A pesquisa desenvolve o projeto e a implementaÃÃo de um microinversor monofÃsico de estÃgio Ãnico obtido da derivaÃÃo de quatro conversores flybacks CC-CC operando no modo descontÃnuo e associado em mÃdulos paralelos. Este arranjo reduz o volume dos magnÃticos, diminui os esforÃos de correntes nos primÃrios dos transformadores, bem como minimiza as oscilaÃÃes no mÃdulo fotovoltaico. Em meio as principais propriedades do microinversor flyback (MIF) desta pesquisa, as chaves dos primÃrios atuam com comutaÃÃo SPWM em alta frequÃncia e defasadas em cento e oitenta graus, enquanto as chaves dos secundÃrios sÃo comandadas por PWMâs complementares. Para validar a pesquisa serà desenvolvido um protÃtipo que efetuarà o processamento de energia interligando um painel fotovoltaico com 200 W de potÃncia, em cargas resistivas com caracterÃsticas senoidais. O sistema proposto està fundamentado na configuraÃÃo mÃdulo inversor integrado (MIC), que por sua vez, possui menores perdas nos semicondutores e elementos magnÃticos da topologia, quando comparado aos complexos sistemas fotovoltaicos centralizados. Dentre as aplicaÃÃes do microinversor flyback encontram-se: abastecimento de sistemas remotos, alimentaÃÃo de aparelhos eletroeletrÃnicos, pequenas estaÃÃes de bombeamentos de Ãgua, conexÃes a rede elÃtrica, entre outros. Apesar da baixa potÃncia, o microinversor apresenta caracterÃsticas elÃtricas essenciais a inserÃÃo na matriz energÃtica, tais como: isolaÃÃo entre a fonte e a carga, formas de ondas de tensÃes e correntes na saÃda com pequenas distorÃÃes e na frequÃncia da rede. Os resultados obtidos em laboratÃrio revelam que o microinversor flyback operando em malha aberta obtÃm rendimentos prÃximos a 90%, sendo entregue à carga cerca de 180 W. Sendo assim, a facilidade na construÃÃo, a utilizaÃÃo de poucos componentes e os resultados coletados experimentalmente habilitam o microinversor flyback a realizar a conversÃo CC-CA de sistemas fotovoltaicos de pequenas potÃncias conectados em cargas lineares monofÃsicas com caracterÃsticas senoidais ou interligados à rede elÃtrica. / The study proposes the design and implementation of a single phase inverter of single stage obtained the derivation of four flybacks converters CC - CC operating in discontinuous mode and associated in parallel modules. This arrangement reduces the amount of magnetic and decreases current efforts in primary transformers and minimizes fluctuations i n photovoltaic module. Among the main properties of micro inverter flyback (MIF) this research, the primary keys work with SPWM switching at high frequency and lagged in one hundred and eighty degrees, while the secondary keys are controlled by PWM's compl ementary. To validate the research, we will develop a prototype that will effect the processing power connecting a photovoltaic panel with 200W power in resistive loads with senoidais characteristics. The proposed system is based on the configuration of th e integrated module drive (MIC), which, in turn, has lower losses in the semi - conductors and magnetic elements of the topology, when compared to complex centralized photovoltaic systems. Among the applications of micro inverter flyback are: supply of remote systems, power electronics devices, small water pumping stations, connections to the grid, among others. Despite the low power, micro inverter has electrical characteristics essential for the insertion in the energy matrix, such as: insulation betwe en the source and the load, types of voltages and currents waves in output with little distortion and frequency of the network. The results obtained in the laboratory show that the micro inverter flyback operating in open loop gets yields close to 90% bein g delivered to the load about 180W. Thus, the ease of construction, the use of fewer components and results collected experimentally enable the micro inverter flyback to perform the CC - CA conversion of photovoltaic systems of small powers connected in sing le - phase linear loads with senoidais characteristics or interconnected to the electric grid

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A presente dissertaÃÃo de mestrado trata do desenvolvimento teÃrico-experimental de um novo modelo da Turbina Tesla, tambÃm conhecida como turbina de discos, em que o foco da pesquisa foi estudar esse dispositivo de propulsÃo visando sua aplicaÃÃo em sistemas de geraÃÃo de energia distribuÃda a partir de fontes renovÃveis de biomassa. Um protÃtipo da turbina foi desenvolvido, em escala de laboratÃrio, para determinar os parÃmetros de projeto atravÃs de estudos teÃrico e experimental, a fim de interpretar os fenÃmenos presentes nos processos internos desse tipo de mÃquina de fluxo. A pesquisa foi direcionada à anÃlise dos efeitos do espaÃamento entre discos sobre o torque e a potÃncia, como uma funÃÃo da camada limite fluidodinÃmica do escoamento, correlacionando os regimes de velocidades de escoamento Ãs propriedades do fluido de trabalho. A metodologia para cÃlculo das eficiÃncias isentrÃpicas e exergÃticas à estabelecida a partir de dados experimentais e da anÃlise teÃrica por simulaÃÃo (apoiada pelo software ANSYS-CFX), a qual determina o perfil de distribuiÃÃo de pressÃo dentro da cÃmara de expansÃo, caracterizando as linhas de escoamento e os gradientes de pressÃo. Complementarmente, uma anÃlise modal dos sinais de vibraÃÃo da turbina foi realizada, estudando o comportamento dinÃmico da estrutura com o propÃsito de detectar as freqÃÃncias naturais e investigando a influÃncia do espaÃamento dos discos sobre o nÃvel de vibraÃÃodesse dispositivo. Este estudo aponta a robustez e a versatilidade operacional desse tipo de turbina, pelo fato dela admitir ampla faixa de rotaÃÃo e por sua fÃcil adaptaÃÃo a geradores comerciais, sugerindo sua aplicaÃÃo em sistemas de geraÃÃo e co-geraÃÃo tanto para o meio rural como para a indÃstria. / The current masterâs dissertation treats the experimental and theoretical development of a new model of Tesla turbine, also known as disk turbine, in which the research focus was to study this propulsion device viewing its application in distributed energy generation systems from biomass renewable resources. A turbineâs prototype was developed, in laboratory scale, to determine the design parameters through the theoretical and experimental studies in order to interpret the phenomena present in the internal processes of this kind of flux machine. The research was directed toward the effect analysis of the gap between disks on the torque and the power, as a function of the flowâs fluidynamic boundary layer, correlating the flow velocity regimes with the working fluid properties. A methodology for isentropic and exergetic efficiency calculation is taken from experimental data and theoretical analyses through simulation (supported by the software ANSYS-CFX), which determines the pressure distribution profile inside the expansion chamber, characterizing flow lines and pressure gradients. Complementarily, a modal analysis of turbineâs vibration signals is performed, studying the dynamic behavior of the structure with the purposes of detecting the natural frequencies and investigating the influence of the diskâs gap on the vibration level of this device. This study points out the robustness and the operational versatility of this kind of turbine by the fact of it allows a wide rotation range and by its easy adaptation to commercial generators, suggesting its application into generation and co-generation systems for the rural area as well as for the industry.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A necessidade de obter uma matriz energÃtica menos poluente e em harmonia com o meio ambiente à um tÃpico muito importante no sÃculo XXI. Este trabalho apresenta um conversor cc-ca de dois estÃgios para injetar a energia de um arranjo de painÃis fotovoltaicos à rede elÃtrica. O primeiro estÃgio à um conversor elevador, isolado, baseado na CÃlula de ComutaÃÃo de TrÃs Estados (CCTE), responsÃvel por elevar a tensÃo dos painÃis fotovoltaicos de 48 Vcc para 400 Vcc e de extrair a mÃxima potÃncia disponÃvel deles. O segundo estÃgio consiste em um conversor monofÃsico cc-ca, ponte completa, responsÃvel por injetar a energia na rede elÃtrica de baixa tensÃo (220 Vca, 60 Hz). SÃo apresentados estudos teÃricos e exemplos de projeto dos circuitos de potÃncia e controle para ambos os estÃgios e, com o objetivo de validar a anÃlise, sÃo apresentados resultados de simulaÃÃo computacional, complementados com resultados experimentais, correspondentes a um protÃtipo de laboratÃrio de 850 W. O rendimento global obtido experimentalmente à aproximadamente 86,5% enquanto que a distorÃÃo harmÃnica total da corrente entregue à rede elÃtrica obtida via simulaÃÃo computacional à 3,8% a plena carga. / In the 21st century, the need of a more clean and environment friendly power matrix has become a very important issue. Therefore this work presents a two stage cc-ac converter for connecting a photovoltaic array to the electrical grid. The 1st stage itâs an isolated boost converter, based in the Three Stage Switching Cell (TSSC), in charge of boosting the photovoltaic array voltage from 48 Vcc to 400 Vcc and to track its maximum power point. The 2nd stage is a single-phase cc-ac Full-Bridge converter responsible of injecting the photovoltaic power into the low voltage power grid (220 Vac, 60 Hz). Both, theoretical analysis and designs examples of power and control circuits are presented for the two stages and, in order to validate the analysis, simulation results complemented with experimental results from an 850 W laboratory prototype are presented. The overall efficiency obtained from the prototype was 86.5% while the total harmonic distortion of the current obtained via simulation was 3.8% at full load.

nÃo hà / Observa-se que a qualidade de vida da populaÃÃo està diretamente relacionada com a renda, pois em uma economia de mercado, como à o caso de Fortaleza/CE, existem componentes essenciais para o bem-estar das famÃlias que dependem de sua capacidade de comprar produtos, tais como alimentos, vestuÃrio, etc. O presente estudo visa à determinaÃÃo de uma metodologia compatÃvel com a realidade local da cidade de Fortaleza/CE, para o levantamento de parÃmetros fÃsicos, a saber: taxa de geraÃÃo per capita, composiÃÃo gravimÃtrica e massa especÃfica aparente, de resÃduos sÃlidos com caracterÃsticas domiciliar e comercial. A anÃlise da qualidade e quantidade dos resÃduos gerados pelos domicÃlios e comÃrcios da cidade pautou-se na correlaÃÃo com os indicadores de renda. Esta pesquisa fornece dados prioritÃrios e de extrema importÃncia no planejamento e implementaÃÃo de planos e programas relativos ao gerenciamento ou prestaÃÃo dos serviÃos de resÃduos sÃlidos domiciliares e comerciais, podendo-se concluir que a geraÃÃo de resÃduos guarda uma relaÃÃo direta com os padrÃes de consumo de uma sociedade. Na pesquisa, foram obtidos os seguintes dados para Fortaleza: produÃÃo per capita mÃdia de resÃduos domiciliares: 0,74 kg/hab/dia; massa especÃfica aparente mÃdia: 218 kg/m3; cerca de metade dos resÃduos domiciliares à composta por matÃria orgÃnica compostÃvel (50,3 %). / It can be observed that life quality of the population is directly related to income since in market economies there are essential components for the well being of families which depend from families ability to purchase products such as food, clothing etc. The present study is concerned with the determination of a methodology compatible with the reality of Fortaleza/CE, for the gathering of physical parameters of commercial and household wastes such as: production per capita, waste composition expressed in % of total weight of sample; waste density. The analysis of quality and quantity of the household and commercial wastes generated in Fortaleza is correlated to income indicators. This research provides important data for the design and implementation of plans and programmes of waste management and for the provision of services of household and commercial solid wastes. It can be concluded that generation of waste is directly related to the consumption standards of a society. The research obtained the following data for Fortaleza: per capita production of household wastes: 0,74 kg/hab/day; mass density: 218 kg/m3; around half of the household wastes is organic matter subject to composting (50,3%).

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / This work presents a method to generate games with multilevel and multiple users using Hierarchical Coloured Petri Nets. The design of a multiuser game containing multiple navigation environments (multilevel) is made from the model of a Hierarchical Coloured Petri Net, in which are specified all of the rules, properties and structures of the game. The created model for the game can be formally analysed, verifying the existence of deadlocks and invalid paths, for example, and others possible conception problems, that can be done with the tools available on CPN Tools. To validate this method, a tool has been developed, called CPN Games, which allows fast and dynamic development of simple conception games only using Hierarchical Coloured Petri Nets. The XML codes of the designed models in CPN Tools are interpreted by CPN Games following a set of predefined rules to instantiate different games, without additional programing. It is demonstrated the mechanisms of the design, analysis and validation of the models and finally it is presented several examples of games developed by this tool. / Este trabalho apresenta um mÃtodo para geraÃÃo de jogos multinÃveis e com mÃltiplos usuÃrios por meio de modelagem em Redes de Petri Coloridas HierÃrquicas. A concepÃÃo de um jogo multiusuÃrio, contendo mÃltiplos ambientes de navegaÃÃo (multinÃveis), à feita a partir da criaÃÃo de um modelo hierÃrquico em Rede de Petri Colorida, no qual se especificam todas as regras, propriedades e estruturas do jogo. O modelo criado para o jogo pode ser analisado formalmente, verificando-se, por exemplo, a existÃncia de bloqueios e de transiÃÃes mortas (caminhos invÃlidos), entre outros possÃveis problemas de concepÃÃo, o que pode ser feito com a utilizaÃÃo de ferramentas disponÃveis no CPN Tools. Para validar esse mÃtodo, foi concebida uma ferramenta, denominada CPN Games, que permite o desenvolvimento rÃpido e dinÃmico de jogos de concepÃÃo simples exclusivamente por Rede de Petri Colorida HierÃrquica. Os cÃdigos em XML de modelos constituÃdos com o CPN Tools sÃo interpretadas pelo CPN Games seguindo um conjunto de regras prà estabelecidas para instanciar diferentes jogos, sem a necessidade de programaÃÃo adicional. SÃo demonstrados os mecanismos de criaÃÃo, anÃlise e validaÃÃo dos modelos e diferentes exemplos de jogos construÃdos com a ferramenta.