Limitações dos sistemas de transmissão AC quando aplicados a parques eólicos offshore

De modo a garantir as metas propostas pela União Europeia de diminuição de emissão de gases poluentes, alguns países membros apostaram na tecnologia eólica offshore. Com a evolução tecnológica, estes países pretendem aumentar as potências instaladas nos parques eólicos offshore, garantindo a sua otimização ao estarem em águas profundas, tendo assim um maior aproveitamento do potencial eólico. Com esta dissertação, realizou-se um estudo para analisar, sob o ponto de vista de modelos, as limitações dos sistemas de transmissão em HVAC (High Voltage Alternating Current) quando estabelecidos em cabos submarinos. Os mecanismos dos sistemas de alimentação em HVAC, na forma tradicional (linhas aérea), são confrontados com condicionalismos. Este tipo de infraestrutura submarina impõe restrições, pelo simples facto dos parâmetros de capacidade e indutância serem bastante significativos, que para uma situação de trânsito de energia, inviabilizam o transporte de energia, devido ao elevado consumo de potência reativa, bem como os seus custos extremamente elevados. Assim, os sistemas de alimentação em HVAC quando aplicados a parques eólicos offshore apresentam limitações. O recurso à tecnologia HVDC (High Voltage Direct Current), poderá ser a solução que se revela mais adequada para os sistemas de transmissão de energia associados aos parques eólicos offshore. Para além dos fatores técnicos é fundamental considerar os custos associados à construção e exploração do parque eólico, sendo fundamental analisar todos os dados relacionados com o projeto.

A piezoelectric based energy harvester interface for a CMOS wireless sensor IC

In this thesis a piezoelectric energy harvesting system, responsible for regulating the power output of a piezoelectric transducer subjected to ambient vibration, is designed to power an RF receiver with a 6 mW power consump-tion. The electrical characterisation of the chosen piezoelectric transducer is the starting point of the design, which subsequently presents a full-bridge cross-coupled rectifier that rectifies the AC output of the transducer and a low-dropout regulator responsible for delivering a constant voltage system output of 0.6 V, with low voltage ripple, which represents the receiver’s required sup-ply voltage. The circuit is designed using CMOS 130 nm UMC technology, and the system presents an inductorless architecture, with reduced area and cost. The electrical simulations run for the complete circuit lead to the conclusion that the proposed piezoelectric energy harvesting system is a plausible solution to power the RF receiver, provided that the chosen transducer is subjected to moderate levels of vibration.

Study of AC losses in medium-sized high temperature superconducting coils

The study of AC losses in superconducting pancake coils is of utmost importance for the development of superconducting devices. Due to different technical difficulties this study is usually performed considering one of two approaches: considering superconducting coils of few turns and studying AC losses in a large frequency range vs. superconducting coils with a large number of turns but measuring AC losses only in low frequencies. In this work, a study of AC losses in 128 turn superconducting coils is performed, considering frequencies ranging from 50 Hz till 1152 Hz and currents ranging from zero till the critical current of the coils. Moreover, the study of AC losses considering two different simultaneous harmonic components is also performed and results are compared to the behaviour presented by the coils when operating in a single frequency regime. Different electrical methods are used to verify the total amount of AC losses in the coil and a simple calorimetric method is presented, in order to measure AC losses in a multi-harmonic context. Different analytical and numerical methods are implemented and/or used, to design the superconducting coils and to compute the total amount of AC losses in the superconducting system and a comparison is performed to verify the advantages and drawbacks of each method.

CRESCIMENTO E FENOLOGIA DE ARAÇÁ-PERA (PSIDIUM ACUTANGULUM DC)

O araçá-pera (Psidium acutangulumDC) é uma frutífera encontrada em forma silvestre ou cultivada na Amazônia. Seus frutos, em geral, ácidos, normalmente são consumidos na forma de refresco. Neste trabalho, são apresentados e discutidos dados referentes ao desenvolvimento e fenologia dessa espécie. Para tanto, foram utilizadas sete plantas, escolhidas ao acaso, que não haviam sido adubadas e outras sete que receberam 25, 50 e 60 kg/ha de N, Ρ205 e K20, respectivamente. Observou-se que após três anos de estabelecimento da planta no campo, a mesma diminui sua taxa de crescimento, tendo a adubação exercido grande influência no seu desenvolvimento. A floração ocorreu praticamente durante o ano todo, com menores emissões florais nos meses de janeiro, fevereiro e março. A frutificação concentrou-se no segundo semestre de cada ano, com maiores produções nos meses de outubro, novembro e dezembro. Os parâmetros vegetativos, a floração e frutificação foram favorecidas pela adubação das plantas. As abelhas foram os insetos mais freqüentes durante a floração.

Balanço dos nutrientes Ca+2, Mg+2, Na+, K+e NO3, em uma bacia de primeira ordem com vegetação Natural na Amazônia Central

O estudo foi conduzido em uma bacia hidrográfica experimental de primeira ordem de aproximadamente 3,5 km2 localizada próximo ao km 16 da estrada secundária ZF-02, do km 60 da rodovia BR-174 que liga Manaus - Boa Vista. O principal objetivo foi quantificar o balanço dos nutrientes Ca+2, Mg+2 Na+, K+e NO3 através da entrada via precipitação e saída via deflúvio. As coletas de água e os cálculos do fluxo de nutrientes foram feitos em base mensal por um período de um ano. Observou-se que as concentrações iônicas apresentaram pouca variação ao longo do tempo. As maiores concentrações na precipitação ocorreram em função do acúmulo de aerosóis na atmosfera, após um período longo sem chuva. Aparentemente a vegetação exerceu influência mais evidente sobre o nitrato em relação aos demais nutrientes. O fluxo dos nutrientes foi variável, onde principalmente a entrada total destes deu-se em função de eventos individuais de chuva de grande magnitude. O balanço em kg.ha-1.ano-1 foi positivo para todos os nutrientes com os seguintes ganhos líquidos: Ca+2 (2,33); Mg+2 (1,66); Na+ (2,07); K+ (l,80) e NO3 (5,84).

Comprehensive comparison of a current-source and a voltage-source converter for three-phase EV fast battery chargers

This paper presents a comprehensive comparison of a current-source converter and a voltage-source converter for three-phase electric vehicle (EV) fast battery chargers. Taking into account that the current-source converter (CSC) is a natural buck-type converter, the output voltage can assume a wide range of values, which varies between zero and the maximum instantaneous value of the power grid phase-to-phase voltage. On the other hand, taking into account that the voltage-source converter (VSC) is a natural boost-type converter, the output voltage is always greater than the maximum instantaneous value of the power grid phase-to-phase voltage, and consequently, it is necessary to use a dc-dc buck-type converter for applications as EV fast battery chargers. Along the paper is described in detail the principle of operation of both the CSC and the VSC for EV fast chargers, as well as the main equations of the power theory and current control strategies. The comparison between both converters is mainly established in terms of the total harmonic distortion of the grid current and the estimated efficiency for a range of operation between 10 kW and 50 kW.

Three-phase three-level current-source converter for EVs fast battery charging systems

This paper presents a three-phase three-level fast battery charger for electric vehicles (EVs) based in a current-source converter (CSC). Compared with the traditional voltage-source converters used for fast battery chargers, the CSC can be seen as a natural buck-type converter, i.e., the output voltage can assume a wide range of values, which varies between zero and the maximum instantaneous value of the power grid phase-to-phase voltage. Moreover, using the CSC it is not necessary to use a dc-dc back-end converter in the battery side, and it is also possible to control the grid current in order to obtain a sinusoidal waveform, and in phase with the power grid voltage (unitary power factor). Along the paper is described in detail the proposed CSC for EVs fast battery charging systems: the circuit topology, the power control theory, the current control strategy and the grid synchronization algorithm. Several simulation results of the EV fast battery charger operating with a maximum power of 50 kW are presented.

Predictive control of a current-source inverter for solar photovoltaic grid interface

Solar photovoltaic systems are an increasing option for electricity production, since they produce electrical energy from a clean renewable energy resource, and over the years, as a result of the research, their efficiency has been increasing. For the interface between the dc photovoltaic solar array and the ac electrical grid is necessary the use of an inverter (dc-ac converter), which should be optimized to extract the maximum power from the photovoltaic solar array. In this paper is presented a solution based on a current-source inverter (CSI) using continuous control set model predictive control (CCS-MPC). All the power circuits and respective control systems are described in detail along the paper and were tested and validated performing computer simulations. The paper shows the simulation results and are drawn several conclusions.

Efeito da época e freqüência de corte de pimenta longa (Piper hispidinervum C. DC.) no rendimento de óleo essencial

A pimenta longa (Piper hispidinervum C. DC.) é uma planta nativa do Estado do Acre. Caracteriza-se pela produção de óleo essencial com alto teor de safrol, usado na produção de perfumes, comésticos e inseticidas. Por ser uma planta ainda em fase de domesticação, há necessidade de pesquisas para maximizar sua produtividade. Um desses estudos refere-se ao melhor mês de corte e ainda se é possível efetuar um ou mais cortes num intervalo de 12 meses. Neste trabalho, objetivou-se, avaliar o melhor mês e freqüência de corte da pimenta longa durante 3 anos. Foram instalados dois experimentos, utilizando-se o delineamento de blocos ao acaso em esquema de parcela subdividida no tempo, sendo os anos as parcelas e os meses as subparcelas. No primeiro, utilizou-se quatro repetições e oito plantas úteis por parcela no espaçamento de 1 x 1 m. Foi realizado somente um corte, num intervalo de 12 meses, em: outubro, novembro, dezembro, janeiro, fevereiro, março e abril. No segundo, utilizou-se nove repetições, efetuando-se dois cortes em 12 meses, com intervalo de quatro meses entre o primeiro e o segundo, sendo estes realizados em outubro/fevereiro, novembro/março e dezembro/abril. Verificou-se em ambos os experimentos que os cortes efetuados mais próximos do final do período chuvoso, março e abril, foram os que apresentaram as maiores produtividades de óleo e que o rendimento (% de óleo essencial) em relação à matéria seca foi maior quando se realizou somente um corte num intervalo de 12 meses.

Efeito do óleo essencial de pimenta longa (Piper hispidinervum C. DC) e do emulsificante Tween® 80 sobre o crescimento micelial de Alternaria alternata (Fungi: Hyphomycetes)

Este trabalho objetivou avaliar o efeito do óleo essencial de folhas de pimenta longa (Piper hispidinervum C. DC), sobre o crescimento micelial de Alternaria alternata e a análise da influência da concentração do emulsificante Tween® 80 no controle deste fitopatógeno. O óleo essencial foi obtido pela técnica "arraste a vapor d'água", utilizando-se aparelho de Clevenger modificado, e posteriormente submetido, à análise por cromatografia em fase gasosa acoplada a espectrômetro de massas CG-EM a CG. Para os ensaios biológicos, o método foi o bioanalítico in vitro observando-se o crescimento ou inibição do micélio de A. alternata no meio de cultura BDA na presença de diferentes concentrações do óleo essencial (0, 100, 250, 500 e 1000 mgL-1 ) sob diferentes concentrações de Tween® 80. Adotou-se esquema fatorial com quatro repetições, em delineamento inteiramente casualizado (DIC). Observou-se que o óleo essencial de pimenta longa apresentou inibição sobre o crescimento micelial do fungo A. alternataem todas as concentrações analisadas, sendo que na concentração de 1000 mgL-1 esta inibição foi de 100% , e a porcentagem de emulsificante (Tween® 80), influenciou na atividade fungitóxica das concentrações de 250 mgL -1 e 500 mgL -1 do óleo essencial.

Atividade inseticida do óleo essencial de pimenta longa (Piper hispidinervum C. DC.) sobre lagarta-do-cartucho do milho Spodoptera frugiperda (J. E. Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae)

Os objetivos desta pesquisa foram a obtenção e caracterização do óleo essencial de folhas de pimenta longa Piper hispidinervum, e avaliação de seu efeito no comportamento e/ou mortalidade da lagarta-do-cartucho do milho Spodoptera frugiperda. O óleo essencial foi obtido pela técnica "arraste a vapor d'água", utilizando-se de um aparelho de Clevenger modificado, e posteriormente submetido, à análise por CG-EM e CG. Foram realizados testes de ingestão e contato tópico em lagartas de 1º e 3º ínstar. Os resultados constataram que o óleo essencial de pimenta-longa possui atividade inseticida sobre S. frugiperda, causando redução alimentar e mortalidade, sendo o safrol (82%) seu constituinte majoritário. Verificou-se mortalidade no teste de ingestão em lagartas de 1º ínstar com CL50 = 16,2 mg/mL e para lagartas de 3º ínstar a CL50 = 9,4 mg/mL com redução alimentar CD50 = 0,72 mg/mL; e de toxicidade aguda no teste de contato tópico com DL50 = 277,91 μg/lagarta, após o intervalo de tempo de 96 horas, sendo também observados sintomas de neurotoxicidade, como o efeito knock-down.

Efeitos potencialmente alelopáticos dos óleos essenciais de Piper hispidinervium C. DC. e Pogostemon heyneanus Benth sobre plantas daninhas

Este trabalho teve por objetivo caracterizar a atividade potencialmente alelopática de óleos essenciais de pimenta longa (Piper hispidinervium C. DC.) e oriza (Pogostemon heyneanus Benth) e analisar, comparativamente, seus efeitos alelopáticos. Óleos essenciais obtidos foram preparados em concentrações de 0,25, 0,5 e 1,0%, tendo como eluente o éter metílico, e testados sobre a germinação de sementes, desenvolvimento da radícula e do hipocótilo das plantas daninhas de área de pastagens cultivadas, malícia (Mimosa pudica) e mata-pasto (Senna obtusifolia). Os óleos das duas espécies evidenciaram atividade alelopática em intensidades que variaram em função da concentração do óleo, da espécie doadora, da planta receptora e do fator da planta analisado. A germinação das sementes foi o fator mais intensamente inibido pelos óleos. As intensidades das inibições estiveram positivamente associadas à concentração, com inibições máximas verificadas a 1,0%. Malícia foi à espécie receptora mais sensível aos efeitos do óleo. Comparativamente, o óleo essencial da pimenta longa revelou maior potencial para inibir a germinação e o desenvolvimento das duas plantas receptoras, notadamente em relação à germinação de sementes, quando as diferenças foram mais marcantes. Os resultados foram atribuídos à composição química dos óleos, especialmente em relação à presença de monoterpenos, monoterpenos oxigenados e sesquiterpenos.

Isomerização do óleo essencial de pimenta-longa (Piper hispidinervium C. DC) para a obtenção de isosafrol

As piperáceas brasileiras apresentam propriedades para serem utilizadas, entre outras aplicações, como inseticidas e antifúngicos. Dentre as piperáceas, pode-se citar a Piper hispidinervum C. DC. De suas folhas e dos talos finos extrai-se um óleo essencial rico em safrol, que é utilizado pela indústria como matéria-prima na manufatura, por exemplo, do piperonal. A sequência natural do processo para a obtenção do piperonal é o de submeter o safrol obtido da concentração do óleo essencial à isomerização para seu correspondente isômero estável chamado isosafrol. Apresenta-se neste artigo, por sua vez, a síntese do isosafrol diretamente do óleo essencial de pimenta-longa (Piper hispidinervium C. DC). Este óleo essencial apresenta o safrol como constituinte majoritário, possibilitando a sua isomerização para a produção de isosafrol, que é empregado nas indústrias farmacêuticas e de fragrâncias. O objetivo deste trabalho é o de apresentar a obtenção do isosafrol sem a necessidade da etapa de separação do safrol do óleo essencial de pimenta-longa. Para tanto, foram realizados ensaios de isomerização do óleo essencial, obtendo-se uma solução contendo 79,4 % da mistura cis, trans-isosafrol. Ressalte-se que o óleo essencial continha 86,4 % de safrol, resultando em alto rendimento na sua conversão a cis, trans-isosafrol de 97,1 %.

Análise termogravimétrica do óleo essencial de pimenta longa (Piper hispidinervium C. DC)

A pimenta longa (Piper hispidinervium C. DC.) é um arbusto originário da região amazônica, cujo óleo essencial é rico em safrol. O óleo essencial da pimenta longa é comercializado in natura, o que faz o processamento para a obtenção do safrol elemento fundamental de investigação científica e tecnológica. Uma importante etapa para a obtenção do safrol é a definição da estratégia da sua separação do óleo essencial a partir, por exemplo, da destilação. Neste caso, torna-se essencial o conhecimento de parâmetros termodinâmicos, tais como energia de ativação e calor latente de vaporização. Neste trabalho é utilizada a técnica termogravimétrica para a obtenção dos valores da energia de ativação e calor latente de vaporização do óleo essencial de P. hispidinervium. O processo de evaporação do óleo essencial obedece à cinética de ordem zero, resultando para a energia de ativação e calor latente de vaporização os valores 42,11 kJ.mol-1 e 43,73 kJ.mol-1, respectivamente.