An efficient method for optimal location and sizing of fixed and switched shunt capacitors in large distribution systems

This paper proposes a computationally efficient methodology for the optimal location and sizing of static and switched shunt capacitors in large distribution systems. The problem is formulated as the maximization of the savings produced by the reduction in energy losses and the avoided costs due to investment deferral in the expansion of the network. The proposed method selects the nodes to be compensated, as well as the optimal capacitor ratings and their operational characteristics, i.e. fixed or switched. After an appropriate linearization, the optimization problem was formulated as a large-scale mixed-integer linear problem, suitable for being solved by means of a widespread commercial package. Results of the proposed optimizing method are compared with another recent methodology reported in the literature using two test cases: a 15-bus and a 33-bus distribution network. For the both cases tested, the proposed methodology delivers better solutions indicated by higher loss savings, which are achieved with lower amounts of capacitive compensation. The proposed method has also been applied for compensating to an actual large distribution network served by AES-Venezuela in the metropolitan area of Caracas. A convergence time of about 4 seconds after 22298 iterations demonstrates the ability of the proposed methodology for efficiently handling large-scale compensation problems.

Gest��o fiscal e benef��cios fiscais

Disserta����o de Mestrado apresentado ao Instituto de Contabilidade e Administra����o do Porto para a obten����o do grau de Mestre em Auditoria, sob orienta����o de Doutor Jos�� Campos Amorim

Optimiza����o energ��tica de um sistema de climatiza����o industrial

O desenvolvimento deste trabalho teve como objectivo a optimiza����o de um sistema de climatiza����o industrial, constitu��do por quatro centrais de climatiza����o adiab��ticas, que apresentam limita����es de capacidade de arrefecimento, controlo e efici��ncia. Inicialmente foi necess��ria a pesquisa bibliogr��fica e recolha de informa����o relativa �� ind��stria t��xtil e ao processo de arrefecimento evaporativo. Numa fase posterior foram recolhidos e analisados os diversos dados essenciais �� compreens��o do bin��mio edif��cio/sistema de climatiza����o, para a obten����o de poss��veis hip��teses de optimiza����o. Da fase de recolha de informa����es e dados, destaca-se, tamb��m, a realiza����o de an��lises �� qualidade do ar interior (QAI). As optimiza����es seleccionadas como pass��veis de implementa����o, foram estudadas e analisadas com o aux��lio do software de simula����o energ��tica din��mica DesignBuilder e os resultados obtidos foram devidamente trabalhados e ajustados de modo a permitir uma assimila����o amig��vel e de f��cil interpreta����o das suas vantagens e desvantagens, tendo ainda sido objecto de estudo de viabilidade econ��mica. A optimiza����o proposta reflecte uma melhoria substancial das condi����es interiores ao n��vel da temperatura e humidade relativa, resultando, ainda assim, numa redu����o de consumos energ��ticos na ordem dos 23 % (490.337 kWh), isto ��, uma poupan��a anual de 42.169 ��� aos custos de explora����o e com um per��odo de retorno de 1 ano e 11 meses.

Nano-CF: a Coordination Framework for macro-programming in wireless sensor networks

Wireless Sensor Networks (WSN) are being used for a number of applications involving infrastructure monitoring, building energy monitoring and industrial sensing. The difficulty of programming individual sensor nodes and the associated overhead have encouraged researchers to design macro-programming systems which can help program the network as a whole or as a combination of subnets. Most of the current macro-programming schemes do not support multiple users seamlessly deploying diverse applications on the same shared sensor network. As WSNs are becoming more common, it is important to provide such support, since it enables higher-level optimizations such as code reuse, energy savings, and traffic reduction. In this paper, we propose a macro-programming framework called Nano-CF, which, in addition to supporting in-network programming, allows multiple applications written by different programmers to be executed simultaneously on a sensor networking infrastructure. This framework enables the use of a common sensing infrastructure for a number of applications without the users having to worrying about the applications already deployed on the network. The framework also supports timing constraints and resource reservations using the Nano-RK operating system. Nano- CF is efficient at improving WSN performance by (a) combining multiple user programs, (b) aggregating packets for data delivery, and (c) satisfying timing and energy specifications using Rate- Harmonized Scheduling. Using representative applications, we demonstrate that Nano-CF achieves 90% reduction in Source Lines-of-Code (SLoC) and 50% energy savings from aggregated data delivery.

Job phasing aware preemption deferral

Preemptions account for a non-negligible overhead during system execution. There has been substantial amount of research on estimating the delay incurred due to the loss of working sets in the processor state (caches, registers, TLBs) and some on avoiding preemptions, or limiting the preemption cost. We present an algorithm to reduce preemptions by further delaying the start of execution of high priority tasks in fixed priority scheduling. Our approaches take advantage of the floating non-preemptive regions model and exploit the fact that, during the schedule, the relative task phasing will differ from the worst-case scenario in terms of admissible preemption deferral. Furthermore, approximations to reduce the complexity of the proposed approach are presented. Substantial set of experiments demonstrate that the approach and approximations improve over existing work, in particular for the case of high utilisation systems, where savings of up to 22% on the number of preemption are attained.

Inter-application redundancy elimination in sensor networks with compiler-assisted scheduling

Most current-generation Wireless Sensor Network (WSN) nodes are equipped with multiple sensors of various types, and therefore support for multi-tasking and multiple concurrent applications is becoming increasingly common. This trend has been fostering the design of WSNs allowing several concurrent users to deploy applications with dissimilar requirements. In this paper, we extend the advantages of a holistic programming scheme by designing a novel compiler-assisted scheduling approach (called REIS) able to identify and eliminate redundancies across applications. To achieve this useful high-level optimization, we model each user application as a linear sequence of executable instructions. We show how well-known string-matching algorithms such as the Longest Common Subsequence (LCS) and the Shortest Common Super-sequence (SCS) can be used to produce an optimal merged monolithic sequence of the deployed applications that takes into account embedded scheduling information. We show that our approach can help in achieving about 60% average energy savings in processor usage compared to the normal execution of concurrent applications.

A case study on the eco-efficiency performance of a composite processing industry: evaluation and quantification of potential improvements

In this study, an attempt was made in order to measure and evaluate the eco-efficiency performance of a pultruded composite processing company. For this purpose the recommendations of World Business Council for Sustainable Development (WCSD) and the directives of ISO 14301 standard were followed and applied. The main general indicators of eco-efficiency, as well as the specific indicators, were defined and determined. With basis on indicators��� figures, the value profile, the environmental profile, and the pertinent eco-efficiency ratios were established and analyzed. In order to evaluate potential improvements on company eco-performance, new indicators values and eco-efficiency ratios were estimated taking into account the implementation of new proceedings and procedures, at both upstream and downstream of the production process, namely: i) Adoption of a new heating system for pultrusion die-tool in the manufacturing process, more effective and with minor heat losses; ii) Recycling approach, with partial waste reuse of scrap material derived from manufacturing, cutting and assembly processes of GFRP profiles. These features lead to significant improvements on the sequent assessed eco-efficiency ratios of the present case study, yielding to a more sustainable product and manufacturing process of pultruded GFRP profiles.

Estudo de aplica����o de coletores solares na produ����o de eletricidade e calor para uso dom��stico

O trabalho apresentado explora o aproveitamento da energia solar para suprir as necessidades energ��ticas, tanto el��tricas como t��rmicas, de uma habita����o tipo 3, recorrendo ao uso de coletores solares, em que o fluido de trabalho �� ��gua. As necessidades el��tricas ser��o supridas atrav��s da produ����o de energia com recurso a um ciclo de Rankine, em que fluido de trabalho �� um frigorig��nio aquecido atrav��s de um permutador cujo fluido quente ser�� uma mistura, de ��gua com anticongelante, aquecida pelo coletor solar. Por outro lado, as necessidades t��rmicas ser��o satisfeitas atrav��s do calor libertado no ciclo de Rankine. Na instala����o solar estar�� integrado um acumulador t��rmico com apoio energ��tico, caldeira el��trica, que funcionar�� nas situa����es em que coletor seja insuficiente para satisfazer as necessidades t��rmicas. No final ser�� feita uma avalia����o econ��mica para que possa atestar a viabilidade econ��mica do projeto, tendo em conta os seus custos totais versus as poupan��as energ��ticas que este sistema origina.

Saving energy in the GFRP pultrusion process

This study addresses to the optimization of pultrusion manufacturing process from the energy-consumption point of view. The die heating system of external platen heaters commonly used in the pultrusion machines is one of the components that contribute the most to the high consumption of energy of pultrusion process. Hence, instead of the conventional multi-planar heaters, a new internal die heating system that leads to minor heat losses is proposed. The effect of the number and relative position of the embedded heaters along the die is also analysed towards the setting up of the optimum arrangement that minimizes both the energy rate and consumption. Simulation and optimization processes were greatly supported by Finite Element Analysis (FEA) and calibrated with basis on the temperature profile computed through thermography imaging techniques. The main outputs of this study allow to conclude that the use of embedded cylindrical resistances instead of external planar heaters leads to drastic reductions of both the power consumption and the warm-up periods of the die heating system. For the analysed die tool and process, savings on energy consumption up to 60% and warm-up period stages less than an half hour were attained with the new internal heating system. The improvements achieved allow reducing the power requirements on pultrusion process, and thus minimize industrial costs and contribute to a more sustainable pultrusion manufacturing industry.

A Influ��ncia da teoria da ag��ncia na estrutura de capital na ind��stria do cal��ado

apresentado ao Instituto de Contabilidade e Administra����o do Porto para a Disserta����o de Mestrado para obten����o do grau de Mestre em Contabilidade e Finan��as sob orienta����o do Mestre Adalmiro ��lvaro Malheiro de Castro Andrade Pereira

Uma abordagem �� incorpora����o de lenhinosulfonatos e materiais reciclados em misturas de SBR para produ����o sustent��vel de solas

Mestrado em Engenharia Qu��mica - Ramo Otimiza����o Energ��tica na Ind��stria Qu��mica

Auditoria �� gest��o de res��duos industriais

A presente disserta����o foi realizada em colabora����o com o grupo empresarial Monteiro, Ribas, tendo como principal objectivo a realiza����o de uma auditoria �� gest��o dos res��duos industriais produzidos pelas suas f��bricas localizadas na Estrada da Circunvala����o, no Porto. Para cumprir este objectivo, inicialmente foi efectuado um levantamento das obriga����es legais relativas aos res��duos e foram procuradas pr��ticas aconselhadas para a gest��o interna. Para cada uma das f��bricas, verificaram-se, quais os res��duos produzidos e analisaram-se os seus percursos, considerando as suas origens, os locais e modos de acondicionamento na origem, os modos de transporte interno, os locais e modos de armazenagem preliminar, e ainda, as quantidades produzidas, os transportadores, os operadores finais e as opera����es finais de gest��o, sendo que estas quatro ��ltimas informa����es s��o relativas ao ano 2013. De seguida procedeu-se �� realiza����o da auditoria nas diferentes unidades, verificando o cumprimento dos requisitos legais e das boas pr��ticas em mat��ria de gest��o de res��duos. As principais n��o conformidades detectadas, comuns ��s v��rias unidades fabris foram a inexist��ncia de local/recipiente definido para acondicionamento de alguns res��duos, a falta ou insuficiente identifica����o de recipientes/zonas de acondicionamento, a inexist��ncia de bacias de reten����o para res��duos l��quidos perigosos, o facto de no transporte interno apenas os res��duos perigosos serem cobertos e, os res��duos l��quidos perigosos n��o serem transportados sobre bacias de reten����o m��veis nem com o material necess��rio para absorver derrames. Para cada res��duo e para cada unidade industrial foram propostas medidas correctivas e/ou de melhoria, quando aplic��vel. Relativamente �� armazenagem preliminar, a principal inconformidade detectada foi o facto de todos os parques (quatro) possu��rem res��duos perigosos no momento das auditorias, o que n��o �� adequado. Foram propostas medidas correctivas e/ou de melhoria para cada parque. Como proposta global, tendo em conta factores econ��micos e de seguran��a, sugeriu-se que apenas o parque de res��duos perigosos possa armazenar este tipo de res��duos, pelo que os procedimentos de transporte interno devem ser melhorados, fazendo com que estes res��duos sejam transportados directamente para o parque de res��duos perigosos. Desta forma dois dos parques devem sofrer algumas remodela����es, nomeadamente serem cobertos e fechados, ainda que n��o totalmente, e o parque de res��duos perigosos deve ser fechado, mantendo aberturas para ventila����o, deve ser equipado com kit��s de conten����o de derrames, fichas de seguran��a, procedimentos a realizar em caso de emerg��ncia, e ainda, devido ao facto do sistema de conten����o de derrames ser pequeno face ao total de armazenamento, aconselha-se o uso de bacias de reten����o para alguns dos recipientes de res��duos l��quidos perigosos. Ao longo deste processo e em consequ��ncia da realiza����o da auditoria, algumas situa����es consideradas n��o conformes foram sendo corrigidas. Tamb��m foram preparadas instru����es de trabalho adequadas que ser��o posteriormente disponibilizadas. Foi ainda elaborada uma metodologia de avalia����o de processos como base de trabalho para redu����o dos res��duos gerados. A etapa escolhida para a aplica����o da mesma foi uma etapa auxiliar do processo produtivo da Monteiro, Ribas - Revestimentos, S.A - a limpeza de cubas com solventes, por forma a tentar minimizar os res��duos de solventes produzidos nesta opera����o. Uma vez que a f��brica j�� realiza a opera����o tendo em considera����o medidas de preven����o e reutiliza����o, a reciclagem �� neste momento a ��nica forma de tentar minimizar os res��duos de solventes. Foram ent��o estudadas duas op����es, nomeadamente a aquisi����o de um equipamento de regenera����o de solventes e a contrata����o de uma operadora que proceda �� regenera����o dos res��duos de solventes e fa��a o retorno do solvente regenerado. A primeira op����o poder�� permitir uma redu����o de cerca de 95% na produ����o de res��duos de solventes e na aquisi����o de solvente puro, estimando-se uma poupan��a anual de cerca de **** ���, com um per��odo de recupera����o do capital de cerca de 16 meses e a segunda pode conduzir a uma redu����o significativa na aquisi����o de solvente puro, cerca de 65%, e a uma poupan��a anual de cerca de **** ���.

Estudo da Viabilidade T��cnico-Econ��mica de umm Sistema de Cogera����o para um Complexo de Piscinas Interiores

A presente disserta����o centrou-se no estudo t��cnico-econ��mico de dois cen��rios futuros para a continua����o de fornecimento de energia t��rmica a um complexo de piscinas existente na regi��o do vale do T��mega. Neste momento a central de cogera����o existente excedeu a sua licen��a de utiliza����o e necessita de ser substitu��da. Os dois cen��rios em estudo s��o a compra de uma nova caldeira, a g��s natural, para suprir as necessidades t��rmicas da caldeira existente a fuel��leo, ou o uso de um sistema de cogera����o compacto que poder�� estar dispon��vel numa empresa do grupo. No primeiro cen��rio o investimento envolvido �� cerca de 456 640 ��� sem proveitos de outra ordem para al��m dos requisitos t��rmicos, mas no segundo cen��rio os resultados s��o bem diferentes, mesmo que tenha de ser realizado o investimento de 1 000 000 ��� na instala����o. Para este cen��rio foi efetuado um levantamento da legisla����o nacional no que toca �� cogera����o, recolheram-se dados do edif��cio como: horas de funcionamento, n��mero de utentes, consumos de energia el��trica, t��rmica, ��gua, temperatura da ��gua das piscinas, temperatura do ar da nave, assim como as principais caracter��sticas da instala����o de cogera����o compacta. Com esta informa����o realizou-se o balan��o de massa e energia e criou-se um modelo da nova instala����o em software de modela����o processual (Aspen Plus�� da AspenTech). Os rendimentos t��rmico e el��trico obtidos da nova central de cogera����o compacta foram, respetivamente, de 38,1% e 39,8%, com uma percentagem de perdas de 12,5% o que determinou um rendimento global de 78%. A avalia����o da poupan��a de energia prim��ria para esta instala����o de cogera����o compacta foi de 19,6 % o que permitiu concluir que �� de elevada efici��ncia. O modelo criado permitiu compreender as necessidades energ��ticas, determinar alguns custos associados ao processo e simular o funcionamento da unidade com diferentes temperaturas de ar ambiente (cen��rios de ver��o e inverno com temperaturas m��dias de 20��C e 5��C). Os resultados revelaram uma diminui����o de 1,14 ���/h no custo da electricidade e um aumento do consumo de g��s natural de 62,47 ���/h durante o per��odo mais frio no inverno devido ao aumento das perdas provocadas pela diminui����o da temperatura exterior. Com esta nova unidade de cogera����o compacta a poupan��a total anual pode ser, em m��dia, de 267 780 ��� admitindo um valor para a manuten����o de 97 698 ���/ano. Se assim for, o projeto apresenta um retorno do investimento ao fim de 5 anos, com um VAL de 1 030 430 ��� e uma taxa interna de rentabilidade (TIR) de 14% (positiva, se se considerar a taxa de atualiza����o do investimento de 3% para 15 anos de vida). Apesar do custo inicial ser elevado, os par��metros econ��micos mostram que o projeto tem viabilidade econ��mica e dar�� lucro durante cerca de 9 anos.

Metodologias e Ferramentas da Gest��o da Manuten����o e da Metrologia numa Unidade Hospitalar

A metrologia na sa��de tem um elevado grau de import��ncia no quotidiano hospitalar dado que muitas decis��es s��o tomadas com base em medi����es. Al��m disso, a constante evolu����o tecnol��gica na ��rea da sa��de e o n��mero crescente de par��metros fisiol��gicos dos equipamentos m��dicos exige a constante preocupa����o com o controlo metrol��gico. Assim, o funcionamento eficiente destes poder�� contribuir para a seguran��a, uma melhor e mais r��pida recupera����o do doente e, consequentemente, um aumento do tempo de vida do equipamento, o que por sua vez se reflete numa maior economia de custos. A otimiza����o de protocolos de metrologia em sa��de, a elabora����o de planos de controlo para valida����o de equipamentos m��dicos-hospitalares, a sensibiliza����o de profissionais de sa��de para o controlo metrol��gico, assim como o conhecimento das aplica����es inform��ticas da organiza����o s��o essenciais para uma eficaz gest��o da manuten����o hospitalar. O Servi��o de Instala����es e Equipamentos do Centro Hospitalar do T��mega e Sousa, trabalha no sentido de assegurar uma resposta r��pida, otimizada e eficiente para satisfazer as necessidades hospitalares atrav��s da aplica����o de metodologias e ferramentas da qualidade destinadas �� metrologia em sa��de. Assim, o objetivo principal deste trabalho �� apresentar metodologias e ferramentas aplicadas no controlo de par��metros de equipamentos m��dico-hospitalares tais como, dispositivos de infus��o, monitores de sinais vitais, eletrocardi��grafos, cardiotoc��grafos, desfibrilhadores, incubadoras, aparelhos de fototerapia, bem como, o processo de gest��o da manuten����o aplicado pelo Servi��o de Instala����es e Equipamentos. Neste sentido foi poss��vel demonstrar que o controlo metrol��gico �� de extrema import��ncia para uma institui����o hospitalar.

Avalia����o e Otimiza����o Energ��tica das Fornalhas da F��brica de Arom��ticos

O consumo energ��tico verificado nas refinarias petrol��feras �� muito elevado, sendo as fornalhas os equipamentos que mais contribuem para esse consumo. Neste estudo foi efetuada uma avalia����o e otimiza����o energ��tica ��s fornalhas da F��brica de Arom��ticos da Refinaria de Matosinhos. Numa primeira fase foi efetuado um levantamento exaustivo de dados de todas as correntes de entrada e sa��da dos equipamentos para posteriormente efetuar os balan��os de massa e energia a cada uma das fornalhas. Os dados relativos ao levantamento compreenderam dois per��odos de funcionamento distintos da unidade fabril, o per��odo de funcionamento normal e o per��odo relativo ao arranque. O per��odo de funcionamento normal foi relativo ao ano de 2012 entre os meses de janeiro a setembro, por sua vez o per��odo de arranque foi de dezembro de 2012 a mar��o de 2013. Na segunda fase foram realizados os balan��os de massa e energia quantificando todas as correntes de entrada e sa��da das fornalhas em termos m��ssicos e energ��ticos permitindo o c��lculo do rendimento t��rmico das fornalhas para avaliar a sua performance. A avalia����o energ��tica permitiu concluir que existe um consumo maior de energia proveniente da combust��o do Fuel G��s do que do Fuel ��leo, tanto no per��odo de funcionamento normal como no arranque. As fornalhas H0101, H0301 e a H0471 possuem os consumos mais elevados, sendo respons��veis por mais de 70% do consumo da F��brica de Arom��ticos. Na terceira fase foram enunciadas duas medidas para a otimiza����o energ��tica das tr��s fornalhas mais consumidoras de energia, a limpeza mensal e o uso exclusivo de Fuel G��s como combust��vel. As poupan��as energ��ticas obtidas para uma limpeza mensal foram de 0,3% na fornalha H0101, 0,7% na fornalha H0301 e uma poupan��a de 0,9 % na fornalha H0471. Para o uso exclusivo de Fuel G��s obteve-se uma poupan��a de 0,9% na fornalha H0101 e uma poupan��a de 1,3% nas fornalhas H0301 e H0471. A an��lise econ��mica efetuada �� sugest��o de altera����o do combust��vel mostra que os custos de opera����o sofrer��o um aumento anual de 621 679 ���. Apesar do aumento dos custos, a redu����o na emiss��o de 24% de di��xido de carbono, poder�� justificar este aumento na despesa.