Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2016-04-19T04:11:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338179.pdf: 2584757 bytes, checksum: 5179faef93b715ae0c506c9570af8a4d (MD5) Previous issue date: 2015 / Sistemas de conversão fotovoltaicos são considerados uma das opções mais promissoras de energia renovável. Um dos grandes problemas das tecnologias fotovoltaicas convencionais está no alto custo de processamento. Neste contexto as células solares sensibilizadas por corante têm atraído uma atenção considerável, porém em sua constituição há eletrólitos líquidos, o que torna essa célula instável devido à degradação do mesmo, e para superar esta instabilidade, as células solares no estado sólido estão sendo estudadas. Nesta tese, foram desenvolvidos dois tipos de células solares no estado sólido: 1º. Filmes de pontos quânticos de CdTe foram depositados sobre um filme de tinta de aerogel de TiO2 e assim foi estudada sua atividade em células solares de absorventes extremamente finos (ETA); 2º Com o intuito de aumentar a eficiência dessas células produzidas, e diminuir o custo do processamento, foram desenvolvidas as células solares a base de perovskitas organometálicas (PVOM), onde é possível chegar a eficiências em torno de 20%. Uma tinta a base de aerogel de TiO2 foi utilizada com o intuito de aumentar a superfície de contato e assim depositar sobre essa tinta, uma maior concentração de perovskita (PVOM). Essa tinta de aerogel de TiO2 foi utilizada como camada transportadora de elétron, e para evitar o curto circuito existente pela presença de buracos nesse filme, uma fina camada de pasta de TiO2 foi depositada. As células solares contendo aerogel de TiO2 tiveram uma eficiência na conversão do fóton incidente em corrente em função do comprimento de onda (IPCE) superior comparadas a células solares contendo pasta de TiO2. Os aerogéis de TiO2 e a tinta a base de aerogel foram caracterizadas a partir de microscopia eletrônica de transmissão (MET-100kV), Análise de área superficial (BET), Espectrometria de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), Termogravimétrica (TG), Difração de raio-X (DRX), Espectrofotometria na região do UV-vis. A elevada superfície de contato no filme contendo a tinta de aerogel de TiO2 foi detectada na análise de Perfilometria. Os pontos quânticos sintetizados foram caracterizados a partir da espectrometria de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), Espectrofotometria na região do UV-vis e Espectroscopia de Fotoluminescência (PL). Para caracterizar as células solares e avaliar sua eficiência, curvas J×V foram realizadas e assim foram determinados: tensão de circuito aberto (VOC), densidade de corrente de curto circuito (JSC), fator de preenchimento (FF) e espectros de IPCE também foram realizados. A tinta a base de aerogel mostrou-se bastante promissora para células solares ETA e perovskita, pois a mesma facilita o processo de interpenetração da camada a ser depositada.<br> / Abstract : Photovoltaic conversion systems are considered one of the most promising options of renewable energy. A major problem of conventional photovoltaic technologies is the high cost of processing. In this context solar cells dye-sensitized have attracted considerable attention, but its constitution comprises liquid electrolytes, which makes this cell unstable, due to its degradation, and to overcome this instability, solid state solar cells are being studied. In this thesis it was developed two types of solid state solar cells: 1. Films of CdTe quantum dots were deposited on a TiO2 aerogel ink film and thus was studied solar cells extremely thin absorbers (ETA) activity; 2. In order to increase the efficiency of these cells produced, and decrease the cost of processing, researched solar cells at higher descent in the world, solar cells perovskites high performance where you can reach efficiencies of around 20%. A TiO2 aerogel ink film was used in order to increase the contact surface and thus deposited on this ink, a higher concentration of perovskite (PVOM). This TiO2 aerogel ink was used as the electron carrier layer, and to prevent existing short circuit by the presence of holes in the film, a thin layer of TiO2 paste was deposited. The solar cells containing TiO2 aerogel had a conversion efficiency of incident photon current as a function of wavelength (IPCE) higher compared to solar cells containing TiO2 paste. The TiO2 aerogels and TiO2 aerogel ink, were characterized from transmission electron microscopy (TEM-100kV), surface area analysis (BET), Fourier transform infrared spectrometry (FTIR), thermogravimetry (TG), X-ray Diffraction (XRD), spectrophotometry in the UV-vis region. The high contact surface of the film containing the TiO2 aerogel ink was detected in the profilometry analysis. The synthesized quantum dots were characterized from Fourier transform infrared spectrometry (FTIR), spectrophotometry in the UV-vis region and photoluminescence spectroscopy (PL). To characterize solar cells and evaluate their efficiency, J × V curves were carried out and so were determined: open circuit voltage (VOC), short circuit current (JSC), fill factor (FF) and IPCE spectra were also conducted. TiO2 aerogel ink proved to be very promising for solar cells ETA and perovskite, as it facilitates the interpenetration process the layer to be deposited.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2013-06-25T22:48:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 312744.pdf: 4087724 bytes, checksum: 68ac07f9b20426b149823655314a999d (MD5) / Esta tese apresenta o desenvolvimento de um modelo analítico e muito simples do circuito retificador, considerando a lei corrente-tensão (exponencial) do diodo, tendo como mérito simplificar um problema relativamente complexo e não linear (retificador) com uma ótima precisão. O modelo mostra-se válido, mesmo para tensões abaixo da tensão térmica, tendo sido testado para um ampla variação de tensão e corrente. São apresentadas equações para a tensão DC de saída, ripple de tensão, transiente durante o startup e eficiência de conversão de potência. Para validação, o modelo é comparado à simulações realizadas em simulador SPICE e a resultados experimentais, mostrando uma ótima precisão. Comparando-se este modelo com outros citados nas referências bibliográficas, este possui a vantagem de ser analítico, mais simples e/ou mais preciso. O desenvolvimento deste modelo torna-se mais importante, à medida que cresce o interesse pela utilização de sensores remotos autoalimentados, e também pelo uso de dispositivos de identificação por rádiofrequência (RFID). O espaço de projeto do conversor AC/DC foi explorado por meio de equações simples e de uma metodologia de projeto desenvolvida para que, através de gráficos, o projetista possa de forma fácil, rápida e com boa precisão, determinar os principais elementos do conversor AC/DC e da rede de adaptação de impedâncias. Para alcançar potências menores na entrada do conversor AC/DC, a metodologia utiliza redes de adaptação de impedâncias para o casamento entre as impedâncias da antena (ou impedância da fonte geradora de sinal AC) e do conversor AC/DC. Além disso, esta metodologia pode ser utilizada para conversores AC/DC com diodos ou transistores conectados como diodos, mesmo que sua equação característica não seja a do diodo exponencial. Para a utilização do conversor AC/DC em circuitos integrados, são estudadas as possibilidades de uso do transistor MOS conectado como diodo operando na região de inversão fraca. Para obter suporte experimental, foram projetados multiplicadores de tensão, com rede de adaptação de impedâncias incorporada ao circuito integrado e também externa ao mesmo, com o objetivo de atingir a menor potência de entrada disponível. / This thesis presents a simple analytical model of the rectifier circuit assuming that the diode is characterized by the exponential current-voltage law. The model shown is valid even for voltages below the thermal voltage and it has been tested for a wide range of voltages and currents. Equations are provided for the DC output voltage, ripple voltage, transient during startup and power conversion efficiency. For validation, the model is compared to simulations carried out in SPICE and experimental results, showing a good accuracy. Comparing this model with others cited in the references, this one has the advantage of being analytical, simpler, and more accurate. The development of this model becomes more relevant with the growing use of self powered remote sensors, and radio frequency identification devices (RFID). The design space of the AC/DC converter was explored using a graphic methodology. To operate with reduced power at the input, the methodology uses an impedance adaptation network for the matching between the impedances of the antenna (or the source impedance of the AC signal) and that of the AC/DC converter. Furthermore, this methodology can be used for AC/DC converters with diodes or transistors connected as diodes, even if their characteristic equations are not exponential. To obtain experimental support, voltage multipliers have been designed with impedance adaptation network incorporated into the integrated circuit and also external to it, in order to achieve the lowest possible power at the input.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Gestão do Conhecimento, Florianópolis, 2012. / Made available in DSpace on 2013-07-16T04:41:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 314861.pdf: 1620980 bytes, checksum: 1fc0b60cadd18a23de67d48b90004fc1 (MD5) / A atuação da mídia em eventos catastróficos tem sido alvo de muitas pesquisas. O objetivo desse Estudo de Caso foi descrever a relevância da cobertura da mídia na catástrofe ocorrida no município de Ilhota-SC no ano de 2008. Para o suporte teórico, foram estabelecidos os conceitos necessários ao entendimento dessa pesquisa no campo dos desastres naturais, bem como a origem e evolução das mídias. Como pressupostos para o valor científico da pesquisa, foram aplicados dois questionários distintos voltados para dois públicos diferentes, o primeiro, com cinco perguntas, direcionado às autoridades do município envolvendo 78 (setenta e oito) pessoas e o segundo questionário, com dez perguntas, voltado à população da região afetada pelo evento, compreendendo 152 (cento e cinquenta e dois) moradores da região. Como resultado, a pesquisa apresenta a relevância da parceria da mídia junto às autoridades constituídas do governo municipal e num segundo momento a importância da mídia na divulgação das notícias a população. Por fim, a pesquisa apresenta um questionamento dando conta da necessidade de haver uma maior interação da mídia com autoridades e população, bem como, sugestão no tocante à políticas públicas em situações emergenciais e pelos resultados obtidos, gerar conhecimento para os tomadores de decisão, propiciando informações à sociedade e também aos gestores públicos, condições de ser subsidiados por esses conhecimentos técnicos.<br> / Abstract : The role of the media in catastrophic events has been the subject of several researches. The main goal of this case study was to describe the importance of the media coverage in the catastrophe that happened in the town of ILHOTA-SC in 2008. In order to build up the theoretical support, some concepts have been established, providing the understanding of this research in the field of natural disasters, as well as some theory on the origin and evolution of media. As assumptions to the value of scientific research, we applied two different questionnaires aimed at two different audiences. The first five questions, aimed at involving the city authorities, 78 (seventy-eight) people, and the second questionnaire with ten questions, aimed at the population of the region affected by the event, comprising 152 (one hundred and fifty two) residents. As a result, the research shows the importance of the partnership with the media to the constituted authorities of the municipal government, as well as the importance of the media in spreading news to the population. Finally, the research presents the challenge to realize the need for greater interaction with the media and public authorities, and it also brings up some suggestions regarding the public policies in emergency situations. From the results obtained, we want to generate knowledge to decision makers, providing information to the society and public managers, supporting them with some technical knowledge.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-04-04T04:12:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344654.pdf: 1842989 bytes, checksum: ed60410ad5f17e816c73994116dcb608 (MD5) Previous issue date: 2016 / O objetivo deste trabalho é abordar a gestão de energia dos sistemas de geração e armazenamento de energia. Estes sistemas são atualmente uma realidade em países onde é desejada uma diversificação das fontes de energia e uma maior penetração das fontes renováveis. Em particular, o Brasil possui uma matriz energética diversificada com base em recursos hídricos, biomassa (etanol), gás natural e petróleo. Mas, expectativa para o futuro próximo é um aumento da utilização de fontes de energia renováveis, principalmente solar e eólica. Dessa forma, este trabalho ataca um problema econômico atual e importante para o País. Uma rede de energia em grande escala pode ser subdividida em subsistemas chamados micro-redes, que podem ser vistos como um conjunto de geradores despacháveis e/ou não-despacháveis que utilizam energias fósseis e/ou renováveis, armazenadores de energia e consumidores. Uma micro-rede pode operar em modo ilha, conectada com a rede principal e interligada com outras micro-redes. Sabe-se que a operação ideal de cada unidade não garante o perfeito funcionamento global da micro-rede, o que leva a um comportamento inaceitável. Assim, torna-se necessária a coordenação entre todos os elementos da micro-rede. A mesma filosofia deve ser aplicada no problema de micro-redes interligadas. Do ponto de vista da modelagem, os modelos de sistemas de gestão de energia no nível superior têm características híbridas, devido à necessidade de introduzir variáveis binárias, por exemplo, para modelar a dinâmica de armazenamento ou preços diferentes para operações econômicas como compra/venda de energia. Assim, uma abordagem natural para controlar esses sistemas é a utilização de controle preditivo, o qual já é amplamente utilizado na indústria de processos e pode lidar com problemas híbridos de optimização. Em uma micro-rede operando em modo conectada à rede principal o desafio de controle é maximizar o uso de fontes renováveis, minimizar o uso de combustíveis fósseis e a quantidade de energia comprada da rede de distribuição, amortecer flutuações de energia e atender a demanda. No caso de micro-redes interligadas é desejada uma estratégia de controle que permita a interação entre micro-redes para compartilhar fontes de energia e reduzir o fluxo de energia com a rede de distribuição. Assim, para uma única micro-rede o controle centralizado parece uma boa opção, enquanto para micro-redes interligadas, quando o intercâmbio de informação é limitado, o controle distribuído aparece como uma solução interessante. Nesta tese é con\-si\-de\-ra\-do o problema de controle de micro-redes em diferentes cenários, dentre eles uma microrrede de laboratório com armazenador de hidrogênio, o estudo de microrredes interligadas e uma planta de geração da indústria da cana de açúcar. O objetivo principal é propor soluções baseadas em controle preditivo para atender os requisitos de operação do sistema.<br> / Abstract : The objective of this thesis is to address the energy management of power generation and energy storage systems. These systems are nowadays a reality in countries where a diversification of energy sources and a higher penetration of renewable sources is desired. In particular, Brazil has a diversified energy matrix based on water resources, biomass (ethanol), natural gas and oil. But the expectation for the near future is an increase in the use of renewable sources, mainly solar and wind. Thus, this work attacks a current and important economic problem for the country. A large scale energy network can be subdivided into subsystems called Microgrids, that can be seen as set of dispatchable and/or non-dispatchable generators that uses fossil and/or renewable energy, storage units and consumers. A microgrid can operate in island mode, grid-connected mode and interconnected with other microgrids as the so called networked microgrids. It is known that an ideal operation of each unit does not guarantee the perfect operation of the overall microgrid, which leads to an unacceptable behavior. Thus it becomes necessary coordination between all microgrid elements. The same philosophy should be applied in the networked microgrids problem. From modeling point of view, the top level energy management system models have hybrid characteristics due to the need to introduce binary variables, for example, to model storage dynamics or different prices for economic operations like sell/purchase of energy. Thus, a natural approach to control these systems is the use of predictive control, which is already widely used in the process industry and can deal with hybrid optimization problems. In a microgrid operating in grid connected mode the control challenges are to maximize the use of renewable sources, minimize the use of fossil sources an the amount of energy bought from distribution network operator (DNO), mitigate energy fluctuating and meet the demand. In an interconnected case a control strategy that allows the interaction between microgrids to share energy sources and reduce the energy flow with DNO is desired. Thus for a single microgrid the centralized control seems to be a good option and for networked microgrids, when information sharing is limited, the distributed control appears as an interesting solution. In this thesis the problem of control of microgrids in different scenarios is considered, among them a laboratory microgrid with hydrogen storage, the study of four interconnected microgrids and a sugar cane industry power plant. The main objective is to propose solutions based on model predictive control to attend the system operation requirements.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-20T16:25:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-07-29Bitstream added on 2014-06-13T19:53:13Z : No. of bitstreams: 1 avallone_e_me_bauru.pdf: 1832025 bytes, checksum: 3c9dc17b98ecbc3d0da1306a71d373df (MD5) / A necessidade de fontes renováveis de energia, devido às alterações climáticas e, assim, a busca de fontes limpas de energia, justificam o crescente investimento em novos tipos de coletores solares. As pesquisas têm contribuído com essa expansão no âmbito dos coletores solares concentradores, tendo como objetivo principal seu Desempenho. Muitos trabalhos tem sido desenvolvidos utilizando a estratificação térmica do fluido no interior dos tubos e em reservatórios térmicos, assim como, a modelagem analítica para o problema de fluxo de calor. Baseando-se nas características de operação e em parâmetros de eficiência dos coletores por tubos evacuados convencionais, este trabalho propõe um estudo experimental de aquecimento de água por sistema de captação solar por tubos evacuados modificados em relação a um sistema convencional. Uma abordagem importante refere-se a separação física dos fluxos de água fria e quente no interior do tubo evacuado. O desempenho do sistema foi analisado a partir de testes experimentais ao ar livre com incidência solar. O vácuo no sistema estudado proporciona linearidade e constância na sua eficiência, em relação aos coletores solares por placas planas. Referindo-se a captação de energia do sistema, há um acréscimo de 8,7ºC na temperatura de saída da água aquecida em relação à sua entrada. O sistema ensaiado com um tubo evacuado produziu 105,78 litros de água aquecida, durante o dia solar disponível. Por se tratar de um trabalho experimental inédito, há uma grande dificuldade em localizar pesquisas referentes ao mesmo assunto, dificultando, assim, comparações entre os resultados obtidos e de outros trabalhos científicos / The need for renewable energy, due to climate change and thus search for clean energy sources justify the increased investment in new types of solar collectors. Research has contributed to this expansion within the concentrator solar collectors, with the main objective performance. Many studies have been developed using the thermal stratification of the fluid inside the tubes and in heat reservoirs, as well as the analytic modeling of the problem of heat flow. Based on the the operatining characteristics and performance parameters of evacuated tube collectors for conventional, this work proposes and experimental study of heating water by solar collection system for tubes modified compared to a conventional system. An important approach refers to physically separate the flows of hot and cold water inside the evacuated tube. The system performance was analyzed from experimental tests outdoors in sunlight. In this study the vacuum provides linearity and constancy in efficiency compared to a flat plate solar collectors. Refering to energy harvesting system, there is a increase of 8.7ºC in the outlet temperature of the heated water compared the entrance. With only one evacuated tube were production of 105.78 liters of heated water during the solar day available. Because it is unpublished experiment work, there is great difficulty in locating researches concerning the same subject, thus hampering comparisons between results and other scientific works

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-08-15Bitstream added on 2014-06-13T19:33:55Z : No. of bitstreams: 1 ribeiro_psc_me_bauru.pdf: 1255337 bytes, checksum: 5022e5ca066a439eecdf9ea45f05373c (MD5) / A crescente produção e utilização de fontes de energia renováveis coloca o Brasil em posição de destaque no cenário global. Este reconhecimento decorre, em grande parte, graças às conquistas alcançadas na substituição do uso do petróleo pelo etanol extraído da cana-de-açúcar e da cogeneração de energia a partir do bagaço da cana-de-açúcar. Um grande desafio enfrentado pelas empresas deste setor é o índice de absenteísmo dos trabalhadores da área agrícola, que pode chegar a 11%. o que torna este índice um indicador importante, pois as empresas precisam, cada vez mais, contar com seu quadro de pessoal. Devido aos prejuízos causados pelas ausências dos trabalhadores em seus postos de trabalho, tornam-se oportunos estudos que busquem identificar os motivos que os levam a falar. Assim, as empresas podem tomar medidas que visem a eliminar ou reduzir estas ocorrências. O objetivo do presente trabalho é utilizar modelos de regressão para a modelagem do número de faltas dos funcionários de uma empresa do setor sucroalcooleiro. Particularmente, é considerado o modelo de regressão inlacionado de zeros baseado na família de distribuição de séries de potência generalizada. Inferências baseadas na teoria de máxima verossimilhança são desenvolvidas para o modelo proposto e o desempenho desta abordagem é ilustrado com um conjunto de dados reais, no qual são estudados os fatores associados à ocorrência de absenteísmo e a não ocorrência sde absenteísmo e a não ocorrência de trabalhadores da empresa. Os resultados obtidos apontam que o tempo de serviço e o cargo influenciam de forma significativa na proporção de não absenteísmo, essa proporção aumenta conforme o tempo de serviço, e é maior para os trabalhadores da cultura da cana-de-açúcar, sendo menos frequente os trabalhadores que tem as demais funções dentro da empresa... / The growing production and use of renewable energy sources putz Brazil in a prominent place worldwide. This is largely due to advances in replacing fossil fuels for ethanol extracted from sugarcane and bagasse cogeneration energy. A great challenge faced by companies in the sector is the farm worker absenteeism, that can reach 11%. Absenteeism becomes an important parameter because companies need to rely more and more on their workforce, which makes it necessary to control attendance and productivity of workers. The losses caused by absence from work bring out the need for studies that try to identify the reasons for that. The company, thus, can take actions to eliminate or reduce such occurrences. The aim of the present work is the use of regression models in order to model the frequency of absence of workers of a company of the sugar and alchohol sector. This study focused on the zero inflated regression model based on family of generalized power series distribution. Inferences based on the maximum likehood theory are developed for the proposed model and the performance of this approach is illustrated by a real data set in which we study factors associated with the occurrence and nonoccurrence of absenteeism in the company. The resulting data show that lengh of service and position, have a significantly in the proportion influence of non absteeism. This influence increases conform the length of service and is greater for sugarcane culture workers , it is weaker among workers of other areas within the company. Salary has a significant effect on absteeism, it was observed that workers with higher salaries are less absent from work. It is recommended thus, the adoption of reward system to reward employees with better performances and also an internal recruitment policy to promote and motivate workers, in order to retain them in the company

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-10-30Bitstream added on 2014-06-13T19:41:58Z : No. of bitstreams: 1 alves_gm_dr_botfca.pdf: 2388859 bytes, checksum: a9afe369492a39c755c70c4b5397af45 (MD5) / Apesar dos pequenos aproveitamentos hidrelétricos terem recebido um pouco mais de atenção após a privatização das concessionárias de energia elétrica, muitas são as famílias, especialmente do meio rural, que não têm acesso à energia elétrica por residirem em locais mais distantes dos centros urbanos. Esta pesquisa teve como objetivo analisar a viabilidade de implantação de uma microcentral hidrelétrica como uma alternativa energética para consumidores não atendidos por energia elétrica convencional, através da concessionária. O aproveitamento em estudo localiza-se na Fazenda Madeira no município de São José do Rio Claro, localizado ao norte do estado do Mato Grosso. O desenvolvimento deste trabalho foi fundamentado em estudos teóricos e práticos, fazendo uso de métodos experimentais para a estimativa e avaliação do potencial hidrelétrico, através de critérios de hidrologia existentes no local. Após levantamento entre fabricantes nacionais, constatou-se a viabilidade da instalação da microcentral hidrelétrica com turbina Hélice devido as suas características técnicas e econômicas. São apresentados os resultados do projeto, desenhos e a construção da turbina. A instalação da microcentral proporcionará melhorias e facilidades na principal atividade da fazenda que é a criação, engorda e abate de gado, a qual representa grande importância social e econômica para a região / Although small hydroelectric exploitations have received some sort of attention after the concessionaires privatization of electric energy, having competition and concourse in mind, nevertheless, there are many families, especially in rural areas, that do not have access to electric energy for living in locations distant from urban centers. This research had as objective to analyze the viability of one implantation micro-hydroelectric plants as an energy alternative for non-supported conventional electric energy consumers, through the concessionaire. The exploitation in study is situated in the Fazenda Madeira in the city of São José do Rio Claro, located to the north of the state of the Mato Grosso. The development of this work was based on theoretical and practical studies, making use of experimental methods for estimation and evaluation of the hydroelectric potential, through local existent hydrology standards. After survey between national manufacturers, it was verified viability of the implantation of the micro-hydroelectric plants with turbine Helix just its characteristics techniques and economics. The results of the project, drawings and the construction of the turbine are presented. The installation of the micro-hydroelectric will bring improvements and facilities to the main activity of the farm that are the creation, fattening and slaughtering of cattle and represent big social and economic importance for the region

Orientador : Profª. Drª. Daniela Neuffer / Co-orientador : Prof. Dr. Klaus Fischer e Profª. Msc. Marielle Feilstrecker / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Mestrado Profissional em Meio Ambiente Urbano e Industrial, em parceria com o Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial e a Universität Stuttgart. Defesa: Curitiba, 05/08/2015 / Inclui referências: f. 60-65 / Resumo: Nos anos recentes, o uso de fontes de energias renováveis, como eólica, solar, biomassa e hidrelétrica, cresceu ao redor do mundo. Todavia, um problema relacionado com essas fontes de energia é que elas podem apresentar um fornecimento intermitente. Uma opção versátil para compensar as diferenças entre a demanda e o fornecimento de energia por outras fontes renováveis é o uso da produção flexível do biogás. Neste contexto, o objetivo desse trabalho foi de avaliar a influência da alimentação de uma mistura de cereais e lodo digerido na produção flexível de biogás. Os experimentos foram realizados em um reator anaeróbico piloto de 250 l, com temperatura de operação mantida na faixa de 31 ± 1 °C, com uma alimentação diária e cargas orgânicas volumétricas progressivas da mistura a ser testada (0,70, 0,94, 1,19 e 1,43 gMOS/(l·d)). As condições do processo analisadas durante o experimento foram: a temperatura de operação do reator, o volume e a composição do gás produzido, o pH, o teor de matéria seca e o teor de matéria orgânica seca do lodo formado no biodigestor. Os resultados mostraram que o aumento da carga volumétrica utilizada provocou o crescimento da produção de gás, mas também a redução do teor de metano do biogás de 58% para até 46%. O rendimento de metano no biogás produzido variou de 188,31 Nm³/tMOS a 201,59 Nm³/tMOS. A taxa de degradação do substrato apresentou valores médios de 69%. Não foi possível observar uma tendência similar de crescimento do volume de gás entre os experimentos realizados. Após 96 h sem alimentação, a produção de gás seguiu uma tendência de decaimento logarítmico. A comparação dos resultados obtidos com os de um estudo similar, mostrou que a mistura utilizada para a co-digestão nesse trabalho apresenta um maior potencial para a produção flexível. Todavia, por se tratar de um assunto recente, os estudos de flexibilidade e de produção orientada com a demanda ainda carecem da criação de critérios e valores de referência a serem seguidos para atingir a flexibilidade. Palavras-chave: Energia renovável. Co-digestão. Lodo digerido. Mistura de cereais. Produção orientada com a demanda. / Abstract: In recent years, the use of energy from renewable sources like wind, solar, biomass and hydropower, increased around the world. However, a problem related to these energy sources is that they can provide an intermittent power supply. A versatile option to compensate the discrepancy between the demand and the energy supply from other renewable sources is the use of flexible production of biogas. In this context, the aim of this study was to evaluate the influence of feeding a mixture of cereals and digested sludge in a flexible production of biogas. The experiments were performed in a pilot anaerobic reactor of 250 l, with operating temperature maintained in the range of 31 ± 1 °C, with daily feeding and step by step increasing volume loads of the mixture to be tested (0.70, 0.94, 1.19 and 1.43 gODS/(l·d)). The process conditions analyzed during the experiment were: the reactor operating temperature, the volume and the composition of the produced gas, pH, dry matter content and the organic dry matter content of the sludge formed in the digester. The results showed that the use of higher volume loads caused an increase of the gas production but also a reduction of the methane content up 58% to 46%. Methane yield in the produced biogas varied from 188.31 Nm³/tODS to 201.59 Nm³/tODS. The average substrate degradation rate was 69%. It was not possible to observe a similar trend in the growth of volume of gas between the experiments. After 96 h without feeding, the gas production follows a logarithmic decay. The comparison of results obtained with a similar study showed that the mixture used for the co-digestion in this work has a higher potential for flexible production. However, because it is a recent issue the studies related to flexible and the demand driven production still require the establishment of criteria and benchmarks to be followed, in order to be achieve flexibility. Keywords: Renewable energy. Co-digestion. Digested sludge. Cereal mixture. Demand driven production.

Orientador: Prof. Dr. Andreas Friedrich Grauer / Coorientadores: Profª Drª karen Juliana do Amaral e Prof. Dr. Gustavo Rafael Collere Possetti / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Mestrado Profissional em Meio Ambiente Urbano e Industrial, em parceria com o Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial e a Universität Stuttgart. Defesa: Curitiba, 25/11/2016 / Inclui referências / Resumo: Os sistemas anaeróbios de tratamento de esgotos possibilitam o abatimento da carga orgânica, gerando subprodutos sólidos e gasosos que são fontes de energia renováveis. No entanto, no Brasil, esses subprodutos normalmente são considerados apenas como passivos ambientais, sendo seu aproveitamento energético pouco explorado. Neste trabalho avaliou-se o potencial de aproveitamento energético dos subprodutos de uma estação de tratamento anaeróbia de esgotos (ETE) de médio porte por meio da análise de fluxos de materiais (AFM) e de energia (AFE), que foram construídos com base nos dados operacionais coletados ao longo dos anos de 2014 e 2015. Identificou-se que a etapa de tratamento com maior potencial energético é o tratamento anaeróbio, sendo o biogás responsável por mais de 75% deste potencial. As lagoas aeradas e de decantação é a etapa de tratamento com o maior consumo de energia elétrica, responsável por mais de 70% da demanda da ETE. A partir das informações obtidas por meio da AFM e AFE foram calculados indicadores específicos de materiais e de energia, que foram comparados com dados reportados na literatura. Os mesmos dados foram utilizados para avaliação dos seguintes cenários: 1 - geração de eletricidade a partir do biogás, 2 - cogeração a partir do biogás, 3 - secagem térmica do lodo a partir do biogás, 4 - secagem térmica do lodo e da escuma a partir do biogás, 5 - secagem térmica do lodo e da escuma a partir da combustão do lodo, escuma e biogás, 6 - secagem térmica do lodo e da escuma a partir da energia térmica do lodo, biogás e escuma e geração de energia elétrica a partir do biogás. Os cenários propostos foram avaliados quanto às suas potencialidades energéticas e custos evitados. Dentre os benefícios identificados na avaliação dos diferentes cenários, destaca-se o potencial de geração de energia elétrica da ordem de 1.600 MWhe, redução dos volumes de lodo e escuma chegando a 90%, e custos evitados que chegariam a R$ 1.184.446,79 em 2015. Palavras-chave: Biogás. Lodo. Escuma. Reatores anaeróbios / Abstract: Anaerobic wastewater treatment systems enable the reduction of the organic load present in wastewater, generating solid and gaseous byproducts which are renewable energy sources. However, in Brazil, these byproducts normally are considered only as environmental liabilities, being your energy use poorly explored. In this work the energetic potential of byproducts generated in a medium size wastewater treatment plant (ETE) were evaluated by the materials (AFM) and energy flow analysis (AFE) that were built based on operational data collected over the years 2014 and 2015. It was identified that the treatment step which offers the highest energetic potential was the anaerobic treatment and the biogas responsible for more than 75% of energetic potential. The aerated lagoon and decantation is the treatment step with the highest energetic consumption from ETE, responsible for more than 70% of ETE demand. Based on information obtained from AFM and AFE, specific indicators of material and energy were calculated and compared to data reported in the literature. The same data obtained were used for evaluated the following scenarios: 1 - generation of electricity from biogas, 2 - cogeneration from biogas, 3 - sludge drying from biogas thermal energy, 4 - sludge and scum thermal drying from biogas energy, 5 - sludge and scum thermal drying from the sludge, scum and biogas combustion, 6 - sludge and scum thermal drying from the sludge, scum and biogas combustion and electricity generation from biogas. The proposed scenarios were evaluated about energetic potentials and avoided costs. Among the identified benefits in the evaluation of different scenarios, stands out the potential of electricity generation about 1.600 MWhe, reduction of sludge and scum volume reaching until 90% and avoided costs which would reach R$ 1.184.446,79, in 2015. Key-words: Biogas. Sludge. Scum. Anaerobic Reactors