Orientador: Vicente Luiz Scalon / Banca: André Luiz Seixlack / Banca: Délson Luiz Módolo / Resumo: A preocupação com o meio ambiente e o aumento do custo da energia tem representado um estímulo na busca por fontes alternativas e renováveis de energia. Embora várias alternativas tenham sido cogitadas durante o processo, a energia solar sempre teve um papel importante nesta nova conjuntura. Este tipo de energia aumentou significativamente a sua participação na forma que é mais utilizada: o aquecimento direto de água. Embora outros usos da energia solar, como para geração de eletricidade, estejam em estudo no Brasil, os projetos neste sentido ainda são incipientes. No país, os principais aproveitamentos sustentáveis estão direcionados para o uso de várias formas de biomassa. Se em grande escala o uso da energia solar ainda não merece destaque, o seu uso em residências representa um caso de sucesso. Os sistemas de aquecimento baseados em energia solar podem ser direcionados tanto para uso doméstico como para uso em piscinas possui inúmeras vantagens como: a economia de outras fontes de energia e uma eficiência energética adequada. Uma das maiores restrições à difusão destes sistemas é o seu elevado custo inicial. Uma tentativa de reduzir este custo é substituição dos coletores solares tradicionais por um sistema de custo menor e, de preferência, boa eficiência. Considerando esta situação, neste trabalho propõe-se a análise da eficiência de um modelo de coletor solar para piscina composto de tubos de polietileno arranjados numa geometria em espiral. Estudos mostram que a utilização deste novo conceito de coletor solar para piscina pode reduzir o custo inicial de instalação, permitindo seu uso em substituição a modelos comerciais. Visando a eficiência térmica do coletor, foi montando um experimento de acordo com o padrão da norma brasileira e um modelo teórico baseado em expressões disponíveis na literatura... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Concern about the environment and the increasing in energy cost has been representing an incentive in finding alternative and renewable energy sources. Although several alternatives had been congitated during this times, solar energy was always an important role in this new context. This energy form has significantly increased its participation in the group that it is most commonly used: the water heating. While other uses of solar energy, such as for electricity generation, are being studied in Brazil, the tests in this direction are still incipient. In the country, the main sustainable energy source is the direct use of biomass. If large-scale use of solar energy don't deserves mention it use on residential devices is a sucess. Heating systems based on solar energy can be directed for both domestic use and for use in swimming pools. The heating of swimming pool water has many advantages such as: the economy of other energy sources and energy efficiency appropriate. One of the major constraints to the diffusion of these systems is their high initial cost. An attempt to reduce this cost is to replace the traditional solar collector system for a lower cost, and preferably good efficiency. Considering this situation, this work analyzes the efficiency of a solar collector device constructed with polyethylene tubes arranged in a spiral geometry. Studies show that the use of this new concept of solar collector for swimming pool can reduce the initial cost of installation, allowing its use in replacement of commercial models. To evaluate the thermal efficiency of the collector, an experiment was set up according to the Brazilian standards and a theoretical model based on expressions available in the literature. Using these tools, it was performed a comparative analysis between the homemade spiral type and a commercial collector. Based on the results obtained it was found that the thermal behavior of the two devices is very similar / Mestre

A presente dissertação descreve o experimento desenvolvido com a finalidade de avaliar um sistema de bombeamento de água acionado por dois painéis fotovoltaicos instalado nas dependências da Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR, Câmpus Medianeira, estado do Paraná, Brasil. O município está localizado no oeste paranaense com 25º17’43” Latitude sul, 54º03’38” Longitude oeste e com altitude de 500,7 metros. O sistema trabalhou em situação real de funcionamento, bombeando água a uma altura de 20 metros. Foram coletados dados de fevereiro de 2005 a novembro de 2005; utilizou-se um coletor de dados computadorizado da marca Campbell Scientific INC., o que possibilitou adquirir e armazenar os valores de irradiância no plano do painel, tensão e corrente gerada, temperatura no painel, pressão e vazão. A leitura dos dados foi realizada com freqüência de 1 hertz e armazenada a cada 1 minuto. Através de cálculos obtiveram-se os valores de potência e eficiência do sistema e a potência hidráulica. O solstício de inverno apresentou eficiência de 9,58% com bombeamento diário de 2.056,44 litros, enquanto que o solstício de verão apresentou eficiência de 9,07% com bombeamento diário de 2.377,21 litros. A maior eficiência nos dias de inverno está atrelada às menores temperaturas nestes dias se comparado aos dias de verão e o fator que provocou uma maior vazão de água bombeada nos dias de verão está ligado ao tempo de insolação solar que é maior se comparado aos dias de inverno. O total de água bombeada durante o período do experimento foi de 435.042,20 litros. / The current dissertation describes an experiment to evaluate a water pumping system activated by two photovoltaic panels installed at The Federal Technological University of Paraná – UTFPR, Medianeira Campus, in the State of Paraná, Brazil. The city of Medianeira’s latitude and longitude are 25º17’43”south and 54º03’38”west respectively, with an altitude of 500.7 meters (1,642.72 feet). The system operated in a real working situation, pumping water to a 20 meters (65.62 feet) elevation. Data were collected, from February 2005 to November 2005, by means of a computerized data collector made by Campbell Scientific Inc that made possible collecting and applying irradiance values in the panel plane, generated current and tension, panel temperature, pressure and consume. Data readings were made at a 1-hertz frequency and stored every minute. Through calculi, the system efficiency and energy values and hydraulic strength were obtained. Winter solstice showed 9.58% efficiency with daily pumping of 2,056.44 liters (543.14 gallons) whereas summer solstice confirmed 9.07% efficiency with daily pumping of 2,377.21 liters (627.86 gallons). Winter day’s highest efficiency is associated to the lowest temperature in those days compared to summer days, and the factor that prompted larger pumped water consume, during summer days, was related to solar insulation time that is longer if compared to winter days. Total water pumped during the experiment period was 435,042.20 liters (114,900.99 Gallons)

Esta dissertação apresenta um estudo de análise econômica sobre a viabilidade no suprimento parcial ou total de energia elétrica a partir da utilização de geradores fotovoltaicos e aerogeradores conectados à rede suprindo parcial ou totalmente as cargas instaladas em um aviário Dark House localizado na região sudoeste do Paraná. O trabalho engloba uma análise energética do aviário a partir de dados coletados da curva de carga e do perfil de geração efetiva dos dispositivos de conversão eólico fotovoltaicos sob influência do espectro dos ventos e da irradiação solar local. Simula o balanço energético entre a geração descentralizada de energia elétrica à fontes eólica e solar conectados em paralelo a rede convencional e o suprimento parcial ou total das cargas juntamente com os prováveis excedentes armazenados na rede utilizando o programa computacional HOMER - Hybrid Optimization Model for Electric Renewables. Análises econômicas para os investimentos foram realizadas a partir dos dados simulados e de cenários projetados. Na fase de coleta de dados de consumo de energia elétrica, analisa os registros de faturas de energia elétrica, os programas operacionais de luz e ventilação mínima sugeridos pela integradora e entrevistas com o integrado. Identifica um consumo final de energia elétrica de 10.891 kWh/ano com picos de demanda ao longo do ano de até 8,0 kW. Analisa os componentes configurados mais eficientes mediante a geração efetiva unitária ao longo do ano por kW instalado. Considera a série histórica de dados para a velocidade dos ventos e irradiação solar do local obtidos junto a algumas entidades governamentais e universidades. Traz os dados sintetizados dos recursos renováveis para uma base de tempo horária ao longo do ano. Complementado por um processo de análise econômica, a dissertação verifica a viabilidade das configurações propostas quando sob influência de alguns cenários a tarifas especiais para o excedente energético injetado na rede e na concessão de subsídios para a aquisição de geradores fotovoltaicos e aerogeradores. O estudo traz como resultado uma situação de viabilidade para a utilização destes dispositivos de conversão energética conectados a rede em aviários Dark House se alguns cenários técnicos e econômicos desejáveis forem proporcionados pelo mercado brasileiro de energia elétrica a fontes renováveis eólica e fotovoltaica. / This dissertation presents a study on the feasibility economic analysis in partial or total supply of electricity from the use of photovoltaic and wind turbine generators connected to the grid supplying the loads partially or fully installed in an aviary Dark House located in the southwestern region of Paraná. The work comprises an energy analysis of avian data collected from the load curve and the profile of effective generation of wind energy conversion devices, photovoltaic spectrum under the influence of wind and solar radiation site. Simulates the energy balance between the decentralized generation of electricity to solar and wind sources connected in parallel to the conventional grid and supply all or part of the charges along with the likely surplus stored on the network using the computer program HOMER – Hybrid Optimization Model for Electric Renewable. Economic analysis for investments were made from the simulated data and projected scenarios. In the data collection phase of energy consumption goes through the records of bills of electricity, the operational programs of light and ventilation minimum suggested by the integrator and interviews with the integrated. Identifies a final consumption of electricity of 10,891 kWh / year with peaks in demand throughout the year up to 8.0 kW. Analyze the components configured by generating more efficient unit effective during the year per kW installed. Considers the historical data for wind speed and solar radiation obtained from the local government and some universities. Bring the data synthesized from renewable resources for an hourly time basis throughout the year. Complemented by a process of economic analysis, the paper verifies the feasibility of the proposed settings while under the influence of some scenarios special rates for surplus energy injected into the grid and subsidies for the purchase of photovoltaic and wind turbines. The study presents a situation as a result of the feasibility of using these energy conversion devices connected to the grid in aviaries Dark House are some desirable technical and economic scenarios are provided by the Brazilian electric power to renewable wind and photovoltaic.

A presente dissertação descreve o experimento desenvolvido com a finalidade de avaliar um sistema de bombeamento de água acionado por dois painéis fotovoltaicos instalado nas dependências da Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR, Câmpus Medianeira, estado do Paraná, Brasil. O município está localizado no oeste paranaense com 25º17’43” Latitude sul, 54º03’38” Longitude oeste e com altitude de 500,7 metros. O sistema trabalhou em situação real de funcionamento, bombeando água a uma altura de 20 metros. Foram coletados dados de fevereiro de 2005 a novembro de 2005; utilizou-se um coletor de dados computadorizado da marca Campbell Scientific INC., o que possibilitou adquirir e armazenar os valores de irradiância no plano do painel, tensão e corrente gerada, temperatura no painel, pressão e vazão. A leitura dos dados foi realizada com freqüência de 1 hertz e armazenada a cada 1 minuto. Através de cálculos obtiveram-se os valores de potência e eficiência do sistema e a potência hidráulica. O solstício de inverno apresentou eficiência de 9,58% com bombeamento diário de 2.056,44 litros, enquanto que o solstício de verão apresentou eficiência de 9,07% com bombeamento diário de 2.377,21 litros. A maior eficiência nos dias de inverno está atrelada às menores temperaturas nestes dias se comparado aos dias de verão e o fator que provocou uma maior vazão de água bombeada nos dias de verão está ligado ao tempo de insolação solar que é maior se comparado aos dias de inverno. O total de água bombeada durante o período do experimento foi de 435.042,20 litros. / The current dissertation describes an experiment to evaluate a water pumping system activated by two photovoltaic panels installed at The Federal Technological University of Paraná – UTFPR, Medianeira Campus, in the State of Paraná, Brazil. The city of Medianeira’s latitude and longitude are 25º17’43”south and 54º03’38”west respectively, with an altitude of 500.7 meters (1,642.72 feet). The system operated in a real working situation, pumping water to a 20 meters (65.62 feet) elevation. Data were collected, from February 2005 to November 2005, by means of a computerized data collector made by Campbell Scientific Inc that made possible collecting and applying irradiance values in the panel plane, generated current and tension, panel temperature, pressure and consume. Data readings were made at a 1-hertz frequency and stored every minute. Through calculi, the system efficiency and energy values and hydraulic strength were obtained. Winter solstice showed 9.58% efficiency with daily pumping of 2,056.44 liters (543.14 gallons) whereas summer solstice confirmed 9.07% efficiency with daily pumping of 2,377.21 liters (627.86 gallons). Winter day’s highest efficiency is associated to the lowest temperature in those days compared to summer days, and the factor that prompted larger pumped water consume, during summer days, was related to solar insulation time that is longer if compared to winter days. Total water pumped during the experiment period was 435,042.20 liters (114,900.99 Gallons)

Esta dissertação apresenta um estudo de análise econômica sobre a viabilidade no suprimento parcial ou total de energia elétrica a partir da utilização de geradores fotovoltaicos e aerogeradores conectados à rede suprindo parcial ou totalmente as cargas instaladas em um aviário Dark House localizado na região sudoeste do Paraná. O trabalho engloba uma análise energética do aviário a partir de dados coletados da curva de carga e do perfil de geração efetiva dos dispositivos de conversão eólico fotovoltaicos sob influência do espectro dos ventos e da irradiação solar local. Simula o balanço energético entre a geração descentralizada de energia elétrica à fontes eólica e solar conectados em paralelo a rede convencional e o suprimento parcial ou total das cargas juntamente com os prováveis excedentes armazenados na rede utilizando o programa computacional HOMER - Hybrid Optimization Model for Electric Renewables. Análises econômicas para os investimentos foram realizadas a partir dos dados simulados e de cenários projetados. Na fase de coleta de dados de consumo de energia elétrica, analisa os registros de faturas de energia elétrica, os programas operacionais de luz e ventilação mínima sugeridos pela integradora e entrevistas com o integrado. Identifica um consumo final de energia elétrica de 10.891 kWh/ano com picos de demanda ao longo do ano de até 8,0 kW. Analisa os componentes configurados mais eficientes mediante a geração efetiva unitária ao longo do ano por kW instalado. Considera a série histórica de dados para a velocidade dos ventos e irradiação solar do local obtidos junto a algumas entidades governamentais e universidades. Traz os dados sintetizados dos recursos renováveis para uma base de tempo horária ao longo do ano. Complementado por um processo de análise econômica, a dissertação verifica a viabilidade das configurações propostas quando sob influência de alguns cenários a tarifas especiais para o excedente energético injetado na rede e na concessão de subsídios para a aquisição de geradores fotovoltaicos e aerogeradores. O estudo traz como resultado uma situação de viabilidade para a utilização destes dispositivos de conversão energética conectados a rede em aviários Dark House se alguns cenários técnicos e econômicos desejáveis forem proporcionados pelo mercado brasileiro de energia elétrica a fontes renováveis eólica e fotovoltaica. / This dissertation presents a study on the feasibility economic analysis in partial or total supply of electricity from the use of photovoltaic and wind turbine generators connected to the grid supplying the loads partially or fully installed in an aviary Dark House located in the southwestern region of Paraná. The work comprises an energy analysis of avian data collected from the load curve and the profile of effective generation of wind energy conversion devices, photovoltaic spectrum under the influence of wind and solar radiation site. Simulates the energy balance between the decentralized generation of electricity to solar and wind sources connected in parallel to the conventional grid and supply all or part of the charges along with the likely surplus stored on the network using the computer program HOMER – Hybrid Optimization Model for Electric Renewable. Economic analysis for investments were made from the simulated data and projected scenarios. In the data collection phase of energy consumption goes through the records of bills of electricity, the operational programs of light and ventilation minimum suggested by the integrator and interviews with the integrated. Identifies a final consumption of electricity of 10,891 kWh / year with peaks in demand throughout the year up to 8.0 kW. Analyze the components configured by generating more efficient unit effective during the year per kW installed. Considers the historical data for wind speed and solar radiation obtained from the local government and some universities. Bring the data synthesized from renewable resources for an hourly time basis throughout the year. Complemented by a process of economic analysis, the paper verifies the feasibility of the proposed settings while under the influence of some scenarios special rates for surplus energy injected into the grid and subsidies for the purchase of photovoltaic and wind turbines. The study presents a situation as a result of the feasibility of using these energy conversion devices connected to the grid in aviaries Dark House are some desirable technical and economic scenarios are provided by the Brazilian electric power to renewable wind and photovoltaic.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ThiagoOAR_DISSERT.pdf: 5317188 bytes, checksum: a03f8fc331e81650b64683b600bc5158 (MD5) Previous issue date: 2014-01-24 / Atualmente h? uma grande preocupa??o em rela??o a substitui??o das fontes n?o renov?veis pelas fontes renov?veis na gera??o de energia el?trica. Isto ocorre devido a limita??o do modelo tradicional e da crescente demanda. Com o desenvolvimento dos conversores de pot?ncia e a efic?cia dos esquemas de controle, as fontes renov?veis t?m sido interligadas na rede el?trica, em um modelo de gera??o distribu?da. Neste sentido, este trabalho apresenta uma estrat?gia de controle n?o convencional, com a utiliza??o de um controlador robusto, para a interconex?o de sistemas fotovoltaicos com ? rede el?trica trif?sica. A compensa??o da qualidade de energia no ponto de acoplamento comum (PAC) ? realizada pela estrat?gia proposta. As t?cnicas tradicionais utilizam detec??o de harm?nicos, j? neste trabalho o controle das correntes ? feita de uma forma indireta sem a necessidade desta detec??o. Na estrat?gia indireta ? de grande import?ncia que o controle da tens?o do barramento CC seja efetuado de uma forma que n?o haja grandes flutua??es, e que a banda passante do controlador em regime permanente seja baixa para que as correntes da rede n?o tenham um alto THD. Por este motivo ? utilizado um controlador em modo dual DSM-PI, que durante o transit?rio se comporta como um controlador em modo deslizante SM-PI, e em regime se comporta como um PI convencional. A corrente ? alinhada ao ?ngulo de fase do vetor tens?o da rede el?trica, obtido a partir do uso de um PLL. Esta aproxima??o permite regular o fluxo de pot?ncia ativa, juntamente com a compensa??o dos harm?nicos e tamb?m promover a corre??o do fator de pot?ncia no ponto de acoplamento comum. Para o controle das correntes ? usado um controlador dupla sequencia, que utiliza o princ?pio do modelo interno. Resultados de simula??o s?o apresentados para demonstrar a efic?cia do sistema de controle proposto

Renewable energy sources has been attracting great interest due to well known environment issues and, hence, the development of power electronics converters to deal with the transformation of these sources into conventional energy forms has been the main challenge faced by many researches working in this area of expertise. Within this subject, this paper focuses the establishment of a new control strategy applied to a step-down/step-up single-stage inverter with imposed waveforms of CSI inductor current and output voltage. The proposed control strategy provides high voltage gain without using high frequency transformer, which contributes to weigh and size reduction of the proposed DC-AC converter structure. Theoretical and simulation analysis are presented and corroborated by experimental results of a 180W laboratory prototype. / Atualmente, a utilização de fontes renováveis, tais como, solar, eólica, hidrogênio e outras, têm atraído grande interesse na área de geração de energia, em decorrência dos problemas ambientais que assolam o planeta. O desenvolvimento de novas tecnologias para se condicionar a energia e transforme-la em de forma viável em energia elétrica convencional já é uma realidade. Neste contexto, este trabalho de dissertação concentra-se, com o uso da eletrônica de potência, na concepção de um conversor estático de energia com uma nova proposta de controle. O trabalho proposto trata de um conversor CC-CA elevadorabaixador seguidor de tensão de único estágio. O uso deste conversor contribui para o uso de fontes de energia renováveis de forma barata e simples. A estratégia de controle trata de um novo conceito que faz com que o conversor opere de forma independente como um inversor elevador de único estágio sem a presença de um transformador ou pré-regulador. O elevado ganho de tensão se dá pela imposição de duas variáveis, corrente de entrada de uma estrutura inversora CSI e tensão de saída. A versatilidade deste equipamento o torna capaz de operar em diversos cenários, desde o uso em uma zona remota até a co-geração de energia. O desenvolvimento teórico e análise realizada por simulação computacional são apresentadas e comprovadas pelos resultados experimentais obtidos através da construção em laboratório de um protótipo de 180W. / Mestre em Ciências

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000385282-Texto+Completo-0.pdf: 3229394 bytes, checksum: caa035d2d5444c36697946e1d4157f80 (MD5) Previous issue date: 2006 / The objective of this dissertation is the research and development of hydrogen operation Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFC). Fuel cells are efficient electrochemical devices that generate electric energy with low environmental impact, combining oxygen and hydrogen. Considering the objective to get a deeper knowledge about fuel cells operation, the Membrane Electrode Assembly (MEA), one of the most important fuel cell components, is studied. Two hydrogen PEMFC were developed, presenting resources, materials, assembly process and main problems verified during construction. The tests methodology and variables controlled during the procedure are presented with the objective to perform a comparison with the methodologies used by other researchers and development groups. The results achieved are compared with commercial fuel cells, tested by researcher, and with results presented by literature. Considering the future possibility to proceed this research, an analysis of the investments to develop a 1 kW fuel cell stack, to reach a larger number of applications, was established. / Esta dissertação tem por objetivo realizar uma pesquisa e desenvolver protótipos de células a combustível com membrana para troca de prótons (PEMFC), com funcionamento a hidrogênio. Células a combustível são eficientes dispositivos eletroquímicos que geram energia elétrica com reduzido impacto ao meio ambiente, combinando hidrogênio e oxigênio. Visando um maior entendimento da operação das células a combustível, foi estudado um de seus principais componentes, o MEA (Conjunto Membrana Eletrodo). Foram construídos dois protótipos unitários de PEMFC com funcionamento a hidrogênio, apresentando-se ao longo da dissertação os recursos, materiais, procedimentos de montagem e avaliando-se os principais problemas durante a construção dos protótipos. São apresentadas a metodologia de teste utilizada e as variáveis controladas para permitir uma comparação com as metodologias utilizadas por outros grupos de pesquisa e desenvolvimento. Os resultados obtidos são, assim, comparados com resultados alcançados com células a combustível comerciais, testadas pelo pesquisador, assim como com aqueles resultados apresentados pela literatura. Buscando avaliar a possibilidade futura da continuidade deste trabalho, foi realizado um estudo da perspectiva de investimentos necessários para o desenvolvimento de uma célula a combustível de 1 kW de potência, que possibilite um número maior de aplicações.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000385272-Texto+Completo-0.pdf: 1405067 bytes, checksum: 5c29b3d4087920fbfe0a487d5b1dfe6f (MD5) Previous issue date: 2006 / This Thesis aims at performing the study and implementation of the direct methanol and ethanol fuel cell prototypes. The main advantages of the Direct Methanol Fuel Cells (DMFC), comparing with other fuel cells types, are the utilization of a liquid fuel, easily storable and available and the low operation temperature, quick to achieve. Besides automotive and stationary applications, the DMFC became, considering these characteristics, the preferable choice for portable equipment. Today, research and applications are developed for this market. The test methodology is presented to make possible comparison with other research groups results and to demonstrate de prototype evolution as a consequence of the analysis of the results. As an alternative with a renewable and national fuel, the use of ethanol in the prototype is tested and evaluated. A pilot illumination system with a high efficiency led is implemented as a means of evaluating the feasibility of a practical application. A financial projection and a technical evaluation of the implementation of a 1 kW stack are performed, and it proved to be feasible. As a result of this pioneer effort, the first DMFC of South Brazil was implemented, incorporating the technology of direct methanol and ethanol fuel cells, and, due to the study integrated with other groups of this project, a fuel cell research and development laboratory was installed. / Esta dissertação tem por objetivo o estudo e a implementação de protótipos das células a combustível com utilização direta de metanol e etanol. As células a combustível com utilização direta de metanol (DMFC) possuem vantagens em relação a outros tipos de células a combustível como a utilização de um combustível líquido, facilmente armazenável e disponível no mercado e de operar em baixa temperatura, entrando rapidamente em regime de trabalho. Além de aplicações veiculares e estacionárias, as DMFC se tornaram, em função dessas características, uma escolha preferencial para utilização em aparelhos portáteis e hoje são desenvolvidas pesquisas e aplicações para esse mercado. É apresentada a metodologia de testes de forma a viabilizar a comparação de resultados alcançados por outros grupos de pesquisa assim como demonstrar a evolução dos protótipos a partir das análises efetuadas. Como alternativa voltada para combustível nacional e renovável é testada e avaliada a utilização de etanol (álcool etílico) na célula implementada. Visando avaliar a possibilidade de aplicação prática, é implementado um sistema piloto de iluminação com a utilização de led de alta eficiência alimentado por DMFC. Assim é realizada uma projeção financeira e uma avaliação técnica da construção de uma célula de 1 kW, que se mostrou factível. Como resultado deste trabalho pioneiro foi implementada a primeira célula a combustível com utilização direta de metanol do sul do Brasil tendo sido incorporada a tecnologia de células com utilização direta de metanol e etanol. Em função do trabalho conjunto com a equipe do projeto vinculado, foi implantado um laboratório de estudo e pesquisa de células a combustível.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000402192-Texto+Completo-0.pdf: 9176578 bytes, checksum: 2a1b0695bcdab809f18f32475e33755c (MD5) Previous issue date: 2008 / This work is focused on research, modeling and computational implementation of new sources of distributed generation aiming to analyze the dynamic behavior, transient and the voltage profile of each source, through simulations, in order to ensure stability of operation and safety. Three dynamic models are developed to study the operation of these sources, in a Matlab/Simulink environment. The system under analysis consists on a microgrid composed of a fuel cells group and gas microturbines, using the synchronous permanent magnets machine and asynchronous machine as generator. The analysis of results is based on three different scenarios of simulation. In the first scenario, is performed a static simulation where is analyzed the voltage behavior for different loads and from this analysis is defined the limit of operation of each source. In the second one is simulated a power step to each source operating alone and, an increase of load when the three sources operate together, in parallel, linked to a distribution network. In the third one, the sources of distributed generation are connected to a small distribution system, which can be represented by an infinite bus, and the occurrence of shortcircuit is simulated considering, each source operating together with the distribution network, as well as the three sources together. The voltages profile, currents and electrics power of all the buses of the system modeled are analyzed in order to evaluate the operation and performance of each source operating in isolation form, as well as the impact of the sources of Distributed Generation operating together with the distribution network. / A proposta deste trabalho está centrada na pesquisa, modelagem e implementação computacional de novas fontes de geração distribuída visando analisar o comportamento dinâmico, transitório e do perfil da tensão de cada uma das fontes, através de simulações, de forma a assegurar uma operação estável e segura. Para o estudo da operação destas fontes, é desenvolvido um modelo dinâmico, em ambiente de Matlab/Simulink, de uma microrede composta por um grupo de células combustíveis e de microturbinas a gás utilizando máquinas síncrona a imãs permanentes e assíncrona como gerador. A análise dos resultados é baseada em três diferentes cenários de simulação. No primeiro cenário é realizado uma simulação estática onde é analisado o comportamento da tensão para diferentes carregamentos e, a partir desta análise é definido o limite de operação de cada fonte. No segundo cenário, é simulado um degrau de potência a cada fonte operando isoladamente e um incremento de carga quando as três fontes operam juntas, em paralelo, ligadas a rede. No terceiro cenário, as fontes de geração distribuída são conectadas a um pequeno sistema de distribuição, que pode ser representado por um barramento infinito, e é simulado a ocorrência de um curto-circuito considerando, nesta situação, cada fonte operando junto com a rede de distribuição, como também, as três fontes juntas. Então, são analisados o perfil das tensões, correntes e potências de todas as barras do sistema modelado de forma a avaliar a operação e o desempenho de cada fonte operando de forma isolada, bem como o impacto das fontes de Geração Distribuída operando em conjunto com a rede de distribuição.