Metodologia de otimização estocástica para coordenação eólico-fotovoltaica

Esta dissertação incide sobre o tema da coordenação entre sistemas eólicos e fotovoltaicos que participam no mercado de eletricidade. A incerteza da potência eólica e fotovoltaica é uma caraterística predominante nesta coordenação, devendo ser considerada no planeamento ótimo de sistemas eólico-fotovoltaicos. A fim de modelizar a incerteza é apresentada uma metodologia de otimização estocástica baseada em programação linear para maximizar o lucro esperado de uma empresa produtora de energia elétrica que participa no mercado diário. A coordenação entre sistemas eólicos e fotovoltaicos visa mitigar os desequilíbrios de energia, resultantes das ofertas horárias submetidas no mercado diário e, consequentemente, reduzir as penalizações financeiras. Os resultados da coordenação entre um sistema eólico e um sistema fotovoltaico são comparados com os resultados obtidos para a operação não coordenada. Estes resultados permitem concluir que a metodologia desenvolvida aplicada à coordenação apresenta um lucro esperado superior ao lucro obtido para a operação não coordenada; Abstract Stochastic Optimization Methodology for Wind-Photovoltaic Coordination This dissertation focuses on the issue of coordination between wind and photovoltaic systems participating in electricity markets. The uncertainty of wind and photovoltaic power is a main characteristic of these systems, which must be included in the optimal scheduling of the coordination of wind with photovoltaic systems. In order to model the uncertainty is presented a stochastic approach based on linear programming to maximize the profit of a wind photovoltaic power producer which participates in electricity markets. The coordination of wind with photovoltaic systems aims to mitigate the energy deviations, as a result of the participation in day-ahead market and therefore reducing economic penalties. The results obtained by the coordination are compared to results obtained by the separated operation of wind and photovoltaic systems. The results allow concluding that the proposed approach applied to the coordination presents an expected profit higher than the expected profit without coordination.

XVI Conferência Interparlamentar EUREKA 2009

A realização, em Portugal, da XVI Conferência Interparlamentar EUREKA 2009 decorreu da decisão da Assembleia da República no sentido de se associar ao conjunto de iniciativas que concretizaram a presidência portuguesa da Iniciativa Eureka. O evento assumiu, como principal objetivo, proporcionar, a todas(os) as(os) deputadas(os) dos países membros deste ambicioso projeto, a reflexão e o debate de temas estratégicos e relevantes para a consolidação e o desenvolvimento do conceito e das práticas da Iniciativa Eureka. Nesta XVI Conferência Interparlamentar, as questões relacionadas com a Energia e a Sustentabilidade assumiram-se como tema central, em torno do qual se estruturou o respetivo programa. O desenho da conferência tentou sequenciar, através da organização de painés, as seguintes questões de partida: a. O que é a Iniciativa Eureka? b. A simbiose entre a Ciência, a Tecnologia e as Empresas: o caso português; c. Pesquisa e desenvolvimento na rede Eureka; d. A Ciência e a Tecnologia na União Europeia de 2020; e. Energia e Sustentabilidade. Cada painel teve o contribuo de especialistas na área objeto de reflexão e terminou com a realização de um pequeno debate. Os(as) parlamentares participantes na Conferência Interparlamentar Eureka tiveram também a oportunidade de se deslocar ao Alentejo. Aí, ocorreram um painel (na Universidade de Évora) e duas visitas de trabalho a unidades produtoras de energia elétrica a partir de fonte renovável (a Central Hidroelétrica do empreendimento do Alqueva e a Central Fotovoltaica da Amareleja). Neste último momento formal em que se encerra a XVI Conferência Interparlamentar Eureka 2009, com a publicação do livro da Conferência, esperamos que a mesma tenha sido um sério contributo para a Iniciativa Eureka e para a promoção, na Europa e no mundo, de um modelo de desenvolvimento energeticamente eficiente e compatível com uma adequada matriz de sustentabilidade humana, social e económica.

Aprendizagem das ciências em espaços não-formais: visita de estudo na rota das energias renováveis

Nos programas actuais defende-se um ensino contextualizado numa perspectiva CTSA - Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente, e a diversificação de estratégias e actividades é recomendada. Numa perspectiva construtivista, a aprendizagem fora da sala de aula, aprendizagem em espaços não-formais - as visitas de estudo - são consideradas como uma das estratégias com elevado potencial pedagógico. No presente estudo foram realizadas e avaliadas duas visitas de estudo no âmbito da disciplina de Física e Química do 10° ano de escolaridade, tendo a primeira sido feita como estudo-piloto ao Centro de Ciência Viva de Constância e uma segunda como estudo principal, Na Rota das Energias Renováveis, à Barragem do Alqueva, Central Solar Fotovoltaica da Amareleja, Parque de Natureza de Noudar e Herdade do Esporão. Realizou-se uma pré-visita aos locais a visitar, estabeleceram-se contactos privilegiados com as instituições visitadas, preparam-se materiais didácticos, um Roteiro e um Guia de Campo para cada local visitado, foram elaborados e apresentados aos alunos questionários sobre o seu grau de satisfação com as visitas e realizaram-se ainda entrevistas em grupo com alguns alunos para recolher as suas impressões. Os alunos realizaram trabalhos de divulgação da visita tendo sido disponibilizada, no "site" da escola, informação detalhada sobre a visita. Neste estudo analisou-se em que medida uma aprendizagem contextualizada num espaço não-formal foi promotora de um envolvimento produtivo dos alunos. As aprendizagens realizadas situaram-se no domínio cognitivo, social ou atitudinal e os materiais didácticos, como o Guia de Campo tiveram um papel relevante para essas aprendizagens. A motivação dos alunos para a disciplina melhorou durante e após a visita. A colaboração com as instituições visitadas mostrou-se importante no estabelecimento de uma interface entre o espaço formal e o não-formal. A realização de visitas de estudo é uma componente importante dos curricula e deve ser encarada com naturalidade a sua realização frequente, como parte de uma estratégia para motivar os alunos para a disciplina e aumentar a sua capacidade de aprender os conteúdos. ABSTRACT: Nowadays programs defend teaching model that follows a perspective based in Science, Technology, Society and Environment, with special focus in the diversification of strategies. Outside of classroom teaching, in non-formal spaces, as in field trips, is considered one of the strategies with the highest pedagogic potential. ln this study, two field trips were made based on the Physics and Chemistry program for the 1Oth grade, with the first one as the pilot visit to Centro de Ciência Viva de Constância, and the second one as the main study, ln the Path of Renewable Energies, to Alqueva’s dam, Amareleja's Solar Photovoltaic Center, Noudar's Nature Park and Herdade do Esporão. A pre-visit was made for each one of the places to visit, contacts were made, materials were created, an itinerary and a Field Guide for both field trips, satisfaction questionaries were made to the students and the teacher also interviewed some students for appreciations about the visit. The students created posters about the field trip, and information was also showed in the school website. With this study, the benefits of a contextualized learning in a non-formal space were demonstrated. These acquisitions of knowledge were in various domains, such as cognition, social behavior and the didactic materials had a relevant role in these acquirements. Moreover, the students' motivation for the subject in question improved significantly during and after the field trip. The cooperation with the visited institutions revealed to be important in the establishment of an interface between the formal and the non-formal spaces. Making field trips is an important component in the curricula and should be encouraged and seen as a natural part of a strategy of motivation of the students for a certain subject, increasing its ability to learn matters.

Advances in integration of photovoltaic power and energy production in practical systems

This thesis presents advances in integration of photovoltaic (PV) power and energy in practical systems, such as existing power plants in buildings or directly integrated in the public electrical grid. It starts by providing an analyze of the current state of PV power and some of its limitations. The work done in this thesis begins by providing a model to compute mutual shading in large PV plants, and after provides a study of the integration of a PV plant in a biogas power plant. The remainder sections focus on the work done for project PVCROPS, which consisted on the construction and operation of two prototypes composed of a PV system and a novel battery connected to a building and to the public electrical grid. These prototypes were then used to test energy management strategies and validate the suitability of the two advanced batteries (a lithium-ion battery and a vanadium redox ow battery) for households (BIPV) and PV plants. This thesis is divided in 7 chapters: Chapter 1 provides an introduction to explain and develop the main research questions studied for this thesis; Chapter 2 presents the development of a ray-tracing model to compute shading in large PV elds (with or without trackers); Chapter 3 shows the simulation of hybridizing a biogas plant with a PV plant, using biogas as energy storage; Chapters 4 and 5 present the construction, programming, and initial operation of both prototypes (Chapter 4), EMS testing oriented to BIPV systems (Chapter 5). Finally, Chapters 6 provides some future lines of investigation that can follow this thesis, and Chapter 7 shows a synopsis of the main conclusions of this work; Resumo: Avanços na integracão de potência fotovoltaica e producão de energia em sistemas práticos Esta tese apresenta avanços na integração de potência e energia fotovoltaica (PV) em sistemas práticos, tais como centrais existentes ou a rede eléctrica pública. Come ça por analisar o estado corrente do fotovoltaico no mundo e aborda algumas das suas limitações. O trabalho feito para esta tese de doutoramento começou pelo desenvolvimento de um modelo para calcular os sombreamentos que ocorrem em grandes campos fotovoltaicos, e depois apresenta um estudo sobre a integração um sistema fotovoltaico em uma central eléctrica a bióg as. As ultimas secções da tese focam-se no trabalho feito para o projecto PVCROPS, que consistiu na construção e operação de dois demonstratores, cada um formado por um sistema fotovoltaico e bateria conectados a um edíficio e a rede eléctrica pública. Estes protótipos foram posteriormente utilizados para testar estratégias de gestão de energia (EMS) e para validar a operação de duas baterias avançadas (bateria de Iões de Li tio e bateria de Fluxo Redox de Van adio) e a sua utiliza ção para habitações e centrais PV. A tese está dividida em 7 capitulos: O capitulo 1 apresenta uma introdução para explicar e desenvolver as principais questões que foram investigadas nesta tese; O capitulo 2 mostra o desenvolvimento de um modelo baseado em traçados de raios para calcular sombreamentos mútuos em grandes centrais PV (com e sem seguidores); O capitulo 3 mostra a simulação da hibridização de uma central electrica a biogas com uma central PV, e utilizando o biógas como armazenamento de energia. Os capitulos 4 e 5 apresentam a construção, programação e operação inicial dos dois demonstradores (Capitúlo 4), o teste de EMS orientadas para sistemas PV em habitações (Capítulo 5). Finalmente, o capítulo 6 sugere algumas futuras linhas de investigação que poderão seguir esta tese, e o Capítulo 7 faz uma sinopse das principais conclusões deste trabalho.