Modeling and forecasting long-term natural gas (NG) consumption in Iran, using particle swarm optimization (PSO)

The gradual changes in the world development have brought energy issues back into high profile. An ongoing challenge for countries around the world is to balance the development gains against its effects on the environment. The energy management is the key factor of any sustainable development program. All the aspects of development in agriculture, power generation, social welfare and industry in Iran are crucially related to the energy and its revenue. Forecasting end-use natural gas consumption is an important Factor for efficient system operation and a basis for planning decisions. In this thesis, particle swarm optimization (PSO) used to forecast long run natural gas consumption in Iran. Gas consumption data in Iran for the previous 34 years is used to predict the consumption for the coming years. Four linear and nonlinear models proposed and six factors such as Gross Domestic Product (GDP), Population, National Income (NI), Temperature, Consumer Price Index (CPI) and yearly Natural Gas (NG) demand investigated.

Formação de agenda e processo decisório nos governos FHC e Lula: uma análise sobre a dinâmica e as oportunidades de negociação no processo de tomada de decisão do setor elétrico

O objetivo principal desta tese é analisar as particularidades de dois processos decisórios relacionados a políticas públicas do governo federal brasileiro, a saber, a formação de agenda e as escolhas de alternativas. Tais particularidades do processo decisório caracterizam-se por limitar, em um primeiro momento, o leque de temas que potencialmente poderiam ocupar um lugar de destaque frente aos governantes e, em seguida, por selecionar as alternativas viáveis de serem implementadas pelo poder público. Dessa maneira, serão objetos desta tese a compreensão do por que apenas determinados temas fazem parte da agenda de um governo e qual o grau de influência dos atores sociopolíticos sobre o processo de escolha de alternativas, de tal forma que algumas são seriamente consideradas enquanto outras são negligenciadas. Para analisar as particularidades dos processos decisórios foram feitas análises sobre dois casos do setor elétrico: a expansão da geração de energia elétrica durante o período que antecedeu a crise de 2001 e a criação de um novo modelo para o setor, nos anos de 2003 e 2004. Esta tese traz como hipótese que aspectos centrais de uma política não são alterados enquanto a coalizão dominante que a instituiu estiver no poder ¿ ainda que aspectos secundários possam vir a ser alterados durante esse período.

Avaliação de projetos de investimento em cogeração de energia utilizando bagaço de cana-de-açúcar em biorrefinarias a partir do uso da teoria das opções reais

O cenário de continuo aumento do consumo de derivados do petróleo aliado a conscientização de que é necessário existir um equilíbrio com relação a exploração de recursos naturais e preservação do meio ambiente, vem impulsionando a busca por fontes alternativas de energia. Esse crescente interesse vem se aplicando a geração de energia a partir de biomassa da cana de açúcar, que vem se tornando cada vez mais comuns no Brasil, porém ainda existe um imenso potencial a ser explorado. Dentro deste contexto, se torna relevante a tomada de decisão de investimentos em projetos de cogeração e este trabalho busca incrementar a analise e tomada de decisão com a utilização da Teoria das Opções Reais, uma ferramenta de agregação de valor às incertezas, cabendo perfeitamente ao modelo energético brasileiro, onde grandes volatilidades do preço de energia são observadas ao longo dos anos. O objetivo do trabalho é determinar o melhor momento para uma biorrefinaria investir em unidades de cogeração. A estrutura do trabalho foi dividida em três cenários de porte de biorrefinarias, as de 2 milhões de capacidade de moagem de cana-de-açúcar por ano, as de 4 milhões e as de 6 milhões, visando assim ter uma representação amostral das biorrefinarias do país. Além disso, analisaram-se três cenários de volatilidade atrelados ao preço futuro de energia, dado que a principal variável de viabilização deste tipo de projeto é o preço de energia. As volatilidades foram calculadas de acordo com histórico do ambiente regulado, o dobro do ambiente regulado e projeção de PLD, representando, respectivamente, níveis baixos, médios e altos, de volatilidade do preço de energia. Após isso, foram elaboradas as nove árvores de decisão, que demonstram para os gestores de investimento que em um cenário de baixa volatilidade cria-se valor estar posicionado e ter a opção real de investir ou adiar investimento para qualquer porte de usina. No cenário de média volatilidade de preço, aconselha-se ao gestor estar posicionado em usinas de médio a grande porte para viabilização do investimento. Por fim, quando o cenário de preços é de grande volatilidade, tem-se um maior risco e existe a maior probabilidade de viabilização do investimento em usinas de grande porte.

Como criar possibilidades de financiamento para a agricultura familiar adotando o Plano ABC Nacional?

Ao longo dos últimos anos, através do aprimoramento das políticas agrícolas, observaram-se aumentos consistentes dos recursos orçamentários destinados à Agricultura Familiar, através do Pronaf. O incremento dos recursos efetivamente aplicados e o número cada vez maior de contratos também são realidade e podem ser vistos em todas as regiões do País. De acordo com os dados divulgados pelo Banco Central do Brasil, através do Anuário Estatístico do Crédito Rural (2014), foram aplicados no Brasil em 2004 aproximadamente R$ 4,39 bilhões, já em 2012 foram pouco mais de R$ 16,35 bilhões, ou seja, incremento de 272% no intervalo analisado. Em relação ao número de contratos, o crescimento foi em torno de 35,5% no mesmo período. A importância da Agricultura Familiar no contexto atual é corroborada no âmbito internacional pela Resolução 66/222, de 28.03.2012, da Assembleia-Geral, que conferiu à Organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura (FAO) o mandato de implementar o Ano Internacional da Agricultura Familiar (AIAF) neste ano de 2014, em parceria com os governos dos países membros bem como com outros organismos internacionais e organizações não-governamentais atuantes no tema da agricultura e da segurança alimentar. Concomitantemente, diante da crescente preocupação com as questões ambientais, o Plano Setorial de Mitigação e de Adaptação às Mudanças Climáticas para a Consolidação de uma Economia de Baixa Emissão de Carbono na Agricultura - Plano ABC - é uma importante parte do compromisso voluntário assumido pelo Brasil em 2009, na 15ª Conferência das Partes – COP15 ocorrida em Copenhague, na redução da emissão de gases de efeito estufa até 2020. Parte desse compromisso assumido precisa ser atendido pela agricultura familiar, o que aumenta a responsabilidade da mesma para questões que vão além do fornecimento de alimentos, matérias primas e geração de energia etc. O Programa ABC, instrumento pelo qual os agricultores brasileiros podem acessar crédito para implementar tecnologias de baixas emissões de carbono, já está integrado nas ações previstas na Política de Crédito Agropecuário Brasileiro. Porém, ainda se observam vários desafios no Programa ABC, como aumentar o repasse desses recursos, não obstante ao aumento das operações contratadas pelos produtores nos últimos anos. O objetivo do estudo é investigar como a agricultura familiar pode contribuir com o Plano ABC e nos compromissos voluntários assumidos pelo País para a redução de emissão dos gases de efeito estufa no setor agropecuário. Para atingir esse objetivo, realizou-se uma revisão da bibliografia e das linhas de crédito disponíveis pelos bancos públicos e privados relacionadas ao Programa ABC e ao Pronaf. Conclui-se que há sinergias entre algumas linhas de crédito do Pronaf e também do Fundo Constitucional de Financiamento do Nordeste - FNE - Sudene com as tecnologias previstas no Plano ABC. Nesse sentido, o Plano ABC prevê a aplicação de tecnologias de redução de emissões em cerca de 4,97 milhões de ha ocupados pela agricultura familiar, sendo recursos do Pronaf previstos para fomentar tal aplicação, através das linhas Pronaf Eco e Pronaf Floresta. Contudo, verificou-se que tais linhas do Pronaf contemplam o uso de recursos para diversas outras atividades não relacionadas diretamente àquelas previstas no Plano ABC ou capazes de reduzir emissões de gases de efeito estufa. Dessa forma, não há como assegurar que a aplicação de recursos nessas linhas seja direcionada para tecnologias e ações que reduzam emissões, nem tão pouco há como monitorar o volume de recursos do Pronaf aplicados de fato em atividades aderentes ao Plano ABC. Portanto, sugere-se a criação/incorporação de novas linhas de crédito ao Pronaf, como por exemplo, Pronaf ABC Eco e o Pronaf ABC Floresta. Além disso, apresentou-se estudo de caso para o município de Bragança Paulista (SP), onde verificou-se que a utilização dos recursos do Programa ABC poderia ser usada para recomposição de áreas de preservação permanente ou de reserva legal, importantes na preservação das nascentes e rios da região. Essa possibilidade é de elevada importância no contexto e nas discussões atuais sobre a escassez dos recursos hídricos que abastecem grandes cidades, a exemplo do que vem ocorrendo na região metropolitana do Estado de São Paulo. Como conclusão, identifica-se alguns gargalos e apresenta-se algumas sugestões de melhorias para aumentar a utilização e eficácia do Programa ABC, como promover com mais ênfase apoio das assistências técnicas junto aos produtores, priorizar as ações previstas no Plano ABC em algumas regiões do País e aumentar a atuação mais direcionada do Ministério do Desenvolvimento Agrário (MDA) para difusão e incorporação das tecnologias de uma agricultura de baixa emissão de carbono no segmento da agricultura familiar.

Os impactos da MP 579, convertida na lei 12.783, nos investimentos em geração de energia do Brasil

O ano de 2012 foi um marco para o setor elétrico brasileiro. Foi um ano de muitas surpresas, debates e mudanças de paradigmas. Um setor tido anteriormente como exemplo de estabilidade e conservadorismo, passou a ser alvo de dúvidas e críticas por parte de diferentes agentes, investidores, operadores, consumidores e governantes. As bases regulatórias do setor elétrico brasileiro são muito recentes. Entretanto é notável que houve um progresso nas últimas décadas, em direção a um melhor serviço prestado à população e ao desenvolvimento de um ambiente propício ao investimento. Ambos os objetivos foram acompanhados de uma maior preocupação com o atendimento da demanda por energia, crescente no país, e com a busca por tarifas baixas de forma a não haver impactos inflacionários. Desviando desta trajetória, a edição da MP 579 em setembro de 2012 levou a um clima de insegurança para novos investimentos devido à falta de clareza a cerca de muitas regras sancionadas, consequencia do insuficiente debate com o setor privado. A MP teve como ambição diminuir a tarifa de energia paga pelo consumidor final, e usou como principal mecanismo a não renovação das concessões de geração de energia, possibilidade prevista nos contratos de concessão de cada usina de geração de energia. Esta tese faz uma análise do setor de geração energia do Brasil. Nela é estudada a matriz energética, aspectos do modelo regulatório adotado, sua evolução nas últimas décadas, e a motivação para a sanção da MP. O objetivo central é estudar seu impacto nos investimentos no setor.

Teoria de carteiras e a alocação de parques eólicos offshore

The consumption of energy on the planet is currently based on fossil fuels. They are responsible for adverse effects on the environment. Renewables propose solutions for this scenario, but must face issues related to the capacity of the power supply. Wind energy offshore emerging as a promising alternative. The speed and stability are greater winds over oceans, but the variability of these may cause inconvenience to the generation of electric power fluctuations. To reduce this, a combination of wind farms geographically distributed was proposed. The greater the distance between them, the lower the correlation between the wind velocity, increasing the likelihood that together achieve more stable power system with less fluctuations in power generation. The efficient use of production capacity of the wind park however, depends on their distribution in marine environments. The objective of this research was to analyze the optimal allocation of wind farms offshore on the east coast of the U.S. by Modern Portfolio Theory. The Modern Portfolio Theory was used so that the process of building portfolios of wind energy offshore contemplate the particularity of intermittency of wind, through calculations of return and risk of the production of wind farms. The research was conducted with 25.934 observations of energy produced by wind farms 11 hypothetical offshore, from the installation of 01 simulated ocean turbine with a capacity of 5 MW. The data show hourly time resolution and covers the period between January 1, 1998 until December 31, 2002. Through the Matlab R software, six were calculated minimum variance portfolios, each for a period of time distinct. Given the inequality of the variability of wind over time, set up four strategies rebalancing to evaluate the performance of the related portfolios, which enabled us to identify the most beneficial to the stability of the wind energy production offshore. The results showed that the production of wind energy for 1998, 1999, 2000 and 2001 should be considered by the portfolio weights calculated for the same periods, respectively. Energy data for 2002 should use the weights derived from the portfolio calculated in the previous time period. Finally, the production of wind energy in the period 1998-2002 should also be weighted by 1/11. It follows therefore that the portfolios found failed to show reduced levels of variability when compared to the individual production of wind farms hypothetical offshore

Controlador adaptativo por posicionamento de pólos e estrutura variável aplicado ao controle de geradores eólicos baseados em máquina de indução duplamente alimentada

In the last decade, the renewable energy sources have present a major propulsion in the world due to several factors: political, environmental, financial and others. Within this context, we have in particular the energy obtained through wind, wind energy - that has highlighted with rapid growth in recent years, including in Brazil, mostly in the Northeast, due to it s benefit-cost between the clean energies. In this context, we propose to compare the variable structure adaptive pole placement control (VS-APPC) with a traditional control technique proportional integral controller (PI), applied to set the control of machine side in a conversion system using a wind generator based on Double-Fed Induction Generator (DFIG). Robustness and performance tests were carried out to the uncertainties of the internal parameters of the machine and variations of speed reference.

Perspectivas de inserção da energia solar fotovoltaica na geração de energia elétrica no Rio Grande do Norte

The generation of electricity in Brazil is predominantly renewable, with internal hydraulic generation being more than 70% of its energy matrix. The electricity rationing occurred in 2001 due to lack of rain, led the country to increase the participation of alternative energy sources. This need for new sources of energy makes the regional potential to be exploited, which configures the change of generation model from centralized generation to distributed generation. Among the alternative sources of energy, the solar energy is presented as very promising for Brazil, given that most of its territory is located near to the equator line, which implies days with greater number of hours of solar radiation. The state of Rio Grande do Norte (RN) has one of the highest levels of solar irradiation of the Brazilian territory, making it eligible to receive investments for the installation of photovoltaic solar plants. This thesis will present the state-of-the-art in solar photovoltaic power generation and will examine the potential for generation of solar photovoltaic power in Brazil and RN, based on solarimetrics measurements conducted by various institutions and also measurements performed in Natal, the state capital

Estratégia de conversor para interligação de sistemas de geração eólica à rede elétrica

Currently, there are several power converter topologies applied to wind power generation. The converters allow the use of wind turbines operating at variable speed, enabling better use of wind forces. The high performance of the converters is being increasingly demanded, mainly because of the increase in the power generation capacity by wind turbines, which gave rise to various converter topologies, such as parallel or multilevel converters. The use of converters allow effective control of the power injected into the grid, either partially, for the case using partial converter, or total control for the case of using full converter. The back-to-back converter is one of the most used topologies in the market today, due to its simple structure, with few components, contributing to robust and reliable performance. In this work, is presented the implementation of a wind cogeneration system using a permanent magnet synchronous generator (PMSG) associated with a back-to-back power converter is proposed, in order to inject active power in an electric power system. The control strategy of the active power delivered to the grid by cogeneration is based on the philosophy of indirect control

Effect of Spray Tips and Mix Deposition on Common Water Hyacinth Growing with Varied Population Arrangements of Salvinia and Water Lettuce

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Analysis of the performance of an extraction-condensation steam turbine on a cogeneration system of a Brazilian sugar-alcohol factory

In this work a detailed thermodynamic analysis for an extraction-condensation steam turbine capable to drive a 40 MVA electricity generator in a sugar-alcohol factory was carried out. The use of this turbine in the cogeneration system showed that its efficiency contributed to increase the power generation, although the condensation reduces the overall efficiency of the plant. Sensibility analyses were performed to evaluate the behavior of the overall energy efficiency of a plant with the extraction-condensation turbine in function of the boiler efficiency, the specific consumption of steam in the processes and the condensation rate in the turbine. It was observed that the plant efficiency is very sensible to the condensation rate variation and it increases when there is an increase in the demand of steam for processes.

Síntese e caracterização de carreadores de oxigênio para combustão com recirculação química obtidos via reação de combustão assistida por microondas

Perovskites oxides win importance by its properties and commercials applications, they have a high thermal stability, have conductive properties, electrical, catalytic, electro catalytic, optical and magnetic, and are thermally stable. Because of these properties, are being widely studied as carriers of oxygen in the process of power generation with CO2 capture. In this work, the base carrier system La1-xMexNiO3 (Me = Ca and Sr) were synthesized by the method via the combustion reaction assisted by microwave. were synthesized from the combustion reaction method by microwave process. This method control the synthesi`s conditions to obtain materials with specific characteristics. The carriers calcined at 800 ° C/2h were analyzed by thermal analysis (TG-DTA), to verify its thermal stability, X-ray diffraction (XRD) to verify the phase formation, with subsequent refinement by the Rietveld method, to quantify the percentage of phases formed, the surface area by BET method was determined, scanning electron microscopy (SEM) was obtained to evaluate the material morphology and temperature programmed reduction (TPR) was done to observe the metallic phase of the nickel. After all proposed characterization and analysis of their results can be inferred to these oxides, key features so that they can be applied as carriers for combustion reactions in chemical cycles. The final products showed perovskite-type structures K2NiF4 (main) and ABO3.

Control preventivo dinamico de sistemas de energia electrica usando redespacho de generacion y corte de carga

A model for preventive control in electrical systems is presented, taking into account the dynamic aspects of the network. Among these aspects, the effects provoked by perturbations which cause oscillations in synchronous machine angles (transient stability), such as electric equipment outages and short circuits, are presented. The energy function is used to measure the stability of the system using a procedure defined as the security margin. The control actions employed are load shedding and generation reallocation. An application of the methodology to a system located in southern Brazil, which is composed of 10 synchronous machines, 45 busses, and 72 transmission lines. The results confirm the theoretical studies.

Estudio de viabilidad tecnico-economica para la conversion de hornos electricos en hornos a gas natural

Technical and economic feasibility of using natural gas as a non-polluting energy source was studied. Conversion of electric ovens to gas-fired ovens for the preparation of aluminum plates for laminations was used as an example of this application. Four cases were evaluated for the use of heat derived from residual gases following combustion of the natural gas. Additionally, two possibilities are included for the use of systems of co-generation; one using an internal combustion engine, and second using a gas turbine. Results suggested that it was technically and economically feasible to convert the electric ovens considered to natural gas-operated ovens.

An active/reactive predispatch model incorporating ramp rate constraints solved by dual decomposition/lagrangian relaxation

The Predispatch model (PD) calculates a short-term generation policy for power systems. In this work a PD model is proposed that improves two modeling aspects generally neglected in the literature: voltage/reactive power constraints and ramp rate constraints for generating units. Reactive power constraints turn the PD into a non-linear problem and the ramp rate constraints couple the problem dynamically in time domain. The solution of the PD is turned into a harder task when such constraints are introduced. The dual decomposition/ lagrangian relaxation technique is used in the solution approach for handing dynamic constraints. As a result the PD is decomposed into a series of independent Optimal Power Flow (FPO) sub problems, in which the reactive power is represented in detail. The solution of the independent FPO is coordinated by means of Lagrange multipliers, so that dynamic constraints are iteratively satisfied. Comparisons between dispatch policies calculated with and without the representation of ramp rate constraints are performed, using the IEEE 30 bus test system. The results point-out the importance of representing such constraints in the generation dispatch policy. © 2004 IEEE.