Impacto de cenários de alterações climáticas nos recursos energéticos renováveis: sistema elétrico português até 2070

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, perfil Gestão e Sistemas Ambientais

Quadro elétrico tipo para o setor residencial

O quadro elétrico é a componente mais importante do sistema elétrico, de uma habitação, onde se localizam todas as proteções dos circuitos a jusante. Sendo esta componente vital para a segurança, quer de equipamentos quer de pessoas, é necessário despender algum tempo na sua elaboração. Existem algumas regras que se devem obedecer no seu desenvolvimento porém o resul-tado final dependerá, na maioria, das escolhas feitas por quem projetar o qua-dro. Estas escolhas recaem sobre exigências dos promotores e empreiteiros da habitação, estas notam-se ainda mais em moradias, e opções do projetista. Com o intuito de reduzir os custos do quadro elétrico abdica-se, por vezes, de uma melhor seletividade. O trabalho desenvolvido nesta dissertação permitiu propor um quadro elétrico tipo para apartamentos. Esta proposta permite que estes passem a exis-tir em distribuidores e fabricantes reduzindo assim o tempo de instalação do quadro na obra.. Para chegar ao quadro elétrico tipo foram realizadas três análises estatís-ticas, primeiro a habitações geradas aleatoriamente para testar os métodos e depois aos vários edifícios presentes na amostra. Numa segunda fase verificou-se quais os circuitos que apareciam em mais do que 50% da amostra para cada tipologia e gama por forma a saber quais deveriam integrar o quadro elétrico tipo. Para possibilitar a expansão da instalação foram colocadas reservas, num total de 20% calculado sobre o total de circuitos de iluminação e tomadas de uso geral, deixando assim de fora cargas específicas.

A bombagem hidroelétrica em Portugal no quadro do mercado ibérico

Portugal tem vindo a reduzir na produção de energia elétrica com base nos sistemas convencionais de origem fóssil, em contraste com a forte aposta no sector das energias renováveis, privilegiando essencialmente a energia eólica e hídrica através de projetos de grandes dimensões. A maioria das fontes renováveis são caraterizadas pela sua imprevisibilidade e variabilidade, implicando por vezes défices e excessos de produção conforme os fatores meteorológicos. As centrais hídricas reversíveis têm a capacidade de armazenamento de energia, através da bombagem de água nos períodos em que existem excessos de produção de energia elétrica, turbinando-a nas horas em que existe maior procura. Esta funcionalidade tem sido alegada para a implementação de um conjunto de novos aproveitamentos hidroelétricos deste tipo no país. Tendo em conta os aspetos referidos, este trabalho tem como objetivo principal analisar a bombagem hidroelétrica em Portugal, de modo a verificar como é usada a capacidade de bombagem já instalada, e se a nova capacidade apresenta ou não benefícios ao país. Esta análise é feita num contexto de mercado ibérico em que são analisadas as interligações entre Portugal e Espanha, tendo em conta a estreita ligação entre a bombagem e a importação/exportação de energia elétrica. Os resultados do presente estudo indicam que existe um excesso de potência de bombagem atualmente instalada no país. A capacidade instalada ou em instalação ultrapassa o dobro do solicitado, sem contar com novas barragens. Nas condições presentes do mercado a rentabilidade da bombagem é marginal nos empreendimentos existentes e negativa em qualquer empreendimento novo. Relativamente às interligações e redes internas de Portugal e Espanha, têm sido alvo de constantes reforços, o que contribuiu para uma reduzida percentagem de congestionamentos nas interligações em 2014 e consequentemente preços de mercado diário idênticos entre os dois países na grande maioria do tempo. Nas condições presentes do mercado a oferta é excedentária, encontrando-se já ao nível das metas assumidas para 2030.

Plataforma de previsão do consumo elétrico para edifícios inteligentes

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Desenvolvimento de um sistema de diagnóstico de falhas em motores elétricos de indução

Os motores trifásicos de indução são os mais utilizados na indústria a nível mundial essencialmente devido à sua versatilidade, fiabilidade e baixo custo. Apesar da alta fiabilidade destes motores, o decorrer do tempo acaba por inevitavelmente levar a um desgaste que se poderá tornar excessivo quando negligenciado, levando assim o motor à situação de avaria. De forma a contornar este problema que resulta em gastos energéticos e prejuízos financeiros para as empresas, consequentes da paragem dos seus sistemas produtivos, as empresas recorrem à prática da manutenção preditiva. Através de uma monitorização contínua dos parâmetros de funcionamento, são realizados sucessivos diagnósticos não invasivos aos sistemas produtivos, nomeadamente motores, prevenindo deste modo o surgimento de falhas e avarias, identificando a origem do problema. A presente dissertação foi elaborada no âmbito da realização de um estágio numa empresa do setor eletromecânico. A referida empresa comercializa equipamentos industriais, dentro dos quais motores elétricos, entre outros componentes de acionamentos eletromecânicos, prestando serviços de manutenção dos mesmos. Este trabalho visou uma reformulação de um projeto de uma bancada para realização de testes de capacidade dos motores. A bancada de ensaio, além de reformulada, ganhou novas funcionalidades. Foi desenvolvido um sistema de análise e diagnóstico de falhas mecânicas em motores elétricos, através da inclusão de sensores adaptados para monitorização dos parâmetros de funcionamento. A escolha das técnicas utilizadas teve por base uma análise dos modos de falha dos elementos do motor. Para facilitar o trabalho do operador, foi incluída uma consola com botões de navegação e um mostrador em LCD para visualização do menu. Foram também comparados dois sistemas diferentes para simulação de carga, ou seja, de teste à capacidade dos motores. No âmbito desta dissertação está a ser preparado um artigo e uma apresentação para o 13º CNM (Congresso Nacional de Manutenção da APMI).

Desenvolvimento de um sistema para a medição do efeito electroóptico

Foi desenvolvido um sistema para a medição do efeito electróptico em meios ópticos com propriedades de óptica não-linear. O sistema baseia-se numa técnica interferométrica implementada através de um interferómetro de Michelson funcionando em modo de transmissão, no qual se mede a diferença de fase entre os ramos do interferómetro gerada pelo efeito electróptico numa amostra onde é aplicado um potencial elétrico. O coeficiente electróptico a ser medido, pode ser escolhido pela aplicação do sinal eléctrico de uma amostra na direção adequada bem como do alinhamento desta num porta-amostras. O sistema foi calibrado usando um cristal com propriedades ópticas não-lineares padrão, o fosfato de dihidrogénio e potássio, tendo sido utilizado o coeficiente electróptico r63 como referência. O valor medido experimentalmente foi de 10;5 0;2pm=V , pelo que o valor tabelado se encontra dentro desta medida. A bancada óptica implementada revelou também estabilidade no que diz respeito ao ruído ambiente. Este sistema será utilizado no futuro para a medição de coeficientes electrópticos em filmes finos poliméricos, que contenham cromóforos com polarizabilidades electrónicas não-lineares elevadas.

Estudo técnico-económico de um sistema solar termoelétrico com back-up a biomassa

Este trabalho consistiu no estudo técnico-económico (dimensionamento) de uma central térmica solar de torre norte, com back-up a biomassa (pellets) para produção de energia elétrica. A partir da plataforma PVGIS obteve-se a irradiação normal direta, DNI, da região do Alentejo, Portugal, segundo critérios descritos na secção 3.1. O valor anual obtido foi de 2319 !"ℎ/%&, valor este que foi convertido em energia elétrica, obtendo-se, assim, um montante de 105.761.800 kWh por ano, em 25 anos. Estas importâncias foram obtidas através dos equipamentos que constituem a central, entre eles o campo solar (composto por 2067 helióstatos com área total de 188097 %&), a torre (convertendo a concentração da DNI para energia térmica ao fluído de transferência de calor, HTF), o bloco de potência (composta por permutador de calor, turbina, gerador elétrico e outros) e com ajuda de uma caldeira a biomassa (pellets) que consome cerca de 24.001,23 toneladas de pellets por ano. O estudo económico foi realizado num modelo executável no Excel, calculando, assim, o custo total do sistema, 138.515.886,87 €. A partir deste valor calcularam-se os indicadores económicos (Valor Atualizado Líquido, VAL=-12.282540,28 €) com uma tarifa bonificada de 0,22114 €/kWh, que indica que o sistema termo solar com back-up a biomassa (pellets) não é viável economicamente (e o mesmo acontece com o sistema termo solar sem a biomassa). O dimensionamento técnico do sistema CSP de torre é feito a partir de um modelo matemático executado em Excel e MatLab e pelo software System Advisor Model, SAM e o da caldeira a pellets é concretizado também no Excel. Os resultados do modelo matemático foram comparados com os valores obtidos no SAM para o mês típico de julho comprovando, assim, as fórmulas e conceitos contidos no estado da arte. Realizou-se, também, uma comparação dos valores anuais do sistema obtidos no SAM com os valores reais da Gemasolar (em Espanha), demonstrando então a veracidade dos valores obtidos no dimensionamento feito para Portugal.

Tratamentos termomecânicos de ligas do sistema Ni-Ti

As ligas de Níquel‑Titânio (Ni‑Ti) são as mais atractivas entre as ligas com memória de forma devido às suas boas propriedades funcionais juntamente com a elevada resistência e melhor ductilidade. As transformações de fases associadas ao efeito de memória de forma (EMF) podem ser em uma etapa, B19’ (martensite) ↔ B2 (austenite), em duas ou em múltiplas etapas, incluindo a fase‑R intermédia dependendo da história térmica e termomecânica da liga. As temperaturas de transformação são geralmente observadas acima da temperatura ambiente para as ligas ricas em Ti, enquanto nas ricas em Ni se situam abaixo da temperatura ambiente. O objectivo da presente dissertação foi o de investigar as modificações nas propriedades funcionais e estruturais em uma liga de Ni‑Ti rica em Ti (49,0%at.Ni‑51,0%at.Ti) sujeita a diferentes tratamentos térmicos e termomecânicos de marforming e ausforming. Para melhor entender os fenómenos presentes nesta liga foi feito um paralelismo com outras duas ligas de Ni‑Ti: (i) equiatómica com EMF acima da temperatura ambiente e (ii) rica em Ni superelástica (SE) à temperatura ambiente. Com o intuito de uma análise completa das transformações de fases foram utilizadas durante ciclos térmicos diversas técnicas de caracterização: Calorimetria Diferencial de Varrimento (DSC), Resistividade Eléctrica (RE), Dilatometria (DT) e Difracção de Raios‑X (DRX) convencional e por radiação sincrotrão – rotina e textura. Foram também utilizadas outras técnicas à temperatura ambiente com o intuito de observar características microestruturais (Microscopia Óptica (MO) e Electrónica de Varrimento (SEM)) e mecânicas (Microdureza e Ultra‑Microdureza Vickers, e Tracção). A liga de Ni‑Ti rica em Ti tem as suas transformações directa e inversa fortemente afectadas pelos tratamentos termomecânicos, devido à formação de fase‑R durante a transformação directa em duas (B2®R®B19’) ou em múltiplas etapas (B2®R, B2®B19’ e R®B19’). Os tratamentos termomecânicos conducentes à sequência de transformação B2®R®B19’ decrescem a temperatura de fim da formação de B19’ para próximo da temperatura ambiente e apresentam maior estabilidade nas temperaturas e histereses de transformação.

Modelação de um sistema de alarme sísmico para a Peninsula Ibérica

Modelou-se um Sistema de Alarme Sísmico para a Península Ibérica que, em função da situação sísmica dada, permite determinar o Grau de Alarme Sísmico, para uma região, durante um determinado horizonte temporal.Utilizaram-se dois precursores sísmicos: • as condições iniciais do modelo de simulação utilizado para gerar o processo de ocorrências sísmicas na Península Ibérica, que corresponde ao passado sísmico recente; • a Sismicidade Local, ou seja o número de ocorrências sísmicas de qualquermagnitude, registadas na região em estudo, durante um período de tempo. Com base na Teoria dos Conjuntos Vagos, determinou-se o grau de alarme relativo a cada um dos precursores utilizados. A média pesada dos valores de grau de alarme origina o Grau deAlarme Sísmico. Os ‘pesos’ envolvidos nessa média foram obtidos com recurso à metodologia AHP, tomando como critérios, as percentagens de sismos previstos (ou de falhas), falsos alarmes e tempo de alarme.O Sistema desenvolvido foi calibrado com base em 12 situações sísmicas reais ocorridas naPenínsula Ibérica.

Contributos para a elaboração de um sistema de avaliação e certificação de áreas residenciais

A presente dissertação constitui um contributo para a elaboração de um sistema de avaliação de novos projectos urbanísticos de áreas residenciais. Pretende-se que seja um sistema orientado para o mercado e que avalie a concepção e o planeamento das mesmas em termos de sustentabilidade, de modo a permitir uma futura certificação destes projectos e destas áreas. No entanto, não se encontram excluídos tecidos residenciais já existentes,inseridos no meio urbano, pois o sistema de avaliação, proposto, pode constituir um referencial aquando de operações de renovação e da revitalização urbana. O planeamento e a concepção de áreas residenciais atractivas, igualitárias e seguras são actualmente considerados como uma estratégia fundamental para o desenvolvimento sustentável e como uma solução chave para o renascimento das cidades. As mudanças necessárias, particularmente ao nível das áreas residenciais, encontram-se ameaçadas pela ausência de políticas coerentes e integradas, pelas diversas perspectivas dos diferentes actores locais e pela escassez de recursos das autoridades locais para o planeamento local. Deste modo, a metodologia da dissertação compreendeu a exposição do estado do conhecimento na área da sustentabilidade em meio urbano e as suas implicações no planeamento e concepção das áreas residenciais e a elaboração de uma metodologia de avaliação para áreas residenciais sustentáveis. A metodologia de avaliação proposta concerne em 63 critérios mensuráveis, tanto obrigatórios como opcionais. A cada critério opcional é atribuído um determinado número de pontos, a pontuação final, obtida através da soma de pontos relativos aos critérios adoptados, determina o desempenho do projecto em termos de sustentabilidade. Por fim, efectua-se uma análise da viabilidade do sistema de avaliação proposto e equaciona-se o seu âmbito de aplicação, de forma a formular questões relativas ao planeamento e concepção de áreas residenciais em Portugal e sobre o futuro das mesmas.

Desenvolvimento do sistema primário para medição da densidade de líquidos

Este trabalho, cujo objectivo centra-se no desenvolvimento de um sistema primário para medição da densidade absoluta de líquidos, compara resultados obtidos através de diferentes metodologias, no que diz respeito ao valor da incerteza, demonstrando assim, qual o melhor método de pesagem a utilizar. A medição da densidade de líquidos efectua-se através do método da pesagem hidrostática, que consiste em pesar uma esfera de silicone fora do líquido (pesagem no ar) e de seguida pesá-la em suspensão num líquido. Para tal, a balança hidrostática possui um dispositivo que suspende a esfera para a sua imersão no líquido. Também é usado o densímetro digital como método de comparação com a pesagem hidrostática. O padrão de densidade utilizado foi a esfera de silicone pois os cristais de silicone são os melhores materiais, devido à elevada estabilidade na determinação da densidade. A densidade do ar é uma das magnitudes de influência mais comum em metrologia, influenciando diversas áreas de medida, incluindo massa, densidade do líquido, volume, entre outros. Por isso, foi importante determinar a densidade do ar medindo a temperatura, a pressão e a humidade relativa e aplicando a equação CIPM. Para medições de densidade por pesagem hidrostática, a água destilada é o líquido normalmente usado. A densidade da água, ρL, foi determinada pela fórmula M. Tanaka, Fujii e Masui, a uma temperatura de 20⁰C, aproximadamente. Após a determinação da densidade, foi estimada a incerteza associada ao valor da mensuranda, pois é a incerteza que define a qualidade do resultado da densidade. A validação de um resultado, como suporte à decisão, é impossível sem o conhecimento da incerteza associada ao próprio resultado. A fonte de incerteza que mais contribuiu para a incerteza global da densidade do líquido foi a massa da esfera. Considerando que o balanço de incertezas é influenciado por diversos factores inerentes ao próprio método, realizou-se uma abordagem ao desenho de experiências, através da análise de variância (ANOVA), cuja técnica permite determinar quais os parâmetros significativos. A fonte de incerteza que mais contribuiu para a incerteza global da densidade do líquido foi “Entre Ensaios”. Através do método ANOVA, verifica-se também que a amostra líquida é estável e homogénea devido a apresentar uma incerteza pequena.

Projecto de um sistema de transmissão de um veículo de competição formula student

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciência e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica.

Sistema automático de identificação e caracterização de zonas de actividade em imagens solares

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e Computadores

Sistema de transmissão rádio UWB para amplificação digital de áudio com modulação sigma-delta

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Sistema de optimização de amplificadores em ambiente distribuído

Tese de Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores