Estudo da turbina de Tesla visando a sua aplicação em sistemas de geração de energia elétrica descentralizada

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Aplicação de um modelo de programação linear inteira mista (PLIM) na expansão da rede de distribuição de energia elétrica em Angola

Em Angola, apenas cerca de 30% da população tem acesso à energia elétrica, nível que decresce para valores inferiores a 10% em zonas rurais mais remotas. Este problema é agravado pelo facto de, na maioria dos casos, as infraestruturas existentes se encontrarem danificadas ou não acompanharem o desenvolvimento da região. Em particular na capital angolana, Luanda que, sendo a menor província de Angola, é a que regista atualmente a maior densidade populacional. Com uma população de cerca de 5 milhões de habitantes, não só há frequentemente problemas relacionados com a falha do fornecimento de energia elétrica como há ainda uma percentagem considerável de municípios onde a rede elétrica ainda nem sequer chegou. O governo de Angola, no seu esforço de crescimento e aproveitamento das suas enormes potencialidades, definiu o setor energético como um dos fatores críticos para o desenvolvimento sustentável do país, tendo assumido que este é um dos eixos prioritários até 2016. Existem objetivos claros quanto à reabilitação e expansão das infraestruturas do setor elétrico, aumentando a capacidade instalada do país e criando uma rede nacional adequada, com o intuito não só de melhorar a qualidade e fiabilidade da rede já existente como de a aumentar. Este trabalho de dissertação consistiu no levantamento de dados reais relativamente à rede de distribuição de energia elétrica de Luanda, na análise e planeamento do que é mais premente fazer relativamente à sua expansão, na escolha dos locais onde é viável localizar novas subestações, na modelação adequada do problema real e na proposta de uma solução ótima para a expansão da rede existente. Depois de analisados diferentes modelos matemáticos aplicados ao problema de expansão de redes de distribuição de energia elétrica encontrados na literatura, optou-se por um modelo de programação linear inteira mista (PLIM) que se mostrou adequado. Desenvolvido o modelo do problema, o mesmo foi resolvido por recurso a software de otimização Analytic Solver e CPLEX. Como forma de validação dos resultados obtidos, foi implementada a solução de rede no simulador PowerWorld 8.0 OPF, software este que permite a simulação da operação do sistema de trânsito de potências.

Dimensionamento do Sistema Híbrido para Alimentação de Energia Elétrica da Escola Rural de Nangade (Cabo Delgado)

Os combustíveis fósseis, como o carvão, o petróleo e o gás, constituem fontes de energia que em breve se esgotarão e que são demasiado caras para serem desperdiçadas pelas centrais elétricas na produção de electricidade. Para além desse facto, existem outros argumentos (sobretudo económicos) que inviabilizam a utilização destas fontes de energia em algumas regiões, abrindo caminho a fontes de energia alternativas (e.g. solar, eólica, biomassa, mini-hídricas, geotérmicas, etc) e preferencialmente com contornos locais. No caso particular de Moçambique, tem-se verificado um interesse crescente por parte do governo e de várias ONGs na promoção do uso de energias alternativas para as zonas onde a energia convencional não chega e não chegará, devido aos custos muito elevados que esse processo acarretaria. Esta dissertação apresenta um estudo aprofundado do dimensionamento dum sistema híbrido de geração de energia elétrica envolvendo gerador FV e grupo eletrogéneo de emergência para a Escola Rural da Nangade, situada no Distrito de Nangade, na Província do Cabo Delgado. São também descritos os diversos componentes e as tecnologias associadas a um sistema deste género, com a inclusão de sistemas inteligentes de controlo de energia com a utilização de inversores bidireccionais (inversores de bateria e carregadores) para sistemas isolados. Os resultados são apresentados de forma a facilitar a aplicação e montagem deste tipo de sistemas in loco. Espera-se que esta dissertação possa servir de base no futuro próximo, para a implementação deste tipo de sistemas para permitir a melhoria da qualidade de ensino através de melhores infraestruturas, democratizando desta forma o acesso à educação para as crianças das zonas rurais das várias províncias de Moçambique. Como as energias renováveis são parte integrante do Sistema Elétrico Nacional, apresenta-se resumidamente, no anexo 17, o “Plano de Desenvolvimento na Área de Energia de Moçambique”.

Sistema de monitorização de defeitos na rede de energia elétrica de média tensão

Nesta dissertação de Mestrado em Engenharia Eletrotécnica – Telecomunicações desenvolveu-se um sistema de monitorização de defeitos de uma rede de energia elétrica de média tensão, para melhorar a qualidade de serviço do fornecimento de energia elétrica. O sistema deteta e indica a localização da respetiva falha, que impede o funcionamento de uma parte da rede, também interliga todos os sensores instalados na rede a um ponto central que recebe toda a informação proveniente dos sensores, e ajuda na tomada de decisão. Neste trabalho de dissertação fez-se o estudo e descrição das redes de energia elétrica, realçando a topologia, o modo de operação e parâmetros de qualidade. Assinalou-se também os principais defeitos que podem ocorrer na rede de média tensão. Apresentou-se, ao nível comercial, soluções para mitigar o problema alvo de estudo. Explorou-se, num ambiente de simulação, soluções de deteção dos defeitos da rede, tendo sido desenvolvidos três sistemas distintos: sistema A, sistema B e sistema C. Sistema A que monitoriza o valor nominal da corrente elétrica em cada troço da rede elétrica, sistema B com a monitorização do valor da corrente elétrica em cada posto de transformação e sistema C que compara as correntes no inicio e final de cada troço da rede elétrica, verificando se há alguma discrepância entre ambas. Após a análise e simulação das soluções descreve-se o procedimento realizado para criar um protótipo de um sistema de monitorização. Começou-se por testar, individualmente, os sensores de corrente, circuito de condicionamento, microcontroladores e sistema Scada, usado para a visualização dos dados. Posteriormente, elaborou-se manuais de utilização de forma a auxiliar o sistema em trabalhos futuros que venham dar continuidade a este trabalho. Para validar a análise teórica e confirmar os resultados da simulação, testou-se experimentalmente o sistema de deteção C. Confirmou-se que o sistema de monitorização de defeitos é capaz de detetar e localizar a avaria presente na rede de energia elétrica.

Energia Solar Fotovoltaica como Fonte Alternativa de Produção de Energia Elétrica em Angola

Neste trabalho é efetuado o dimensionamento de sistemas fotovoltaicos para serem instalados em edificações localizadas em Angola com o objetivo de analisar a produção de energia elétrica através de sistemas fotovoltaicos. Utilizando o software PVsyst na versão 6.3.2 foram dimensionados três sistemas fotovoltaicos, dois sistemas destinados a ser instalados numa residência, um ligado à rede e o outro autónomo e por fim um sistema fotovoltaico ligado à rede para uma instalação industrial. A determinação dos custos de investimento nos três sistemas foi obtida de forma aproximada, tendo como base preços dos equipamentos no mercado Português e considerando os custos de importação de mercadorias no mercado Angolano. Para os sistemas ligados à rede é analisada a rentabilidade financeira do investimento durante o período de vida útil dos módulos fotovoltaicos considerando três cenários distintos. No primeiro cenário o valor da remuneração pela energia vendida pelo produtor é igual ao valor pago pela energia comprada. No segundo e terceiros cenário de análise económica pretende-se encontrar uma tarifa de energia que torne o investimento rentável com um período de amortização de 7 e 12 anos respetivamente.

Construire l'avantage comparatif du Brésil? : la coordination dans les filiales soja du Mato Grosso et du Paraná

Ce mémoire propose une hypothèse alternative pour expliquer les facteurs à l’origine du boom du soja brésilien. En utilisant une approche combinant la théorie de l’organisation et l’économie politique institutionnelle, ce mémoire propose de comparer les modèles d’organisation de la chaîne de valeur soja des États du Mato Grosso et du Paraná. Dans un premier temps, cette recherche est guidée par un souci de documenter les rouages propres à chaque mode d’organisation et de catégoriser ces derniers comme des systèmes à part entière et cohérents. Ainsi, le mode de coordination du Mato Grosso (intégration de la chaîne de valeur) peut être qualifié de modèle hybride se rapprochant davantage du pôle hiérarchie tandis que le mode d’organisation du Paraná (coopérative agroindustrielle) peut être qualifié de mode hybride gravitant davantage vers le pôle marché. La nature des risques est identifiée comme principal déterminant du degré de centralisation de la gouvernance au sein de ces modèles. L’argument soutient que chaque mode de coordination est performant car il est adapté aux conditions locales de production et permet de mitiger les risques propres à chaque région de façon à encourager les échanges économiques. Dans un deuxième temps, cette recherche serait incomplète sans une analyse des facteurs politiques et historiques ayant influencé la trajectoire de développement de chaque région. Ainsi, chaque étude de cas présente un récit détaillé de l’évolution des politiques agraires et des institutions depuis les années 1960, soit le moment où la culture commerciale du soja a commencé à gagner en importance au Brésil. Analyser le changement institutionnel depuis 1960 est primordial pour comprendre comment se sont consolidées les règles du jeu qui sous-tendent aujourd’hui chaque mode de coordination.

Simulação de sistemas térmicos de potência para geração de energia elétrica

O presente trabalho é dedicado à simulação numérica de sistemas térmicos de potência. O trabalho é iniciado com a modelagem de um ciclo Rankine, dedicado à produção de energia elétrica, para o qual foi elaborado um programa de simulação com a linguagem de programação MATLAB. A partir desse primeiro caso, são apresentados os modelos empregados para representar os diversos componentes que formam o circuito, como o gerador de vapor, a turbina, o condensador e a bomba. Além desses componentes, são introduzidas as equações que representam o escoamento do fluido de trabalho, no caso a água, permitindo assim o cálculo da perda de carga nas diferentes canalizações do circuito, sendo também acoplado o funcionamento da bomba. Essa alternativa pennite uma melhor avaliação do trabalho despendido para operar o sistema. A modelagem do ciclo deixa então de ser exclusivamente tennodinâmica, e passa a incluir aspectos de mecânica de fluidos. Outras variantes desse ciclo simples são também modelados e simulados, incluindo ciclos Rankine regenerativos e com irreversibilidades. As simulações são efetuadas admitindo-se parâmetros de operação, como, potência da turbina, temperatura do vapor d'água na entrada da turbina e pressão do vapor d'água na saída da turbina, com a variante de fixar-se o título do vapor d'água na saída da turbina.

Impacto da implantação de um novo sistema de informação em uma empresa do setor de energia elétrica

Este trabalho investiga o impacto da adoção e da implementação de um Sistema Integrado de Gestão em uma empresa do setor elétrico brasileiro, Companhia Estadual de Energia Elétrica – CEEE. Os Sistemas Integrados de Gestão – SIG´s – compõem um novo conceito para a gestão de informação nas organizações. Esses sistemas prometem a integração de todos os fluxos de informações internos e externos a uma organização. A busca da efetiva integração dos negócios levou inúmeras empresas a implementarem os SIG´s. Como a expectativa de resultados é significativa e os investimentos envolvidos são elevados, a avaliação é uma importante etapa da implementação deste tipo de sistema nas empresas. O objetivo do trabalho é avaliar se a implementação do sistema empresarial Synergia trouxe alteração na eficiência operacional da CEEE. O método de avaliação baseou-se em duas dimensões: utilidade e satisfação pelo usuário. Para avaliação da utilidade do sistema, outras três subdimensões foram estabelecidas: a) impacto nos fatores críticos de sucesso da empresa; b) impacto nos processos; c) impacto nos indicadores de desempenho. Com base em um referencial teórico centrado nas características destes sistemas e nos métodos de avaliação que enfatizam as questões mais significativas a serem consideradas na implementação desses projetos, a pesquisa revelou aspectos da implementação e deficiências do software que conduziram ao insucesso do projeto.

Amaciando a terra : o Projeto Casulo : um estudo sobre a política educacional dos projetos de colonização do Norte de Mato Grosso

Este trabalho pretende contribuir para lançar luz sobre a política de colonização implantada no Norte de Mato Grosso, em especial, sobre a política educacional embutida nos projetos de colonização de Reforma Agrária. Política pensada pelo Governo Federal no sentido de “resolver” os conflitos pela posse da terra nas regiões de ocupação antiga, mas, que, na verdade, escondia todo um conjunto de intenções e práticas que vinham a atender tão somente aos interesses do grande capital. Ao migrante, colocado nos projetos como “protagonista” dessa política, não restou outro espaço a não ser o de fornecedor de mão-de-obra barata ao grande proprietário, ou seja, o de tornar-se um proletário rural, um excluído do processo produtivo, quando não vítima da violência e dos desmandos das colonizadoras. A pesquisa resgata as políticas de colonização tendo por referência histórica dois períodos, a ditadura Vargas (1930 – 45), principalmente a política adotada a partir do Estado Novo (1937), e a ditadura militar (1964 – 85) com destaque para os projetos de colonização implantados na década de 70. Nesta pesquisa interessa-me, sobremaneira, a análise das políticas educacionais implantadas nos projetos de colonização, tendo, como estudo de caso, o Assentamento Projeto Casulo, no município de Santa Carmem/MT, onde a coleta de informações deu-se através de entrevistas semi-estruturadas e da observação participante O analfabetismo vem-se mostrando como um dos grandes problemas ainda existentes entre os trabalhadores rurais em todo o país, o que não é diferente no caso dos pequenos agricultores que vieram para povoar Mato Grosso. Uma realidade que pode ser verificada nos mais diferentes projetos de colonização de Reforma Agrária implantados neste estado. São frutos de uma política econômica e educacional adotada ao longo de nossa história e que, como resultado, deixam um saldo de milhões de trabalhadores rurais que carregam a marca do analfabetismo, do preconceito e da não valorização d seu trabalho.

Avaliação da utilização de indicadores de desempenho como suporte ao gerenciamento estratégico de uma empresa : um estudo de caso em uma empresa distribuidora de energia elétrica

Este trabalho de pesquisa enfoca a utilização de indicadores de desempenho por uma empresa distribuidora de energia elétrica, avaliando sua utilização no gerenciamento estratégico dessa empresa. A justificativa para a realização do estudo ressalta as mudanças ocorridas no cenário do sistema elétrico brasileiro O embasamento teórico centra a pesquisa na literatura sobre o Mercado de Energia Elétrica, Formulação de Estratégia, Gestão Estratégica e Indicadores de Desempenho, enfatizando a necessidade do produto energia elétrica ser fornecido com a qualidade exigida pelo padrão dos equipamentos sofisticados utilizados pela indústria e das necessidades dos consumidores em geral. Na fase de conclusão o trabalho procura identificar os elementos estratégicos utilizados pela empresa, quais são os indicadores de desempenho utilizados, como se dá o controle e a apuração destes, e por fim verifica sua utilização no gerenciamento estratégico.

Quadro equilibrado de indicadores de desempenho para a gestão estratégica empresarial : aplicação a uma pequena empresa da área de serviço público de energia elétrica

Este trabalho versa sobre a estruturação de um sistema de indicadores de desempenho empresarial. Através de estudo de caso junto a uma organização da área de serviços de energia elétrica, incorpora características peculiares por tratar-se de uma cooperativa. Após um trabalho de pesquisa junto às obras de diversos autores e verificado o estado da arte em relação ao tema, efetuou-se uma análise da empresa estudada quanto ao seu estágio atual de desenvolvimento, ao ambiente, à cultura e a sua situação no contexto mercadológico. Com base nos resultados dessa análise, concluiu-se que um BSC – Balanced Scorecard -, segundo um modelo proposto por Kaplan e Norton, seria o mais adequado entre os estudados. Um Quadro Equilibrado de Indicadores, evolutivo, alinhado com a estratégia e relações de causa e efeito, é o resultado principal desta dissertação. Contudo, a ordenação e o relacionamento dos elementos entre si, integrados na arquitetura do Quadro de Indicadores, redundaram num subproduto, qual seja, um caminho alternativo para estruturá-lo, visto que a forma hierárquica inicialmente proposta pelos autores conflitou com a estratégia e a missão/visão da empresa. No final, o trabalho apresenta a estrutura de um Quadro Equilibrado de Indicadores para a instituição estudada e algumas conclusões sobre o sistema de medição de desempenho.

A Formação do preço spot no mercado brasileiro de energia elétrica

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O setor de energia elétrica brasileiro: a comercialização e a potencialização dos incentivos a investir

O presente trabalho busca estudar a reestruturação ocorrida no setor elétrico brasileiro na década de 1990 modelo de mercado de energia vigente, com foco na comercialização. Neste contexto, analisam-se os motivos para lacunas de investimento no setor. Além disto, ainda da ótica do investidor, ressaltam-se as questões ambientais tributárias do setor elétrico brasileiro.

A tecnologia na indústria de geração de energia elétrica: o caso do Brasil

Neste trabalho realizamos um estudo sobre a produtividade total e as produtividades individuais dos fatores de produção para o setor de geração de energia elétrica no Brasil, usando dados do período ] 978 a 1992 das cmpresas ELETRONORTE, CHESF, FURNAS e ELETROSUL. Utilizando a abordagem da estimação econométrica da função dc custo, construímos um modelo do tipo trallslog que inclui a restrição sobre a taxa de retorno do capital, onde os insumos variáveis são mão-de-obra, materiais elétricos e energia e o único insumo fixo é o capital. Os resultados da estimação de mínimos quadrados de três estágios iterativos para o modelo básico mostraram que o aumento médio na produtividade total foi de 9,9% ao ano, sendo que a contribuição média da mão-de-obra foi de 0,3% ao ano, a dos materiais elétricos foi de 2,6%) ao ano e a da energia foi de 7,0% ao ano no período de estudo. A situação muda bastante quando estimamos o mesmo modelo sem considerar o intercâmbio do insumo energia elétrica no processo de produção, tendo em vista que o aumento médio na produtividade total cai para 2,4% ao ano, com uma contribuição negativa da mão-de-obra de 1,0% ao ano c contribuições positivas dos insumos materiais elétricos e energia de, respectivamente, 1,4% e 2,0% ao ano. Como trabalhos complementares, usando este arcabouço teórico, sugerimos a verificação a nível regional da existência do monopólio natural, a determinação do tamanho ótimo da empresa de geração de energia elétrica e a existência de economias de integração vertical entre os segmentos de geração, transmissão e distribuição para o Brasil.