos negativamente, atingindo grandes valores em percentuais da ampacidade dos cabos; em outros, a presença dos sistemas fotovoltaicos como geração distribuída contribuiu para o alívio do carregamento e melhora do perfil de tensão.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T09:04:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 282546.pdf: 5968154 bytes, checksum: 55e8f98a741e6d4a1c96bede9374f216 (MD5) / A utilização das fontes de energia de forma sustentável é, atualmente, uma das grandes preocupações mundiais, mais ainda em função da escassez de recursos naturais e da sua exploração de forma predatória, o que pode causar danos irreversíveis ao meio ambiente. Nesse cenário, torna-se importante o estudo de aplicações que empreguem fontes alternativas de energia, que sejam renováveis, e que tenham baixo impacto sobre a natureza. Em países com grande incidência solar, como o Brasil, a interligação de um sistema solar fotovoltaico (FV) integrado à edificação e interligado à rede elétrica se constitui um bom exemplo de geração de energia alternativa e ecologicamente sustentável. Por sua característica de gerar energia no ponto de consumo e poder ser incorporado ao envelope da edificação existente, o sistema solar FV é capaz de produzir energia elétrica para atender a demanda local, aumentando a capacidade da rede de distribuição e reduzindo os picos de carga. Este trabalho objetiva avaliar o potencial de geração e a viabilidade de implantação de um sistema de geração solar FV no Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, CEFET- MG # Campus I, localizado em Belo Horizonte. The need for the use of electricity in a sustainable manner has led to a growing concern worldwide, causing more and more scholars and researchers to engage in the search for applications targeting renewable energy sources. In countries with high solar incidence, such as Brazil, the interconnection of a solar photovoltaic generator integrated into the building and connected to the grid is setting a good example of alternative energy generation. For its ability to generate energy at the point of consumption and of being incorporated into the building, the solar photovoltaic system is capable of producing energy to meet local demand by increasing the capacity of the distribution network and reducing the peak load. This study evaluates the feasibility of implementing a system of solar photovoltaic generation in the Federal Center for Technological Education of Minas Gerais, CEFET-MG - Campus I, located in Belo Horizonte. CEFET-MG has among other purposes to stimulate the development of science and technology. The proposed work strengthens the role of social institutions to contribute to greater investment and application of scientific and technologic innovation.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T10:54:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 270188.pdf: 8206490 bytes, checksum: 1759b5e5fb3be0bc873f6f82fcef6b94 (MD5) / Embora o Brasil disponha de grande potencial para a aplicação da energia solar fotovoltaica (FV) e seja particularmente privilegiado por ter elevados níveis de irradiação solar, o papel dessa fonte renovável de energia (FRE) no mercado brasileiro ainda é bastante pequeno e a legislação do setor elétrico em vigor não prevê incentivos para esses sistemas interligados à rede elétrica pública. Os altos custos envolvidos na sua implantação e o paradigma de que essa FRE é viável para a aplicação interligada à rede somente nos países desenvolvidos são fatores fundamentais para justificar a não exploração da energia FV no Brasil (já que para sistemas FV autônomos e termo-solares há incentivos). A presente tese tem como objetivo principal desenvolver ferramentas que auxiliem na criação de uma legislação do setor elétrico e no desenvolvimento de políticas públicas, no que diz respeito à implantação de um programa brasileiro de telhados solares e apresentar um estudo de paridade tarifária entre a geração convencional e a geração FV. Aqui, também são apresentados os benefícios da utilização de sistemas FV conectados à rede pública de distribuição e as barreiras que freiam a inserção da energia FV na matriz energética nacional. O mecanismo de incentivo proposto para o Brasil, baseado no modelo alemão (Feed-in Law), é analisado sob distintos cenários, onde é possível fazer um estudo de viabilidade econômica dos sistemas FV conectados à rede elétrica pública no Brasil, identificando o porte mais adequado para dar início ao programa e o impacto tarifário que esse teria, através da diluição desses custos entre os consumidores finais residenciais de energia. A análise de paridade tarifária para a energia FV mostra que entre 2015 e 2020 algumas regiões do Brasil já terão os preços da energia FV competitivos com o da geração convencional. É possível que esta paridade aconteça antes mesmo desse período, dependendo das taxas de juros praticadas no Brasil. Nesse contexto é de extrema importância que seja criado um mecanismo de incentivo que contemple a energia FV no Brasil, mesmo que seus preços ainda não sejam competitivos com os da geração convencional, para que a experiência necessária para desenvolver um mercado em grande escala possa ocorrer com o máximo benefício e de forma ordenada no momento em que a paridade tarifária chegar.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T08:04:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 295141.pdf: 7173108 bytes, checksum: edf3a75d65ee785e89e7af17b980f362 (MD5) / Ao longo dos últimos anos, a geração centralizada de energia elétrica tem sido o modelo tradicionalmente utilizado no Brasil. Porém, com a crescente preocupação com as questões energéticas e ambientais,a geração distribuída tem despontado como uma opção para o setor elétrico, pois a geração ocorre de forma descentralizada, com unidades geradoras de pequeno porte, que podem otimizar o sistema de geração, transmissão e distribuição. Diferentes tecnologias podem ser utilizadas na forma de geração distribuída e dentre elas pode-se destacar os geradores solares fotovoltaicos, que geram eletricidade a partir da luz do sol através do efeito fotovoltaico. Embora não sejam geradores, os veículos elétricos ao serem conectados em uma tomada elétrica residencial, comercial ou industrial que fará parte de uma rede elétrica inteligente (smart grid), poderão ser utilizados como um gerador distribuído em momentos estratégicos, podendo contribuir para a redução do pico de demanda do alimentador no horário de ponta Este trabalho tem como objetivo avaliar a interação degeradores solares fotovoltaicos e veículos elétricos conectados à rede elétrica pública. Dessa forma, foi analisada a potencial contribuição energética dos veículos elétricos, no horário de ponta, para o alimentador TDE05 que abastece os bairros Santa Mônica, Córrego Grande e Trindade, na cidade de Florianópolis - SC, e que apresenta pico de consumo noturno. Além disso, foi analisado o potencial de geração de geradores solares fotovoltaicos instalados nas coberturas dos prédios da Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC, que abrigam os usuários de um grande grupo de veículos (os quais poderiam ser elétricos), a fim de verificar a sua contribuição para a recarga desses veículos e o impacto energético para o alimentador TDE06 que atende a região da universidade. Os resultados mostraram que a atuação dos veículos elétricos como geradores distribuídos (V2G) pode modelar de forma positiva a curva de demanda do alimentador, quando conectados à rede elétrica pública. A partir das análises verificou-se também que para a maior parte dos meses a recarga dos veículos elétricos no período da madrugada não representa um problema para a rede elétrica, pois não há ocorrência de picos de demanda superiores ao pico de demanda noturno do alimentador, exceto em dias muito quentes, tipicamente verificados nos meses de verão. Os estudos mostraram também a potencialidade da utilização dos veículos elétricos como dispositivos de armazenamento de energia gerada pelos geradores fotovoltaicos nas coberturas dos prédios da UFSC, visto que na maior parte do tempo os veículos permanecem estacionados. Observou-se que geradores solares fotovoltaicos integrados às coberturas dos prédios existentes na UFSC podem contribuir para a redução da curva de demanda do alimentador TDE06, uma vez que a geração solar é concomitante com o horário de maior consumo dos prédios da universidade (perfil de demanda diurno). Em vários dias verificou-se a possibilidade de injetar na rede elétrica o excedente da geração de energia, e caso houvesse um sistema de tarifação apropriado, essa energia poderia ser vendida à concessionária local. / However with the increasing preoccupation referring energy production and the environment, decentralized energy generation is appointing to an interesting alternative for the electrical grid. This because the small units of power generation units are able to contribute to the generation, transmission and distribution of electric energy. Different technologies can be used as distributed generation units and a favorite among them are photovoltaic solar generators, which generate to electricity from sunlight through the photovoltaic effect. Although they are not distributed generators, electric vehicles to be connected to an outlet of the residential commercial or industrial grid, can be used as a distributed generators at strategic times within a smart grid, contributing to the reduction of feeder peak demand at peak hours. This study aims to evaluate the interaction of photovoltaic generators and electric vehicles connected to the public grid. Therefore, for the feeder that supplies the neighborhoods TDE05 Santa Monica, Córrego Grande and Trindade, in Florianópolis - SC, which has peak evening consumption the potential energy contribution of electric vehicles during peak horary was analyzed. In addition, we analyzed the generation potential of photovoltaic systems on the roof tops of the buildings of the Universidade Federal de Santa Catarina # UFSC which are supposed to feed charging units of a large group of electric vehicles, in order to verify the their contribution to recharge these vehicles and impact energy to the university grid feeder TDE06.The results showed that the usage of the energy from accumulators of electric vehicles for distributed generation (V2G) can positively shape the demand curve of the feeder, when connected to the public grid. It was also observed that for most months the recharging process of the electric vehicles during the early morning hours is not a problem for the residential grid. This because the peak power of the electrical was not increased except on very hot days, typically seen in the summer months. The potential use of electric vehicles as storage devices for power generated by photovoltaic generators on the roofs of the buildings of the UFSC, since most of the time vehicles are parked. It was also observed that rooftop integrated photovoltaic generators contribute to the reduction of the power demand curve at TDE06 feeder, since solar generation is concomitant with the time of highest consumption of university buildings. In several days there it was observed that the PV-power generation was higher than the power consumption of the University feeder TDE06 delivering a power surplus to the electrical grid.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-03-05T18:09:35Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2402424 bytes, checksum: 10175475c9e006060473781af0791668 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-05T18:09:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2402424 bytes, checksum: 10175475c9e006060473781af0791668 (MD5) Previous issue date: 2017-04-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Em uma análise de viabilidade de sistemas fotovoltaicos são averiguados, normalmente, apenas custos de instalação, manutenção e operação e a precificação da energia gerada. No entanto, além desses fatores, há outros benefícios associados ao uso de sistemas fotovoltaicos, como a possível influência no valor da edificação. O presente trabalho buscou investigar a influência da instalação de sistemas fotovoltaicos no valor de edificações. Foram identificados estudos realizados em outros países, baseados em registros históricos de transações comerciais, que identificaram a ocorrência de valorização de edificações sustentáveis ou que possuem geração de energia fotovoltaica. No entanto, foi averiguado que no Brasil ainda há uma carência de estudos sobre essa questão e de registros quanto às transações comerciais de imóveis desse tipo. Assim, foram levantados dados quanto ao panorama de crescimento da energia fotovoltaica no Brasil, com foco nos respectivos programas de incentivo, principalmente, quanto à geração distribuída em edificações. Também foi realizada uma pesquisa exploratória, dividida em duas etapas: realização de entrevista com representante de construtora que possui grande atuação no mercado imobiliário do Brasil; e aplicação de questionários com consumidores em potencial. Além disso, foi realizado um estudo de caso com intuito de avaliar a tomada de decisão de proprietários de uma edificação para adoção de geração distribuída fotovoltaica face a outras medidas de eficiência energética. Foi constatado que embora os programas de incentivo no Brasil ainda apresentem potencial de crescimento e que haja pouco conhecimento do público entrevistado sobre os incentivos existentes, como a Resolução Normativa no482/2012 da ANEEL - que lida com o incentivo do uso de fontees renováveis de energia a nível do consumidor, há uma tendência de valorização das edificações que possuem geração de energia fotovoltaica entre 1 e 10%, similar aos resultados de estudos realizados em outros países. Ainda foram identificadas características do perfil dos consumidores em potencial e suas preferências em relação às edificações que possuem geração de energia fotovoltaica. As questões analisadas pelos proprietários da edificação, que foi objeto de estudo de caso, se assemelharam aos aspectos que os consumidores em potencial consideraram mais importantes nas respostas dos questionários. Também verificou-se que as características próprias de cada edificação exercem grande influência na análise de viabilidade da geração de energia fotovoltaica, mediante a comparação com outras Medidas de Eficiência Energética. / Typically, the only aspects ascertained in feasibility analyses of photovoltaic systems are the costs of installation, maintenance and operation, as well as the generated energy’s price. However, there are more beneficial factors related to the employment of photovoltaic systems, for instance, a possible influence on the value of a building. This study sought to investigate how the installation of photovoltaic systems influences the value of buildings. Several studies conducted in different countries, where researchers observed the valorization of buildings that were sustainable or capable of generating photovoltaic energy through historical records of business transactions were identified. There is, however, a lack of studies and records regarding properties of this type in Brazil. Thus, data about the growth of the photovoltaic energy scenario in Brazil were gathered, focusing especially on incentive programs aimed towards distributed generation in buildings. An exploratory research was conducted as well, divided in two stages: an interview with the representative of a construction company with significant presence in the Brazilian real estate market, and a survey through questionnaires among potential customers. Additionally, a case study was carried out to evaluate the decision-making of building owners towards the adoption of photovoltaic distributed generation in face of other energetic efficiency measures. It was possible to observe that although incentive programs in Brazil still show growth potential, and despite the fact that the surveyed public had little knowledge of existing incentives – such as Normative Resolution n°482/2012 by ANEEL, which deals with the incentive of renewable energy sources at consumer level – there is a tendency towards the valorization of buildings capable of generating photovoltaic energy, ranging between 1% and 10%, similar to the results of studies carried out in other countries. The characteristics of potential consumer profiles, as well as their preferences regarding buildings capable of photovoltaic energy, were identified. Matters analyzed by the owners of a certain building, which was the object in the case study, resembled the aspects considered most important by potential customers in their survey answers. It was also possible to verify, through the comparison of other energetic efficiency measures, that the particular features of each building exert great influence in the analysis of photovoltaic energy generation viability.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-03-10T16:32:03Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1063660 bytes, checksum: 458439f98bd1db03de01f77aeb362970 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-10T16:32:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1063660 bytes, checksum: 458439f98bd1db03de01f77aeb362970 (MD5) Previous issue date: 2015-08-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A geração de energia elétrica no Brasil nos últimos anos tem sido comprometida pelo baixo nível dos reservatórios das usinas hidrelétricas causado por uma redução significativa no volume de chuvas. Aliado a esse fator, as restrições cada vez maiores à construção de novas usinas hidrelétricas e o rápido crescimento da demanda levaram ao acionamento contínuo e construção de novas usinas termelétricas movidas a carvão, gás natural, óleo diesel e óleo combustível. A utilização intensa de combustíveis fósseis na geração de energia elevou de forma vertiginosa o nível de emissões de poluentes para geração de energia elétrica no Brasil. Em meio a este cenário crítico do setor energético, houve a aprovação de uma regulamentação que possibilita aos consumidores terem seu próprio sistema de geração distribuída por meio de fontes renováveis. A Resolução Normativa ANEEL no 482 é um passo importante em direção a inserção da energia solar fotovoltaica na matriz de geração de energia elétrica brasileira. Os sistemas fotovoltaicos ainda possuem custos elevados quando comparados a outras fontes de geração de energia elétrica. No entanto, o uso crescente de termelétricas no Brasil é acompanhado do aumento da poluição, que causa danos ao meio ambiente e à população, com aumento de despesas relacionadas, principalmente, à saúde. Os painéis fotovoltaicos não emitem poluentes para gerar energia, o que os tornam mais atrativos do ponto de vista ambiental. O crescente aumento da demanda de energia trás desafios aos planejadores dos sistemas elétricos de potência. A facilidade de instalação e operação dos sistemas fotovoltaicos permitem seu uso em qualquer lugar com disponibilidade de radiação solar. Com o correto planejamento, estes sistemas podem contribuir para a melhoria das condições de fornecimento de energia elétrica, agregando valor ao seu uso. Sua versatilidade se estende à sua formidável integração às edificações, podendo ser utilizado como revestimento de fachadas, brises e cobertura de edificações, reduzindo custos com materiais de construção. A todos estas características observadas além da geração de energia elétrica, dá-se o nome de externalidades. / The electric power generation in Brazil in recent years has been affected by the low level of the hydroelectric plants reservoirs caused by a significant reduction in rainfall. In addition to this factor, the increasing restrictions on the new hydroelectric power plants construction and the fast growth in demand led to the continuous operation and construction of new thermal power plants fueled by coal, natural gas and oil. The intense use of fossil fuels in power generation significantly increased the level of pollutant emissions for electricity generation in Brazil. In the midst of this critical scenario of the energy sector, there was the approval of a regulation that enables consumers to connect its own distributed generating system through renewable sources to the electrical grid. The Resolution ANEEL No. 482 is an important step towards the inclusion of photovoltaic solar energy in the Brazilian electricity generation matrix. Photovoltaic systems still have high costs compared to other sources of electricity generation. However, the increasing use of thermal power plants in Brazil is followed by increased pollution, causing damage to the environment and the population, which fells the increase of expenses related mainly to health care. The photovoltaics panels do not emit pollutants to generate power, which makes them more attractive from an environmental point of view. The increasing energy demand brings challenges to planners of electrical power systems. The easy installation and operation of photovoltaics systems allow its use anywhere with available solar radiation. With proper planning, these systems can contribute to the improvement of electricity supply, adding value to its use. Its versatility extends to his formidable integration to buildings in which it can be used as façade cladding, louvers and building coverage, reducing costs with building materials. To all these characteristics observed beyond electricity generation, is given the name of externalities.

CARNEIRO, A. V. Projeto, desenvolvimento e implementação de microrrede em campus universitário com tecnologia solar fotovoltaica e de armazenamento. 2017. 176 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-10-20T11:57:23Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_avcarneiro.pdf: 27578964 bytes, checksum: 351c60b82b9bbdd21a6f87e7f6231d01 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-11-08T12:41:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_avcarneiro.pdf: 27578964 bytes, checksum: 351c60b82b9bbdd21a6f87e7f6231d01 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-08T12:41:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_avcarneiro.pdf: 27578964 bytes, checksum: 351c60b82b9bbdd21a6f87e7f6231d01 (MD5) Previous issue date: 2017-07-19 / Distributed Generation is a growing reality. It is defined as a source of electrical energy connected to the distribution network and it might be together with the network or at the point of consumption. Some of the main motivations for their growth are: savings in investments in construction of energy transmission lines; energy matrix diversification; The establishment of a potentially more sustainable energy matrix; losses in energy transmission systems mitigation; stability of the electric power service optimal use; available energy resources . In the concept of distributed generation the microgrids present as a group of manageable distributed energy resources with clearly defined limits, capable of servicing loads and can operate connected or disconnected of utility grid. This work presents the design and implementation of the structure of a microgrid connected in low voltage (220V / 60 Hz) and installed in the Intelligent Electrical Networks laboratory, in the Department of Electrical Engineering, of the Technology Center of the Federal University of Ceará (UFC). Incorporating solar photovoltaic sources, energy storage by batteries and singlephase and three-phase loads, the microgrid is designed to provide a research, development and teaching environment and as such offers operational flexibility. The energy source of solar-electric conversion is composed of three single-phase 2 kWp photovoltaic systems, using electronic converters from different manufacturers. System 1 uses 4 batteries 200Ah, a battery inverter (network creator), a photovoltaic inverter (network supplier) and a single-phase load bank, being able to operate connected disconnected from the university campus network. System 2 uses an inverter with two strings of photovoltaic modules, allowing the inclusion and withdrawal of power energy operations, as well as allowing the recombination of photovoltaic modules (parallel-series). System 3 allows to select the phase in which it is desired to inject the generated power, allowing power injection in unbalanced operation. The microgrid was implemented in a way that allows local control and provides the necessary channels for the development of remote supervision and control. For this it was used a controller that embarks communication protocol industrially and is established in the market. Tests were performed considering different operating scenarios, which testified the functionalities of the microgrid, which favors the environment for the development and testing of solutions in the midst of the emerging growth trend of the micro-grid market in the world / A Geração Distribuída é uma crescente realidade. É definida como fonte de energia elétrica conectada à rede de distribuição ou ao próprio ponto de consumo. Algumas das principais motivações para seu crescimento são: economia com investimentos em construção de linhas de transmissão de energia; diversificação da matriz energética; efetivação de uma matriz energética potencialmente mais sustentável; mitigação das perdas nos sistemas de transmissão de energia; melhoria da estabilidade do serviço de energia elétrica; aproveitamento dos recursos energéticos disponíveis. No conceito de geração distribuída as microrredes apresentam-se como um grupo de recursos energéticos distribuídos gerenciáveis, com limites definidos, capaz de atender cargas, operando conectada ou isolada da rede elétrica principal. Este trabalho apresenta o projeto e implementação da estrutura de uma microrrede conectada em baixa tensão (220V/60 Hz) e instalada no laboratório de Redes Elétricas Inteligentes, no Departamento de Engenharia Elétrica, do Centro de Tecnologia da Universidade Federal do Ceará (UFC). Incorporando fontes solar fotovoltaicas, armazenamento de energia por baterias e cargas monofásicas e trifásicas, a microrrede foi concebida para proporcionar um ambiente de pesquisa, desenvolvimento e ensino oferecendo flexibilidade operativa. A fonte energética de conversão solar-elétrica é composta, de três sistemas fotovoltaicos monofásicos de 2 kWp, usando conversores eletrônicos de diferentes fabricantes. O sistema 1 faz uso de 4 baterias de 200Ah cada, um inversor de bateria (formador de rede), um inversor fotovoltaico (supridor de rede) e um banco de cargas monofásico, sendo capaz de operar conectado e desconectado da rede elétrica do campus. O sistema 2 utiliza um inversor com duas filas de módulos fotovoltaicos possibilitando operações de inclusão e retirada de potência, além de permitir recombinação de módulos (série-paralelo). O sistema 3 permite selecionar a fase em que se deseja injetar a potência gerada, possibilitando a operação desequilibrada de injeção de potência. A microrrede foi implementada de forma a permitir comando local além de disponibilizar os canais necessários para o desenvolvimento da supervisão e controle remotos. Para isso fez-se uso de um controlador que embarca protocolo de comunicação industrialmente estabelecido no mercado. Testes foram realizados considerando diferentes cenários de operação, que comprovaram as funcionalidades da microrrede, o que favorece ambiência para desenvolvimento e teste de soluções em meio à tendência de crescimento emergente do mercado de microrredes no mundo.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-09-08T04:09:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334072.pdf: 1872686 bytes, checksum: 8b4f4bce06f3d47f8677a01f5244d7ad (MD5) Previous issue date: 2015 / Gerar energia elétrica a partir de módulos solares fotovoltaicos é uma realidade cada vez mais presente no cenário energético brasileiro. Torna-se necessário, portanto, o desenvolvimento de ferramentas capazes de avaliar os benefícios e malefícios que esta geração trará consigo, sobretudo aos sistemas de distribuição. Geralmente, a relação entre radiação solar e energia elétrica produzida por um módulo fotovoltaico (FV) é dada pelos fabricantes em apenas poucas condições específicas. Este trabalho propõe que a célula FV seja modelada como um circuito elétrico equivalente a cinco parâmetros  modelo dos cinco parâmetros  sendo que esses podem ser determinados para quaisquer condições solar-meteorológicas, fornecendo a tensão e corrente elétrica produzidas pelo módulo. A partir disto, uma central fotovoltaica pode ser formada com a associação série/paralelo de diversos módulos e inversores e conectada à rede elétrica. Para avaliar o efeito dessa conexão, propõe-se que seja resolvido um problema de Fluxo de Potência Ótimo via método de Pontos Interiores versão Preditor-Corretor, o qual visa minimizar as perdas elétricas em um alimentador ao longo do dia. As simulações foram realizadas com os dados dos alimentadores TDE-06, TDE-07 e TDE-09 da Subestação Trindade (Florianópolis  SC) de propriedade da Celesc Distribuição S.A, sendo que o alimentador TDE-06 foi utilizado para o estudo de caso.<br> / Abstract : The use of electrical energy from solar photovoltaic (PV) panels is a reality in Brazil. Due to this fact, it is necessary to develop tools capable of evaluating the effect of these generators on power system, particularly on the distribution systems. Usually, the relationship between solar radiation and the electrical energy production of PV panel is given only for a few specific conditions by the manufactures. This work proposes that a PV cell be modeled by an equivalent circuit known as the  Five-Parameter Model . This work shows how these parameters can be obtained for any solar-meteorological condition, thus providing the electrical voltage and current produced by the panel in any of these conditions. Therewith, a PV Power Plant can be formed through series/parallel association of many panels associated to DC-AC inverters. To evaluate the impact of a PV Power Plant, this is represented in an Optimal Power Flow problem is presented and computationally solved by a Predictor-Corrector Interior Point Method. This problem seeks the daily minimization of electrical losses of a distribution feeder to which the PV Power Plant is connected. The simulations were conducted using data from the following feeders of the CELESC distribution system, in Florianópolis: TDE-06, TDE-07 and TDE-09 of Trindade Substation. A case study was conducted using the TDE-06 feeder and the results are thoroughly analyzed.

CASTELO BRANCO, P. T. V. Sistema de energia elétrica portátil usando painel fotovoltaico para aplicação em notebooks. 2011. 96 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-10-02T18:56:55Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_pdetvcastelobranco.pdf: 7798113 bytes, checksum: bb6bdd2e4f1c2d846f05a28ea6300cba (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-10-10T14:43:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_pdetvcastelobranco.pdf: 7798113 bytes, checksum: bb6bdd2e4f1c2d846f05a28ea6300cba (MD5) / Made available in DSpace on 2012-10-10T14:43:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_pdetvcastelobranco.pdf: 7798113 bytes, checksum: bb6bdd2e4f1c2d846f05a28ea6300cba (MD5) Previous issue date: 2011-12-02 / This study proposes the development of a portable power supply to feed notebook computers and other electronic equipment using photovoltaic energy. The complete system is composed by two polycrystalline photovoltaic modules of 54W in parallel, a classic boost converter that allows to work the photovoltaic modules in the maximum power point (MPP) and to charge two lead-acid valve regulated batteries (VRLA Valve-Regulated Lead Acid) of 40Ah associates in series to form a bus of 24Vcc, and a boost-flyback converter that has as function to raise the battery bank voltage of 24Vcc to output voltage of 250Vcc. The boost converter uses the algorithm perturb and observe (P&O) to track the maximum power point of the photovoltaic modules. On the other hand, in the boost-flyback converter operates in continuous conduction mode (CCM) using peak current mode control technique to regulate the output voltage. To verify the feasibility of the two stage power supply, was developed a prototype with first stage of 120W output power, and the second stage of 200W output power. / Este trabalho propõe o desenvolvimento de uma fonte de alimentação portátil para notebooks e outros equipamentos eletrônicos usando energia fotovoltaica. O sistema completo é composto por dois módulos fotovoltaicos poli-cristalinos de 54W conectados em paralelo; um conversor boost clássico usado para controlar a carga das baterias de chumbo-ácido reguladas a válvula (VRLA-Valve Regulated Lead Acid) de 40 Ah associadas em série formando um barramento de 24Vcc e um conversor boost-flyback que tem a função de elevar a tensão do banco de baterias de 24Vcc a uma tensão de saída de 250Vcc. O conversor boost utiliza o algoritmo perturba e observa (P&O) para conseguir o ponto de máxima potência dos módulos fotovoltaicos. Por outro lado, no conversor boost-flyback que opera em modo de condução contínua (MCC) é usada a técnica de controle por corrente de pico. Para verificar o princípio de funcionamento da fonte de alimentação de dois estágios, o primeiro estágio foi desenvolvido com potência de saída de 120W e o segundo estágio com potência de saída de 200W.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-05-24T17:37:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338190.pdf: 9968372 bytes, checksum: e1c28dfcf84e191f0457a82aa5715399 (MD5) Previous issue date: 2015 / A humanidade usou e continua consumindo em grande quantidade os recursos não-renováveis do planeta como petróleo, gás natural e carvão mineral para suprir suas necessidades energéticas. Somente nas últimas duas décadas que outras fontes de energia renováveis, como a solar fotovoltaica e a eólica, passaram a se tornar relevantes na geração de energia elétrica em nível mundial. Instalações de sistemas fotovoltaicos ao redor do mundo atingiram crescimento da ordem de 40% durante os últimos quinze anos. Entretanto, a grande maioria destes sistemas, (acima de 90%), estão localizados em regiões onde o recurso solar não é tão abundante, ou seja, fora da região dos trópicos do planeta. Devido a este fato, ao tentar incorporar a energia solar fotovoltaica às redes elétricas, uma pergunta que sempre surge está relacionada a variação desta forma de geração de energia elétrica com a produção alternante durante o dia devido ao movimento das nuvens e total ausência no período noturno. Mesmo assim, em alguns países, já se atinge percentuais em torno de 5 a 10% de contribuição da energia elétrica proveniente de energia solar fotovoltaica. Passa a ser desafiador a inserção dessa fonte de energia à rede, de maneira intensiva, em paralelo com os recursos já existentes (em sua maioria ainda de origem fóssil). Nesta tese, foi avaliada a previsão do recurso solar em curtíssimo prazo (como 15-min, 30-min e uma hora) para uma região tropical do planeta, neste caso em Cingapura, ilha que se localiza próxima à linha do equador, no Sudeste Asiático. Esta tese foca em métodos existentes de previsão de irradiância, mas também explora uma nova proposta híbrida, adaptada a uma localidade tropical. Além das previsões de irradiação solar, simulações de sistemas fotovoltaicos e o cálculo de seu desempenho foram estudados e avaliados de modo a se prever quanto de energia elétrica é produzida com a mesma antecedência dada nos produtos de previsão do recurso solar. A influência da gaze de queimada foi um fenômeno particular, comum na Cingapura de hoje, que afeta o desempenho de sistemas fotovoltaicos e que foi investigado em detalhe. Todo o trabalho foi validado por redes detalhadas de estações meteorológicas em solo e também através de monitoramento de sistemas fotovoltaicos por toda Cingapura.<br> / Abstract : Humanity has used and continues to consume in great proportion non-renewable energy resources of the planet such as oil, natural gas and coal in order to fulfil its energy needs. It was only during the past two decades that other sources of renewable energy such as solar photovoltaics (PV) and wind energy became somewhat relevant towards electricity generation in the world. PV installations worldwide have reached a compound annual growth rate of ~40% for the last fifteen years. However, the great majority of these systems (over 90% of them) are located where the solar energy resource is not the most abundant - outside of the tropical regions of the planet. While trying to incorporate solar energy PV into electrical power grids, one common question which arises is related to the variable aspect of this form of energy generation - with alternating production during the day due to cloud motion, and total absence during night time. Nonetheless, in some countries, contribution ratios of 5 to 10% of electrical energy from solar PV have been achieved. It becomes then challenging to integrate this source of energy into grids in a professional way, in parallel with existing resources (mostly still fossil-fuel-based). In this thesis, short-term forecasting (for time horizons such as 15-min, 30-min and 1-hour) of the solar resource was investigated in a tropical region of the world - in Singapore, 1° North of the Equator, in Southeast Asia. This thesis focuses on existing methods for irradiance forecasting, but also explores a novel Hybrid proposal, tailored to the tropical environment at hand. Beyond the forecast of the solar energy irradiance ahead of time, PV system simulation and performance assessment were studied and evaluated with the goal of predicting how much electricity is produced in the same time frame given by the solar irradiance forecasting products. The influence of haze was a particular phenomenon, common in today?s Singapore, which affects PV system performance and which was investigated in detail. All work has been validated by a comprehensive network of ground-based meteorological stations, as well as by various PV system monitoring sites throughout Singapore.