Cogeneration in a solid-wastes power-station: a case-study

Nowadays, natural gas is viewed as the solution to the problem of energy supply for Latin America, Europe and North America for the next few decades; Brazil is increasingly becoming dependent upon the Bolivian natural-gas supply - many industries and some entrepreneurs are deciding to construct industrial cogeneration systems and new thermal power-stations burning natural gas because of its low environmental impact and attractive price. However, natural gas is a finite resource: this will cause, in the future, an increase of its unit price. This paper details questions involved in the energy generation and presents solid-waste burning as a possible alternative fuel for the future, especially in the context of cogeneration practice in which the thermal and electric energy are used primarily for the industries located in an industrial district. Two cogeneration schemes are proposed for the burning of municipal solid wastes, associated or not with natural gas, and their technical and economic feasibilities are examined. (C) 1999 Elsevier B.V. Ltd. All rights reserved.

Evaluation of integrated inverter topologies for low power PV systems

This work presents the stage integration in power electronics converters as a suitable solution for solar photovoltaic inverters. The rated voltages available in Photovoltaic (PV) modules have usually low values for applications such as regulated output voltages in stand-alone or grid-connected configurations. In these cases, a boost stage or a transformer will be necessary. Transformers have low efficiencies, heavy weights and have been used only when galvanic isolation is mandatory. Furthermore, high-frequency transformers increase the converter complexity. Therefore, the most usual topologies use a boost stage and one inverter stage cascaded. However, the complexity, size, weight, cost and lifetime might be improved considering the integration of both stages. These are the expected features to turn attractive this kind of integrated structures. Therefore, some integrated converters are analyzed and compared in this paper in order to support future evaluations and trends for low power single-phase inverters for PV systems. © 2011 IEEE.

Sustainable urban energy planning: The case study of a tropical city

The urbanization of modern societies has imposed to the planners and decision-makers a more precise attention to facts not considered before. Several aspects, such as the energy availability and the deleterious effect of pollution on the populations, must be considered in the policy decisions of cities urbanization. The current paradigm presents centralized power stations supplying a city, and a combination of technologies may compose the energy mix of a country, such as thermal power plants, hydroelectric plants, wind systems and solar-based systems, with their corresponding emission pattern. A goal programming multi-objective optimization model is presented for the electric expansion analysis of a tropical city, and also a case study for the city of Guaratinguetá, Brazil, considering a particular wind and solar radiation patterns established according to actual data and modeled via the time series analysis method. Scenarios are proposed and the results of single environmental objective, single economic objective and goal programming multi-objective modeling are discussed. The consequences of each dispatch decision, which considers pollutant emission exportation to the neighborhood or the need of supplementing electricity by purchasing it from the public electric power grid, are discussed. The results revealed energetic dispatch for the alternatives studied and the optimum environmental and economic solution was obtained. © 2012 Elsevier Ltd.

Design and development of a low-cost solar tracker

To become competitive, ultimately, photovoltaics should have its costs reduced and use photovoltaic systems of greater efficiency. The main steps in this direction are the use of new materials, the improvement in the manufacture of modules and the adoption of techniques of maximum power point tracking and of solar tracking. This article aims at presenting the project and development of an azimuth and elevation solar tracker, based on a new conception of the positioning sensor, composed of an array of four photoresistors. The two direct current motors that operate in the vertical and horizontal axes are controlled by a proportional-integral microcontroller. The conditions of the project were low cost, small energy consumption and versatility. The microcontroller can also incorporate a maximum power point tracking algorithm. The performance of solar tracker prototype in the initial phase of field tests can be considered appropriate. © Institution of Engineers Australia, 2013.

Análise do rendimento térmico do aquecedor solar parabólico cilíndrico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise dos parâmetros técnicos e econômicos do aquecedor solar a vácuo, visando economia de energia

This work is about a development of a vacuum solar water heater. To accomplish this, some measurements were made, such as flow, water temperature and room temperature, relative humidity, solar power density and wind speed. It first presents a brief explanation about the global situation in relation to the accelerated use of exhaustible energy sources which can result in a breakdown of these for future generations. From this, is proposed to analyze this solar water heater with vacuum tubes during the winter season in Brazil southeastern region, under different environmental conditions. From such ideas became possible to prove through the experimental part, calculations and graphical results that technology and the performance of this device are technical and economically viable, according to the life cycle of this. It was also found that the average monthly production in a maximum heat stroke situation was 193,33kWh and minimum isolation was 57,76kWh. This reveals that this instrument should start to be examined more closely by all, as a way to reduce the use of electricity, which will protect the environment without reducing the comfort of people

Análise numérica de uma geometria de coletor solar para sistemas de aquecimento de água

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Sistema de tração elétrica flexível baseado em veículos trólebus para alimentação com redes CC e ou CA

Este artigo apresenta os principais resultados e o detalhamento da metodologia e equações de controle de um retificador monofásico pré-regulador de 150kW para sistema trólebus. A estrutura proposta possibilita a Correção ativa do Fator de Potência (CFP) com baixos níveis de Distorção Harmônica Total (DHT) na corrente, em conformidade com a norma internacional IEC 61000-3-4. Fruto de um projeto de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação (P) junto à empresa AES Eletropaulo Metropolitana de São Paulo, em parceria com a empresa de transporte Himalaia S.A., o projeto possui como principais objetivos estimular o interesse para a expansão das linhas de trólebus a partir de uma plataforma de alimentação de menor custo de instalação e manutenção, sem a necessidade de subestações retificadoras, e, com vistas a promover a melhoria da qualidade de vida nos grandes centros urbanos. Nessa nova modalidade proposta para o sistema de alimentação, o trólebus pode ser alimentado tanto pelas redes convencionais em corrente contínua (CC) quanto pelas redes de distribuição em corrente alternada (CA), mantendo-se a disposição a dois fios dos sistemas CC, sendo as mudanças de rede de alimentação (CC ou CA) monitoradas e controladas digitalmente. Todo o sistema de gerenciamento e controle do conversor é realizado digitalmente por FPGA XC3S200. Na evolução do sistema proposto, os autores pretendem inclusive eliminar as linhas aéreas de alimentação, através da utilização de postos de alimentação em CA, especialmente desenvolvidos para os pontos de embarque/desembarque de passageiros para este veículo de transporte coletivo, eliminando-se os aspectos visuais negativos das redes de alimentação deste modal, e, reduzindo-se as falhas de operação do sistema.

Custo de bombas centrífugas funcionando como turbinas em microcentrais hidrelétricas

A implantação de microcentrais hidrelétricas é uma das alternativas para suprir com energia comunidades pequenas e isoladas, situadas normalmente na área rural. O aproveitamento de potenciais hidráulicos de pequeno porte é uma alternativa cada vez mais viável devido não só à falta de recursos financeiros para os grandes empreendimentos, mas também pelo imenso potencial de geração em centrais de pequeno porte, que pouco tem sido aproveitado. O objetivo deste trabalho foi de apresentar uma metodologia simples de engenharia para estimar o custo das Bombas Funcionando como Turbinas (BFTs) utilizadas em microcentrais hidrelétricas, que possam ser usadas em estudos preliminares de novos aproveitamentos hidrelétricos, sem uma investigação detalhada dos lugares onde se pretende implantar. Os custos foram obtidos consultando-se diretamente os fabricantes de equipamentos e o mercado da praça de Ponta Grossa - PR. Os resultados mostraram que, para as microcentrais hidrelétricas, sempre que os custos constituírem o aspecto dominante, e para potências até 50 kW, a opção por Bombas Funcionando como Turbinas (BFTs) deve ser considerada em lugar das turbinas hidráulicas.

Desenvolvimento de sistema computacional para pré-dimensionamento de turbinas para micro, mini e pequenas centrais hidrelétricas

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Efeito do nitrogênio nas propriedades anelásticas de Nb e ligas Nb-1,0%pZr

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Pequenas centrais hidrelétricas face à reestruturação do setor elétrico brasileiro: uma questão de políticas públicas

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Geração de energia fotovoltaica para cargas pontuais em residências

This work, based in a patent request at INPI, protocol no. 020110035974, presents a system development using solar panels to supply the electricity demand required by punctual loads, without a storage unit or utility grid synchronism, through a control circuit that allows parallel operation with the power grid during low sunlight incidence periods. A study about solar panel construction and topologies for Power generation was done, in a atempt to evalute impacts in project. This development was modular, providing the system the possibility of power capacity expansion and load diversity as well, in an attempt to reduce the total energy requirements from the residential sector drained from the power grid along the day

Taxa de absorção atmosférica sobre as cidades de Botucatu-SP e Rio de Janeiro-RJ

O segundo satélite da Missão Espacial Completa Brasileira (SCD2/MECB) foi colocado em órbita em 23 de Outubro de 1998 e carrega a bordo um experimento de células solares. Célula solar de silício é um dispositivo semicondutor, que pode medir a intensidade da radiação visível e parte da radiação infravermelha (400-1100 nm). O experimento permite medir simultaneamente a insolação direta e parte da radiação solar que é refletida pela Terra para o espaço. Os dados do experimento célula solar são transmitidos em tempo real pela telemetria do satélite e recebidos pela estação terrestre em Cuiabá, MT-Brasil (16°S; 56°W). Este fato limita a cobertura espacial para um círculo sobre a América do Sul. O albedo planetário é obtido dentro desta cobertura e seus valores podem ser agrupados em períodos temporais (anual, sazonal ou mensal), ou podem ser estudados para várias localizações (latitude e longitude) durante a vida do satélite. O coeficiente de transmissão atmosférica ou índice de claridade (Kt), medido em estações meteorológicas na superfície da Terra, junto com o valor medido simultaneamente do albedo planetário, permite calcular o coeficiente de absorção atmosférica (Ka). O método desenvolvido neste trabalho para avaliar Ka considera que o albedo planetário é composto por duas partes: uma refletividade local e uma refletividade não local. Considerando este novo conceito, é definida uma taxa de absorção atmosférica (denominada Ra) que é a razão entre Ka e a potência de irradiância solar líquida, que não atravessou a atmosfera (100%-Kt). A taxa de absorção atmosférica assim definida é independente da cobertura de nuvens. O histograma de freqüência de Ra mostra os valores de 0,86±0,07 e 0,88±0,09 sobre as cidades de Botucatu-SP e do Rio de Janeiro-RJ, durante os anos de 1999 até 2006, respectivamente.

NDACC/SAOZ UV-visible total ozone measurements: improved retrieval and comparison with correlative ground-based and satellite observations

Accurate long-term monitoring of total ozone is one of the most important requirements for identifying possible natural or anthropogenic changes in the composition of the stratosphere. For this purpose, the NDACC (Network for the Detection of Atmospheric Composition Change) UV-visible Working Group has made recommendations for improving and homogenizing the retrieval of total ozone columns from twilight zenith-sky visible spectrometers. These instruments, deployed all over the world in about 35 stations, allow measuring total ozone twice daily with limited sensitivity to stratospheric temperature and cloud cover. The NDACC recommendations address both the DOAS spectral parameters and the calculation of air mass factors (AMF) needed for the conversion of O-3 slant column densities into vertical column amounts. The most important improvement is the use of O-3 AMF look-up tables calculated using the TOMS V8 (TV8) O-3 profile climatology, that allows accounting for the dependence of the O-3 AMF on the seasonal and latitudinal variations of the O-3 vertical distribution. To investigate their impact on the retrieved ozone columns, the recommendations have been applied to measurements from the NDACC/SAOZ (Systeme d'Analyse par Observation Zenithale) network. The revised SAOZ ozone data from eight stations deployed at all latitudes have been compared to TOMS, GOMEGDP4, SCIAMACHY-TOSOMI, SCIAMACHY-OL3, OMI-TOMS, and OMI-DOAS satellite overpass observations, as well as to those of collocated Dobson and Brewer instruments at Observatoire de Haute Provence (44 degrees N, 5.5 degrees E) and Sodankyla (67 degrees N, 27 degrees E), respectively. A significantly better agreement is obtained between SAOZ and correlative reference ground-based measurements after applying the new O-3 AMFs. However, systematic seasonal differences between SAOZ and satellite instruments remain. These are shown to mainly originate from (i) a possible problem in the satellite retrieval algorithms in dealing with the temperature dependence of the ozone cross-sections in the UV and the solar zenith angle (SZA) dependence, (ii) zonal modulations and seasonal variations of tropospheric ozone columns not accounted for in the TV8 profile climatology, and (iii) uncertainty on the stratospheric ozone profiles at high latitude in the winter in the TV8 climatology. For those measurements mostly sensitive to stratospheric temperature like TOMS, OMI-TOMS, Dobson and Brewer, or to SZA like SCIAMACHY-TOSOMI, the application of temperature and SZA corrections results in the almost complete removal of the seasonal difference with SAOZ, improving significantly the consistency between all ground-based and satellite total ozone observations.