Metodologia de otimização estocástica para coordenação eólico-fotovoltaica

Esta dissertação incide sobre o tema da coordenação entre sistemas eólicos e fotovoltaicos que participam no mercado de eletricidade. A incerteza da potência eólica e fotovoltaica é uma caraterística predominante nesta coordenação, devendo ser considerada no planeamento ótimo de sistemas eólico-fotovoltaicos. A fim de modelizar a incerteza é apresentada uma metodologia de otimização estocástica baseada em programação linear para maximizar o lucro esperado de uma empresa produtora de energia elétrica que participa no mercado diário. A coordenação entre sistemas eólicos e fotovoltaicos visa mitigar os desequilíbrios de energia, resultantes das ofertas horárias submetidas no mercado diário e, consequentemente, reduzir as penalizações financeiras. Os resultados da coordenação entre um sistema eólico e um sistema fotovoltaico são comparados com os resultados obtidos para a operação não coordenada. Estes resultados permitem concluir que a metodologia desenvolvida aplicada à coordenação apresenta um lucro esperado superior ao lucro obtido para a operação não coordenada; Abstract Stochastic Optimization Methodology for Wind-Photovoltaic Coordination This dissertation focuses on the issue of coordination between wind and photovoltaic systems participating in electricity markets. The uncertainty of wind and photovoltaic power is a main characteristic of these systems, which must be included in the optimal scheduling of the coordination of wind with photovoltaic systems. In order to model the uncertainty is presented a stochastic approach based on linear programming to maximize the profit of a wind photovoltaic power producer which participates in electricity markets. The coordination of wind with photovoltaic systems aims to mitigate the energy deviations, as a result of the participation in day-ahead market and therefore reducing economic penalties. The results obtained by the coordination are compared to results obtained by the separated operation of wind and photovoltaic systems. The results allow concluding that the proposed approach applied to the coordination presents an expected profit higher than the expected profit without coordination.

Proposta de uma matriz de decisão em energia hidrelétrica com o uso do método multicritério, para formulação de políticas públicas no estado do Paraná

Brazil is internationally acknowledged for its renewable sources, most notably, hydroelectric power plant projects which correspond to 65% of electricity production supply to the National Interconnected System. The main question behind this research is: what are the weights and the relative importance of the variables which have influence on the decision making process for the expansion of hydroelectric generation projects in Parana? The main objective is to propose a multi-criteria decision procedure, in association with water sources options that take into consideration the weight and relative importance of the alternatives having influence on the decision by enterprises in the generation of electricity in the state of Paraná. As far as the approach to the problem is concerned, this research can be classified as having mixed methodologies, applying Content Analysis, Delphi technique and the Analytic Hierarchy Process. Following Delphi methodology, a group of 21 was selected for data collection, all of those linked to Paranaense hydroelectricity market. And the main result was the construction of a decision tree in which it was possible to identify the importance and relative weight of the elements associated with the four dimensions of energy. In environmental dimension, the highest relative weight was placed on the loading capacity of Parana system; the economic dimension, the amortization of investment; in social dimension, the generation of direct work places and in institutional dimension, the availability of suitable sources of financing. Policy makers and business managers make their decisions based on specific criteria related to the organization segment, market information, economic and political behavior among other indicators that guide them in dealing with the typical tradeoffs of projects in hydropower area. The results obtained in the decision tree show that the economic bias is still the main factor in making investment decisions. However, environmental impacts on the State loading capacity, income generation, providing opportunities for direct as well as indirect jobs. And at an institutional level, the absence of funding sources show that the perception of experts is focused on other issues beyond the logic behind development per se. The order of priority of variables in this study indicates that in the current environment of uncertainty in the Brazilian economy as many variables must be analyzed and compared in order to optimize the scarce resources available to expand local development in relation to Paranaense water matrix.

Enquadramento legal e estudo económico de parques eólicos

Portugal, no intuito de alcançar metas ambientais e económicas a que se propôs, e de reduzir a dependência das importações de energia, tem aumentado o investimento em eletricidade produzida a partir de energias renováveis (FER-E). Apesar do consenso em torno da sua utilização, as energias renováveis deparam-se com barreiras de várias ordens que dificultam a sua difusão no mercado. A atuação do Estado neste enquadramento passa por criar modelos de promoção da FER-E. A maioria dos países da União Europeia, incluindo Portugal, aplica as tarifas feed-in (FIT) como instrumento central de suporte à FER-E, inserido num modelo de apoio que contempla outros parâmetros de construção considerados críticos para o seu sucesso. No seguimento do estágio realizado na empresa Senvion Portugal a presente tese explora os programas e modelos de apoio às FER-E em Portugal, nomeadamente as que se referem à energia eólica. Bem como os trabalhos realizados com as equipas de O&M e a realização de um estudo de viabilidade económica da substituição de aerogeradores no parque eólico de Picos Verdes II.

Celdas de pilas de oxidó solido, avance en el procesado de materiales

Póster presentado en el XIV Congreso Nacional de Materiales (CNMAT) en Gijón (España), del 8 al 10 de Junio de 2016

Termodinâmica e o uso eficiente de recursos : análise exergética de uma biorrefinaria de cana-de-açúcar

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2015.

Nuevos vidrios del sistema Li2S-Sb2S3-P2S5 para aplicación en microbaterías de litio.

Actualmente existe un gran interés hacia los vidrios sulfuros debido a la alta conductividad promovida por el ión litio. En el presente trabajo se expone un estudio sobre los nuevos vidrios basados en el sistema Li2S-Sb2S3 que son conductores iónicos de litio con posible aplicación en las baterías de estado sólido. La síntesis de vidrios fue realizada por el método de fusión-templado. Y su formación fue confi rmada mediante difracción de rayos X (DRX) y calorimetría diferencial de barrido (DSC). Se llevó a cabo análisis de espectroscopía de impedancia para evaluar sus conductividades. La conductividad iónica alcanzó valores hasta 10-6 S/cm a temperatura ambiente que permite ubicarlos como conductores sólidos para posibles aplicaciones en microbacterías. Además, se reportaron los valores de energía de activación, Ea, los factores preexponenciales, σ 0, y el modelo del circuito equivalente R(RQ)(RQ).

Determinación de las condiciones de vitrificación del sistema de BaO-TiO₂-Nb₅, con adiciones de AI₂O₃ y B₂O₃, para la generación de precursores dieléctricos

Propósito y Método de estudio: Este estudio se ha basado en la determinación de las condiciones de vitrificación del sistema óxido: BaO-TiO2-Nb2O5 con adiciones de Al2O3 y -B2O3. Este método representa una alternativa para la obtención de fases cristalinas de titanato de niobio, que presenten propiedad dieléctrica, ya que estas fases cristalinas contribuyen al desarrollo vitrocerámico dieléctrico dentro de la industria de la electrónica. Para la caracterización del vidrio y la posterior caracterización del vitrocerámico se utilizaron las técnicas de DRX, ATD y espectroscopia de impedancia, cuyos datos obtenidos se utilizaron para obtener un vidrio estable y someterlo a un tratamiento térmico adecuado para la producción y el control de la cristalización del vitrocerámico, así como también para determinar las fases cristalinas presentes. Conclusiones y contribuciones: Se obtuvieron vidrios estables en el rango de composición (en% peso) 50BaO-25Nb2O3-25TiO2 con adiciones del 5, 10, 15 y 20% en peso de B2O3, mediante un tratamiento térmico a 1450°C por 2 horas para producir un material homogéneo, dado que se obtuvieron vidrio estables solo con la adición de B2O3 se optó por omitir el Al2O3. Posteriormente, se realizaron tratamientos térmicos a los vidrios estables, para inducir su cristalización controlada. Las propiedades dieléctricas de los vitrocerámicos producidos fueron medidas por espectroscopia de impedancia.

Síntesis, caracterización, propiedades eléctricas y electroquímicas de Na₃V₂-xAlx(PO₄)2F₃ (x=0,0.02, 0.05, 0.1) como cátodos para su aplicación en baterías de ion-litio

Propósito y Método del Estudio: La demanda de baterías recargables ha aumentado de manera significativa cada año durante la última década impulsada por las necesidades vinculadas con el desarrollo tecnológico (portabilidad, alto desempeño de dispositivos electrónicos, vehículos eléctricos). La batería ión-litio es el dispositivo de mayor consumo, está diseñado para el almacenamiento y conversión de energía eléctrica basado en electrodos de intercalación. En la actualidad los esfuerzos están dirigidos a la mejora y/o remplazo de los componentes actuales de las baterías: ánodo, cátodo (LiCoO2) y electrolito, por materiales que tengan más altos rendimientos en términos de energía, potencia, costo, confiabilidad, tiempo de vida y seguridad. En este trabajo de investigación se prepararon y caracterizaron cuatro compuestos Na3V2-xAlx(PO4)2F3 (x= 0, 0.02, 0.05, 0.1) como materiales catódicos para baterías ión-litio. Estos materiales se obtuvieron mediante el método Pechini. La caracterización morfológica y microestructural se llevó a cabo por Microscopia Electrónica de Barrido de Emisión de Campo (FESEM), el análisis textural por Fisisorción de N2 por la técnica BET; la composición química y cristalográfica se determinó por Espectroscopia de Emisión de Plasma de Acoplamiento Inductivo (ICP-OES), Espectroscopia de Energía Dispersiva de Rayos X (EDXS) y Difracción de Rayos X (XRD), mientras que por Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIS) se realizó la caracterización eléctrica; por último la aplicación de los materiales como cátodos en baterías ión-litio se evaluó mediante pruebas Galvanostáticas de carga/descarga. Contribuciones y Conclusiones: Se establecieron las condiciones de síntesis para los materiales Na3V2-xAlx(PO4)2F3 x= 0, 0.02, 0.05 y 0.1 vía método Pechini. El dopaje de la fase Na3V2-xAlx(PO4)2F3 se llevó a cabo con éxito hasta x=0.1 moles de aluminio, dado que se conservó la estructura cristalina tetragonal del Na3V2(PO4)2F3 (JCPDS 01-089-8485). Los materiales obtenidos tienen una microestructura formada por partículas de forma granular de tamaño nanométrico (40-100nm), esto se atribuye al efecto del carbono residual en la muestra (en promedio 8% en peso) ya que inhibe el crecimiento de partícula, además que permite mejorar el contacto entre las partículas lo que beneficia a la conductividad electrónica del material. Los materiales obtenidos tienen en promedio un tamaño de poro de 20 nm, con un área superficial del orden 30 m2/g. La fase con 0.05 moles de aluminio presentó el mejor resultado bajo las condiciones de estudio. Conjuga dos de las características básicas de una batería, presenta una alta capacidad de carga/descarga (123/101 mAh/g a un voltaje de celda de 4.4 V vs Li) y una buena capacidad de retención (82%), en comparación al material sin dopar (128/63 mAh/g y 49% de retención). Por lo anterior, el dopaje de la fase Na3V2(PO4)2F3 con Al, logró la estabilización de la estructura frente a los procesos de ciclado. Por lo cual es un material prometedor para su aplicación como cátodos en baterías ión-litio o ión-sodio.

Políticas de geração distribuída e sustentabilidade do sistema elétrico

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Centro de Desenvolvimento Sustentável, 2015.

Comunidades energéticas sustentáveis: estudo de Implementação de uma comunidade eólica no Algarve

Tese de Doutoramento, Gestão da Inovação e do Território, Faculdade de Economia, Universidade do Algarve, 2016

Large scale laboratory cultures of Ankistrodesmus gracilis (Reisch) Korsikov (Chlorophyta) and Diaphanosoma biergei Korinek, 1981 (Cladocera)

O objetivo deste trabalho foi avaliar o cultivo em larga escala de Ankistrodesmus gracilis e Diaphanososma birgei em laboratório através do estudo da biologia das espécies, composição bioquímica e custo operacional de produção. A. gracilis apresentou um crescimento exponencial até o sexto dia, ao redor de 144 x 10(4) células mL-1. Logo em seguida, sofreu um brusco decréscimo apresentando 90 x 10(4) células mL-1 (oitavo dia). A partir do décimo primeiro dia, as células algais tenderam a crescer novamente, apresentando um máximo de 135 x 10(4) células mL-1 no 17º dia. No cultivo de D. birgei, foi observado o primeiro pico de crescimento no nono dia com 140 x 10² indivíduos L-1, aumentando novamente a partir do décimo segundo dia. A alga clorofícea A. gracilis e o zooplâncton D. birgei possuem aproximadamente 50 e 70% de proteína (PS), respectivamente, com teor de carboidrato acima de 5%. A eletricidade e mão de obra foram os itens mais dispendiosos e, de acordo com os dados obtidos, a temperatura, nutrientes, disponibilidade de luz e manejo do cultivo, foram fatores determinantes sobre a produtividade. Os resultados indicam que o meio NPK (20-5-20) pode ser utilizado diretamente como uma alternativa de cultivo em larga escala, considerando o baixo custo de produção, promovendo adequado crescimento e valor nutricional para A. gracilis e D. birgei.

Tecnologias aplicadas à manutenção preventiva

Este estudo consiste na análise de todo o processo de manutibilidade de uma indústria de fundição injetada de alumínio e zamac, liga composta por zinco, alumínio, magnésio e cobre, de forma a perceber qual o método utilizado anteriormente neste aspeto, o que se poderia implementar e o que se poderia melhorar. Com o concretizar do mesmo concluiu-se que esta empresa não tinha qualquer sistema de manutenção implementado nem uma base de dados ou histórico de intervenções e manutenções corretivas e preventivas na medida que se baseavam no funcionamento dos equipamentos até à sua paragem não programada, por avaria. Apenas nestes casos se procedia a algum trabalho de reparação ou manutenção sendo que o tempo de paragem poderia ir de apenas algumas horas a alguns dias ou semanas. Em termos de stock, apenas se reservam alguns elementos mais críticos e de fácil reparação das máquinas. Inicialmente, tentou-se perceber que tipo de histórico, em termos de avarias e manutenção a empresa tinha que pudesse servir como ponto de partida para o meu estudo, sendo que não existiam registos de avarias, paragens forçadas ou processos de algum tipo de manutenção. Como ponto de partida, analisei registos de produção das máquinas onde constam alguns dados de paragens de produção e os respetivos motivos. Estes registos baseiam-se em folhas onde cada operador, no fim de cada turno de trabalho, preenche com o trabalho desenvolvido naquele turno e, em caso de alguma paragem, regista o tempo em que a máquina esteve parada e o motivo. Em simultâneo, foram consultados registos de faturação de aquisição de peças, pagamentos de mão-de-obra a técnicos. De seguida, tentou-se perceber como é que as intervenções nas máquinas são efetuadas, sendo que além de trabalhos de eletricidade, automação e hidráulica, tudo é feito com ferramenta e mão-de-obra própria da empresa. Também aqui foi-me facultada documentação relativa aos vários custos de mão-de-obra da empresa bem como de técnicos subcontratados. Tendo já recolhido e tratado toda a informação no que às avarias diz respeito, analisei os tempos e avarias para tentar perceber quais as mais críticas e que era responsáveis por maior parte de tempo de paragem das máquinas.Após as avarias identificadas e quantificadas temporalmente, calculei os custos de cada motivo de paragem não programada, tratei essa informação e foram propostos alguns procedimentos sendo que os cálculos foram refeitos teoricamente para se apurar poupanças significativas no caso de implementação de um plano de manutenção preventivo. Houve abertura por parte da administração da empresa a fazer ligeiras alterações na constituição das máquinas de modo a ficarem mais robustas e está-se a tentar pôr em prática um plano de manutenção preventivo aproveitando o tempo de paragem programada das máquinas para se fazerem pequenos trabalhos de reparação, alteração ou simples limpeza. Por fim são apresentados dados teóricos, após cálculos estatísticos baseados em modelos de Weibull, de alterações a médio/curto prazo em termos de tempos de paragem e custos com as alterações propostas evidenciando a importância que uma manutenção preventiva tem numa empresa, tornando-se cada vez mais uma ferramenta essencial no aumento de competitividade de qualquer instituição com fins lucrativos.

Avaliação da qualidade do serviço e da satisfação dos clientes da EDP D com o fornecimento de energia elétrica

Relatório apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do título de pós-doutorado Ciências Empresariais, ramo de Marketing

Proposta de desenvolvimento regional sustentável no semi-árido promovido por agente do setor elétrico.

Este trabalho sugere uma proposta de desenvolvimento regional sustentável no semiárido nordestino brasileiro promovido por termelétricas convencionais já instaladas e operando atualmente com combustíveis não-renováveis (diesel ou óleo mineral pesada). A proposta está formatada num modelo de cadeia produtiva de oleaginosa composta por processo seqüencial de produção agrícola caracterizada com agricultura familiar, extração de óleo vegetal in natura das sementes de mamona e conversão em biodiesel e, finalmente, aplicação de misturas de óleos de origem vegetal adlcloaados aos atuais combustíveis de termelétricas para geração de eletricidade. Os resultados dessa aplicação são geradores tornando-se agentes de desenvolvimento sustentável sobre os aspectos econômicos, sociais e ambientais, como: estímulo da economia local; a promoção de geração de emprego e renda para a comunidade local; fixação do homem no campo; minimização de emissão de gás de efeito estufa, geração de energia limpa e renovável e etc.

“PEQUENAS CENTRAIS HIDROELÉTRICAS”: PODEM GERAR GRANDES IMPACTOS SÓCIO-AMBIENTAIS?

Em geral as denominadas pequenas centrais hidroelétricas (PCH’s) são consideradas pelos planejadores de energia de estado e privados como fontes alternativas de produção de eletricidade de baixo impacto ao meio ambiente. Também é comum para muitos movimentos ambientalistas opositores das formas tradicionais de instalações e produção de eletricidade – grandes hidroelétricas, termoelétricas a carvão, termonucleares, etc. – colocar as pequenas centrais hidroelétricas como tecnologia de produção de eletricidade “limpa”. O que este artigo pretende colocar em questão é exatamente esta compreensão que nos parece simplificadora de uma realidade muito complexa. Pois, na atualidade a escala de potência instalada nestes empreendimentos, suas dimensões e disposição das estruturas componentes destas instalações, bem como, as instalações de outras PCH’s em uma mesma bacia podem produzir impactos individuais e sinérgicos ao meio sócio-ambiental que colocam a baixo os argumentos dos defensores desse tipo de instalação (pequenas centrais hidroelétricas) como forma de produção de eletricidade de baixo impacto.