Desenvolvimento de algoritmo de controle de tração para regeneração de energia metroviária - ACTREM: melhoria da eficiência energética de sistemas de tração metroviária.

Esta tese propõe um modelo de regeneração de energia metroviária, baseado no controle de paradas e partidas do trem ao longo de sua viagem, com o aproveitamento da energia proveniente da frenagem regenerativa no sistema de tração. O objetivo é otimizar o consumo de energia, promover maior eficiência, na perspectiva de uma gestão sustentável. Aplicando o Algoritmo Genético (GA) para obter a melhor configuração de tráfego dos trens, a pesquisa desenvolve e testa o Algoritmo de Controle de Tração para Regeneração de Energia Metroviária (ACTREM), usando a Linguagem de programação C++. Para analisar o desempenho do algoritmo de controle ACTREM no aumento da eficiência energética, foram realizadas quinze simulações da aplicação do ACTREM na linha 4 - Amarela do metrô da cidade de São Paulo. Essas simulações demonstraram a eficiência do ACTREM para gerar, automaticamente, os diagramas horários otimizados para uma economia de energia nos sistemas metroviários, levando em consideração as restrições operacionais do sistema, como capacidade máxima de cada trem, tempo total de espera, tempo total de viagem e intervalo entre trens. Os resultados mostram que o algoritmo proposto pode economizar 9,5% da energia e não provocar impactos relevantes na capacidade de transporte de passageiros do sistema. Ainda sugerem possíveis continuidades de estudos.

Energia eólica em alto mar: distribuição dos recursos e complementaridade hídrica

The stabilization of energy supply in Brazil has been a challenge for the operation of the National Interconnected System in face of hydrological and climatic variations. Thermoelectric plants have been used as an emergency source for periods of water scarcity. The utilization of fossil fuels, however, has elevated the cost of electricity. On the other hand, offshore wind energy has gained importance in the international context and is competitive enough to become a possibility for future generation in Brazil. In this scenario, the main goal of this thesis was to investigate the magnitude and distribution of offshore wind resources, and also verify the possibilities of complementing hydropower. A data series of precipitation from the Climatic Research Unit (CRU) Blended Sea Winds from the National Climatic Data Center (NCDC/NOAA) were used. According to statistical criteria, three types of complementarity were found in the Brazilian territory: hydro × hydro, wind × wind and hydro × wind. It was noted a significant complementarity between wind and hydro resources (r = -0.65), mainly for the hydrographical basins of the southeast and central regions with Northeastern Brazil winds. To refine the extrapolation of winds over the ocean, a method based on the Monin-Obukhov theory was used to model the stability of the atmospheric boundary layer. Objectively Analyzed Air-Sea Flux (OAFLUX) datasets for heat flux, temperature and humidity, and also sea level pressure data from NCEP/NCAR were used. The ETOPO1 from the National Geophysical Data Center (NGDC/NOAA) provided bathymetric data. It was found that shallow waters, between 0-20 meters, have a resource estimated at 559 GW. The contribution of wind resources to hydroelectric reservoir operation was investigated with a simplified hybrid wind-hydraulic model, and reservoir level, inflow, outflow and turbine production data. It was found that the hybrid system avoids drought periods, continuously saving water from reservoirs through wind production. Therefore, from the results obtained, it is possible to state that the good winds from the Brazilian coast can, besides diversifying the electric matrix, stabilize the hydrological fluctuations avoiding rationing and blackouts, reducing the use of thermal power plants, increasing the production cost and emission of greenhouse gases. Public policies targeted to offshore wind energy will be necessary for its full development.

Contribuições para estratégia de controle aplicada à geração fotovoltaica interconectada à rede elétrica

Generation systems, using renewable sources, are becoming increasingly popular due to the need for increased use of electricity. Currently, renewables sources have a role to cooperate with conventional generation, due to the system limitation in delivering the required power, the need for reduction of unwanted effects from sources that use fossil fuels (pollution) and the difficulty of building new transmission and/or distribution lines. This cooperation takes place through distributed generation. Therefore, this work proposes a control strategy for the interconnection of a PV (Photovoltaic) system generation distributed with a three-phase power grid through a connection filter the type LCL. The compensation of power quality at point of common coupling (PCC) is performed ensuring that the mains supply or consume only active power and that his currents have low distorcion. Unlike traditional techniques which require schemes for harmonic detection, the technique performs the harmonic compensation without the use of this schemes, controlling the output currents of the system in an indirect way. So that there is effective control of the DC (Direct Current) bus voltage is used the robust controller mode dual DSMPI (Dual-Sliding Mode-Proportional Integral), that behaves as a sliding mode controller SM-PI (Sliding Mode-Proportional Integral) during the transition and like a conventional PI (Proportional Integral) in the steady-state. For control of current is used to repetitive control strategy, which are used double sequence controllers (DSC) tuned to the fundamental component, the fifth and seventh harmonic. The output phase current are aligned with the phase angle of the utility voltage vector obtained from the use of a SRF-PLL (Synchronous Reference Frame Phase-Locked-Loop). In order to obtain the maximum power from the PV array is used a MPPT (Maximum Power Point Tracking) algorithm without the need for adding sensors. Experimental results are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed control system.

Aplicação dos Sistemas de Informação Geográfica nas energias renováveis: o potencial da energia solar na ilha de São Vicente – Cabo Verde

Informação Geográfica (SIG) ao estudo das energias renováveis, tendo como caso avaliar o potencial solar na ilha de São Vicente do arquipélago de Cabo Verde. A energia do sol é a principal fonte de energia renovável, e está disponível em quase todas as regiões do planeta. Quantificar o potencial energético solar de um lugar ou região é indispensável, para avaliar as potencialidades de produção de energia fotovoltaica. Outro fator importante prende-se com ordenamento territorial associado à exploração desses recursos energéticos, pelo que devem ser avaliadas as condições técnicas, ambientais e económicas, quando se pretende instalar parques para a produção de energia fotovoltaica. Assim, neste trabalho foram aplicadas as ferramentas SIG, para quantificar a radiação solar mensal e anual da ilha de São Vicente, arquipélago de Cabo Verde, através do modelo Solar Analyst. Numa segunda fase, aplicou-se a técnica de análise multicritério em combinação com os SIGs para definir as áreas mais favoráveis para a instalação de parques de produção de energia elétrica a partir da energia solar. Para o cálculo da radiação solar na ilha de São de Vicente, utilizou-se o modelo digital de terreno (MDT) e a latitude da ilha como parâmetros de entrada ao modelo. Para a análise multicritério definiram-se um conjunto de critérios que devem ser considerados na implementação de parques solares, nomeadamente, a disponibilidade de radiação solar existente na área, a distância à rede de transporte de energia elétrica e à rede viária, o declive do terreno, o uso e ocupação do solo e a proximidade às linhas de água. Para auxiliar na atribuição dos pesos aos critérios utilizados na análise aplicou-se a método Analytic Hierarchy Process (AHP). As áreas resultantes do processo da análise multicritério, foram confrontadas com a Carta de Condicionantes do esquema regional de ordenamento da ilha de São Vicente, aferindo a conformidade das propostas e reajustes subsequentes, de modo a obter os resultados finais.

Gestão de energia em ambiente industrial

A Sociedade da Água de Luso, S.A., localizada no concelho de Mealhada, é uma empresa do setor do engarrafamento de águas minerais naturais, de nascente e de consumo humano. Esta realiza as suas atividades, tendo em consideração a eficiência energética, ao longo do seu processo produtivo. Desta forma, o trabalho desenvolvido teve como objetivo o acompanhamento da implementação do sistema de monitorização e recolha de dados, que posteriormente foi útil na redução dos consumos energéticos (consumo de ar comprimido). Para além disto, também foi proposta uma medida de eficiência energética que visa a redução de energia elétrica na área da iluminação. O sistema de monitorização e recolha de dados e a criação de uma equipa de redução do consumo de ar comprimido permitiram a identificação das áreas de atuação, a monitorização das metas estipuladas no âmbito da equipa e a detecção de anomalias. A medida de eficiência energética aplicada incide na substituição de lâmpadas fluorescentes tubulares T8 por lâmpadas fluorescentes tubulares T5. Assim, a implementação deste sistema e a aplicação das medidas de eficiência energética na rede de ar comprimido no âmbito da equipa permitiram uma redução de 0,03 kWh/hL o que significa uma poupança de 5.600 € em quinze semanas. Ao nível da iluminação as medidas sugeridas permitem uma redução de 8.945 kWh/ano o que corresponde a uma poupança de 1.055 €/ano.

Minimizar o sobrecusto da redução da capacidade de interligação com recurso ao counter-trading

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica Ramo de energia

Estudo da aplicação de molas magnéticas na recolha da energia de fontes renováveis

Dissertação de Mestrado, Engenharia Elétrica e Eletrónica, Especialização em Sistemas de Energia e Controlo, Instituto Superior de Engenharia, Universidade do Algarve, 2016

Effects of flooding of the River Paraná on the temporal activity of Anopheles (Nyssorhynchus) darlingi Root (Diptera: Culicidae), at the border state of Mato Grosso do Sul and São Paulo, Brazil

INTRODUCTION: Study of the temporal activity of malaria vectors during the implantation of a hydroelectric power station on the River Paraná, intended to generate electrical energy. The river separates the States of São Paulo and Mato Grosso do Sul, in Brazil. The objective was to verify whether alterations occurred in the wealth and diversity indices of Anopheles, following two successive floods, extended to the temporal activity and nycthemeral rhythm followed over a five year period. METHODS: Mosquito capture was performed monthly using the Human Attraction Technique and Shannon Traps. The first, executed for 24h, provided the nycthemeral rhythm and the second, lasting 15h, permitted the tracking of Anopheles during the two floods. RESULTS: The bimodal pattern of Anopheles darlingi defined before these floods was modified throughout the environment interventions. The same effect had repercussions on the populations of An albitarsis s.l., An triannulatus and An galvaoi. Activity prior to twilight was less affected by the environment alterations. CONCLUSIONS: The dam construction provoked changes in Anopheles temporal activity patterns, permitting classification of the area as an ecologically steady and unstable situation. Differences observed in Anopheles behavior due to the capture methods revealed the influence of solo and multiple attractiveness inside the populations studied.

Contribuição para expansão da rede de serviços básicos de saúde

Expandir a área de cobertura dos serviços básicos de saúde, contribuindo com a melhoria da qualidade de vida das populações isoladas das regiões distantes do Brasil. Para tal, apresentar uma alternativa de geração de energia elétrica que preserve o meio ambiente, de forma sustentável, e permite a implantação de postos de saúde em regiões distantes desprovidas de energia elétrica. Métodos: Levantamento bibliográfico abrangendo diversas bases de dados enfocando-se: o acesso aos serviços básicos da saúde no território brasileiro; a definição de uma Unidade Básica de Saúde; o panorama de geração de energia no brasil, com destaque para o sistema de geração de energia distribuída; a tecnologia limpa de geração de energia elétrica com a utilização do hidrogênio. Resultados: O levantamento dos dados disponíveis do atendimento básico de saúde no Brasil mostra uma disparidade regional exarcebada, em função da diversidade geográfica, econômica e social da população. Paralelamente, esclarece ser grande o percentual da população das regiões distantes, sem acesso à energia elétrica, o que impossibilita a existência de qualquer equipamento para atendimento básico à saúde. Apresenta-se então uma alternativa de geração de energia elétrica que viabilize a implantação de Unidades Básicas de Saúde. Conclusões: É precípuo às populações das regiões isoladas do brasil o acesso aos serviços básicos de saúde. O sistema proposto visa gerar energia de forma limpa e sustentável, com o mínimo impacto ambiental, de forma distribuída, a viabilizar a implantação destes serviços básicos às mesmas

Reconstituição das vazões naturais a jusante das pequenas centrais hidrelétricas Rio Bonito e Suíça : Rio Santa Maria da Vitória (ES)

O conhecimento do regime natural de rios é relevante, entre diversas razões, para avaliar o impacto antrópico em bacias hidrográficas. Desta forma, visa criar ferramentas que auxiliem no planejamento eficiente dos recursos hídricos. O rio Santa Maria da Vitória (ES) é crucial para o desenvolvimento socioeconômico da Região Metropolitana da Grande Vitória. Adicionalmente, diversos ecossistemas e comunidades agrícolas dependem deste rio. Sendo a geração de energia elétrica um dos usos mais significativos do rio Santa Maria da Vitória, através das Pequenas Centrais Hidrelétricas Rio Bonito e Suíça, o objetivo principal desta pesquisa foi buscar uma melhor compreensão da influência da operação destes empreendimentos na vazão natural deste rio. Além da análise das séries de vazões e de precipitações medidas em Santa Leopoldina, comparando o período anterior com o posterior à implantação das PCH`s, realizou-se a reconstituição das vazões naturais médias diárias e médias mensais a jusante das PCH`s, através da técnica de extensão MOVE.I (tipo 1) e com o auxílio da série de vazão medida na estação fluviométrica Marechal Floriano, localizada na bacia hidrográfica do rio Jucu. Os resultados obtidos, a partir dos dados monitorados na estação Santa Leopoldina, mostraram uma diminuição nas vazões mínimas com 7, 30 e 90 dias de duração para o período pós-regulado. Ainda, as vazões de permanência Q50, Q90 e Q95 e a vazão média de longa duração reconstituídas são menores que as vazões observadas em Santa Leopoldina. Além da presença das PCH`s, as alterações no uso e cobertura do solo da bacia podem ter influência sobre os resultados encontrados. As vazões em Santa Leopoldina, devido aos horários em que são realizadas as medições, podem não representar de forma confiável as oscilações a jusante das PCH`s. Consequentemente, faz-se necessário um monitoramento contínuo das vazões a jusante desses empreendimentos e recomenda-se que seja realizada uma nova reconstituição das vazões naturais do rio Santa Maria da Vitória, através do balanço hídrico dos reservatórios, utilizando os dados operativos das PCH`s.

A relação entre o nível de evidenciação socioambiental e os fatores da sustentabilidade de empresas do setor elétrico brasileiro

O Relatório Anual de Responsabilidade Socioambiental (RARS) das empresas do Setor Elétrico Brasileiro (SEB) é um importante canal de comunicação entre as organizações e os diversos interessados. O objetivo deste estudo foi verificar a relação entre o Nível de Evidenciação Socioambiental e os Fatores Econômicos, Ambientais e Sociais da Sustentabilidade. A pesquisa classifica-se como quantitativa-descritiva, cuja coleta de dados apresenta-se como análise documental. A análise foi realizada em 108 empresas concessionárias de energia elétrica que publicaram o RARS no ano de 2012. O primeiro resultado relevante foi à validação mediante o teste Alpha de Crombach dos índices utilizados para medir o Nível de Evidenciação Socioambiental das empresas pesquisadas. Em seguida identificou-se que as empresas evidenciaram mais indicadores sociais que ambientais, e que algumas empresas ainda enquadram-se nos níveis “Regular e Baixo” de evidenciação socioambiental, o que reforça a tese que somente por meio de regulação, as empresas realizarão divulgações completas. Em relação às principais práticas de evidenciação socioambiental, constatou-se que estão voltadas a publicitar as políticas socioambientais desenvolvidas pelas empresas, e as interações socioambientais negativas são pouco evidenciadas pelas empresas. Em relação à investigação principal da pesquisa, foi constatada uma relação positiva e significativa entre o Nível de Evidenciação Ambiental, Social e Socioambiental e Fatores Econômicos da Sustentabilidade, e entre Nível de Evidenciação Social e Fatores Sociais da Sustentabilidade. E que a Pressão dos Stakeholders é relacionada positivamente e significativamente com o Nível de Evidenciação Socioambiental.

Sazonalidade e potencial energético da biomassa residual agrícola na região dos Campos Gerais do Paraná

RESUMO Teve-se por objetivo, neste trabalho, avaliar as disponibilidades sazonal e espacial da biomassa residual da colheita das principais culturas de grãos, na região dos Campos Gerais, PR, estimar o potencial teórico de produção de energia elétrica a partir desses resíduos, bem como identificar os municípios da região com maior potencial para instalação de termelétricas movidas a biomassa. Dados de produtividade de milho, soja, trigo, cevada, aveia branca e aveia preta foram obtidos, na Secretaria de Agricultura do Paraná, para as safras 2008/2009 e 2009/2010 e, a partir do índice e do calendário de colheitas, estimou-se a produção e sazonalidade da biomassa residual das culturas analisadas. Foram coletadas amostras de biomassa destas espécies e determinou-se o poder calorífico superior (PCS) e o potencial teórico de produção de energia elétrica a partir dos resíduos quantificados. Os Campos Gerais do Paraná produziram 3.862.130 (2008/2009) e 4.107.932 Mg ha−1 (2009/2010) de biomassa residual total com o cultivo das seis culturas. A disponibilidade de biomassa concentra-se em março e abril (aproximadamente 60%), sendo inexpressiva em dezembro, janeiro e entre junho e agosto. A biomassa residual da colheita de grãos apresentou PCS comparável ao de espécies florestais e potencial total de produção de energia de 3.932 (2008/2009) e 4.185 GWh ano−1 (2009/2010). Dos municípios analisados, Tibagi e Castro são os mais promissores para a instalação de termelétricas movidas a biomassa, por apresentarem maior produção e melhor distribuição sazonal dos resíduos.

Agências reguladoras e transparência: a disponibilização de informações pela Aneel

Este artigo analisa os mecanismos de transparência da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), por meio da avaliação da disponibilidade de informações em seu website. Verifica-se a atuação da agência na promoção da transparência do setor e também de seus próprios atos, pelo cumprimento do disposto em seu contrato de gestão e da disponibilização de documentos e informações sobre o setor de energia elétrica. Por causa do enfoque na transparência, neste artigo não serão feitas considerações sobre a atuação da agência como reguladora do setor. A escolha da Aneel como objeto empírico do trabalho deve-se ao fato dela ser uma das primeiras agências reguladoras independentes criadas no Brasil, permitindo não só uma análise temporal de maior alcance, mas também a obtenção de uma série maior de documentos e informações sobre sua atuação.

Administração pública do setor elétrico: indicadores de sustentabilidade no ambiente residencial do estado do Pará (2001-10)

Este artigo tem como objetivo apresentar uma proposta de indicadores de sustentabilidade de energia elétrica para a gestão pública junto ao setor residencial paraense que poderá servir de modelo para a gestão pública do setor elétrico também em outros estados brasileiros. A metodologia desta investigação baseou-se no suporte teórico do modelo PER, que envolve a relação pressão-estado-resposta. Os resultados demonstraram que o aspecto econômico é o que melhor reflete o insumo elétrico nos domicílios paraenses. O aumento da renda média, reflexo da disponibilidade de eletricidade e do aumento do consumo desse insumo, teve papel importante na economia paraense. Já o aspecto socioambiental apresentou indicadores médios com tendência decrescente.