Optimização de Células Fotovoltaicas

Perante os cenários do aumento da população mundial, da concentração de CO2, dos custos dos combustíveis, do consumo energético mundial e das alterações climáticas, surgiu a necessidade de encontrar fontes de energias alternativas. Neste contexto, a Energia Solar Fotovoltaica, fruto de investigações e investimentos realizados, teve um grande impacto na última década, registando um aumento significativo quer da produção de painéis fotovoltaicos ou de instalações de sistemas fotovoltaicos no Mundo. A Energia solar Fotovoltaica surge como uma energia alternativa limpa, inesgotável e que contribui para a diminuição do impacto ambiental, mas o elevado custo inicial é ainda um entrave à sua comercialização, sendo por isso importante conseguir uma optimização na produção dos painéis fotovoltaico bem como em instalações a fim de optimizar o seu rendimento. Um dos objectivos deste trabalho foi instalar e monitorizar um sistema fotovoltaico no telhado do laboratório de máquinas eléctricas do ISEL. Foi instalado um sistema com uma potência de 990 Watts. A monitorização dos módulos durante alguns períodos de 2011 e 2012 demonstraram um bom desempenho do sistema fotovoltaico instalado comparativamente aos valores estimados. Outro objectivo deste trabalho foi estudar a influência da temperatura no rendimento das células fotovoltaicas. A primeira fase deste estudo foi desenvolver um modelo matemático de uma célula fotovoltaica em Simulink/Matlab. As curvas obtidas da simulação numérica do modelo matemático permitiram observar e demonstrar a influência do aumento da temperatura das células fotovoltaicas na sua potência e rendimento. A segunda fase deste estudo tinha como objectivo comprovar experimentalmente o efeito da temperatura e analisar possíveis meios que permitissem refrigerar as células fotovoltaicas. Através de uma montagem experimental específica as células fotovoltaicas foram testadas num ambiente controlado. Os valores obtidos permitiram observar uma diminuição de cerca de 36% da temperatura das células utilizando refrigeração e consequente aumento do rendimento.

ADEQUABILIDADE DA ENERGIA SOLAR PARA A PRODUÇÃO AUTÓNOMA DE ÁGUA DESSALINIZADA

A problemática da escassez de água fazem-se sentir com maior intensidade nas regiões áridas e semi-áridas. Estas regiões caraterizam-se c pela variabilidade climática e constantes secas, sendo uma condicionante ao desenvolvimento socioeconómico dessas localidades. Nas zonas mais remotas e com limitação de recursos hídricos, a dessalinização é utilizada como fonte primária para obter água potável para abastecimento de comunidades. Entre as várias tecnologias existentes na dessalinização, a osmose inversa é a mais utilizada para produção de água potável. A energia solar fotovoltaica permite resolver o problema da eletrificação em zonas rurais sendo uma mais-valia pois permite alcançar a autonomia energética relativamente ao sistema convencional. Esta dissertação tem como objetivo avaliar o potencial da dessalinização descentralizada com recurso à energia solar aplicada a pequena escala. Para estudar a aplicabilidade e a viabilidade da tecnologia é realizado o pré-dimensionamento do sistema de osmose inversa associado ao sistema fotovoltaico, a ser instalado numa localidade rural em Cabo Verde. A validação desta combinação de tecnologias e a sua implementação no local pressupõe a garantia de um desenvolvimento sustentável para as comunidades. Os resultados obtidos mostram a viabilidade da produção autónoma de água potável suficiente para garantir a satisfação das necessidades da população.

Implementação de um Sistema MPPT em Circuito Integrado CMOS

Ao longo dos últimos anos a indústria microelectrónica tem evoluído no sentido de reduzir o consumo energético dos seus dispositivos no sentido de estes serem alimentados por fontes energéticas diversas, nomeadamente fontes renováveis. A crescente demanda por componentes energeticamente eficientes e pela miniaturização dos componentes eletrónicos exigem a conceção de fontes de alimentação com potência reduzida na ordem das dezenas de μW ás centenas de mW. Atualmente, com os crescentes avanços tecnológicos é possível obter componentes energéticamente eficientes e com tamanhos reduzidos capazes de colmatar as restrições energéticas das mais variadas aplicações. A utilização de fontes energia elétrica que tirão proveito da energia existente no meio onde se inserem os diversos dispositivos eletrónicos ou simplesmente para recarregar as baterias, apresenta-se como um dos principais objetivos a alcançar. Entre todas as energias renováveis, a energia fotovoltaica surge como umas das que proporciona um maior potencial. A sua disponibilidade global e os constantes desenvolvimentos tecnológicos no âmbito do fotovoltaico permitem o desenvolvimento de sistemas de alimentação com rendimento energético cada vez mais elevado. A presente dissertação tem como objetivo o estudo, a simulação e implementação de um conversor CC-CC, step-up, com algoritmo de controlo MPPT integrado designado por método de correlação de ripple (Ripple Correlation Control – RCC), para aplicações de baixa potência na ordem das dezenas de μW às centenas de mW. Desenvolveu-se um conversor CC-CC, autónomo, para carregamento de baterias com recurso a painéis fotovoltaicos, como fonte de energia, de forma contínua mesmo em situações de baixa luminosidade. Um circuito de gestão de energia devidamente dimensionado foi implementado com recurso a um algoritmo de procura do ponto de máxima potência (Maximum Power Point Tracking – MPPT). O objetivo desta implementação é extrair a máxima potência disponível da fonte de energia elétrica, neste caso o painel fotovoltaico, independentemente das condições meteorológicas e da potência requerida pela carga, sendo o excesso de energia redirecionado para a bateria. Nesta dissertação apresentam-se os resultados das simulações, assim como os resultados experimentais de todos os circuitos desenvolvidos de forma a validar todo o sistema implementado.

Sistema Distribuído de Monitorização de Tráfego com uma Arquitectura Peer-to-Peer

As características do tráfego na Internet são cada vez mais complexas devido à crescente diversidade de aplicações, à existência de diferenças drásticas no comportamento de utilizadores, à mobilidade de utilizadores e equipamentos, à complexidade dos mecanismos de geração e controlo de tráfego, e à crescente diversidade dos tipos de acesso e respectivas capacidades. Neste cenário é inevitável que a gestão da rede seja cada vez mais baseada em medições de tráfego em tempo real. Devido à elevada quantidade de informação que é necessário processar e armazenar, é também cada vez maior a necessidade das plataformas de medição de tráfego assumirem uma arquitectura distribuída, permitindo o armazenamento distribuído, replicação e pesquisa dos dados medidos de forma eficiente, possivelmente imitando o paradigma Peer-to-Peer (P2P). Esta dissertação descreve a especificação, implementação e teste de um sistema de medição de tráfego com uma arquitectura distribuída do tipo P2P, que fornece aos gestores de rede uma ferramenta para configurar remotamente sistemas de monitorização instalados em diversos pontos da rede para a realização de medições de tráfego. O sistema pode também ser usado em redes orientadas à comunidade onde os utilizadores podem partilhar recursos das suas máquinas para permitir que outros realizem medições e partilhem os dados obtidos. O sistema é baseado numa rede de overlay com uma estrutura hierárquica organizada em áreas de medição. A rede de overlay é composta por dois tipos de nós, denominados de probes e super-probes, que realizam as medições e armazenam os resultados das mesmas. As superprobes têm ainda a função de garantir a ligação entre áreas de medição e gerir a troca de mensagens entre a rede e as probes a elas conectadas. A topologia da rede de overlay pode mudar dinamicamente, com a inserção de novos nós e a remoção de outros, e com a promoção de probes a super-probes e viceversa, em resposta a alterações dos recursos disponíveis. Os nós armazenam dois tipos de resultados de medições: Light Data Files (LDFs) e Heavy Data Files (HDFs). Os LDFs guardam informação relativa ao atraso médio de ida-evolta de cada super-probe para todos os elementos a ela ligados e são replicados em todas as super-probes, fornecendo uma visão simples mas facilmente acessível do estado da rede. Os HDFs guardam os resultados detalhados das medições efectuadas a nível do pacote ou do fluxo e podem ser replicados em alguns nós da rede. As réplicas são distribuídas pela rede tendo em consideração os recursos disponíveis nos nós, de forma a garantir resistência a falhas. Os utilizadores podem configurar medições e pesquisar os resultados através do elemento denominado de cliente. Foram realizados diversos testes de avaliação do sistema que demonstraram estar o mesmo a operar correctamente e de forma eficiente.

A Contribuição do Gabinete Estudos e Planeamento do Ministério da Educação para a Eficácia do Sistema Educativo Cabo-verdiano

O presente trabalho de investigação, cuja temática é “A Contribuição do Gabinete de Estudos e Planeamento para a eficácia do sistema educativo Cabo-verdiano”, tem como propósito conhecer como é que as actividades desenvolvidas pelo GEP promovem a eficácia do sistema educativo, neste caso, o seu contributo para uma melhor resposta às demandas educativas e sociais. O estudo teve como palco empírico o Gabinete de Estudos e Planeamento do Ministério da Educação e Ensino Superior e, foi desenvolvida da seguinte forma: O percurso metodológico adoptado para a elaboração do nosso trabalho de pesquisa baseou-se numa perspectiva teórica e num estudo exploratório no Gabinete referenciado, fizemos o levantamento bibliográfico e a exploração de possíveis documentos – livros, artigos, documentos oficiais e pesquisas efectuados na Internet. Para a recolha dos dados necessários para a pesquisa, foi indispensável a utilização de alguns instrumentos, entre eles, a entrevista e a observação no terreno através de um projecto previamente elaborado. Com o estudo efectuado, verificou-se, mediante os resultados, que a existência desse Gabinete é de capital importância pois, faz a recolha, o tratamento e a divulgação das estatísticas sectoriais mais importantes para a tomada de decisões a nível da política educativa, elabora ainda instrumentos de planeamento e ordenamento, ou seja, documentos que visam uma reconfigurarão da rede educativa através da análise de variáveis sociais, demográficas, económicas e políticas que intervém na realidade local, a qual tem como meta atingir a melhoria da educação, do ensino, da formação e da cultura de Cabo Verde. Serve ainda de elo de ligação, organizando um sistema de informação e comunicação no seio do Ministério e com a sociedade em estreita ligação aos demais serviços e organismos vocacionados.

Sistema de Informação de Apoio à Detecção de Perdas de Energia Eléctrica – O Caso da Electra

A realidade mundial é preocupante no que diz respeito ao aumento de ocorrências de perdas e fraudes em redes de distribuição de energia eléctrica. Em Cabo Verde, mas precisamente na Cidade da Praia a realidade é ainda mais preocupante devido ao número de ocorrências e a gravidade dos mesmos. Propõe-se um trabalho de investigação sobre perdas e fraudes de energia eléctrica baseado na análise dos dados relativos aos registos dos clientes na Base de Dados da Electra (Cabo Verde), com o intuito de nortear as tomadas de decisões de gestão estratégica no que diz respeito às políticas de controlo e prevenção de perdas e fraudes de energia eléctrica. O trabalho baseia-se na recolha e selecção de dados a organizar numa Data Warehouse para depois aplicar as tecnologias OLAP para a identificação de perdas nos Postos de Transformação e zonas geográficas da Cidade da Praia em Cabo Verde e posteriormente identificar possíveis fraudes de energia eléctrica nos clientes finais utilizando Data Mining. Os resultados principais consistiram na identificação de situações de perdas de energia eléctrica nos Postos de Transformação, a identificação de áreas críticas seleccionadas para inspecção dos seus clientes finais e a detecção de padrões de anomalias associadas ao perfil dos clientes.

Sistemas de Detecção de Intrusões Análise de intrusões na rede multimédia da Unipiaget

Os sistemas computacionais ligados através da rede precisam, cada vez mais, de medidas e mecanismos de protecção que os permitem realizar as suas tarefas de acordo com os objectivos traçados pelos indivíduos ou organizações que os utilizam. Neste sentido, os Intrusion Detection System (IDS) ou Sistemas de Detecção de Intrusão desempenham um papel preponderante na monitorização contínua de actividades de um sistema pretendendo, essencialmente, garantir a autenticidade, confidencialidade, integridade e, sobretudo, a disponibilidade dos seus recursos. O presente trabalho apresenta um estudo sobre os Sistemas de Detecção de Intrusões, apresentando ainda um caso de estudo sobre a Rede Multimédia da Universidade Jean Piaget de Cabo Verde, estudo esse que incide sobre uma ferramenta Open Source, o Snort

Sistema de Informação Geografia (SIG) aplicado na Gestão de Redes de Distribuição Eléctrica Definição de um modelo para a empresa Electra

O presente trabalho de investigação vem realçar a importância que os Sistemas de Informação tem componentes fundamentais da sociedade e das organizações, onde privilegiam a informação num dado espaço e tempo, garantindo a missão de cumprir os objectivos preconizados. Com este trabalho, pretende-se sugerir um modelo que utiliza Sistemas de Informação Geográfica (SIG), como um componente indispensável de análise, de cadastro e gestão de redes de distribuição eléctrica utilizando a plataforma SIG com base de dados para armazenar dados geográficos, cartográficos e alfanuméricos. A presente monografia encontra-se dividido em 4 (quatro) capítulos: O primeiro capítulo – introduz os conceitos essenciais associados aos Sistemas de Informação e desenvolvimento de Sistemas de informação e a sua importância nas Organizações. O segundo capítulo – refere sobre o Sistema de Informação Geográfica e a sua aplicabilidade nas áreas de indústria nomeadamente nas redes de distribuição eléctrica. O terceiro capítulo - faz uma abordagem do Sistema de Informação Geográfica e o modelo proposto na aplicação na rede de distribuição. No quarto capítulo – faz-se a conclusão da metodologia proposta, realçando possíveis ganhos no caso da sua aplicabilidade.

Contribuição para o Estudo de um Sistema Integrado de Abastecimento de Água e Tratamento de Água Residual Doméstica. Caso de Estudo: Cidade da Praia

O problema de escassez de água em muitas regiões do globo acompanhado do acelerado crescimento da população e das decorrentes alterações climáticas, constituem um conjunto de preocupações ligadas à gestão dos recursos hídricos, principalmente no que diz respeito à satisfação das necessidades de consumo quer em termos quantitativos, quer em termos qualitativos. Tanto o abastecimento de água para o consumo humano, como a descarga e reutilização de águas residuais urbanas, requerem, à priori, um conjunto de processos e operações de tratamento tanto mais exigentes quanto maior o nível de qualidade final pretendido, tendo sempre em consideração aspectos como a saúde e a exposição humana como também o tipo de actividade a que se destina a água. Com o presente trabalho pretende-se dar um contributo para a avaliação da viabilidade de implementação de um sistema integrado de abastecimento de água e de tratamento de águas residuais domésticas na cidade da Praia, em Cabo Verde, tendo por base a situação actual, e um ano horizonte de 20 anos (2015 a 2035). Cabo Verde é um país com sérios problemas no que se refere aos recursos hídricos uma vez que carece de chuva e de reservas de águas subterrâneas. Circundado pelo mar, quase a totalidade dos municípios é abastecida pela água proveniente de processos de dessalinização da água do mar, através de tecnologias de membranas - Osmose Inversa (OI). Neste estudo, através de inquérito directo (260 inquéritos) e visitas presenciais a instituições, empresas e directamente à população, fez-se a caracterização dos sistemas de gestão da água e de águas residuais da referida cidade, por forma a perceber o funcionamento dos mesmos. Em 2014, cerca de 90% da água distribuída à população da Praia (10.000 m3.dia-1) proveio da água dessalinizada na central da ELECTRA. No mesmo ano, o caudal médio diário de água residual afluente à ETAR do Palmarejo foi de 2245 m3.dia-1. A deficiente cobertura da rede de drenagem de águas residuais da cidade (26,5%, segundo resultados do inquérito) é a principal razão pela baixa afluência à ETAR. Neste trabalho, procedeu-se ainda, à avaliação comparativa de custos para produção de água para a rega de áreas verdes da cidade, quer a partir de técnicas de dessalinização quer a partir da reutilização de água residual tratada. Com a reutilização de água residual tratada na rega das áreas verdes da cidade da Praia (92,4 ha), concluiu-se que, ao fim dos próximos 21 anos, poupar- se-á, na dessalinização, cerca de 32 milhões de euros (3.520 milhões de ECV). Da análise efectuada, concluiu-se que o volume necessário para o sistema de armazenamento da água residual tratada (estimado com base no mês de maior necessidade de rega do ano horizonte, Junho de 2035, assumindo um tempo de retenção hidráulico de um dia) é de 5.000 m3.