11 resultados para Energia eólica
em Repositório Digital da UNIVERSIDADE DA MADEIRA - Portugal
Resumo:
A capacidade de prever a produo de energia eólica com preciso num parque elico de extrema relevncia tanto do ponto de vista econmico bem como de controlo e estabilidade da rede eltrica. Vrios e diferentes mtodos tm sido utilizados para este propsito, como os fsicos, estatsticos, lgica difusa e redes neuronais artificiais. Os dados disponveis dos parques elicos contm rudo e leituras inesperadas em relao s entradas disponveis. Lidar com estes dados no uma tarefa simples mas, neste trabalho, as Redes Neuronais Artificiais so usadas para prever a potncia gerada baseada em medies locais do vento. Os resultados mostram que as Redes Neuronais Artificiais so uma ferramenta que deve ser considerada nestas difceis condies, uma vez que elas proporcionam uma preciso razovel nas suas previses.
Resumo:
Nesta tese apresento um estudo detalhado sobre vrios aspectos relacionados com a optimizao de sistemas hbridos fotovoltaicos-elicos em zonas insulares de diversidade climtica-arquiplago da Madeira que foi desenvolvido no Laboratrio Regional de Engenharia Civil e com algumas deslocaes no Laboratrio de Energia Solar da Universidade de Vigo entre 2002 e 2007. Foi baseado nos conhecimentos adquiridos ao longode 25 anos de prtica profissional de estudo, projecto, montagem e monitorizao de tecnologias solares e eólicas, para produo de electricidade em locais isolados, bem como pesquisa e anlise climatolgica. Como resultado final e aps a criao de uma base de dados climticos para fins energticos, determinmos os dias caractersticos de radiao solar e temperatura para cada um dos doze meses do ano, nas seis estaes meteorolgicas estudadas. Estes dias so de grande utilidade tambm para a elaborao de outros estudos. Aps o tratamento dos dados constatou-se que a evoluo das temperaturas ao longo do ano, tanto no caso das mdias como nas mdias dos valores mximos e nas mdias dos valores mnimos,segue uma tendncia similar em todas as estaes. Concluimos que, a altitude o factor determinante nestas diferenas, de tal maneira que quanto maior for a altitude menor so, em geral, as temperaturas mdias. No estudo da irradiao global constatmos que na ilha do Porto Santo h mais 4% de radiao solar que na ilha da Madeira. J na costa norte da Madeira, mais precisamente em So Jorge a mdia diria mensal e anual inferior em cerca de 16.5 % em relao ao Porto Santo. Contudo, a costa sul da Madeira apresenta valores de radiao interessantes para o aproveitamento energtico. Na abordagem produo fotovoltaica e eólica, desenvolvemos um novo conceito que relaciona a produo elctrica por metro quadrado de terreno horizontal, referente rea dos mdulos fotovoltaicos e rea de afectao dos aerogeradores. Este novo conceito permite facilmente comparar sistemas energticos diferentes utilizando diferentes recursos energticos, permitindo tambm comparar a energia elctrica produzida com a energia solar recebida e, deste modo, extrapolar os resultados para a toda a superfcie do arquiplago. Finalmente, no que diz respeito optimizao de sistemas hbridos fotovoltaicos-elicos nas seis zonas climticas do arquiplago da Madeira, calculmos a produo eólica diria e a produo mdia diria para cada um dos doze meses do ano, bem como a mdia anual, isto por metro quadrado de rea varrida pelo rtor do aerogerador, para que os resultados se pudessem comparar com os resultados anteriormente obtidos na produo fotovoltaica, reportados tambm a metro quadrado de rea de mdulo. No que concerne produo mxima e comparativa de sistemas (100% fotovoltaicos e 100% elicos), estudmos vrias hipteses para que os resultados fossem os mais gerais possveis, tendo-se chegado concluso de que se se relacionar a procura de energia/consumo com a produo anual do sistema hbrido, no necessrio fazer a simulao dos sub-sistemas fotovoltaicos-elicos em tamanho real, bastando apenas conhecer a proporo exacta destes, e extrapolar os resultados obtidos em percentagem para qualquer dimenso. Da anlise comparativa dos resultados da produo energtica das diferentes composies percentuais fotovoltaico-elico, podemos avaliar facilmente o grau de cobertura de energia renovvel. Conhecidas as percentagens de cobertura da procura que se obtm com energias renovveis, possvel definir com segurana as percentagens solar-eólica que oferecem as melhores opes tcnicas. Em termos de optimizao tcnica, conclumos que o nico factor que diferencia um sistema hbrido de outro, nos 6 locais estudados, a rea do mdulo fotovoltaico e a rea varrida pelo rtor do aerogerador. Finalmente, conclumos que os custos das instalaes hbridas e do kWh renovvel produzido nos locais estudados, diminuem em todos os locais ao diminuir a percentagem do sub-sistema elico no sistema hbrido fotovoltaico-elico, sendo o custo mais baixo reportado sempre Instalao toda solar (100% fotovoltaica).
Resumo:
Este projecto tem como principal objectivo a criao de sistemas autnomos de^alimentao para redes de sensores sem fios (RSSF) que prolonguem a autonomia das mesmas. Considerando que, geralmente, a alimentao das RSSF fornecida por baterias e devido limitao que estas impem a nvel de durabilidade e autonomia crucial desenvolver sistemas capazes de captar e armazenar energia ambiental de modo a disponibiliz-la aos ns sensores quando estes necessitarem. Assim sendo, este projecto apresenta trs prottipos cujo intuito visa prolongar a longevidade dos ns sensores. Nesta conformidade recorreu-se ao aproveitamento da energia produzida pelo sol, vento e cursos de gua. Foram estudados dois prottipos solares, um com ligao directa ao elemento de armazenamento e o outro com um circuito que deve transferir o mximo de potncia fornecida pela fonte. Para o aproveitamento do fluxo de ar foi desenvolvido um pequeno gerador trifsico com uma estrutura de captao de energia segundo o modelo de ps do aerogerador Savonius. As caractersticas (tenso e corrente) foram analisadas com o objectivo de poder desenvolver um circuito de controlo de carga para as baterias. O ltimo sistema de controlo foi dirigido ao aproveitamento da gua proveniente das levadas ou ribeiras. Este sistema tambm composto por um pequeno gerador trifsico ao qual foi associado um sistema de ps do tipo Pelton. Este prottipo foi proposto para situaes em o caudal sada de um reservatrio se mantm constante evitando desta forma, a necessidade de utilizao de elementos de armazenamento de energia Todos os sistemas possuem circuitos que permitem a monitorizao de variveis fundamentais para a avaliao dos mesmos. Para a transferncia de dados foi utilizada uma rede de sensores sem fios, com recurso a um rdio XBee. Estes dados so encaminhados para uma base de dados presente na estao central. Aps todo o tratamento de dados, a informao disponibilizada atravs de uma pgina da Internet.
Resumo:
O trabalho tem por objetivo principal estudar a utilizao de aerogeradores para microproduo de energia (menor que 1 W) de forma a poderem alimentar os ns das redes de sensores sem fios. Para tal, analisaram-se dois tipos de aerogeradores, os de eixo vertical e os de eixo horizontal, tendo-se efetuado simulaes de CFD (Computational Fluid Dynamics) para verificar o desempenho das turbinas, de forma a determinar qual o mais adequado. Foi realizado o projeto dos dois sistemas e analisou-se em particular as turbinas, os geradores e os conversores de potncia de forma a avaliar o desempenho. Efetuaram-se simulaes para determinar o comportamento esperado e posteriormente realizaram-se as medies experimentais num tnel de vento, tendo-se concludo que, para a dimenso dos aerogeradores desenvolvidos, o sistema vertical produz mais potncia que o de eixo horizontal para velocidades de vento inferiores a 4,5 m/s e tem a grande vantagem de no ser significativamente afetado pela turbulncia do vento. No entanto, o sistema de eixo horizontal sempre mais eficiente para qualquer velocidade de vento, devido ao seu coeficiente de potncia ser sempre superior ao do sistema vertical. Tambm se comparou o desempenho do conversor DC-DC redutor-elevador inversor com o elevador tendo-se determinado que o segundo apresenta melhor desempenho, na gama de valores de tenso utilizados no trabalho. Por fim implementaram-se os sistemas em ambiente real de forma a verificar como se comportam quando esto expostos aos elementos com a velocidade e a direo do vento a variar. Concluiu-se que mesmo com ventos fracos a potncia produzida suficiente para carregar uma bateria de 3,6 V (tenso nominal) e alimentar a carga, pelo que o uso de energia eólica uma boa alternativa energia fotovoltaica.
Resumo:
As energias renovveis tm-se tornado uma alternativa vivel e complementar aos combustveis fsseis, pelo facto de serem energias virtualmente inesgotveis, limpas e economicamente vantajosas. Um dos principais problemas associados s fontes de energia renovveis a sua intermitncia. Este problema impossibilita o controlo da produo de energia e reflete-se na qualidade da energia eltrica. Em sistemas de microproduo de energia, este problema pode ser atenuado com a incluso de sistemas de armazenamento intermdio que possibilitam o armazenamento do excedente extrado das fontes renovveis, podendo ser utilizado como recurso auxiliar na alimentao de cargas ou como meio de estabilizao e otimizao do desempenho da Rede Eltrica de Energia (REE), evitando variaes bruscas na energia transferida para a mesma. Os sistemas de microproduo com armazenamento intermdio podem ser considerados fundamentais na implementao do conceito de Rede Inteligente de Energia (RIE), visto serem sistemas de energia descentralizados que permitem uma melhor gesto da energia eltrica e uma consequente reduo de custos. No presente trabalho desenvolveu-se um sistema de microproduo de energia renovvel compatvel com as fontes renovveis fotovoltaica e eólica, possuindo um banco de baterias como sistema de armazenamento intermdio. A construo deste sistema teve como principal objetivo seguir as referncias de potncia impostas pela RIE, independentemente das condies meteorolgicas, com recurso energia armazenada nas baterias, evitando a introduo de perturbaes na REE ao nvel da tenso e da frequncia. Estudou-se o comportamento do sistema na ocorrncia de variaes bruscas da fonte renovvel, perturbaes na tenso da REE e introduo de cargas lineares e no lineares. Foi desenvolvido um prottipo experimental com painis fotovoltaicos, no qual foram registados os valores de alguns parmetros da qualidade da energia eltrica. Obteve-se uma resposta de aproximadamente 25 s por parte das baterias para cada Watt de potncia requisitado pela RIE.
Resumo:
Este trabalho tem por objectivo desenvolver eimplementar metodologias relacionadas com a temtica de trmica de edifcos, no sentido dequantificar e optimizar as perdas e ganhos decalor e os consumos de energia associados aosedifcios. Com base na teoria de transferncia de calor e massa, foram construdos programas de clculo numrico para simular, em regime estacionrio (permanente) e no estacionrio (transiente), os fluxos de calor e a distribuio das temperaturas em diferentes tipos de paredes comummente encontradas em Portugal e em particular na Regio Autnoma da Madeira. Estes resultados permitiram analisar a eficcia dos diversos tipos de paredes estudadas bem como o risco de condensao em algumas dessas situaes. Para alm deste estudo houve a preocupao de desenvolver uma metodologia de anlise econmica relacionada com a espessura de isolamento a aplicar. Foram igualmente estudadas algumas medies simples de conservao de energia cuja implementao em edifcios ser facilmente ustificada atendendo aos baixos perodos de retorno de investimento geralmente associados a estas medidas. Como resultado deste trabalho foi desenvolvida uma ferramenta de clculo cuja aplicaovai permitir no s estimar o risco decondensao mas igualmente o campo de temperaturas no interior das paredes ao longo do perodo de tempo considerado, visando a optimizao de solues de isolamento trmico versus condies de conforto recomendadas.
Resumo:
A iluminao pblica uma rea importante de consumo energtico. Actualmente existem uma variedade de solues tecnolgicas que permitem diminuir esse consumo e o correspondente impacte ambiental. No entanto, estas solues tecnolgicas nem sempre so utilizadas devido falta de suporte informtico que permita o planeamento para instalao de redes de iluminao, e/ou actualizao das tecnologias utilizadas na rede de iluminao existente. Este relatrio apresenta uma ferramenta de simulao do consumo de energia na iluminao pblica, atravs da definio de cenrios pelo utilizador, nos quais so simuladas a escolha de lmpadas, luminrias e sistemas de controlo para cada ramal de electricidade, representados sobre um plano geogrfico, que permita o clculo de indicadores de apoio deciso. A soluo apresentada neste relatrio, desenvolvida sobre o sistema de web mapping Google Maps, e sobre a plataforma de desenvolvimento para a web Ruby on Rails, permite o desenho sobre o mapa de uma rede de iluminao pblica, e o clculo em tempo de execuo do custo e consumo de energia dos cenrios de iluminao simulados pelo utilizador. Atravs de expanses futuras esta ferramenta poder contribuir para a eficiente optimizao de redes de iluminao pblica.
Resumo:
Este projecto toma partido do Regulamento das Caractersticas de Comportamento Trmico dos Edifcios (RCCTE), tendo por base uma obrigatoriedade legal imposta a nvel nacional e europeu, que funciona como um benchmark. Desta forma contribui-se para uma utilizao racional da energia, que passa a ser encarada como uma necessidade fundamental para um futuro economicamente sustentvel e mais limpo, tendo em conta que os ndices de dependncia energtica tero que diminuir (sustentabilidade), mas com a preocupao e o cuidado de preservar o conforto trmico. O aquecimento de guas para o consumo domstico guas quentes sanitrias (AQS) nos dias que correm um bem indispensvel e de utilizao generalizada para a vida e bem-estar de todos ns. O RCCTE permite avaliar o impacto das necessidades de energia para AQS nas necessidades globais de energia primria, com base em parmetros (e.g., Esolar) que foram estudados neste trabalho, para demonstrar o real impacte associado introduo de sistemas solares trmicos. Neste trabalho a contribuio da energia solar trmica foi estudada recorrendo a um programa de clculo desenvolvido e validado pelo autor (Matlab) e ao programa Solterm, tendo sido analisados dois casos distintos com aplicaes de sistemas solares trmicos, e um estudo econmico de forma a garantir a viabilidade da implementao destes sistemas.
Resumo:
O uso de energias renovveis est cada vez mais presente no nosso quotidiano. A forte aposta por parte de vrias empresas, grupos privados e habitaes domsticas na produo de energia renovvel tem vindo a crescer bastante nos ltimos anos, porque alm de ser uma energia limpa, economicamente vantajosa. No mbito residencial na Ilha da Madeira, tem havido um grande crescimento na microproduo de energia fotovoltaica. Para que se consiga converter energia garantindo os critrios e qualidade da energia eltrica maximizando a eficincia so necessrios conversores eletrnicos de potncia, responsveis pela converso e gesto da energia produzida a partir de uma fonte de energia renovvel e converso para a REE (Rede Eltrica de Energia). A oferta de solues na rea tem vindo a aumentar com o aumento dos pedidos do mercado, existindo cada vez mais concorrncia, devido ao surgimento de sistemas mais compactos e eficientes. Neste trabalho desenvolvido um sistema para microproduo de energia renovvel, atravs de uma ou mais fontes de energia, de maneira a que este seja compacto e eficiente, alm de adicionar vrias solues a nvel de software (automatismos) de maneira a aumentar as funes do sistema sem utilizar hardware adicional. Apresentam-se tambm resultados de simulao de maneira a demonstrar todas as funcionalidades do sistema. Conseguiu-se demonstrar que possvel melhorar o rendimento, qualidade de energia e diminuir os custos dos sistemas de converso de energia utilizando software, mantendo o hardware do sistema. Alm das melhorias no sistema que o software permite, conseguiu-se adicionar novos modos de funcionamento ao sistema utilizando automatismos.
Resumo:
Esta tese de mestrado descreve o desenvolvimento, implementao e teste de um sistema de medio de energia concebido para um ambiente domstico, baseado no circuito integrado medidor de energia Teridian 71M6515H. O sistema desenvolvido envia periodicamente os valores monitorizados para uma base de dados, atravs de uma rede sem fios com base no protocolo IEEE 802.11 (Wi-Fi). Os dados podem ser acedidos remotamente em tempo real, atravs de uma pgina na internet, onde possvel consultar a quantidade de energia consumida acumulada. Na primeira fase deste trabalho realizou-se o enquadramento do tema no contexto atual, realizando-se o estudo de alguns sistemas domsticos de monitorizao do consumo de energia eltrica existentes no mercado. Numa segunda fase foi realizado o estudo dos componentes a serem utilizados, o desenho da placa de circuito impresso e o desenvolvimento do firmware, para que todo o processamento e manipulao dos dados fossem realizados pela unidade de aquisio de dados. Em seguida procedeu-se construo da unidade de aquisio e programao para o registo dos valores numa base de dados. A ltima fase consistiu nos testes de funcionamento da unidade de aquisio em conjunto com a aplicao de registo de dados. Com a implementao do sistema desenvolvido o consumidor domstico poder ter conhecimento, em tempo real, do custo de funcionamento dos equipamentos que possui e assim tomar decises para os utilizar de forma mais racional, o que se pode traduzir numa economia dos recursos energticos.
Resumo:
Nesta dissertao de Mestrado em Engenharia Eletrotcnica Telecomunicaes desenvolveu-se um sistema de monitorizao de defeitos de uma rede de energia eltrica de mdia tenso, para melhorar a qualidade de servio do fornecimento de energia eltrica. O sistema deteta e indica a localizao da respetiva falha, que impede o funcionamento de uma parte da rede, tambm interliga todos os sensores instalados na rede a um ponto central que recebe toda a informao proveniente dos sensores, e ajuda na tomada de deciso. Neste trabalho de dissertao fez-se o estudo e descrio das redes de energia eltrica, realando a topologia, o modo de operao e parmetros de qualidade. Assinalou-se tambm os principais defeitos que podem ocorrer na rede de mdia tenso. Apresentou-se, ao nvel comercial, solues para mitigar o problema alvo de estudo. Explorou-se, num ambiente de simulao, solues de deteo dos defeitos da rede, tendo sido desenvolvidos trs sistemas distintos: sistema A, sistema B e sistema C. Sistema A que monitoriza o valor nominal da corrente eltrica em cada troo da rede eltrica, sistema B com a monitorizao do valor da corrente eltrica em cada posto de transformao e sistema C que compara as correntes no inicio e final de cada troo da rede eltrica, verificando se h alguma discrepncia entre ambas. Aps a anlise e simulao das solues descreve-se o procedimento realizado para criar um prottipo de um sistema de monitorizao. Comeou-se por testar, individualmente, os sensores de corrente, circuito de condicionamento, microcontroladores e sistema Scada, usado para a visualizao dos dados. Posteriormente, elaborou-se manuais de utilizao de forma a auxiliar o sistema em trabalhos futuros que venham dar continuidade a este trabalho. Para validar a anlise terica e confirmar os resultados da simulao, testou-se experimentalmente o sistema de deteo C. Confirmou-se que o sistema de monitorizao de defeitos capaz de detetar e localizar a avaria presente na rede de energia eltrica.
