Estudo de viabilidade do uso do palhiço para geração de energia na entressafra de uma usina sucroenergética

O setor sucroenergético brasileiro vem se destacando como uma nova opção para a geração de energia elétrica do país de forma renovável e sustentável. Torna-se cada vez mais frequente o uso do palhiço da cana-de-açúcar como fonte adicional de biomassa combustível além do uso tradicional do bagaço. As usinas com centrais termelétricas que comercializam os excedentes de bioeletricidade normalmente operam durante a safra da cana-de-açúcar e ficam paradas durante a entressafra. Este estudo analisa a viabilidade econômica de aproveitar a capacidade ociosa de uma unidade de geração de energia elétrica durante a entressafra, através do estudo de caso de uma usina de cana-de-açúcar na cidade de Iacanga no interior do estado de São Paulo. O trabalho tem como premissa utilizar o palhiço como combustível na safra adicional ao bagaço e armazenar o bagaço para a geração de bioeletricidade na entressafra. Os investimentos necessários para o processamento do palhiço na safra, armazenagem e movimentação do bagaço e custos de operação e manutenção do sistema de geração de energia são apresentados. As análises econômicas do estudo são feitas utilizando os métodos do Valor Presente Líquido (VPL) e da Taxa Interna de Retorno (TIR). São feitas também análises de sensibilidade com os dois principais fatores de impacto à rentabilidade, que são o custo do palhiço posto na usina e o valor da energia elétrica vendida. As análises são apresentadas em três cenários variando o total de dias efetivos de geração na entressafra, sendo de 30, 60 e 90 dias. Os resultados indicam que a geração adicional de energia na entressafra, aproveitando a capacidade ociosa da planta na entressafra, tem um VPL de R$-1,136 milhão, R$0,698 milhão e R$2,511 milhões e uma TIR de 5,47% a.a., 16,98% a.a. e 25,88% a.a., respectivamente. Esses resultados consideraram o custo do palhiço a R$70,00.t-1 e a venda da energia a R$170,00.MWh-1. Conclui-se, assim, que o aproveitamento da capacidade ociosa do parque de geração de energia a partir da biomassa da cana-de-açúcar na entressafra tem potencial e viabilidade econômica conforme: o aumento do seu uso; a disponibilidade de biomassa residual (palhiço) a custos competitivos; e preço de venda da bioeletricidade.

Estudo do desempenho de um sistema de aquecimento de água por energia solar e gás

A energia solar esta sendo cada vez mais utilizada para o aquecimento de água, tanto para o uso industrial, comercial e residencial, apresentando, esta última, um crescimento muito expressivo nos últimos anos, devido às ações de marketing de algumas empresas do setor. Para manter a temperatura da água do reservatório nas condições estabelecidas para o uso é necessário à utilização de uma fonte de energia auxiliar. As duas fontes de energia auxiliar mais empregadas nos sistemas de aquecimento de água por energia solar são a eletricidade e o gás. A escolha do gás como fonte auxiliar de energia, apesar de apresentar um investimento inicial superior ao da energia elétrica, representa um menor custo operacional em longo prazo. Na presente dissertação foram realizadas simulações computacionais para a cidade de Porto Alegre - RS, através do aplicativo TERMOSIM, com a finalidade de analisar o comportamento energético de um sistema de aquecimento de água por energia solar, por circulação natural (termossifão), utilizando como fonte de energia auxiliar o gás. Esta análise foi desenvolvida com a variação de parâmetros construtivos, de parâmetros de utilização e dos parâmetros de qualidade dos materiais e, ainda, com a caracterização dos componentes da instalação. Para a execução do trabalho foram realizadas 3456 simulações. Considerando os resultados obtidos foram elaboradas tabelas e gráficos, por meio dos quais verificou-se a influência do número de coletores, do volume do reservatório, da altura do termostato, da razão de aspecto do reservatório, do consumo de água quente e da qualidade dos coletores sobre a eficiência do sistema. O aplicativo demonstrou coerência nos resultados gerados, motivo pelo qual foi possível identificar, por meio da análise dos mesmos, quais os parâmetros que exercem maior influência no desempenho do sistema de aquecimento de água. Combinando os resultados, foi desenvolvida uma equação para estimar a eficiência média mensal do sistema.

Localização de faltas de alta impedância em sistemas de distribuição de energia : uma metodologia baseada em redes neurais artificiais

O presente trabalho apresenta uma nova metodologia de localização de faltas em sistemas de distribuição de energia. O esquema proposto é capaz de obter uma estimativa precisa da localização tanto de faltas sólidas e lineares quanto de faltas de alta impedância. Esta última classe de faltas representa um grande problema para as concessionárias distribuidoras de energia elétrica, uma vez que seus efeitos nem sempre são detectados pelos dispositivos de proteção utilizados. Os algoritmos de localização de faltas normalmente presentes em relés de proteção digitais são formulados para faltas sólidas ou com baixa resistência de falta. Sendo assim, sua aplicação para localização de faltas de alta impedância resulta em estimativas errôneas da distância de falta. A metodologia proposta visa superar esta deficiência dos algoritmos de localização tradicionais através da criação de um algoritmo baseado em redes neurais artificiais que poderá ser adicionado como uma rotina adicional de um relé de proteção digital. O esquema proposto utiliza dados oscilográficos pré e pós-falta que são processados de modo que sua localização possa ser estimada através de um conjunto de características extraídas dos sinais de tensão e corrente. Este conjunto de características é classificado pelas redes neurais artificiais de cuja saída resulta um valor relativo a distância de falta. Além da metodologia proposta, duas metodologias para localização de faltas foram implementadas, possibilitando a obtenção de resultados comparativos. Os dados de falta necessários foram obtidos através de centenas de simulações computacionais de um modelo de alimentador radial de distribuição. Os resultados obtidos demonstram a viabilidade do uso da metodologia proposta para localização de faltas em sistemas de distribuição de energia, especialmente faltas de alta impedância.

Avaliação das reformas recentes no setor elétrico brasileiro e sua relação com o desenvolvimento do mercado livre de energia

São muitos os desafios intrínsecos ao bom funcionamento de um setor tão complexo quanto o elétrico, em que os efeitos de determinada medida podem levar anos até a maturidade, e só então ser totalmente conhecidos os seus impactos sobre a estrutura setorial como um todo, dificilmente antecipados pelos formuladores das reformas implementadas. Tomando o setor elétrico como pano de fundo, o escopo desta dissertação é apresentar as bases para o que seria uma reforma ideal, denominada na literatura “reforma de livro texto” e, em seguida, discorrer sobre a evolução regulatória do setor elétrico brasileiro de 1930 até o início de 2014, detalhando, especialmente, as características das reformas ocorridas em 1995 e 2004. Com esse esforço de pesquisa, que adota a técnica bibliográfica e se estrutura em quatro capítulos, pretende-se analisar a situação atual do mercado livre de energia elétrica brasileiro e propor melhorias passíveis de implementação com o objetivo de desenvolver este mercado no Brasil.

Estiagem pressiona fundo que reduz tarifa de energia

Os R$ 9 bilhões reservados no Orçamento Geral da União para a Conta de Desenvolvimento Energético (CDE) em 2014 podem ser insuficientes para cobrir as despesas do fundo, que financia a redução da conta de luz. Segundo especialistas, a falta de chuvas, que aumenta o preço da energia de curto prazo, e o novo modelo do setor elétrico, que privilegia o subsídio às tarifas, pressionam as contas da CDE.

Falta de chuvas pressiona fundo que financia redução das tarifas de energia

Os R$ 9 bilhões reservados no Orçamento Geral da União para a Conta de Desenvolvimento Energético (CDE) em 2014 podem ser insuficientes para cobrir as despesas do fundo, que financia a redução da conta de luz. Segundo especialistas, a falta de chuvas, que aumenta o preço da energia de curto prazo, e o novo modelo do setor elétrico, que privilegia o subsídio às tarifas, pressionam as contas da CDE.

Energia e sustentabilidade: desafios do Brasil na expansão da oferta e na gestão da demanda

Esse caderno é fruto de uma parceria entre a FGV Energia e a Catavento, que somaram esforços no intuito de estimular um novo olhar sobre os dilemas enfrentados no setor de energia no Brasil. Alimentar o debate em torno de questões primordiais, que afetam tanto as possibilidades de expansão das fontes de energia, quanto o papel da demanda, em um contexto de uso eficiente de recursos naturais e restrições crescentes às emissões de gases de efeito estufa, é a premissa desse trabalho.

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.

GreenEnergy: produção de energia eléctrica a partir de fontes de energia renovável para sistemas de microprodução

O uso de energias renováveis está cada vez mais presente no nosso quotidiano. A forte aposta por parte de várias empresas, grupos privados e habitações domésticas na produção de energia renovável tem vindo a crescer bastante nos últimos anos, porque além de ser uma energia limpa, é economicamente vantajosa. No âmbito residencial na Ilha da Madeira, tem havido um grande crescimento na microprodução de energia fotovoltaica. Para que se consiga converter energia garantindo os critérios e qualidade da energia elétrica maximizando a eficiência são necessários conversores eletrónicos de potência, responsáveis pela conversão e gestão da energia produzida a partir de uma fonte de energia renovável e conversão para a REE (Rede Elétrica de Energia). A oferta de soluções na área tem vindo a aumentar com o aumento dos pedidos do mercado, existindo cada vez mais concorrência, devido ao surgimento de sistemas mais compactos e eficientes. Neste trabalho é desenvolvido um sistema para microprodução de energia renovável, através de uma ou mais fontes de energia, de maneira a que este seja compacto e eficiente, além de adicionar várias soluções a nível de software (automatismos) de maneira a aumentar as funções do sistema sem utilizar hardware adicional. Apresentam-se também resultados de simulação de maneira a demonstrar todas as funcionalidades do sistema. Conseguiu-se demonstrar que é possível melhorar o rendimento, qualidade de energia e diminuir os custos dos sistemas de conversão de energia utilizando software, mantendo o hardware do sistema. Além das melhorias no sistema que o software permite, conseguiu-se adicionar novos modos de funcionamento ao sistema utilizando automatismos.

Sistema de medição de energia baseado no medidor de energia Teridian 71M6515H

Esta tese de mestrado descreve o desenvolvimento, implementação e teste de um sistema de medição de energia concebido para um ambiente doméstico, baseado no circuito integrado medidor de energia Teridian 71M6515H. O sistema desenvolvido envia periodicamente os valores monitorizados para uma base de dados, através de uma rede sem fios com base no protocolo IEEE 802.11 (Wi-Fi). Os dados podem ser acedidos remotamente em tempo real, através de uma página na internet, onde é possível 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 domésticos de monitorização do consumo de energia elétrica 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 manipulação dos dados fossem realizados pela unidade de aquisição de dados. Em seguida procedeu-se à construção da unidade de aquisição e à programação para o registo dos valores numa base de dados. A última fase consistiu nos testes de funcionamento da unidade de aquisição em conjunto com a aplicação de registo de dados. Com a implementação do sistema desenvolvido o consumidor doméstico poderá ter conhecimento, em tempo real, do custo de funcionamento dos equipamentos que possui e assim tomar decisões para os utilizar de forma mais racional, o que se pode traduzir numa economia dos recursos energéticos.

Otimização de microprodução em redes inteligentes de energia

As energias renováveis têm-se tornado uma alternativa viável e complementar aos combustíveis fósseis, pelo facto de serem energias virtualmente inesgotáveis, limpas e economicamente vantajosas. Um dos principais problemas associados às fontes de energia renováveis é a sua intermitência. Este problema impossibilita o controlo da produção de energia e reflete-se na qualidade da energia elétrica. Em sistemas de microprodução de energia, este problema pode ser atenuado com a inclusão de sistemas de armazenamento intermédio que possibilitam o armazenamento do excedente extraído das fontes renováveis, podendo ser utilizado como recurso auxiliar na alimentação de cargas ou como meio de estabilização e otimização do desempenho da Rede Elétrica de Energia (REE), evitando variações bruscas na energia transferida para a mesma. Os sistemas de microprodução com armazenamento intermédio podem ser considerados fundamentais na implementação do conceito de Rede Inteligente de Energia (RIE), visto serem sistemas de energia descentralizados que permitem uma melhor gestão da energia elétrica e uma consequente redução de custos. No presente trabalho desenvolveu-se um sistema de microprodução de energia renovável compatível com as fontes renováveis fotovoltaica e eólica, possuindo um banco de baterias como sistema de armazenamento intermédio. A construção deste sistema teve como principal objetivo seguir as referências de potência impostas pela RIE, independentemente das condições meteorológicas, com recurso à energia armazenada nas baterias, evitando a introdução de perturbações na REE ao nível da tensão e da frequência. Estudou-se o comportamento do sistema na ocorrência de variações bruscas da fonte renovável, perturbações na tensão da REE e introdução de cargas lineares e não lineares. Foi desenvolvido um protótipo experimental com painéis fotovoltaicos, no qual foram registados os valores de alguns parâmetros da qualidade da energia elétrica. Obteve-se uma resposta de aproximadamente 25 μs por parte das baterias para cada Watt de potência requisitado pela RIE.

Desenvolvimento energético e energia eólica na ordem jurídica do Brasil: aspectos Institucionais e Socioambientais

A conformação do desenvolvimento propugnado pela Constituição Federal de 1988 como objetivo fundamental da república, certamente perpassa pela racionalização das questões energéticas e pela diversificação da matriz nacional enquanto estratégia de aprovisionamento. O desenvolvimento energético em toda a sua complexidade deve ser alicerçado não em uma relação de contraposição à sustentabilidade, mas cooperativismo normativo e de projetos sociais que objetivam a melhorias para a população nestes dois seguimentos. O advento das energias renováveis nesse contexto se consolida como uma alternativa viável, apesar do tratamento dado pela Lei Maior ao tema ter sido apenas com relação à geração em pequena escala. A interpretação sistemática dos postulados da ordem econômica e as exigências da sociedade estimulam o aproveitamento dos potenciais renováveis em escala comercial e regional, além do fortalecimento nos segmentos de autoprodução e produção independente. Dentre as energias tratadas como prioritárias neste contexto, a eólica revela-se como carecedora de aprofundamento das estruturas dogmáticas de sua positivação, que envolve um vasto manancial de regras pulverizadas na regulação econômica do setor elétrico e no controle ambiental. Esta textura submete os empreendimentos elioelétricos aos instrumentos da política nacional do meio ambiente e às determinações do poder concedente dos serviços de energia elétrica, responsável pela pormenorização da geração, transmissão, distribuição e comercialização de energia, independentemente da fonte primária utilizada no processo de transformação. Tratar destas questões com o compromisso na formulação de raciocínios críticos e propositivos, especialmente acerca de temas como a liberdade energética e controle de mercado, é imperioso para superar juridicamente as limitações presentes inclusive no discurso da delimitação de marcos normativos adequados. Havendo vantagens ambientais, tecnológicas e comerciais na exploração da energia cinética do vento como propulsora do desenvolvimento no modelo civilizatório estabelecido, cumpre também ao Estado dar a sua contribuição setorial na forma de incentivos, desburocratização e aprimoramento do modelo concorrencial. O estudo adota os métodos histórico-evolutivo, dialético e sistêmico de abordagem, encarando as hipóteses formuladas no aspecto das consequências multilaterais que as soluções encontradas apontam, exigindo que a estabilização de expectativas sociais por parte do ordenamento jurídico não ignorem o sentido material cognitivamente aberto do desenvolvimento. Hodiernamente, a perspectiva de desenvolvimento energético alia tendências econômicas e tecnológicas em favor das fontes alternativas mais eficientes, revelando a energia eólica como uma representante adequada em termos pragmáticos de normatização e preservação ambiental

Classificação de distúrbios na rede elétrica usando redes neurais e wavelets

Post dispatch analysis of signals obtained from digital disturbances registers provide important information to identify and classify disturbances in systems, looking for a more efficient management of the supply. In order to enhance the task of identifying and classifying the disturbances - providing an automatic assessment - techniques of digital signal processing can be helpful. The Wavelet Transform has become a very efficient tool for the analysis of voltage or current signals, obtained immediately after disturbance s occurrences in the network. This work presents a methodology based on the Discrete Wavelet Transform to implement this process. It uses a comparison between distribution curves of signals energy, with and without disturbance. This is done for different resolution levels of its decomposition in order to obtain descriptors that permit its classification, using artificial neural networks

Viabilidade técnica e econômica da substituição de fontes convencionais de energia por biogás em assentamento rural do Estado de São Paulo

O objetivo deste estudo foi avaliar a viabilidade econômica da implantação de dois biodigestores com uso de dejetos animais em área do Assentamento de Trabalhadores Rurais no município de Itaberá - SP, no ano de 2005; um deles para o fornecimento de energia para os domicílios e outro para as atividades produtivas. Foram avaliados os benefícios referentes ao fornecimento de energia elétrica e térmica, a partir do biogás, para cinco domicílios da agrovila do assentamento e para as atividades produtivas, comparativamente aos custos de construção e operação para produção de biogás. Os resultados mostraram a viabilidade econômica da produção de gás em ambos os biodigestores. Foram gerados benefícios no valor de R$ 3.698,00 por ano e R$ 9.080,57 por ano, nos biodigestores para os domicílios e produção, respectivamente; bem como o equivalente a R$ 1.478,28 por ano referentes à produção de biofertilizante. O custo anual do processo é de R$ 1.218,50 em cada biodigestor. O prazo de recuperação do investimento é de 2,5 anos e 11 meses, para a produção de biogás nos domicílios e na produção, respectivamente. Os resultados podem ser utilizados para subsidiar políticas públicas direcionadas ao aproveitamento de biomassa para a produção de energia a baixos custos no segmento da agricultura familiar.

Estratégia de controle robusto para interconexão de sistemas PV trifásicos à rede elétrica

Atualmente há uma grande preocupação em relação a substituição das fontes não renováveis pelas fontes renováveis na geração de energia elétrica. Isto ocorre devido a limitação do modelo tradicional e da crescente demanda. Com o desenvolvimento dos conversores de potência e a eficácia dos esquemas de controle, as fontes renováveis têm sido interligadas na rede elétrica, em um modelo de geração distribuída. Neste sentido, este trabalho apresenta uma estratégia de controle não convencional, com a utilização de um controlador robusto, para a interconexão de sistemas fotovoltaicos com à rede elétrica trifásica. A compensação da qualidade de energia no ponto de acoplamento comum (PAC) é realizada pela estratégia proposta. As técnicas tradicionais utilizam detecção de harmônicos, já neste trabalho o controle das correntes é feita de uma forma indireta sem a necessidade desta detecção. Na estratégia indireta é de grande importância que o controle da tensão do barramento CC seja efetuado de uma forma que não haja grandes flutuações, e que a banda passante do controlador em regime permanente seja baixa para que as correntes da rede não tenham um alto THD. Por este motivo é utilizado um controlador em modo dual DSM-PI, que durante o transitório se comporta como um controlador em modo deslizante SM-PI, e em regime se comporta como um PI convencional. A corrente é alinhada ao ângulo de fase do vetor tensão da rede elétrica, obtido a partir do uso de um PLL. Esta aproximação permite regular o fluxo de potência ativa, juntamente com a compensação dos harmônicos e também promover a correção do fator de potência no ponto de acoplamento comum. Para o controle das correntes é usado um controlador dupla sequencia, que utiliza o princípio do modelo interno. Resultados de simulação são apresentados para demonstrar a eficácia do sistema de controle proposto