Caracterização do potencial eólico urbano: o caso de Lisboa

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização em Edificações

Uso Sustentável de Vapor

Em 2006, a IEA (Agência Internacional de Energia), publicou alguns estudos de consumos mundiais de energia. Naquela altura, apontava na fabricação de produtos, um consumo mundial de energia elétrica, de origem fóssil de cerca 86,16 EJ/ano (86,16×018 J) e um consumo de energia nos sistemas de vapor de 32,75 EJ/ano. Evidenciou também nesses estudos que o potencial de poupança de energia nos sistemas de vapor era de 3,27 EJ/ano. Ou seja, quase tanto como a energia consumida nos sistemas de vapor da U.E. Não se encontraram números relativamente a Portugal, mas comparativamente com outros Países publicitados com alguma similaridade, o consumo de energia em vapor rondará 0,2 EJ/ano e por conseguinte um potencial de poupança de cerca 0,02 EJ/ano, ou 5,6 × 106 MWh/ano ou uma potência de 646 MW, mais do que a potência de cinco barragens Crestuma/Lever! Trata-se efetivamente de muita energia; interessa por isso perceber o onde e o porquê deste desperdício. De um modo muito modesto, pretende-se com este trabalho dar algum contributo neste sentido. Procurou-se evidenciar as possibilidades reais de os utilizadores de vapor de água na indústria reduzirem os consumos de energia associados à sua produção. Não estão em causa as diferentes formas de energia para a geração de vapor, sejam de origem fóssil ou renovável; interessou neste trabalho estudar o modo de como é manuseado o vapor na sua função de transporte de energia térmica, e de como este poderá ser melhorado na sua eficiência de cedência de calor, idealmente com menor consumo de energia. Com efeito, de que servirá se se optou por substituir o tipo de queima para uma mais sustentável se a jusante se continuarem a verificarem desperdícios, descarga exagerada nas purgas das caldeiras com perda de calor associada, emissões permanentes de vapor para a atmosfera em tanques de condensado, perdas por válvulas nos vedantes, purgadores avariados abertos, pressão de vapor exageradamente alta atendendo às temperaturas necessárias, “layouts” do sistema de distribuição mal desenhados, inexistência de registos de produção e consumos de vapor, etc. A base de organização deste estudo foi o ciclo de vapor: produção, distribuição, consumo e recuperação de condensado. Pareceu importante incluir também o tratamento de água, atendendo às implicações na transferência de calor das superfícies com incrustações. Na produção de vapor, verifica-se que os maiores problemas de perda de energia têm a ver com a falta de controlo, no excesso de ar e purgas das caldeiras em exagero. Na distribuição de vapor aborda-se o dimensionamento das tubagens, necessidade de purgas a v montante das válvulas de controlo, a redução de pressão com válvulas redutoras tradicionais; será de destacar a experiência americana no uso de micro turbinas para a redução de pressão com produção simultânea de eletricidade. Em Portugal não se conhecem instalações com esta opção. Fabricantes da República Checa e Áustria, têm tido sucesso em algumas dezenas de instalações de redução de pressão em diversos países europeus (UK, Alemanha, R. Checa, França, etc.). Para determinação de consumos de vapor, para projeto ou mesmo para estimativa em máquinas existentes, disponibiliza-se uma série de equações para os casos mais comuns. Dá-se especial relevo ao problema que se verifica numa grande percentagem de permutadores de calor, que é a estagnação de condensado - “stalled conditions”. Tenta-se também evidenciar as vantagens da recuperação de vapor de flash (infelizmente de pouca tradição em Portugal), e a aplicação de termocompressores. Finalmente aborda-se o benchmarking e monitorização, quer dos custos de vapor quer dos consumos específicos dos produtos. Esta abordagem é algo ligeira, por manifesta falta de estudos publicados. Como trabalhos práticos, foram efetuados levantamentos a instalações de vapor em diversos sectores de atividades; 1. ISEP - Laboratório de Química. Porto, 2. Prio Energy - Fábrica de Biocombustíveis. Porto de Aveiro. 3. Inapal Plásticos. Componentes de Automóvel. Leça do Balio, 4. Malhas Sonix. Tinturaria Têxtil. Barcelos, 5. Uma instalação de cartão canelado e uma instalação de alimentos derivados de soja. Também se inclui um estudo comparativo de custos de vapor usado nos hospitais: quando produzido por geradores de vapor com queima de combustível e quando é produzido por pequenos geradores elétricos. Os resultados estão resumidos em tabelas e conclui-se que se o potencial de poupança se aproxima do referido no início deste trabalho.

Spectacle and the one-man band : technology, performing bodies, and imaginary spaces

L’étiquette « homme-orchestre » est apposée à une grande variété de musiciens qui se distinguent en jouant seuls une performance qui est normalement interprétée par plusieurs personnes. La diversité qu’a pu prendre au cours du temps cette forme n’est pas prise en compte par la culture populaire qui propose une image relativement constante de cette figure tel que vue dans les films Mary Poppins (1964) de Walt Disney et One-man Band (2005) de Pixar. Il s’agit d’un seul performeur vêtu d’un costume coloré avec une grosse caisse sur le dos, des cymbales entre les jambes, une guitare ou un autre instrument à cordes dans les mains et un petit instrument à vent fixé assez près de sa bouche pour lui permettre d’alterner le chant et le jeu instrumental. Cette thèse propose une analyse de l’homme-orchestre qui va au-delà de sa simple production musicale en situant le phénomène comme un genre spectaculaire qui transmet un contenu symbolique à travers une relation tripartite entre performance divertissante, spectateur et image. Le contenu symbolique est lié aux idées caractéristiques du Siècle des lumières tels que la liberté, l’individu et une relation avec la technologie. Il est aussi incarné simultanément par les performeurs et par la représentation de l’homme-orchestre dans l’imaginaire collectif. En même temps, chaque performance sert à réaffirmer l’image de l’homme-orchestre, une image qui par répétitions est devenue un lieu commun de la culture, existant au-delà d’un seul performeur ou d’une seule performance. L’aspect visuel de l’homme-orchestre joue un rôle important dans ce processus par une utilisation inattendue du corps, une relation causale entre corps, technologie et production musicale ainsi que par l’utilisation de vêtements colorés et d’accessoires non musicaux tels des marionnettes, des feux d’artifice ou des animaux vivants. Ces éléments spectaculaires divertissent les spectateurs, ce qui se traduit, entre autres, par un gain financier pour le performeur. Le divertissement a une fonction phatique qui facilite la communication du contenu symbolique.

Comparação entre modelos equivalentes de aerogeradores síncronos utilizando o programa ATP

At present, the electricity generation through wind energy has an importance growing in the world, with the existence of very large plans for future wind power installation worldwide. Thus, the increasing the electricity generation through wind power requires, more and more, analysis of studies of interaction between wind parks and electric power systems. This paper has as purposes to implement equivalent models for synchronous wind generators to represent a wind park in ATP program and to check behavior of the models through simulations. Simulations with applications of faults were achieved to evaluate the behavior of voltages of system for each equivalent model, through comparisons between the results of models proposed, to verify if the differences obtained allows the adoption of the simplest model

Inversor Buck-Boost integrado para aplicações com micro-geradores eólicos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Desempenho de um sistema híbrido eólico-fotovoltaico de pequeno porte para energização rural

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Avaliação de estratégias de controle de potência reativa de aerogeradores síncronos em redes elétricas

No presente trabalho é avaliada uma metodologia de injeção de potência reativa em redes elétricas durante afundamentos de tensão provocados por curto-circuito, em parques eólicos interligados, adotada em alguns países com maturidade tecnológica na produção de energia eólica. Nos estudos desenvolvidos, foi utilizado o aerogerador síncrono a imã permanente com conversor pleno em função da grande controlabilidade do conversor interligado à rede e por possuir elevada capacidade de fornecimento de potência reativa, comparada a outras tecnologias de aerogeradores. No Brasil, os requisitos de interligação de parques eólicos as redes elétricas, definido pelo Operador Nacional do Sistema, ainda não estipula a necessidade de adoção de tal metodologia durante defeitos na rede elétrica, apenas especifica a curva de capacidade de afundamentos de tensão que os aerogeradores devem seguir para evitar o desligamento frente a afundamentos de tensão. Os critérios de proteção do aerogerador síncrono são avaliados a partir de simulações de curto-circuito em uma rede de teste adotando-se os requisitos do Brasil, sem injeção de potência reativa, sendo comparados com o de outros países que adotam curvas de injeção de potência reativa.

Ferramenta computacional para análise do potencial de bombeamento de água utilizando aerogeradores de pequeno porte acoplados a motobombas por meio de inversores de frequência

O objetivo desta dissertação é desenvolver uma ferramenta computacional para a análise do potencial de bombeamento de água com base nos valores de velocidades de vento de uma localidade, utilizando um aerogerador de pequeno porte acoplado a um conjunto motobomba convencional, por intermédio de um inversor de frequência. No trabalho são apresentados dois métodos para o cálculo da vazão. O método 1 utiliza um modelo teórico, enquanto que no método 2 o modelamento é feito a partir de dados de bombeamento obtidos em laboratório. Os dois métodos descrevem o funcionamento de um sistema de bombeamento de água envolvendo os equipamentos citados. Utilizando os modelos matemáticos descritos, foi criado um programa em linguagem Delphi®, para a obtenção dos valores de vazão e volume de água bombeada, além do número de pessoas que podem ser atendidas, com base nos dados de velocidade de vento do local, para com isso, ser possível analisar a viabilidade ou não de instalação do sistema. O funcionamento do programa é descrito através de um exemplo, que contém valores reais de velocidade de vento, e cujos resultados são analisados de forma a possibilitar seu entendimento.

Premio "Capitale verde europea". Studio di una politica dell'Unione europea in tema di sostenibilità ambientale con approfondimento terminologico sul minieolico.

This dissertation is divided into four chapters and combines the study of the European Green Capital Award with a terminology research on small wind turbines, a technical subject in the macro-area of sustainable cities. Chapter I aims at giving an overview of the development of environmental policies and treaties both at the international and European level. Then, after highlighting the crucial role of cities for the global environment, the chapter outlines the urban dimension of the EU environmental policies and defines the vision of a sustainable city promoted by the European Union. Chapter II contains an in-depth analysis of the European Green Capital Award and illustrates its aims, the entire designation process, its communication campaign and its evolution. Chapter III focuses on applicant, finalist and winning cities in order to study the aspect of participation in the competition. It also contains a detailed analysis of two European Green Capitals, i.e. Nantes and Bristol, who respectively won the title in 2013 and 2015. Based on a variety of sources, this chapter examines the successful aspects of their bids and communication campaigns during their year as Green Capitals. Chapter IV presents the terminology research in the field of small wind turbines and the resulting bilingual glossary in English and Italian. The research was carried out using two terminology tools: TranslatorBank and InterpretBank. The former is composed by two software programmes, CorpusCreator and MiniConcordancer DB, which were used to semi-automatically create specialized corpora from the Web and then extract terminology and occurrences of terms from the collected texts. The latter is a software which has been specifically designed for interpreters in order to help them optimize their professional workflow, from gathering information and creating glossaries on a specific subject to the actual interpreting task at a conference. InterpretBank’s tool TermMode was used to create a glossary with term equivalents and additional information such as definitions and the contexts of use.

Estudio energético de renovables en una explotación ganadera

Este trabajo tiene por objetivo el estudio de ahorro energético en una explotación ganadera. Para ello, se contempla la posibilidad de sustituir los sistemas actuales por otros alimentados de energía solar, geotérmica o eólica. La energía obtenida a partir de la producción de metano a través de la utilización de los purines no se contempla, debido a que son utilizados como abono en las parcelas colindantes. PUNTOS TRATADOS Se parte de que, en la explotación, la calefacción es de gas natural y la electricidad es generada por un grupo electrógeno. Estudio de la irradiancia de la zona y de la cantidad de paneles solares y baterías necesarios para hacer la explotación ganadera autosuficiente. Estudio del potencial eólico de la zona y de la cantidad de aerogeneradores y baterías necesarios para hacer la explotación ganadera autosuficiente. Estudio del potencial calorífico de la zona y de la cantidad de tubos, bombas de calor y baterías necesarios para hacer la explotación ganadera autosuficiente. Cálculo de los costes de la instalación solar, eólica y geotérmica. Comparación de los resultados obtenidos anteriormente y breve discusión sobre el sistema elegido. ABSTRACT OBJETIVES This job has got like objective the energetic saving study in a cattle exploitation. For it, it is contemplated the possibility of replacing the current systems with others fed on solar, wind and geothermal power. Energy obtained across production of methane across animal organic wastes it is not contemplated, because they are used as fertilizer on adjacent smallholdings. TREATED POINTS It is parted of that, in the exploitation, heating is propane and electricity is generated by an electrical generator. Study about irradiance on the place and quantity of solar panels and batteries to doing self-sufficient the cattle exploitation. Study about wind potential on the place and quantity of wind generators and batteries to doing self-sufficient the cattle exploitation. Study about calorific potential into ground and quantity of pipes, heat pumps and batteries to doing self-sufficient the cattle exploitation. Calculation about solar, wind and geothermal installation costs. Comparison about results have been obtained and brief discussion about chosen system

Long-range transport of mineral dust in the global atmosphere: Impact of African dust on the environment of the southeastern United States

Soil dust is a major constituent of airborne particles in the global atmosphere. Dust plumes frequently cover huge areas of the earth; they are one of the most prominent and commonly visible features in satellite imagery. Dust is believed to play a role in many biogeochemical processes, but the importance of dust in these processes is not well understood because of the dearth of information about the global distribution of dust and its physical, chemical, and mineralogical properties. This paper describes some features of the large-scale distribution of dust and identifies some of the geological characteristics of important source areas. The transport of dust from North Africa is presented as an example of possible long-range dust effects, and the impact of African dust on environmental processes in the western North Atlantic and the southeastern United States is assessed. Dust transported over long distances usually has a mass median diameter <10 μm. Small wind-borne soil particles show signs of extensive weathering; consequently, the physical and chemical properties of the particles will greatly depend on the weathering history in the source region and on the subsequent modifications that occur during transit in the atmosphere (typically a period of a week or more). To fully understand the role of dust in the environment and in human health, mineralogists will have to work closely with scientists in other disciplines to characterize the properties of mineral particles as an ensemble and as individual particles especially with regard to surface characteristics.

Renewable Energy Systems in the City of Northglenn: Draft Zoning Ordinance and Resident Pamphlet

Recent federal incentives and increased demand for home photovoltaic and small wind electrical systems highlights the need for consistent zoning ordinances and guidance materials for Northglenn residents. This Capstone Project assesses perceived impacts related to renewable energy systems, like noise, safety, aesthetics, and environmental considerations, and provides a model ordinance intended to mitigate these issues. It was concluded a model ordinance would ease and stimulate additions of alternative energy systems in Northglenn. Additionally, this research concluded development of public information could stimulate homeowners into positive decisions. The project also identifies potential financial and environmental benefits of installing such systems in an effort to promote sustainable and clean energy production within the city.

Impacts of different wind power generators on power system small signal and transient stability

With the ever-increasing penetration level of wind power, the impacts of wind power on the power system are becoming more and more significant. Hence, it is necessary to systematically examine its impacts on the small signal stability and transient stability in order to find out countermeasures. As such, a comprehensive study is carried out to compare the dynamic performances of power system respectively with three widely-used power generators. First, the dynamic models are described for three types of wind power generators, i. e. the squirrel cage induction generator (SCIG), doubly fed induction generator (DFIG) and permanent magnet generator (PMG). Then, the impacts of these wind power generators on the small signal stability and transient stability are compared with that of a substituted synchronous generator (SG) in the WSCC three-machine nine-bus system by the eigenvalue analysis and dynamic time-domain simulations. Simulation results show that the impacts of different wind power generators are different under small and large disturbances.

Small-signal stability analysis of a DFIG-based wind power system under different modes of operation

This paper focuses on the super/subsynchronous operation of the doubly fed induction generator (DFIG) system. The impact of a damping controller on the different modes of operation for the DFIG-based wind generation system is investigated. The coordinated tuning of the damping controller to enhance the damping of the oscillatory modes using bacteria foraging technique is presented. The results from eigenvalue analysis are presented to elucidate the effectiveness of the tuned damping controller in the DFIG system. The robustness issue of the damping controller is also investigated.

Small signal stability analysis of power systems with high penetration of wind power

The integration of large amount of wind power into a power system imposes a new challenge for the secure and economic operation of the system. It is necessary to investigate the impacts of wind power generation on the dynamic behavior of the power system concerned. This paper investigates the impacts of large amount of wind power on small signal stability and the corresponding control strategies to mitigate the negative effects. The concepts of different types of wind turbine generators (WTGs) and the principles of the grid-connected structures of wind power generation systems are first briefly introduced. Then, the state-of-the-art of the studies on the impacts of WTGs on small signal stability as well as potential problems to be studied are clarified. Finally, the control strategies on WTGs to enhance power system damping characteristics are presented.