A contribuiÃÃo das fontes de energias renovÃveis na matriz energÃtica mundial estÃ
aumentando rapidamente. No Brasil, a capacidade instalada de energia eÃlica atingiu 1 GW
em maio de 2011 e os investimentos para projetos eÃlicos com entrada em operaÃÃo atà 2013
somam R$ 25 bilhÃes. Sistemas de aquisiÃÃo de dados sÃo essenciais para a estimaÃÃo do
potencial energÃtico do local onde a planta de energia renovÃvel serà instalada, como o
exemplo da geraÃÃo eÃlica, onde à exigido um grande volume de dados de anos anteriores a
fim de obter modelos precisos dos recursos energÃticos do local. De uma forma semelhante
para a geraÃÃo fotovoltaica, pode nÃo haver uma retribuiÃÃo do valor do investimento, caso o
local de instalaÃÃo da planta possua um baixo potencial de energia solar. Tendo em vista esta
necessidade, Ã descrito na presente dissertaÃÃo o desenvolvimento de um sistema de aquisiÃÃo
de dados para o monitoramento de plantas de energias renovÃveis descentralizadas. Este
sistema consiste de uma unidade baseada em um microcontrolador para o armazenamento
local de informaÃÃes, permitindo a transmissÃo para internet via modem, onde os dados sÃo
gravados em um servidor de banco de dados. A unidade microcontrolada possui uma
arquitetura facilmente estendida para realizar o controle de plantas de energias renovÃveis
atravÃs do programa Matlab/Simulink. Uma implementaÃÃo prÃtica à apresentada atravÃs da
utilizaÃÃo de um estimador dos mÃnimos quadrados nÃo recursivos para calcular a funÃÃo de
transferÃncia de uma planta de bombeamento, permitindo um controle preciso da vazÃo de
Ãgua atravÃs de um controlador PI. CorrelaÃÃes e testes de desempenho sÃo usados para
comparar os dados coletados pelo protÃtipo com os dados de um equipamento comercial. Os
resultados indicam um erro quadrÃtico mÃdio de 0,103 m/s, para a mediÃÃo de velocidade de
vento e o fator de correlaÃÃo superior a 0,9996. No conjunto, as baixas taxas de erros indicam
que os dados foram armazenados de uma forma praticamente semelhante ao que seria
esperado com base em equipamentos comerciais. Finalmente, a possibilidade de uso
comercial do projeto à apresentada, permitindo a utilizaÃÃo de um protÃtipo para promover
uma maior eficiÃncia na transmissÃo de dados em uma torre meteorolÃgica da PetrobrÃs em
Paracuru - CE, Brasil. / The contribution of renewable energy in world energy production is increasing rapidly. In
Brazil, the installed capacity of wind power reached 1 GW in May 2011 and the investments
for projects with start-up until 2013 are R$ 25 billion. Data acquisition systems are essential
to estimate the energy potential of renewable energy plants, the wind power production as an
example, require a large volume of data available from past years in order to derive accurate
models of the renewable energy. In a similar way, if the photovoltaic generation system is
installed in a place of a low solar potential, the project is unable to repay the value of the
investment. Therewith, the development of a data acquisition system for decentralized
renewable energy sources monitoring is described in the present dissertation. The system has
a microcontroller-based unit for local storing and data transmission to internet by a modem
and a database server is used to store the data. The proposed architecture is easily extended
for controlling a decentralized renewable energy plant by the Matlab/Simulink program. A
practical implementation is presented with the utilization of a non-recursive least square
algorithm estimator to estimate the transfer function of a pumping plant and allowing an
accurate control of water flow by the use of a PI controller. Correlations and performance
tests are used to compare the data collected by the system prototype with the data collected by
commercial equipment. The results indicate that the root mean square error is 0.103 m/s, for
wind speed measurement and the correlation factor is greater than 0.9996. Overall, the low
errors rates indicate that the data have been stored on to a broadly similar form to what would
be expected based in a commercial equipment. Finally, the possibility of a commercial use of
this project is presented to improvement of data transmission efficiency in a meteorological
tower of PetrobrÃs in Paracuru - CE, Brasil.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:4664 |
| Date | 23 September 2011 |
| Creators | Fabio Timbo Brito |
| Contributors | Paulo CÃsar Marques de Carvalho |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia ElÃtrica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Unknown |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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