Dentre os vários marcadores genéticos existentes, alguns SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms) podem estar associados à determinação de uma série de características fenotípicas (cor de pele, olhos e cabelos, estatura, forma do rosto, espessura do fio de cabelo) tendo sua predição um grande valor nas investigações forenses. Dentre os principais genes conhecidos por controlarem a pigmentação humana, através da produção da melanina, o SLC24A5 (solute carrier family 24, member 5) e o MC1R (melanocortin 1-receptor) apresentam um papel fundamental na melanogênese. O advento do sequenciamento de nova geração permitiu o processamento de várias regiões genômicas e indivíduos simultaneamente, aumentando a disponibilidade e precisão de dados de genomas completos, como alcançado em estudos como o 1000 Genomes Project. Nossas análises preliminares demonstraram que os dados de Fase 3 do 1000 Genomes são muito mais confiáveis do que as versões anteriores. Com esses dados, obtidos para 26 populações globais, foram realizadas análises populacionais (diversidade haplotípica, desequilíbrio de ligação, redes de haplótipo e de variância molecular) para os genes MC1R e SLC24A5 a fim de se compreender melhor seus padrões de diversidade, correlacionando-os à prováveis eventos de seleção natural que tenham moldado sua história evolutiva, como por exemplo a intensidade da radiação UV nas diferentes regiões geográficas. Alguns padrões foram encontradas entre os grupos africano, europeu e asiático, de acordo com a história evolutiva já descrita para estes grupos. Apesar disso, foi observado um padrão claro de varredura seletiva para o SLC24A5 nos resultados obtidos, como o alto desequilíbrio de ligação e baixa diversidade haplotípica. As análises da diversidade do SLC24A5 associadas com as zonas de incidência UV, no entanto, não apresentaram uma correlação clara entre a intensidade da radiação UV e a diversidade haplotípica / Among the various existing genetic markers, some SNPs may be associated with the determination of a series of phenotypic characteristics (skin, eyes and hair color, height, face shape, hair thickness) and its prediction could have a great value in forensic investigations. Among the major genes known to control human pigmentation through melanin production, SLC24A5 (solute carrier family 24, member 5) and MC1R (melanocortin-1 receptor) have a major role in melanogenesis. The advent of next-generation sequencing has enabled processing of several individuals and genomic regions simultaneously while increasing the availability and accuracy of whole genomes data, such as 1000 Genomes Project has achieved. Our preliminary analysis showed that Phase 3 data from the 1000 Genomes are far more reliable than previous versions. Using this data, obtained for 26 global populations, several analyzes were performed (haplotype diversity, linkage disequilibrium, haplotype networks and molecular variance) for MC1R and SLC24A5 in order to better understand their diversity patterns, correlating them to natural selection events which may have shaped their evolutionary history, such as UV radiation intensity in different geographical regions. Some patterns were found between African, European and Asian groups, according to the evolutionary history already described for these groups. Nevertheless, a strong pattern of selective sweep was observed for SLC24A5 in our data, such as high linkage disequilibrium and low haplotype diversity. Analysis of SLC24A5 diversity associated to UV, however, did not show a clear correlation between the UV radiation intensity and haplotype diversity

Esta dissertação visa estimar o potencial de energia elétrica do biogás, conhecido também como gás de aterro, gerado por resíduos sólidos urbanos (RSU) no Brasil. A estimativa foi aplicada para todos os 5.565 municípios do Brasil. O método utilizado para estimar a geração de biogás foi o IPCC 2000 (First Order Decay - FOD), pois leva em consideração inúmeros parâmetros, como a composição da matéria orgânica no aterro, teor de umidade do lixo, grau de compactação, temperatura no interior do aterro. Adicionalmente, este método é o mais difundido mundialmente e é o mesmo método utilizado para inventários de Gases de Efeito Estufa no Brasil, permitindo, dessa forma, comparações entre os estudos. No método, foram empregados os dados dos censos do IBGE 1970, 1980, 1991, 2000, 2010 de forma a representar fielmente o crescimento populacional e possibilita estimar a quantidade de resíduos sólidos gerados para todos os anos estudados. No estudo, foram analisados três cenários distintos representando diferentes tendências na gestão de resíduos no Brasil (cenários de referência, otimista e pessimista). O potencial elétrico do biogás no Brasil de acordo com o Cenário de referência para 2013 é de 983 MW, representando 1,6 % da potência elétrica instalada atual e para o ano de 2020, o potencial é de 1.602 MW. Concluindo o estudo, foram realizadas análises financeira e de sensibilidade em três diferentes projetos para avaliação da viabilidade de cada projeto. / This dissertation aims to estimate the potential for energy recovery from landfill gas through municipal solid waste (MSW) in Brazil. The survey was carried out in all 5,565 municipalities in Brazil. The used method to estimate the generation of landfill gas was the IPCC 2000 (First Order Decay - FOD) because it takes into account several parameters, such as: the type of organic matter, the waste moisture content, degree of compaction and temperature inside the landfill. Additionally, this method is the most widespread in the world and it is the same method used in greenhouse gases inventories in Brazil, thus allowing comparisons between these studies. In the method, data from national census of 1970, 1980, 1991, 2000, 2010 was used in order to accurately represent the population growth and allows estimating the amount of solid waste generated in every year. The study analyzed three different scenarios representing different trends in the solid waste management in Brazil (reference, optimistic and pessimistic scenarios). The electrical potential of landfill gas in Brazil (in the reference scenario) in 2013 is 983 MW, representing 1.6% of the current installed capacity and for 2020, the electrical potential is 1,602 MW. Concluding this study, a financial and sensitivity analysis as carried out on three different projects to evaluate the feasibility of each project.

Esta tese apresenta uma estratégia de controle para gerenciar a potência entregue ou absorvida da rede, independente de características das cargas locais. Para atingir este objetivo é utilizado um inversor fonte de tensão (VSI) que funcionará semelhante a um sistema de geração distribuída (GD) ou como um filtro ativo. O VSI é controlado por meio de controladores clássicos em cascata, nos quais a malha interna é utilizado para estabilizar a corrente e a malha externa controla a tensão nos terminais de saída da GD. Para melhorar a resposta do VSI são colocados filtros ressonantes em paralelo ao controlador de tensão (P+RES). Além disso, as respostas dos filtros ressonantes são melhoradas através da utilização de um método adequado de discretização, no qual os coeficientes são alterados dinamicamente mediante a frequência de sincronismo produzido pelo algoritmo de sincronismo (PLL). O controle de potência apresenta duas estruturas de controle em malha fechada: uma para controlar a potência reativa através da rede pelo ajuste da amplitude da tensão da GD, e o outra para controlar a potência ativa, modificando o ângulo de defasagem entre as tensões da rede e as tensões GD. Por fim, um conjunto de simulações e resultados experimentais é apresentado para validar todas as propostas deste trabalho. / This thesis presents a control strategy to manage the power delivered to or absorbed from the grid, independently of the local load characteristics. To achieve this goal, a voltage source inverter (VSI) will work as a distributed generation system (DG) or according to active filter. The VSI will be controlled by means of a double cascade classical controller, in which the inner loop is used to stabilize the VSI output current and the outer loop controls the DG terminal voltage. To improve the response of the VSI, resonant filters are placed in parallel. Additionally, resonant filter dynamic responses are enhanced through the use of a proper discretization method, in which the coefficients are changed dynamically by means of the synchronism frequency produced by the phase-locked loop (PLL) algorithm. This study also exhibits two closed-loop structures: one to control the reactive power through the grid by adjusting the DG voltage amplitude, and the other to control the active power by modifying the angle of displacement between the grid and the DG voltages. Both power control structures operate adequately in decoupled operation mode, so that one has a faster dynamic response than the other. To verify all statements proposed in this thesis, a set of simulations and experimental results are presented.

O objetivo deste trabalho foi determinar o potencial de geração fotovoltaica com sistemas de microgeração sobre os edifícios dentro do campus São Paulo da USP. As diferentes topologias de sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica foram descritas, apresentando as vantagens e desvantagens de cada uma delas. Em 2012, com a edição da Resolução Normativa n°482 pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), tornam-se possíveis no Brasil a instalação de sistemas de geração de energia a partir de fontes renováveis, de forma distribuída, onde o consumidor conectado à rede de distribuição injeta energia na rede elétrica e com isso gera créditos que são usados nos meses subsequentes. A Resolução Normativa n° 687 da ANEEL e o Convênio 16 do CONFAZ, ambos de 2015, estabeleceram novas regras que tornaram a geração distribuída mais atrativa economicamente, o que resultou no crescimento do número de instalações de forma acelerada a partir desse ano. A usina fotovoltaica do Instituto de Energia e Ambiente é formada por quatro instalações distintas e tem uma potência instalada de 540 kWp. Os dados de produção e de desempenho do primeiro ano de operação das instalações que se encontram sobre a Biblioteca Brasiliana Guita e José Mindlin e do Instituto de Estudos Brasileiros foram utilizados para que parâmetros mais adequados fossem inseridos no simulador de sistemas fotovoltaicos SISIFO. Com esses parâmetros, juntamente com dados solarimétricos do projeto SWERA e meteorológicos do INMET utilizou-se o software SISIFO para simular a capacidade de produção de energia elétrica a partir de sistemas fotovoltaicos de microgeração sobre os edifícios identificados no campus. A capacidade anual de produção de energia elétrica calculada para esses sistemas é de 2.600 MWh o que corresponde a 3,1% do consumo total de eletricidade do campus entre abril de 2015 e maio de 2016. / The goal of this work was to determine the potential of photovoltaic generation with microgeneration systems on the buildings within the São Paulo campus of USP. The different topologies of on grid photovoltaic systems were described, presenting the advantages and disadvantages of each one of them. In 2012, with the issuance of Normative Resolution No. 482 by the National Electric Energy Agency (ANEEL), it became possible in Brazil to install power generation systems from renewable sources in a distributed way, where consumers connected to the distribution network injects power into the grid and thereby generates credits that are used in the subsequent months. The Normative Resolution N ° 687 of ANEEL and CONFAZ Agreement 16, both of 2015, established new rules that made distributed generation more economically attractive, which resulted in an accelerated growth of the number of installations as of this year. The photovoltaic power plant of the Institute of Energy and Environment is formed by four distinct installations and has an installed power of 540 kWp. The production and performance data of the first year of operation of the facilities located on the Brasiliana Guita and José Mindlin Library and the Brazilian Institute of Studies were used to set the most appropriate parameters to be inserted in the SISIFO photovoltaic system simulator. With these parameters, together with solarimetric data from the SWERA project and meteorological data from INMET, SISIFO was used to simulate the electricity production capacity from photovoltaic microgeneration systems on the identified campus buildings. The annual electricity production capacity calculated for these systems is 2,600 MWh which corresponds to 3.1% of total campus consumption of electricity between April 2015 and May 2016.

Neste trabalho é feito um estudo da formatação de pulsos ultracurtos de laser de Ti:Safira para a geração de segundo harmônico em cristal de KDP. Para a formatação dos pulsos, é utilizado um aparato que inclui um modulador espacial de luz de cristal líquido (LC SLM), que altera unicamente a fase espectral dos pulsos. Este aparelho tem a vantagem de não introduzir perdas durante a propagação da luz, além de sua ação ser controlada via computador, através de um software em LabVIEW. Utilizando uma função senoidal, é feito um estudo das limitações do controle da geração do segundo harmônico provindas da pixelação do LC SLM, isto é, do fato de que os elementos moduladores possuem tamanhos finitos e produzem uma modulação discreta ao longo das componentes espectrais do pulso. É apresentada a geração de luz sintonizável em torno de 400 nm por duplicação de frequências de pulsos cuja fase espectral é modulada por uma soma de funções senoidais de frequências diferentes. A largura de banda do ultravioleta produzido é da ordem de 1 nm, em contraste com a largura de linha de cerca de 12 nm do segundo harmônico gerado na ausência de modulação do pulso fundamental. A sintonização é feita basicamente através de uma varredura na fase das funções moduladoras do pulso fundamental. Esse tipo de sintonização nessa região do espectro possui algumas aplicações, tais como a microscopia seletiva por dois fótons ou mesmo a espectroscopia de um fóton. Para comprovar a utilidade da geração de segundo harmônico sintonizável, é apresentada uma medida espectroscópica da transmissão em uma amostra de cloreto de európio, sendo que os resultados obtidos concordaram com as medidas da mesma amostra realizadas em um espectrofotômetro, com o mínimo de transmissão em cerca de 394 nm. / This work presents a study on the shaping of ultrashort pulses of a Ti:Sapphire laser for second harmonic generation in KDP crystals. To achieve the pulse shaping, a setup based on a phase-only crystal-based spatial light modulator (LC SLM) is used. This device has the advantage of low loss, and can be computer controlled, by means of a LabVIEW software. The use of a sinusoidal function, allows to study the limitations of the second harmonic generation due to the pixelation of the LC SLM, i. e., due to the fact that the modulating elements have finite sizes and produce a stepwise modulation along the spectral components of the pulse. The generation of tunable light around 400 nm by frequency doubling of laser pulses is presented for the case where the spectral phase is modulated by a sum of sinusoidal functions with different frequencies. The linewidth of the ultraviolet band produced is narrower than 1 nm, in contrast to the 12 nm linewidth of the non-modulated incident spectrum. The tuning is done primarily through a sweep in the phase of the modulating functions of the fundamental pulse. The possibility of tuning in this region of the spectrum has a few applications, such as in selective two-photon microscopy or even in one photon spectroscopy. To demonstrate the usefulness of tunable second harmonic generation, a spectroscopic measurement of the transmission in a sample of europium chloride is presented, and the results agreed with the measures of those performed in a spectrophotometer, with the minimal transmission occurring around 394 nm.

Existe uma família de centros de cor e cristais dopados com íons metálicos que absorvem na região de emissão do laser de neodímio. Dentre estes, os que são laser ativos são normalmente bombeados em um esquema de cavidades colineares. Eles podem também ser usados como absorvedores saturáveis para o chaveamento Q passivo, C.W. Porém, neste caso a absorção máxima intracavidade que pode ser introduzida é limitada de forma a permitir que a ação laser ocorra. Assim, no caso de ser simultaneamente utilizado como absorvedor e meio ativo existe uma limitação do ganho máximo que o meio ativamente bombeado pode alcançar. Usando-se um esquema de cavidades acopladas, estudamos o desempenho dos centros de cor KCl:T1° (1) e LiF: F POT - IND 2 , para gerar chaveamento Q c.w. passivo (Q- switching) e o travamento de modos (mode-locking) com o esquema de cavidades acima mencionada, na região espectral do infravermelho. Em particular estudamos a ação laser simultânea dos centros KCl: Tl° (1) e do laser de Nd:YAG com o esquema de cavidades acopladas citado, onde o centro de cor tinha o papel dual de absorvedor saturável e meio de ganho. Obteve-se uma alta extração do laser de KCl:Tl° (1), atingindo o limite teórico de 40%, no regime Q-switched c.w.pois a única fonte de perdas do laser de bombeio é o absorvedor saturável. Devido ao baixo ganho dos materiais mencionados e a alta intensidade de saturação foram exploradas as propriedades da cavidade com compensação astigmática, que permite uma grande focalização do feixe sobre o cristal, num regime de cavidades acopladas. Além deste esquema, usamos também um método de bombeamento colinear para a obtenção do travamento de modos ativo-passivo no regime C. W. do laser de Nd: YAG 1 usando o LiF: F POT IND 2 como elemento de modulação passiva dos pulsos. Como um absorvedor saturável lento este necessita de cavidades longas para a obtenção deste regime de operação. Os pulsos modulados (ativamente) sofrem um processo de modulação passiva, o que é dado pela mudança do seu perfil de intensidade de gaussiano para exponencial simétrica, caracterizando a mudança do travamento de modos ativo para passivo. / In general, tunable lasers are colinearlly pumped by other powerfull lasers. In the particular case of color centers, that cover the near infrared spectral region, there is a shortcoming due to the difficulty of creating high densities of centers to efficiently extract output energy. One possible way to circumvent this problem is to use intracavity pumping, but there is a limiting factor that is the maximum available gain of the pumping laser, that limits the maximum absortion that can be introduced in the pump laser cavity. A coupled cavities scheme is a solution to solve this problem. In this sense, this scheme was studied using a simple theoretical model. Two sets of experiments were performed, using LiF:F2 and KCl:T1°(1) color centers. In the first case, in which the LiF: F-2 centers were used only as saturable absorber, it was demonstrated that the coupled cavity is responsable for the temporal behavior of the main laser, and operation in the Q-switched mode was obtained, wi th pulses of 1 SJ..S duration. In the second case, KCl:Tl° (1) color centers are also laser active and simultaneous laser operation were achieved, in the Q-switched regime. The remarkable fact was that the pumping efficiency was close to the maximum theoretically allowed and the pulse duration was also totally dependent on the control cavi ty. In both cases, the pulse time duration was in good agreement with the theoretical predictions. The mode-locking regime in these scheme was also studied, using LiF: F-2 color centers, that has a decay time much longer than the cavity round trip time. By the reducing gain a partial modulation in the couple cavity scheme, we only observed a partial modulation of the laser power, indicating that other effects prevent the full modulation. In these case, the effective absortion used was 0,6 % .In order to explore the role of the saturable absorbers in the mode-locking regime, a active modulator was used to start and sustain the regime, besides the presence of the crystal inside the cavity. We clearly observed a change in the shape of the pulses from gaussian to hyperbolic secant squared that is a characteristic of the passivily mode-locked system. In the optimum case the pulse duration was reduced by a factor of 2,4.

Nas últimas décadas, sistemas de suprimento de energia que utilizam recursos renováveis têm sido estudados e empregados como opção para o fornecimento de energia elétrica. Devido aos avanços da tecnologia fotovoltaica, associada à diminuição de custos e maior conhecimento de seu desempenho, os sistemas fotovoltaicos apresentam-se como uma opção tecnicamente promissora. Neste contexto, a energia solar fotovoltaica, que, além de gerar eletricidade de forma distribuída também vem ganhando cada vez mais espaço no mercado mundial. Esta tecnologia evita as emissões de gases poluentes e é uma fonte alternativa que diversifica a matriz energética. Para complemento da energia hidrelétrica é necessária uma fonte energética com várias características ecologicamente corretas, a energia solar fotovoltaica é uma dessas fontes, pois é limpa (não poluente), inesgotável, silenciosa, estática, distributiva, simples em sua operação, possui características modulares podendo-se integrar as edificações. Para viabilizar sua implantação nas edificações, vários países, inclusive o Brasil, também buscam soluções para o futuro, elaborando estudos para avaliar a eficácia dessa tecnologia. Adicionalmente, como a energia é cada vez mais necessária para o desenvolvimento humano, utilizar a fonte de geração próxima ao ponto de consumo é uma maneira eficaz de reduzir as perdas por transmissão e distribuição. Esta dissertação tem por objetivo apresentar os conceitos, aspectos e aplicações das células solares de filmes finos na inserção como gerador fotovoltaico de energia elétrica integrada a estrutura das edificações. O foco principal do tema da dissertação é o estudo de área disponível na edificação, estimando o potencial fotovoltaico de geração existente no envoltório. Através desta análise, pode-se quantificar a contribuição energética de uma unidade geradora fotovoltaica para a redução de consumo energético na rede em que a edificação estiver conectada. / In recent decades, energy supply systems that use renewable resources have been studied and used as an option for the supply of electricity. Due to advances in photovoltaic technology, coupled with lower costs and greater knowledge of its performance, photovoltaic systems are presented as an option technically promising. In this context, photovoltaic solar energy, this, besides generating electricity in distributed also gaining more and more space in the world market. This technology avoids the emissions of greenhouse gases and is an alternative source to diversify the energy matrix. To complement the hydropower energy supply is needed with various features eco-friendly, photovoltaic solar energy is one of those sources, because it is clean (clean) endless, silent, static, distributive, simple in its operation, has modular features can to integrate the buildings. To enable its deployment in buildings, several countries, including Brazil, also look for solutions for the future, preparing studies to evaluate the effectiveness of this technology. Additionally, energy is increasingly necessary for human development, using the power generation near the point of consumption is an effective way to reduce transmission and distribution losses. This paper aims to present the concepts, issues and applications of thin film solar cells in photovoltaic generator insertion as power integrated structure of buildings. The main focus of the dissertation topic is the study of the available area in the building, estimating the potential of photovoltaic generation in existing wrap. Through this analysis, one can quantify the energy contribution of a photovoltaic generating unit to reduce energy consumption in the network in which the building is connected.

O uso de resíduos agrícolas como fonte de carbono para a geração de energia renovável parece uma solução promissora para reduzir nossa dependência em combustíveis fósseis. Na natureza, como na compostagem, comunidades microbianas formam redes metabólicas complexas que degradam eficientemente a biomassa disponível através de um conjunto de enzimas sinérgicas. Entretanto, a desconstrução da lignocelulose continua uma desafio para a indústria devido a natureza recalcitrante do substrato e a baixa atividade das enzimas, aumentando o preço do biocombustível produzido. Estudos de metagenômica e metatranscriptômica de comunidades microbianas complexas tornam possível acessar as funções metabólicas empregadas por consórcios lignocelulolíticos e revelar novos biocatalisadores que podem melhorar a conversão industrial da lignocelulose. Aqui, através de uma abordagem metagenômica, foi examinada a diversidade de microrganismos obtidos em condições laboratoriais quando um meio definido ou um complexo foi usado no seu crescimento. Em seguida, a comunidade microbiana derivada de compostagem foi crescida em meio mínimo com bagaço de cana-de-açúcar como única fonte de carbono. A degradação do substrato foi monitorada e o metatranscriptoma da cultura resultante foi sequenciado, seguido pela seleção e caracterização funcional de vários alvos. Durante as cinco semanas de estudo, a comunidade microbiana crescida em meio mínimo mostrou maior diversidade e enriquecimento em microrganismos capazes de degradar a lignocelulose do que a comunidade microbiana crescida no meio complexo. A partir do metatranscriptoma foi descoberta a primeira hidrolase de glicosídeo da família 11 com atividade exoxilanase (C21). A estrutura cristalográfica da C21, refinada à 1,76 Å, revelou que a atividade exoxilanase observada se deve a presença de duas alças que não estão presentes nas demais estruturas dos membros da família 11 de hidrolase de glicosídeo depositadas até então. A adição da C21 a um coquetel comercial provocou um aumento na velocidade de hidrólise do Avicel quando na presença de xilooligômeros. As análises metagenômica e metatranscriptômica da comunidade microbiana proveniente da compostagem revelaram que o uso de um meio definido pode deslocar espécies generalistas, levando a uma fonte enriquecida para explorar enzimas com aplicação biotecnológica. Também demonstrou a diversidade de mecanismos envolvidos na degradação in situ da lignocelulose. / Using of the globally abundant crop residues as carbon source for energy generation seems a promising solution to reduce our dependency on fossil fuels. In nature, such as in compost habitats, microbial communities create complex metabolic networks that efficiently degrade the available plant biomass using a set of synergistic enzymes. However, deconstruction of lignocellulose remains a challenge for industry due to recalcitrant nature of the substrate and enzymes low activity, raising the price of the produced biofuel. Metagenomics and metatranscriptomics studies on complex microbial communities can assess the metabolic functions employed by the lignocellulolytic consortia and unveil novel biocatalysts that could improve industrial lignocellulose conversion. Here, using 16S rRNA amplicon metagenomic approach, we examined the diversity of microorganisms obtained in the laboratory setting when a nutrient-limited or nutrient-rich media are used. Then, a microbial community derived from compost was grown in minimal medium with sugarcane bagasse as a sole carbon source. The substrate degradation was monitored and the metatranscriptome from the resulting cultures was sequenced; several target genes were selected and functional characterized. During a five-week time course, the microbial community grown in minimal medium showed greater diversity and enrichment in lignocellulose-degrading microorganisms than the one grown in nutrient rich medium. Metatranscriptomics analysis revealed the first glycoside hydrolase from family 11 with exo-xylanase activity (C21). C21 crystal structure, refined at 1.76 Å, explained the molecular basis of exo-xylanase activity due to two extra loops previously unseen in the other reported structures from members from glycoside hydrolase family 11. A supplementation of commercial enzyme mix with C21 showed improvement in Avicel hydrolysis in the presence of inhibitory xylooligomers. The combination of metagenomic and metatranscriptomic analysis of compost-derived microbial community showed that nutrient-limited medium may displace bacterial generalist species, leading to an enriched source for mining novel enzymes for biotechnology applications. It also unveiled a diversity of mechanisms involved in lignocellulose degradation in situ.

O crescente número de geradores distribuídos conectados em redes de distribuição de energia elétrica é uma realidade dos sistemas elétricos de todo o mundo. Embora a política atual seja desconectar os geradores distribuídos do sistema elétrico de potência (SEP) caso ocorra uma falha na rede da concessionária, conforme preconizam os principais guias técnicos nacionais e internacionais, o módulo 3 dos Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional (PRODIST) mostra-se favorável à operação ilhada, pois afirma que este tipo de operação pode ser realizado em comum acordo entre as centrais geradoras de energia e o Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), permitindo alcançar uma maior disponibilidade no fornecimento de energia. No entanto, para que a operação ilhada seja possível e possa ser praticada de forma segura, o ilhamento intencional precisa superar alguns desafios, dentre os quais estão aqueles relacionados ao sistema de proteção da rede de distribuição, tais como: coordenação indevida de dispositivos de proteção, perda da sensibilidade da proteção, abertura inadequada de fusíveis e religamentos automáticos fora de sincronismo. Portanto, este trabalho avalia o impacto da geração distribuída (GD) sobre o sistema de proteção de sobrecorrente de uma rede de distribuição operando ilhada. A ideia principal é dividir a rede em regiões delimitadas pelos dispositivos de proteção existentes, para em seguida, adequá-los à nova situação operacional, certificando se os ajustes propostos atendem ao comportamento síncrono e estável do sistema de geração por meio de uma análise de estabilidade transitória. Propõe-se então um conjunto de procedimentos para tomada de ações que permitam readequar o sistema de proteção de sobrecorrente existente à operação ilhada. Os resultados obtidos demonstram que a inibição do religamento automático e da curva de atuação instantânea acrescida de reajustes nas curvas temporizadas dos relés e religadores, melhoraram a coordenação e seletividade da rede operando ilhada. / The growing number of distributed generators connected to electricity distribution networks is a reality of electrical systems throughout the world. Although the current policy is to disconnect the distributed generators from the electric power system (EPS) in the event of loss of mains, as required by main national and international technical guides, the module 3 of the Procedures for Electric Power Distribution in the Electric National System (PRODIST) shows itself in favor of islanded operation, it states that this type of operation can be carried out in agreement between power generation plants and the National Electric System Operator (ONS), allowing achieve larger availability in energy supply. However, to make the islanded operation possible and safe, the intentional islanding must overcome some challenges, among which are those related to the protection system of the distribution network, such as improper coordination of protective devices, loss of protection sensitivity, inadequate opening of fuses and automatic reclosing out of synchronism. Therefore, this work evaluates the impact of distributed generation (DG) on the overcurrent protection system of a distribution network operating islanded. The main idea is to divide the network into regions bounded by existing protection devices, to then adapt them to the new operational situation, making sure that the proposed adjustments meet the synchronous and stable behavior of the generation system by means of a transient stability analysis. Thus, a set of procedures is proposed to indicate actions that allow readjusting the existing overcurrent protection system to the islanded operation. The results demonstrate that the inhibition of automatic restart and of the instantaneous operating curve plus adjustments in time delay curves of relays and reclosers, improved the coordination and selectivity of the network operating islanded.

A produção de energia elétrica em usinas de açúcar e álcool em sistema de co-geração tendo como combustível o bagaço da cana-de-açúcar é uma prática tradicional. No Brasil, desde os anos 1980, as usinas evoluíram para uma posição de quase auto-suficiência na produção de eletricidade, indicando um forte potencial de produção de eletricidade excedente que pode ser incorporado à matriz energética nacional como complemento. O interesse pela geração de energia por fontes renováveis ganhou destaque devido ao risco de desabastecimento e à necessidade de adequações tecnológicas por parte das usinas. Entretanto, embora o potencial exista, há fatores que influenciam e colocam em risco a decisão de uma usina investir na geração de excedentes que devem ser analisados, dentre eles a volatilidade dos preços da energia. O objetivo deste trabalho é analisar o processo de formação de preço da energia elétrica gerada a partir de biomassa negociada no Ambiente de Contratação Livre (ACL). Neste ambiente, a energia gerada por biomassa pode ser negociada bilateralmente por agentes privados (geradores e consumidores livres). Mais precisamente, pretende-se mostrar como o risco hidrológico incorporado no processo de formação de preço e no despacho físico da geração do sistema hidrotérmico brasileiro afeta o preço da energia elétrica gerada a partir de biomassa negociada no ACL, dadas suas atuais características institucionais. Para isso, desenvolve-se um mercado artificial de energia elétrica gerada por biomassa que busca captar as principais características institucionais do ACL. Várias simulações são geradas pelo modelo computacional, as quais mostram o impacto negativo da volatilidade do preço de curto prazo sobre os preços da energia elétrica gerada por biomassa negociada no ACL. / Electricity generation in ethanol and sugar mills using bagasse as a fuel in cogeneration process is a traditional practice. In Brazil, since the 1980s mills have evolved to a position of almost self-sufficiency in electricity production, which indicates a strong potential of electricity surplus that can be used as a complement in the electricity national matrix. Such interest for electricity generation from renewable sources got outstanding due to the lack of supply risk and also the mills necessity of technological adaptations. However, even though the potential exists, there are some factors that influence and put in risk a mills decision to invest in electricity surplus generation which must be evaluated, such as energy prices volatility. The objective of this work is to analyze the electricity price setting process generated by sugarcane biomass and negotiated in the Free Agreement Environment (ACL). In this environment, biomass generated electricity can be negotiated among private agents (free consumers and generators). More precisely, the aim is to show how the hydrological risk that is part of the price setting process and of the system physical dispatch affects the price of the biomass electricity in the ACL, given its actual institutional features. To enable that, an electricity biomass artificial market is developed with the aim to capture the main institutional features of ACL. Several simulations are generated by this computational model, which show the negative impact of spot price volatility over the biomass electricity prices in ACL.