Dissertações/Teses

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2023
Dissertações
1
  • LORENA MARIA MORAIS FERNANDES COELHO
  •  

     

     Análise do ciclo de vida aplicado a usinas solares fotovoltaicas: uma
    abordagem no contexto da usina da UFRN

  • Orientador : RICARDO FERREIRA PINHEIRO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • RICARDO FERREIRA PINHEIRO
  • JOSE LUIZ DA SILVA JUNIOR
  • MANOEL FIRMINO DE MEDEIROS JUNIOR
  • NEILTON FIDELIS DA SILVA
  • Data: 03/07/2023
    Ata de defesa assinada:

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  • No mundo hodierno, a busca pela sustentabilidade atrelada ao desenvolvimento humano é um dos maiores desafios existentes. Medidas, ações e diversos métodos estão sendo pensados e aplicados com o intuito de minimizar os efeitos antrópicos que vêm acelerando o aquecimento global e atingindo o equilíbrio ambiental. Nesse cenário, o uso de energias
    renováveis, como a solar fotovoltaica, se  apresenta como alternativa para mitigação das emissões de Gases de Efeito Estufa (GEE). Esse estudo apontou a necessidade de verificar os aspectos ambientais e os impactos potenciais ao longo de todo o ciclo de vida de uma usina solar fotovoltaica. Para isso, um estudo de Análise do Ciclo de Vida (ACV) foi realizado. Diante desse cenário, sabendo que a Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), como instituição pública de ensino que desempenha o papel fomentador do desenvolvimento econômico atrelado à preservação do meio ambiente, diversos incentivos vêm sendo criados para difundir a implementação de sistemas de
    sustentabilidade nesse campo. Um ACV da usina solar fotovoltaica da UFRN foi realizado para obtenção de um inventário de energia e um inventário de carbono, mensurando a quantidade de GEE que a universidade deixará de emitir com a operação dessa usina. Esse estudo fornece o tempo de retorno de energia e o tempo de retorno de
    carbono da usina solar da UFRN. Os valores reportados serão recomendados para servir
    de base para criação de novas metas de sustentabilidade no Plano de Logística Sustentável (PLS) da Universidade


  • Mostrar Abstract
  • In today's world, the search for sustainability linked to human development is one of the greatest challenges. Measures, actions and various methods are being thought and Applied in order to minimize the anthropic effects that have been accelerating global warming and achieving environmental balance. In this scenario, the use of renewable energies, such as solar photovoltaics, is presented as an alternative for mitigating Greenhouse Gas (GHG)
    emissions. This study pointed out the need to verify the environmental aspects and
    potential impacts throughout the life cycle of a photovoltaic solar plant. For this, a Life
    Cycle Analysis (LCA) study was developed. Given this scenario, knowing that the
    Federal University of Rio Grande do Norte (UFRN), as a public teaching institution that
    plays the role of promoting economic development linked to the preservation of the environment, several incentives have been created to disseminate the implementation of sustainability in this field. An LCA of the UFRN photovoltaic solar plant was carried out to obtain an energy inventory and a carbon inventory, measuring the amount of GHG that the university will no longer emit with the operation of this plant. This study provides the energy payback time and the carbon payback time of the UFRN solar plant. The reported values will be recommended to serve as a basis for creating new sustainability goals in the University's Sustainable Logistics Plan (PLS).

2
  • ANDERSON NICHOLAS LIMA DE OLIVEIRA RAMOS

  • ESTUDO DO IMPACTO DE GERAÇÃO SOLAR FOTOVOLTAICA NOS NÍVEIS DE CURTO-CIRCUITO E NA PROTEÇÃO DO SISTEMA ELÉTRICO DE POTÊNCIA DO CAMPUS CENTRAL DA UFRN, USANDO O SOFTWARE OpenDSS

  • Orientador : MARCOS ANTONIO DIAS DE ALMEIDA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ARRHENIUS VINICIUS DA COSTA OLIVEIRA
  • MARCOS ANTONIO DIAS DE ALMEIDA
  • MAX CHIANCA PIMENTEL FILHO
  • RODRIGO PRADO DE MEDEIROS
  • Data: 21/07/2023

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  • Em 2022, foram instaladas três plantas solares distribuídas na rede elétrica interna em 13,8 kV do Campus Central da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). Além destes já conectados e operacionais, outros sistemas de geração fotovoltaicos estão previstos para os próximos anos dentro do Campus Central, visando cumprir metas de sustentabilidade. Com a implementação de geração distribuída, surge a necessidade de avaliar os parâmetros de proteção do Sistema Elétrico de Potência (SEP), uma vez que o fluxo de potência, que antes era unidirecional – da rede da Neoenergia COSERN para a carga –, agora passa a ser bidirecional. O principal foco deste trabalho é analisar a contribuição das plantas solares durante a ocorrência de curtos-circuitos ao longo da rede de distribuição do Campus Central da UFRN e propor ajustes e alterações nas proteções principal e de retaguarda das minigerações, de modo a garantir a boa coordenação entre os diversos níveis de proteção do campus central da UFRN.

     



  • Mostrar Abstract
  • Three photovoltaic (PV) systems were installed in 2022 within the energy distribution network of the Federal University of Rio Grande do Norte (UFRN) Central Campus. Beyond the already connected and functional solar generators, new PV systems in Central Campus are foreseen within the next years, for the purpose the complying with sustainable goals. With the implementation of distributed generation, urges the necessity to evaluate protection parameters of the electric power system, considering that the load flow, which were essentially unidirectional – from COSERN grid to the load –, now turns bidirectional. The main focus of this work is to analyze solar plants contribution to short-circuits in the power system of the UFRN Central Campus and to define directional protection parameters of the electric substations where the photovoltaic panels were connected and of their feeders, in order to guarantee coordination between series protection devices.

3
  • KAIO CÉSAR RODRIGUES DE OLIVEIRA
  • APLICAÇÃO DO CONCEITO DE CARGAS CÍCLICAS PARA DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES EM USINAS FOTOVOLTAICA

  • Orientador : MAX CHIANCA PIMENTEL FILHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDNARDO PEREIRA DA ROCHA
  • JOSE LUIZ DA SILVA JUNIOR
  • MARCOS ANTONIO DIAS DE ALMEIDA
  • MAX CHIANCA PIMENTEL FILHO
  • Data: 21/07/2023

  • Mostrar Resumo
  • Os empreendimentos de geração de energia elétrica a partir da irradiação solar têm ganhado cada vez mais espaço na matriz energética mundial e especialmente no Brasil, uma vez que o país dispõe de recurso solar e terra abundantes para este tipo de instalação. Durante o projeto destas instalações, o dimensionamento dos condutores de Baixa e Média Tensão subterrâneos (diretamente enterrados ou enterrados em eletrodutos) envolve, entre outros critérios, o da capacidade de condução de corrente corrigida do condutor, pelo qual se avalia a ampacidade do condutor dadas as condições de instalação. A seção ótima de um cabo condutor é determinada ao se aplicar os fatores de correção por temperatura do solo, agrupamento de condutores e resistividade térmica do solo à capacidade de condução de corrente natural do condutor para a condição de instalação, de maneira que a capacidade de condução do cabo é reduzida. O cabo encontra-se selecionado de maneira ótima quando a sua capacidade corrigida é superior a corrente que circula por ele. Tal consideração é adequada para quando se considera como constante a corrente que circula por um condutor. No caso dos empreendimentos de geração de energia a partir da luz do sol, devido à variação da irradiância solar ao longo de um dia, a corrente que circula pelos condutores não é constante, mas está submetida a um ciclo diário, atingindo um pico de produção por volta do meio-dia, quando a irradiação solar é mais intensa, e por isso é possível realizar uma análise cíclica do comportamento da corrente ao longo de um período de 24 horas. Com tal análise pode-se determinar um novo tipo de fator de correção, o qual traduz o comportamento cíclico, para ser computado na análise da capacidade de condução corrigida dos cabos objeto de avaliação em conjunto com os demais fatores de correção, permitindo uma avaliação específica para este tipo de situação, e que pode promover benefícios tais como a redução das larguras de valas de cabos, ou maior agrupamento de condutores em uma vala, ou ainda redução na seção do condutor escolhido, quando comparado ao método da carga contínua.


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  • The first Industrial Revolution occurred around 1760, started in England, and was characterized by the great technological development that promoted transformations social and economic issues in Europe and the world. The Revolution marked the transition from the period feudal to the capitalist system. It is noteworthy that, before this period, work was done manually by men, women and children, who often turned their homes into workshops to carry out activities, a phenomenon understood as manufacturing. The forces of nature like the wind, the water, fire and human strength were the sources of energy for carrying out work, not having industrial production that caused great impacts to the environment.
    From the end of the 18th century, the Revolution promoted intense transformations in the society and in the productive system, with the emergence of steam machines, industries, new work relationships, etc. Industrial expansion promoted an increase in greenhouse gas emissions greenhouse effect in the atmosphere and the consumption of fossil fuels, particularly the coal. Over time, industrial demand and the use of natural resources increased, impacting the environment with deforestation, soil erosion, extraction of raw material; and also brought consequences for the climate, such as floods, waves of heat and the increase in Earth's average temperatures (global warming) due to emission of greenhouse gases, for example. Between the end of the 19th century and the beginning of the 20th century, petroleum derivatives to be the main sources of energy, in addition to fuel for transport and industry in itself. However, with the oil crisis in the 1970s, interest in investments to enable the development of renewable energy and its application in commercial scale. In addition, the growing concern about environmental problems and climate - such as environmental degradation, food security, species extinction of animals, among others - also contributed to awakening a quest to mitigate these impacts. In this way, greater use of energy obtained from renewable sources becomes one of the alternatives for this purpose.

    The first Industrial Revolution occurred around 1760, started in England, and was characterized by the great technological development that promoted transformations social and economic issues in Europe and the world. The Revolution marked the transition from the period feudal to the capitalist system. It is noteworthy that, before this period, work was done manually by men, women and children, who often turned their homes into workshops to carry out activities, a phenomenon understood as manufacturing. The forces of nature like the wind, the water, fire and human strength were the sources of energy for carrying out work, not having industrial production that caused great impacts to the environment.
    From the end of the 18th century, the Revolution promoted intense transformations in the society and in the productive system, with the emergence of steam machines, industries, new work relationships, etc. Industrial expansion promoted an increase in greenhouse gas emissions greenhouse effect in the atmosphere and the consumption of fossil fuels, particularly the coal. Over time, industrial demand and the use of natural resources increased, impacting the environment with deforestation, soil erosion, extraction of raw material; and also brought consequences for the climate, such as floods, waves of heat and the increase in Earth's average temperatures (global warming) due to emission of greenhouse gases, for example. Between the end of the 19th century and the beginning of the 20th century, petroleum derivatives to be the main sources of energy, in addition to fuel for transport and industry in itself. However, with the oil crisis in the 1970s, interest in investments to enable the development of renewable energy and its application in commercial scale. In addition, the growing concern about environmental problems and climate - such as environmental degradation, food security, species extinction of animals, among others - also contributed to awakening a quest to mitigate these impacts. In this way, greater use of energy obtained from renewable sources becomes one of the alternatives for this purpose. Renewable energy sources are considered to be inexhaustible, as they are renewed constantly. Water, ocean, solar, wind, biomass and geothermal sources are 12 examples of his type of energy. Solar energy comes from the light and heat of the sun, used for both electricity generation and water heating. her use for electricity production has reached great rates, both in Brazil and abroad. world. As with all sources of energy generation, it is necessary to have a good project for the construction of centralized photovoltaics lar power plants.In this sense, this work aims to present the application of a methodology for sizing the electricity conductor cables of a Solar Power Plant Photovoltaic, installed underground in cable trenches, based on the cyclic generation pattern of energy for this type of enterprise. This methodology seeks to mitigate problems due to the thermal interaction of the conductors in the mentioned condition, and also to evaluate the possibility to reduce the sections of these in the desig process, compared to the results of sizing when the analysis of the energy generation cycle is not carried out, that is, by conventional method. As a result of this type of evaluation, a reduction in the overall cost of building a photovoltaic project, due to the reduction in width ditch to be excavated to accommodate the cables, and/or reduce the section, without losing technical support or violate any normative regulation.

2022
Dissertações
1
  • ELTON PEREIRA DE SOUZA
  • ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE A TÉCNICA DE CHAVEAMENTOS CORRETIVOS E O REDESPACHO DE GERAÇÃO EM SISTEMAS DE POTÊNCIA.

  • Orientador : ARRHENIUS VINICIUS DA COSTA OLIVEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ARRHENIUS VINICIUS DA COSTA OLIVEIRA
  • MANOEL FIRMINO DE MEDEIROS JUNIOR
  • MAX CHIANCA PIMENTEL FILHO
  • AYLANNA RAQUEL DA COSTA OLIVEIRA
  • Data: 21/12/2022
    Ata de defesa assinada:

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  • Em vista das alterações na composição da matriz energética e o aumento gradativo da demanda por energia elétrica, são incentivados estudos de técnicas para mitigação das perdas técnicas em sistemas de potência. Assim, considerando o custo-benefício das soluções existentes no mercado, observa-se o redespacho de geração como sendo uma solução mais difundida. Contudo, a técnica de Chaveamentos Corretivos apresenta destaque por proporcionar a redução de custos e um menor tempo de execução, quando comparada ao redespacho de geração. Nesse sentido, o presente trabalho tem por objetivo estabelecer a comparação entre ambas as técnicas, apresentando seus prós e contras e validando os resultados obtidos em duas redes elétricas distintas. Em um primeiro momento, a metodologia desenvolvida para a técnica de Chaveamentos Corretivos seleciona, por meio da Função de Alívio, as variantes mais promissoras a fim de eliminar a sobrecarga em um ramo sobrecarregado, sem provocar sobrecargas em outros ramos. A partir dessa seleção e da execução do fluxo de carga, as variantes são ranqueadas de acordo com as perdas elétricas totais da rede elétrica, optando-se pela variante mais eficiente. Em um segundo momento, para a metodologia do redespacho de geração, propõe-se uma linearização do problema de minimização das perdas elétricas por meio do método de Lagrange e do método do Gradiente. Portanto, utilizando o software de simulação Scilab, serão desenvolvidas duas rotinas - uma para cada técnica - que serão executadas para as redes escolhidas a fim de validar os resultados.


  • Mostrar Abstract
  • In view of the changes in the composition of the energy matrix and the gradual increase in demand for electricity, studies of techniques to mitigate technical losses in power systems are encouraged. Thus, considering the cost-benefit of existing solutions in the market, it is observed the generation redispatch as a more widespread solution. However, the Corrective Switching technique stands out for providing cost reduction and a shorter execution time, when compared to generation redispatching. In this sense, this paper aims to establish a comparison between both techniques, presenting their pros and cons and validating the results obtained in two distinct electric grids. In a first step, the methodology developed for the Corrective Switching technique selects, by means of the Relief Function, the most promising variants in order to eliminate the overload in an overloaded branch, without causing overloads in other branches. From this selection and the execution of the load flow, the variants are ranked according to the total electric losses of the electrical network, choosing the most efficient variant. In a second step, for the generation redispatch methodology, a linearization of the electric losses minimization problem is proposed by means of the Lagrange method and the Gradient method. Therefore, using the simulation software Scilab, two routines will be developed - one for each technique - that will be executed for the chosen networks in order to validate the results.

2
  • PEDRO MATEUS PIMENTA RODRIGUES
  • AVALIAÇÃO DO IMPACTO DE DESCARGAS ATMOSFÉRICAS EM AEROGERADORES UTILIZANDO o ATP

  • Orientador : JOSE TAVARES DE OLIVEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOSE TAVARES DE OLIVEIRA
  • MANOEL FIRMINO DE MEDEIROS JUNIOR
  • RICARDO FERREIRA PINHEIRO
  • THALES AUGUSTO DE OLIVEIRA RAMOS
  • Data: 21/12/2022
    Ata de defesa assinada:

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  • O rápido crescimento da geração de energia eólica vem alinhado à garantia da redução de gases poluentes na atmosfera, sendo uma fonte de energia limpa e renovável com grande potencial de gerar emprego e renda. Esses fatores fazem com que a energia eólica esteja ajustada com os objetivos energéticos nacionais e compõem uma parcela da matriz energética do país. O Brasil é um país de dimensões continentais e possui regiões com incidências elevadas de descargas atmosféricas, neste cenário os impactos causados por descargas atmosféricas em aerogeradores e demais componentes de um parque eólico é um dos temas mais importantes na implementação e operação dos complexos. Além disso diversos parques estão instalados em áreas montanhosas ou de serras que possuem solo com características geofísicas peculiares e alta resistividade, ocasionando além de uma maior exposição a descargas atmosféricas uma dificuldade em relação a garantia de escoamento eficaz de correntes espúrias para o solo. Em alguns casos além do desligamento forçado que ocasiona a indisponibilidade das unidades geradores, a recomposição através de substituição de componentes da máquina pode ser extremamente onerosa, tendo em vista as dimensões e especificidades de alguns componentes. Desta forma o presente trabalho tem como objetivo avaliar os comportamentos dos surtos de tensão ocasionados pelo impacto de descargas atmosféricas em parques eólicos, para isso são utilizados modelos de circuitos equivalentes validados experimentalmente para os diversos componentes do aerogerador, pás, torre, sistemas de conexão mecânica e elétrica, assim como os aterramentos. Um parque eólico padrão com geradores síncronos conectados à rede de transmissão será utilizado para avaliação dos níveis de tensão ocasionados pela incidência de descargas atmosféricas em diversos pontos do sistema. As simulações serão realizadas com ATP (Alternative Transients Program), através de sua interface gráfica o ATPdraw. Durante as simulações, modificações em parâmetros específicos são realizadas para averiguação do comportamento do sistema durante o transitório ocasionado pelo impacto da descarga atmosférica, para que assim possa ser avaliado cenários que possibilitem a validação e proposição de melhorias no que diz respeito a resposta à surtos de tensão atmosféricos. 


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  • The rapid growth of wind power generation is aligned with the guarantee of reducing polluting gases in the atmosphere, being a source of clean and renewable energy with great potential to generate employment and income. These factors make wind energy in line with national energy goals and make up a portion of the country's energy matrix. Brazil is a country of continental dimensions and has regions with high incidences of lightning strike, in this environment the impacts caused by lightning strike in wind turbines and other components of a wind farm is one of the most important issues in the implementation and operation of the complexes. In addition, several parks are installed in mountainous areas or mountain ranges that have soil with peculiar geophysical characteristics and high resistivity, causing, in addition to greater exposure to lightning strike, a difficulty in ensuring effective flow of spurious currents to the soil. In some cases, in addition to the forced shutdown that causes the generating units to be unavailable, the recomposition through the replacement of machine components can be extremely expensive, given the dimensions and specificities of some components. In this way, the present work aims to analysis the behavior of voltage surges caused by the impact of lightning strike in wind farms, for which experimentally validated equivalent circuit models are used for the various components of the wind turbine, blades, tower, mechanical connection systems, and electrical, as well as the grounds. A standard wind farm with synchronous generators connected to the transmission network will be used to assess the voltage levels caused by the incidence of lightning at various points in the system. The simulations will be performed with ATP (Alternative Transients Program), through its graphical interface ATPdraw. During the simulations, changes in specific parameters are carried out to investigate the behavior of the system during the transient caused by the impact of lightning, so that scenarios that allow the validation and proposition of improvements about the response to lightning surges can be evaluated.

3
  • PAULO RAMON OLIVEIRA DE LIMA
  • Projeto de Software Computacional para a Análise do Consumo Ótimo em Redes de Distribuição de Energia Elétrica e a Eficiência de seu Faturamento.

  • Orientador : MAX CHIANCA PIMENTEL FILHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MAX CHIANCA PIMENTEL FILHO
  • ARRHENIUS VINICIUS DA COSTA OLIVEIRA
  • JOSE LUIZ DA SILVA JUNIOR
  • MARIO ORESTES AGUIRRE GONZALEZ
  • HUMBERTO DIONISIO DE ANDRADE
  • Data: 22/12/2022
    Ata de defesa assinada:

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  • Com o aumento do número de geradoras de energia renováveis e da comercialização de energia, observa-se a tendência disruptiva do modelo atual da gestão de energia no setor elétrico brasileiro. Anteriormente adquirida de forma exclusiva das geradoras estatais e repassadas aos consumidores através das suas distribuidoras, a energia elétrica no Brasil passa a ser passível de comercialização entre auto-produtores, produtores independentes, geradores, comercializadores, consumidores livres e consumidores especiais no mercado livre de energia brasileiro. Status quo que proporciona foco das atividades das distribuidoras na manutenção, operacionalização e desenvolvimento das redes de distribuição, além de um ambiente de comercialização pluralizada de energia elétrica. Este cenário comercial movimenta a economia no setor elétrico brasileiro por meio da prestação de novos serviços como os de gestão personalizada do consumo e produção de energia elétrica para os consumidores. Neste contexto, a aquisição de energia elétrica incentivada como fonte para o consumo das necessidades energéticas, as metas climáticas estabelecidas na Contribuição Nacionalmente Determinada (NDC) do Brasil para o acordo de Paris, assim como a adoção de estratégias para o consumo consciente de energia, justificam o desenvolvimento de instrumentos para o consumo ótimo de energia elétrica e a obtenção da máxima eficiência de seu faturamento aos grandes consumidores. Para subsidiar tais mudanças e maximizar seus benefícios, surgem níveis avançados de automação, apoiando o gerenciamento do desempenho das redes elétricas de distribuição com maior capacidade de apoio à operação e supervisão em tempo real das unidades consumidoras. Nesta conjuntura, o objetivo deste trabalho é o desenvolvimento da base científica necessária para a implementação de soluções tecnológicas direcionadas ao problema da gestão eficiente dos recursos energéticos das unidades consumidoras alimentadas pelas distribuidoras brasileiras.


  • Mostrar Abstract
  • With the increase in the number of renewable energy generators and energy commercialization, there is a disruptive trend in the current model of energy management in the Brazilian electricity sector. The electric energy in Brazil was previously acquired exclusively from state-owned generators and passed on to consumers through their distributors, however, now it can be traded between self-producers, independent producers, generators, traders, free consumers and special consumers in the Brazilian free energy market. Status Quo provides a focus for distributors activities on the maintenance, operation and development of distribution networks, in addition to an environment for the pluralized commercialization of electric energy. This commercial scenario drives the economy in the Brazilian electricity sector through the provision of new services such as personalized management of consumption and production of electricity for consumers. In this context, the acquisition of electrical energy encouraged as a source for the consumption of energy needs, the climate goals established in Brazil’s Nationally Determined Contribution (NDC) to the Treaty of Paris, as well as the adoption of strategies for the conscious consumption of energy, justify the development of instruments for a greater consumption of electric energy, obtaining the maximum efficiency of income to large consumers. To subsidize such changes and maximize their benefits, advanced levels of automation emerge, supporting the performance management of electrical distribution networks with greater capacity to support the operation and real-time supervision of consumer units. In this context, the aim of this work is the development of the scientific base needed for the implementation of technological solutions directed to the management problem of energy resources of the consumer units fed by Brazilian distributors.

2021
Dissertações
1
  • GENILSON COSTA MUNIZ FILHO
  • Estudo de Geração Fotovoltaica Utilizando Módulos Bifaciais.

  • Orientador : ARRHENIUS VINICIUS DA COSTA OLIVEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ARRHENIUS VINICIUS DA COSTA OLIVEIRA
  • JOSE LUIZ DA SILVA JUNIOR
  • RODRIGO PRADO DE MEDEIROS
  • THIAGO DE OLIVEIRA ALVES ROCHA
  • Data: 27/07/2021

  • Mostrar Resumo
  • As usinas fotovoltaicas de geração centralizada são uma realidade na matriz energética
    nacional, sendo impulsionada pela comercialização de energia no mercado regulado a
    partir da Empresa de Pesquisa Energética. Para o cadastramento dos projetos que desejam
    pleitear a venda de energia, faz-se necessária a realização de um estudo de expectativa de
    geração de energia. Nesse cenário, este trabalho propõe a análise de uma tecnologia que
    vem sendo aplicada nos últimos anos para aumentar a eficiência das usinas fotovoltaicas,
    trata-se dos módulos bifaciais, abordando os principais pontos a serem levantados na simulação
    e na aplicação destes módulos em usinas de grande porte. Foi desenvolvida uma
    metodologia do cálculo das perdas de energia de uma usina fotovoltaica até o ponto de
    conexão do empreendimento, por meio do cálculo das perdas horárias, e, como base de
    dados de entrada para essa simulação, foi realizado um arranjo de inversores fotovoltaicos
    simulados no "software" PVsyst. Por fim, é apresentado o dimensionamento dos principais
    equipamentos de uma usina fotovoltaica utilizando módulos bifaciais e a simulação
    desta usina, demonstrando a aplicação da metodologia abordada anteriormente. Dessa
    maneira, é esperado que o trabalho sirva como modelo de consulta para eventuais simulações
    de usinas fotovoltaicas utilizando módulos bifaciais, bem como para o estudo da
    expectativa de geração de uma usina fotovoltaica de grande porte.


  • Mostrar Abstract
  • Centralized generation photovoltaic plants are a reality in the national energy matrix,
    driven by the sale of energy in the regulated market from the Empresa de Pesquisa Energética
    (EPE). For the registration of projects that wish to claim the sale of energy, it is
    necessary to carry out a study of energy generation expectations. In this scenario, this paper
    proposes the analysis of a technology that has been applied in recent years to increase
    the efficiency of photovoltaic plants, called by bifacial modules, approaching the main
    points to be discused in the simulation and application of these modules in large power
    plants.A methodology for calculating energy losses from a photovoltaic plant to the point
    of injection was developed, through the calculation of hourly losses, and, as an input database
    for this simulation, an array of simulated photovoltaic inverters was performed in
    PVsyst software. Finally, the sizing of the main equipment of a photovoltaic plant using
    bifacial modules and the simulation of this plant are presented, proving the application
    of the methodology previously discussed. In this way, it is expected that the work will
    serve as a reference model for possible simulations of photovoltaic plants using bifacial
    modules, as well as for the study of the generation expectation of a large photovoltaic
    plant.

2
  • LEONARDO AUGUSTO DE AQUINO MARQUES
  • Desenvolvimento de um medidor e analisador de energia trifásico portátil com interface via aplicativo móvel

  • Orientador : JOSE ALBERTO NICOLAU DE OLIVEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANTONIO WALLACE ANTUNES SOARES
  • CRISLUCI KARINA SOUZA SANTOS CANDIDO
  • EDUARDO NOGUEIRA CUNHA
  • ERICO CADINELI BRAZ
  • JOSE ALBERTO NICOLAU DE OLIVEIRA
  • Data: 24/11/2021

  • Mostrar Resumo
  • Este trabalho apresenta o projeto, desenvolvimento, calibração e validação de um medidor e analisador de energia trifásico portátil, baseado em duas versões de medidores desenvolvidos, um com o chip da Analog Devices ADE9000, associado e sob a supervisão programável do microcontrolador ESP32, e outro apenas com o microcontrolador ESP32. A escolha pelo ESP32 permite incrementar ao projeto as interfaces Wi-Fi e Bluetooth Low Energy (BLE), criando assim uma comunicação direta com aplicativo móvel. Apresenta-se todo
    o embasamento técnico presente no desenvolvimento, tecnologia utilizada e soluções propostas, bem como, todo o processo e metodologia utilizada para realizar a calibração do medidor, ao se realizar experimentos com uma grande variação de corrente e mantendo o erro medido abaixo de 1%. Além de experimentos de medição de parâmetros como tensão, corrente e potências, os medidores desenvolvidos também apresentam dados de qualidade de energia elétrica, bem como um experimento pratico em campo de comparação entre
    dois medidores desenvolvidos e um medidor comercial. Apresenta-se também a modelagem e o processo de impressão 3D da case do medidor, conectores utilizados, processo de montagem e medição, bem como o desenvolvimento e comunicação do aplicativo móvel desenvolvido exclusivamente para esta aplicabilidade. O medidor e analisador desenvolvido foi testado em bancada a fim de validar todas as funcionalidades desejadas, culminando em um protótipo de hardware e um aplicativo móvel de configuração e leitura dos dados.


  • Mostrar Abstract
  •  

    This work presents the design, development, calibration and validation of a three-phase portable energy meter and analyzer, based on the Analog Devices ADE9000 chip, associated and under programmable supervision of the ESP32 microcontroller. The choice of ESP32 allows the Wi-Fi and Bluetooth Low Energy (BLE) interface to be added to the project, thus creating direct communication with the mobile application. It presents the technical basis present in the development, technology used and proposed solutions, as well as, theentire process and  methodology used to perform the calibration of the meter, when carrying out experiments with wide current variation and keeping the measured error below 1%. It also presents the process of 3D modeling and printing of the meter box, used connectors, assembly and measurement process, as well as the development and communication of the mobile application developed exclusively for this applicability. The developed meter and analyzer was tested on a stand in order to validate all the desired functionalities, culminating in a hardware prototype and a mobile application for configuration and reading of the data.

2020
Dissertações
1
  • LUÍS EDUARDO CARNEIRO DE OLIVEIRA
  • MÉTODO PARA CARACTERIZAÇÃO E ANÁLISE DE PERDAS EM SISTEMAS DE MÉDIA E BAIXA TENSÃO DA DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

  • Orientador : CRISLUCI KARINA SOUZA SANTOS CANDIDO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CRISLUCI KARINA SOUZA SANTOS CANDIDO
  • JOSE LUIZ DA SILVA JUNIOR
  • MAX CHIANCA PIMENTEL FILHO
  • MELINDA CESIANARA SILVA DA CRUZ
  • Data: 12/11/2020

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  • O tema de perdas elétricas tem sido bastante discutido nos últimos anos entre as distribuidoras de energia elétrica no Brasil. Essas perdas correspondem à diferença entre o montante de energia elétrica injetada na rede da distribuidora, e o montante de energia faturada. Parte dessas perdas são as consideradas perdas técnicas, que consistem principalmente na dissipação de energia nos diversos componentes do sistema elétrico, e a outra parte são as consideradas perdas não técnicas, causadas principalmente pelas irregularidades realizadas para registro fraudulento do consumo de energia (considerado crime de furto pelo Código Penal) e por falhas de faturamento. Hoje as concessionárias possuem planos muito robustos para o combate de perdas não técnicas, pois possuem ações de fácil execução e com custos relativamente baixos. Já as ações para redução das perdas técnicas, por necessitarem de um maior investimento e intervenção na rede, têm prioridade menor para as concessionárias de distribuição de energia elétrica. Este trabalho tem foco nas perdas técnicas, visando à implementação de ações mais rápidas para a redução das perdas técnicas nos segmentos de média e baixa tensão de um sistema elétrico de potência. Inicialmente é realizada uma revisão bibliográfica sobre os principais tópicos relacionados às perdas de energia elétrica. Em seguida, o trabalho parte para uma quantificação de perdas técnicas em vários segmentos do nosso sistema de distribuição de energia, seguindo o que consta no Módulo 07 dos Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional (PRODIST). Por último, são propostas ações que provocam a redução das perdas quantificadas no presente trabalho. Além disso, é estimado o impacto positivo em energia e receita, com a redução das perdas técnicas, comprovando a viabilidade dessas ações.  

    O tema de perdas elétricas tem sido bastante discutido nos últimos anos entre as distribuidoras de energia elétrica no Brasil. Essas perdas correspondem à diferença entre o montante de energia elétrica injetada na rede da distribuidora, e o montante de energia faturada. As perdas em sistemas de potência podem ser divididas em duas parcelas: uma delas é a técnica, que consiste principalmente na dissipação de energia nos diversos componentes do sistema elétrico, e a outra a não técnicas, causadas principalmente as irregularidades realizadas para registro a menor do consumo de energia. Hoje as concessionárias possuem planos bastante robustos para o combate de perdas não técnicas, pois possuem ações de fácil execução e com custos relativamente baixos. Enquanto isso, as ações para redução das perdas técnicas, por necessitarem de um maior investimento e intervenção na rede, acabam por não ser prioridade nas distribuidoras. Assim, o presente trabalho realiza um estudo que viabiliza a implantação de ações ágeis para a redução das perdas técnicas nos segmentos de média e baixa tensão do sistema elétrico de potência. Inicialmente é realizada uma revisão bibliográfica sobre os principais tópicos relacionados às perdas de energia elétrica. Em seguida, o trabalho parte para uma quantificação de perdas técnicas em vários segmentos do nosso sistema de distribuição de energia, seguindo o que consta no módulo 7 dos Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional(PRODIST). Por último, são propostas ações que provocam a redução das perdas quantificadas no presente trabalho. Além disso, é estimado o impacto positivo em energia e receita, com a redução das perdas técnicas, comprovando a viabilidade dessas ações.


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  • The topic of electrical losses has been widely discussed in recent years among electricity distributors in Brazil. These losses correspond to the difference between the amount of electricity injected into the distributor's network, and the amount of energy billed. Part of these losses are considered technical losses, which consist mainly of the dissipation of energy in the various components of the electrical system, and the other part are considered non-technical losses, caused mainly by irregularities carried out for fraudulent registration of energy consumption (considered a crime of theft by the Penal Code) and billing failures. Today, concessionaires have very robust plans for combating non-technical losses, as they have actions that are easy to execute and have relatively low costs. Actions to reduce technical losses, since they require greater investment and intervention in the network, have a lower priority for electricity distribution concessionaires. This work focuses on technical losses, aiming to implement faster actions to reduce technical losses in the medium and low voltage segments of an electrical power system. Initially, a bibliographic review is carried out on the main topics related to electricity losses. Then, the work starts with a quantification of technical losses in various segments of our energy distribution system, following what is contained in Module 07 of the Electricity Distribution Procedures in the National Electric System (PRODIST). Finally, actions are proposed that reduce the losses quantified in the present work. In addition, the positive impact on energy and revenue is estimated, with the reduction of technical losses, proving the viability of these actions.

2
  • ARIEL SULLIVAN LINS PATRIOTA
  • Utilização de Energia Eólica com Transmissão Hidrostática Acoplada ao Regulador Eletromagnético de Frequência

  • Orientador : RICARDO FERREIRA PINHEIRO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • RICARDO FERREIRA PINHEIRO
  • JOSE TAVARES DE OLIVEIRA
  • MANOEL FIRMINO DE MEDEIROS JUNIOR
  • GABRIEL IVAN MEDINA TAPIA
  • THALES AUGUSTO DE OLIVEIRA RAMOS
  • Data: 02/12/2020

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  • Este trabalho apresenta uma alternativa de aproveitamento de energia eólica com um Regulador
    Eletromagnético de Frequência (REF) acoplado a uma transmissão hidrostática composta de
    bomba volumétrica rotativa a pistão de deslocamento fixo e motor hidráulico a pistão de
    deslocamento variável; os quais estão associados a uma turbina de eixo horizontal, um inversor de
    frequência bidirecional e uma fonte secundária de energia, num sistema hibridizado. Empregouse a linearização por realimentação como técnica de controle do deslocamento do motor e
    desenvolveu-se um algoritmo de predição do regime permanente das rotações da armadura e
    do campo eletromagnético. Um projeto de 5 kW foi simulado em plataforma Scilab, com as
    combinações de carga fixa ou variável e velocidade do vento fixa ou variável. Os resultados
    indicaram que o sistema foi capaz de suprir a carga do gerador, adaptando-se às flutuações de
    velocidade do vento. A possibilidade de armazenamento da energia eólica através do inversor
    também foi comprovada. O sistema pode acumular energia em baterias nos regimes de ventos
    mais velozes, a ser utilizada como fonte suplementar quando a potência turbinada for inferior à
    solicitada pela carga. Isso demonstra que o REF, em conjunto com a fonte hibridizada, possibilita
    que sistemas eólicos operem isolados da rede, com tensão senoidal, amplitude e frequência
    garantidas.



  • Mostrar Abstract
  • The electromagnetic frequency regulator (REF) is a versatile machine that can be combined in several energy systems. In the present work, a scheme to use wind energy using the REF is proposed, with emphasis on the modeling of its main components: the horizontal axis wind turbine, a hydrostatic transmission composed of axial radial piston pump and axial piston engines, both with variable displacement, in addition to the REF itself.

2019
Dissertações
1
  • JOAO PABLO SANTOS DA SILVA
  • MODELO DE SISTEMA DE AUTOMAÇÃO APLICADO À OPERAÇÃO DE REDES DE ABASTECIMENTO HÍDRICO

  • Orientador : JOSE LUIZ DA SILVA JUNIOR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOSE ALBERTO NICOLAU DE OLIVEIRA
  • JOSE LUIZ DA SILVA JUNIOR
  • RAFAEL NUNES DE ALMEIDA PRADO
  • Data: 17/05/2019

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  • Este trabalho apresenta a implementação de um sistema de automação para operação de redes de abastecimento hídrico presentes na Companhia de Águas e Esgotos do Rio Grande do Norte (CAERN), através da utilização de instrumentação adequada para monitoramento das variáveis de campo, unidades de controle para otimização do sistema de abastecimento, telemetria de dados, implantação de sistema supervisório e proposta de um método para detecção de anomalias hidráulicas. O desenvolvimento do projeto proposto tomou como base conceitos de cidades inteligentes para o estabelecimento de um controle sustentável e gestão eficiente, além da utilização de redes industriais. Para o incremento da eficiência operacional o trabalho aborda o desenvolvimento de um sistema embarcado inteligente para detecção de anomalias hidráulicas que utiliza a transformada wavelet. A partir de sua implementação será possível observar melhorias na operação do sistema, permitindo tomadas de decisão mais rápidas com base em variáveis monitoradas em tempo real, bem como a geração de informações até então desconhecidas tendo em vista o baixo índice de instrumentação atual e ausência da telemetria de dados.


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  • This work presents the implementation of an automation system for the operation of water supply networks present at the Companhia de Águas e Esgotos do Rio Grande do Norte (CAERN), through the use of adequate instrumentation to monitor the field variables, control units for optimization of the supply system, data telemetry, implementation of supervisory system and the proposal of a method for detecting hydraulic anomalies. The development of the project was based on concepts of intelligent cities for the establishment of sustainable control and efficient management, in addition to the use of industrial networks. In order to increase the operational efficiency, the work addresses the development of an intelligent embedded system for the detection of hydraulic anomalies that uses the wavelet transform. From the implementation it was possible to observe a substantial improvement in the operation of the system, allowing faster decision making based on variables monitored in real time. In addition to the generation of information that was not known due to the low index of initial instrumentation and absence of data telemetry.

2
  • JOAO MARIA VITAL DE PAIVA
  • PROPOSTA DA NOVA TOPOLOGIA DA REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE MÉDIA TENSÃO DO CAMPUS CENTRAL DA UFRN A PARTIR DA ENTRADA EM OPERAÇÃO DA SUBESTAÇÃO 69 KV.

  • Orientador : ARRHENIUS VINICIUS DA COSTA OLIVEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ARRHENIUS VINICIUS DA COSTA OLIVEIRA
  • JOSE LUIZ DA SILVA JUNIOR
  • MARCOS ANTONIO DIAS DE ALMEIDA
  • RODRIGO PRADO DE MEDEIROS
  • Data: 26/06/2019

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  • Nos últimos anos, a Universidade Federal do Rio Grande do Norte – UFRN tem passado por um processo de desenvolvimento e crescimento, com a construção de novos prédios e laboratórios em seu Campus Central. Com isso, torna-se necessária uma adequação na rede de alimentação para que possa atender adequadamente a nova demanda. Este trabalho tem o objetivo inicial de analisar a topologia atual do sistema de distribuição do Campus Central da UFRN e, em seguida, propor um projeto de reconfiguração da rede de distribuição, para que uma eventual interrupção de energia na rede atinja um menor número de consumidores possíveis. São realizadas simulações computacionais com o intuito de analisar a atual situação da rede de distribuição em caso de defeito e, a partir daí, realizar o projeto de reconfiguração. Serão propostos dois modelos de rede, ambos respeitando o Plano Diretor do Campus Central – PD Campus, que tem o intuito de apresentar alternativas para repor as eventuais cargas ilhadas devido a um defeito ou a uma manutenção na rede.


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  • In recent years the Federal University of Rio Grande do Norte - UFRN has undergone a process of development and growth, with the construction of new buildings and laboratories in its Central Campus. With this, it becomes necessary to adjust the energy distribution network so that it can adequately satisfy the new demand. This work has the initial objective of analyzing the current topology of the energy distribution network of the UFRN Central Campus, and then proposes a reconfiguration of the energy distribution network so that any interruption of energy in the network reaches the smallest number of possible consumers. Computational simulations will be performed in order to analyze the current situation of the energy distribution network in case of a defect and, from there, to carry out the reconfiguration project. Two models will be proposed, both respecting the “Plano Diretor do Campus Central – PD Campus”, which has the intention of presenting alternatives to recover the possible loads due to a defect or maintenance in the network.

3
  • GERFFESON ALMEIDA MOURA
  • SISTEMA DE MEDIÇÃO DE CONSUMO E QUALIDADE DA ENERGIA ELÉTRICA COM ACESSO REMOTO.

  • Orientador : JOSE ALBERTO NICOLAU DE OLIVEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CRISLUCI KARINA SOUZA SANTOS CANDIDO
  • ERICO CADINELI BRAZ
  • JOSE ALBERTO NICOLAU DE OLIVEIRA
  • JOSE LUIZ DA SILVA JUNIOR
  • Data: 30/08/2019

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  • Este trabalho consiste no desenvolvimento de um medidor de consumo e qualidade da energia elétrica. O dispositivo ajuda a monitorar os gastos, informa o consumo de cada circuito que compõe a rede elétrica do consumidor, determina os parâmetros de qualidade da energia e registra os surtos ocorridos. Além disso, permite a identificação de maneira remota, através da internet, do consumo de energia elétrica dos diversos equipamentos conectados nesses circuitos. Esse trabalho apresenta um simples e funcional método não intrusivo para se medir o consumo de energia elétrica, de tal forma que pode ser aplicado em programas de eficiência energética, sendo portando, a interface que alimenta o consumidor com informações sobre os gastos das diversas cargas.


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  • This work consists of the development of a meter of consumption and quality of electric energy. The device helps the consumer to monitor their spending, informs the consumption of each circuit that makes up the household electrical grid, determines the power quality parameters and records the outbreaks. In addition, allow the remote identification, through the internet, of the electric energy consumption of the various equipment connected in these circuits. This work presents a simple and functional non-intrusive method to measure the consumption of electric energy, so that it can be applied in energy efficiency programs, being the interface that feeds the consumer with information on the expenses of the various loads.

4
  • THALES BRUNO COSTA DE AZEVEDO
  • OTIMIZAÇÃO DA DEMANDA CONTRATADA DE ENERGIA ELÉTRICA UTILIZANDO ALGORITMOS GENÉTICOS.

  • Orientador : MAX CHIANCA PIMENTEL FILHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALDAYR DANTAS DE ARAUJO JUNIOR
  • CRISLUCI KARINA SOUZA SANTOS CANDIDO
  • JOSE LUIZ DA SILVA JUNIOR
  • MAX CHIANCA PIMENTEL FILHO
  • Data: 12/09/2019

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  • Para os consumidores atendidos em Tensão superior a 2,3 kV, conhecidos como Grupo A, o valor da demanda de potência ativa a ser contratado com a concessionária de distribuição de energia elétrica passa a ser um dos fatores de peso significativo no valor final da fatura mensal. Em momentos em que os recursos são escassos, a escolha vantajosa dessa demanda, bem como da modalidade tarifária mais adequada, precisará ser feita de tal forma que a potência e a energia solicitadas estejam disponíveis sem custos adicionais, e o valor a ser pago seja o mínimo possível. Este trabalho apresenta uma proposta de otimização por meio de algoritmos genéticos, aplicada ao problema da contratação de demanda de potência ativa, encarado pelos clientes do Grupo A, enquadrados na modalidade tarifária horária azul, em que é necessário ser contratado um montante de demanda no posto horário de ponta e outro no posto horário fora de ponta. Os dados utilizados neste trabalho foram os valores das demandas medidas disponibilizadas pelo campus central da Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Simulações foram feitas, considerando o histórico de suas faturas de energia elétrica, desde a entrada em operação de sua subestação particular de 69/13,8 kV, quando se deu início o faturamento nesta nova modalidade tarifária. Os resultados foram comparados com os custos devido aos valores atuais de demanda contratada, e mostraram que o modelo de otimização com algoritmos genéticos é uma boa ferramenta para se determinar o valor ótimo de demanda a ser contratada.


  • Mostrar Abstract
  • A diagnosis of the consumption and quality of the electrical energy of the university campus of UFRN is carried out with the objective of proposing alternatives aiming at the reduction of spending with electricity. Sectors with various characteristics were selected to carry out the case study. As the main criterion of choice was required the existence of the system supervisory CCK enabled in the food of the sector, as a way of acquiring all the information necessary to the study. The larger problems of each sector were raised and proposals to mitigate the problems were carried out, with the reduction of the cost of energy the ultimate goal. The results show that several are the existing problems, but at the same time, alternatives to the solution are possible and able to lead to the reduction of consumption.

5
  • ALLAN DAVID SILVA DA COSTA
  • "APLICAÇÃO WEB PARA MONITORAMENTO DE PARÂMETROS ELÉTRICOS DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS"

  • Orientador : MARCOS ANTONIO DIAS DE ALMEIDA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOSE ALBERTO NICOLAU DE OLIVEIRA
  • JOSE LUIZ DA SILVA JUNIOR
  • MARCOS ANTONIO DIAS DE ALMEIDA
  • RODRIGO PRADO DE MEDEIROS
  • Data: 18/11/2019

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  • A energia renovável já é uma realidade no Brasil e cada vez mais se tem registros da implantação de parques eólicos e sistemas fotovoltaicos alicerçando o desenvolvimento nacional no que diz respeito à disponibilidade de energia elétrica. Este fato vem sendo impulsionado pelas crescentes pesquisas e desenvolvimento de materiais e equipamentos mais eficientes, bem como com a criação e a atualização de normas e padrões que tem como intuito fomentar o uso dessas tecnologias. Sendo assim, a proposta deste trabalho é a criação de uma aplicação WEB associada a um sistema microcontrolado, acessada pela rede mundial de computadores, que possibilita o usuário acompanhar a geração de energia do seu sistema fotovoltaico, propiciando uma gestão eficiente do mesmo e das faturas a serem geradas. Esta aplicação será desenvolvida em linguagem de programação PHP, que servirá como uma interface homem-máquina, onde serão mostrados os dados oriundos de um hardware desenvolvido conjuntamente com a aplicação, que conterá todos os sensores necessários para a captação de grandezas elétricas e ambientais. Os valores coletados da planta solar poderão ser armazenados em diversos pontos como o banco de dados do sistema. A partir desses dados, será possível comparar as grandezas elétricas, como a energia gerada com os dados do ambiente que o sistema estudado estará instalado. Pois há uma íntima relação entre esses valores e isso permitirá saber se o sistema foi bem projetado, ou por exemplo, quais meses o sistema fotovoltaico é mais eficiente sob a ótica da influência da temperatura e, adicionalmente, quais os locais são mais propícios para a instalação de um sistema FV. Além disso, esta aplicação poderá ser utilizada em indústrias que possuam sistemas fotovoltaicos instalados em suas dependências, já que as informações que serão disponibilizadas pela aplicação, poderão atender alguns setores da empresa como: manutenção, ao verificar a eficiência da geração de energia da planta do sistema; e financeiro, a partir dos dados obtidos, observar se realmente o sistema está sendo eficiente na redução dos custos de energia.


  • Mostrar Abstract
  • Renewable energy is already a reality in Brazil and there are more and more records of the implementation of wind farms and photovoltaic systems supporting the national development regarding the availability of electricity. This fact has been driven by the growing research and development of more efficient materials and equipment, as well as the creation and updating ofnormsandstandardsaimedatpromotingtheuseofthesetechnologies. Thus,thepurpose of this work is the creation of a WEB application associated with a microcontrolled system, accessed by the world wide web, which enables the user to monitor the power generation of his photovoltaic system, providing efficient management of the same and invoices. to be generated. This application will be developed in PHP programming language, which will serve as a human-machine interface, where will be shown the data from a hardware developed jointly with the application, which will contain all the sensors necessary to capture electrical and environmental quantities. The solar plant collection values can be stored at various points such as the system database. From these data, it will be possible to compare the electrical quantities, such as the energy generated with the environmental data that the studied system will be installed. Because there is a close relationship between these values and this will let you know if the system was well designed, or for example, which months the photovoltaic system is most efficient from the perspective of the influence of temperature and, additionally, whichlocationsaremostsuitableforinstallationofaPVsystem. Inaddition, this application may be used in industries that have photovoltaic systems installed on their premises, since the information that will be provided by the application may serve some sectors of the company such as: maintenance, by checking the power generation efficiency of the plant. system; and financial, from the data obtained, to see if really the system is being efficient in reducing energy costs.

6
  • ÊNIO VALE DE OLIVEIRA CUNHA
  • Projeto e Análise de Filtros Harmônicos para utilização em Subestação da UFRN

  • Orientador : CRISLUCI KARINA SOUZA SANTOS CANDIDO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CRISLUCI KARINA SOUZA SANTOS CANDIDO
  • JACQUES COUSTEAU DA SILVA BORGES
  • MAX CHIANCA PIMENTEL FILHO
  • Data: 10/12/2019

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  • O presente trabalho trata da implementação e simulação no software PSIM® dos três mais comuns tipos de filtros para harmônicos de corrente, que são o filtro passivo, ativo, usando a topologia Split-capacitor e o método SRF, e hibrido, na subestação do CTEC (Complexo Tecnológico de Engenharia) na UFRN a fim de melhorar os resultados obtidos na análise de harmônicos registrados em equipamentos analisadores de energia e baseando-se nesses resultados escolher o melhor tipo de filtro para essa determinada situação. Além disso é feito o dimensionamento dos compensadores do filtro ativo e passivo, e uma análise geral do sistema abordado com o intuito de se simular o sistema mais realista possível.


  • Mostrar Abstract
  • The present work deals with the implementation and simulation in PSIM® software of the three most common types 
    of current harmonic filters, which are the passive, active filter, using the split-capacitor topology and the SRF method,
     and hybrid, in the CTEC substation. (Engineering Technological Complex) at UFRN in order to improve the results 
    obtained in the harmonic analysis recorded in energy analyzer equipment and based on these results choose the 
    best filter type for this particular situation. In addition, the active and passive filter compensators are dimensioned, 
    and a general system analysis approached to simulate the most realistic system possible.

     
7
  • ENIR DIAS NETO
  • Concepção de um Dispositivo de Monitoramento e Atuação para Sistemas de Proteção em Baixa Tensão

  • Orientador : ARRHENIUS VINICIUS DA COSTA OLIVEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ARRHENIUS VINICIUS DA COSTA OLIVEIRA
  • JOSE ALBERTO NICOLAU DE OLIVEIRA
  • MARCOS ANTONIO DIAS DE ALMEIDA
  • RODRIGO PRADO DE MEDEIROS
  • Data: 20/12/2019

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  • Com o avanço das tecnologias de micro geração e o número cada vez maior de usuários destes sistemas, a rede de distribuição de baixa tensão precisa ser cada vez mais robusta para suportar os futuros problemas gerados por estes novos desafios. Os sistemas de proteção elétrica em baixa tensão se resumem, de forma geral, a proteções contra sobrecorrentes, onde os elementos atuadores são formados em sua maioria por dispositivos eletromecânicos. Embora tenham sido apropriados por muito tempo, a inserção de dispositivos não lineares na rede elétrica pode causar alguns distúrbios que serão sensibilizados por dispositivos simples. Entretanto, em sistemas de média e alta tensão existem dispositivos complexos de medição avançados e que possuem uma série de funções para atuação e proteção. O presente projeto visa a construção e implementação de um protótipo de um sistema de proteção para baixa tensão que possua, em parte, funções de proteção que são exclusivas de sistemas de maior tensão. O protótipo usará um microcontrolador ATMEGA 2460 acoplado a uma placa de Arduino do modelo “MEGA”, juntamente com elementos de medição e atuação (TCs, TPs, Shields, Contactor). Espera-se que com a implementação do projeto em um sistema de baixa tensão, o mesmo possa protege-lo com mais eficiência, quando comparado aos sistemas convencionais, e também possa obter um número maior de dados para monitoramento. O protótipo também contará com a função de oscilografia que possibilitará uma análise mais completa dos dados obtidos pelo sistema de proteção. Também contará com um sistema de comunicação bluetooth para comunicação com smartphones, possibilitando uma visualização dos dados em tempo real. O projeto objetiva o mínimo de custo possível, haja vista que um dos objetivos é que sua acessibilidade colabore para que seja implementado no maior número de sistemas possíveis.


  • Mostrar Abstract
  • With the advancement of micro generation technologies and the increasing number of users of these systems, the low voltage distribution network needs to be increasingly robust to withstand the future problems generated by these new challenges. Low voltage electrical protection systems are generally limited to overcurrent protections, where the actuator elements are mostly electromechanical devices. Although they have been appropriate for a long time, the insertion of nonlinear devices into the power grid can cause some disturbances that will be sensitized by simple devices. However, in medium and high voltage systems there are complex advanced measuring devices that have a number of functions for actuation and protection. This project aims at the construction and implementation of a prototype low voltage protection system that has, in part, protective functions that are unique to higher voltage systems. The prototype will use an ATMEGA 2460 microcontroller coupled to an Arduino “MEGA” model board, along with measurement and actuation elements (TCs, TPs, Shields, Contactor). It is hoped that by implementing the project on a low voltage system, it will be able to protect it more efficiently compared to conventional systems, and also to obtain more data for monitoring. The prototype will also have the oscillography function that will allow a more complete analysis of the data obtained by the protection system. It will also have a bluetooth communication system for communication with smartphones, allowing a real time data visualization. The project aims at the least possible cost, since one of the goals is that its accessibility collaborates so that it is implemented in as many systems as possible.

2018
Dissertações
1
  • MARCOS ANTONIO DE ARAUJO SILVA
  • OTIMIZAÇÃO DA PARAMETRIZAÇÃO DE RELÉS EM SISTEMAS RADIAS DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA COM UTILIZAÇÃO DO ALGORITMO GENÉTICO.

  • Orientador : MAX CHIANCA PIMENTEL FILHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ARRHENIUS VINICIUS DA COSTA OLIVEIRA
  • MAX CHIANCA PIMENTEL FILHO
  • RODRIGO PRADO DE MEDEIROS
  • Data: 02/05/2018

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  • As concessionárias de energia buscam hodiernamente ampliar e modernizar os sistemas elétricos de potência frente as novas demandas dos consumidores e exigências estabelecidas pela ANELL. A proteção de sistemas elétricos tem o papel fundamental na manutenção deste sistema e no controle de seus indicadores. Sistemas de distribuição possuem diversas particularidades físicas e técnicas, como o tempo de operação dos dispositivos, fluxos de cargas e níveis de curtos circuitos. Diante da grande diversidade destes sistemas, a construção de um algoritmo computacional que auxilie nos procedimentos matemáticos de parâmetros do sistema, ou ainda que, gere uma prévia configuração automática dos dispositivos é necessária frente a ampla demanda ofertada aos engenheiros de proteção. O algoritmo foi modelado inicialmente no intuito de determinar as correntes de curto-circuito em cada dispositivo de proteção primária, assim como, calcular as correntes mínimas de atuação das unidades de sobrecorrente temporizada e os ajustes de temporização dos relés. Devido ao grande universo de possibilidades de ajustes oferecidos pelo código, foram utilizadas técnicas da biologia evolutiva, no intuito de escolher nesta população de possibilidades o indivíduo que torne a parametrização deste sistema otimizada. Se na primeira geração o indivíduo escolhido não condizer com a função ótima, esta população será evoluída a partir dos procedimentos de seleção natural, cruzamento e mutação dos indivíduos, presentes nas técnicas de evolução utilizada no algoritmo. Espera-se que a codificação genética quando aplicadas nos dispositivos microprocessados com característica de intervalo de tempo adequado segundo as normas, o algoritmo se mostre eficiente e estável. Já, para os circuitos alimentadores onde a temporização dos equipamentos esteja inadequada para um estudo fidedigno de coordenação e seletividade, será sugerida uma mudança dos parâmetros de temporização inicial. Caso o tempo de operação absoluto do alimentador seja minimizado o procedimento realizado pelo algoritmo será considerado válido e a configuração apresentada ao final será a melhor entre todas da população.


  • Mostrar Abstract
  • Power concessionaires are now seeking to expand and modernize power systems in the face of new consumer demands and requirements established by ANELL. The protection of electrical systems plays a fundamental role in the maintenance of this system and in the control of its indicators. Distribution systems have several physical and technical characteristics, such as the operating time of the devices, load flows and short circuit levels. In view of the great diversity of these systems, the construction of a computational algorithm that assists in the mathematical procedures of system parameters, or even that, generate a previous automatic configuration of the devices is necessary in view of the wide demand offered to the protection engineers. The algorithm was initially modeled in order to determine the short circuit currents in each primary protection device, as well as to calculate the minimum currents of operation of the time overcurrent units and the timing adjustments of the relays. Due to the great universe of possibilities of adjustments offered by the code, evolutionary biology techniques were used, in order to choose in this population of possibilities the individual that makes the parameterization of this optimized system. If in the first generation the chosen individual does not match the optimal function, this population will be evolved from the procedures of natural selection, crossing and mutation of the individuals, present in the evolutionary techniques used in the algorithm. It is expected that genetic coding when applied to microprocessor devices with appropriate time interval characteristics according to standards, the algorithm is efficient and stable. However, for feeder circuits where the equipment timing is inadequate for a reliable study of coordination and selectivity, a change of the initial timing parameters will be suggested. If the absolute operation time of the feeder is minimized the procedure performed by the algorithm will be considered valid and the configuration presented at the end will be the best among all the population.

2
  • ÍTALO JOSÉ LOPES DE ALMEIDA
  • ANÁLISE DA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ATRÁVES DA BIOMASSA DA CANA-DE-AÇÚCAR: UM ESTUDO DE CASO

  • Orientador : MAX CHIANCA PIMENTEL FILHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOSE LUIZ DA SILVA JUNIOR
  • MAX CHIANCA PIMENTEL FILHO
  • NEILTON FIDELIS DA SILVA
  • Data: 30/05/2018

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  • A produção de energia elétrica é uma atividade de grande importância no planejamento do crescimento de qualquer economia no mundo. O Brasil possui, em relação às outras nações, a vantagem de poder planejar sua matriz energética utilizando grandes quantidades de fontes renováveis. Uma delas, focalizada neste trabalho, é a biomassa da cana-de-açúcar, a qual através da cogeração contribui para o fortalecimento da matriz brasileira. Apesar de há muito tempo disponível, observa-se que esta fonte tem sido pouca utilizada para a geração comercial de energia elétrica. O Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia (PROINFA), instituído pelo Governo Federal em 2002, hoje extinto, e o surgimento do mercado de créditos de carbono, impulsionado pelo Protocolo de Kyoto, ajudaram este quadro na ultima década, fazendo com que a biomassa da cana-de-açúcar fosse utilizada de forma mais intensa, tornando-se um importante componente na matriz energética brasileira. Esta dissertação analisam os dados de moagem, a quantidade de energia elétrica gerada, exportada, entre outros, de uma usina sucroalcooleira que comercializa energia no ambiente de contratação regulada (ACR) e no ambiente de contratação livre (ACL), a partir do bagaço da cana-deaçúcar. O trabalho também verificou que só com a utilização do bagaço como combustível a energia acordada com as concessionarias de energia não era atingida todos os anos, devido à instabilidade na produção de cana de açúcar. Para resolver o problema, neste trabalho estudase a viabilidade da utilização da palha em conjunto com o bagaço da cana, aumentando-se a quantidade de combustível queimado na caldeira e consequentemente a geração de energia. Conclui-se, que o bagaço e a palha juntos como combustíveis para usina estudada teriam um ganho e tanto na energia exportada, como no cumprimento da meta, além de um lucro considerável com a venda excedente de energia elétrica.


  • Mostrar Abstract
  • The production of electric power constitutes a major part of the economic growth plan
    of any nation. Relative to other nations, Brazil possesses key advantages since the
    design of its energetic matrix can be based on abundant renewable sources. One such
    source, the focus of this work, is the biomass of the sugar cane, which is used in the
    cogeneration of power that strengthens the Brazilian matrix. Although long available,
    note that this source of energy has been underutilized in the commercial production and
    distribution of electric power. The Program for the Incentive of Alternative Energy
    sources (Programa para of Incentivo `as Fontes Alternativas de Energia, PROINFA),
    established by the Federal Government in 2002, but extinct today, and the rise of market
    for carbon credits triggered by the Kyoto Protocol, improved the situation in the last
    decade. Indeed, during this period, the sugar-cane biomass has been used more
    intensely, emerging as an important component of the Brazilian energetic matrix. This
    dissertation analyzes data related to the harvest/milling and the amount of electric power
    exported from a sugar-cane alcohol based thermoelectric plant that sells electric power
    in an environment of regulated contraction (ERC) and in an environment of free
    contraction (EFC), which is derived from sugar-cane bagasse. It was verified that using
    the bagasse as the sole source of fuel, it was not possible to supply the yearly amount of
    power that had been agreed upon with various electrical power companies. Therefore,
    new calculation were made to add the straw with the bagasse to increase the power
    production at the end of the cycle. It is concluded that the combined bagasse-straw used
    as the fuel for the plant would provide a significant increased to the exported power,
    achieving the annual goals, and considerably increasing the profits due to the sale of
    electric power.

3
  • JAQUELINE PEREIRA DA SILVA
  • PROJETO DE MODERNIZAÇÃO DO SISTEMA DE MEDIÇÃO E CONTROLE DE ENERGIA DO CAMPUS CENTRAL DA UFRN

  • Orientador : MARCOS ANTONIO DIAS DE ALMEIDA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MARCOS ANTONIO DIAS DE ALMEIDA
  • JOSE LUIZ DA SILVA JUNIOR
  • FRED SIZENANDO ROSSITER PINHEIRO
  • JOABSON NOGUEIRA DE CARVALHO
  • Data: 19/06/2018

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  • Este trabalho consiste no desenvolvimento de um projeto de modernização do sistema de medição e controle de energia elétrica do campus central da UFRN. Atualmente a universidade dispõe de um sistema de medição de grandezas elétricas, composto por 76 equipamentos, que atendem à diversas edificações, instalados nos alimentadores elétricos. Uma parte dos equipamentos de medição encontra-se em funcionamento e outra parte danificada ou sem comunicação com o Centro de Operação e Informação – COI, alocado na DIMAN. No presente projeto, esforços serão direcionados para avaliação e diagnóstico do sistema de gerenciamento de energia elétrica, existente, Realocação e dimensionamento para os prédios não atendidos e projeção da rede de comunicação com uso de uma Rede óptica Passiva Gigabit - GPON. Ao final, será disponibilizado um projeto detalhado da rede de comunicação e medição, memorial descritivo e planilha com previsão de custos para modernização do sistema. Com a execução do projeto, a universidade disporá de uma ferramenta valiosa de gerenciamento, que enviará as informações em tempo real, para o COI, o que permite o controle, a gestão e a setorização do consumo de energia elétrica. Tal setorização permite ainda, o rateio de custos, a análise de demanda e a qualidade de energia. O que facilitará, sobremaneira, o processo de implementação de eficiência energética e a consequente redução nas despesas de energia elétrica do Campus.


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  • This work consists in the development of a project to modernize the energy measurement and control system of the central campus of UFRN, using the industrial fiber optic network for data communication. Currently the university has a system of measuring consumption and the phenomena that influence the quality of energy, composed of 76 equipment, which attend to various buildings, linked to the electrical feeders of these buildings. A percentage of the measuring equipment is in operation and another part damaged or not communicated with the OIC-Operation and Information Center. In the present project, the efforts will be directed to evaluation and diagnosis of the measurement and control equipment, existing means of communication, design for the buildings not served and complementation of the data network. At the end, a descriptive memorial and cost forecast will be made available for system modernization. With the execution of the project, the university will have a valuable management tool that will send the information in real time to OIC, allowing control, management and sectorization of electric energy consumption. This can be carried out by apportioning costs, analyzing demand, quality of energy and saving by reducing costs.

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  • FRANCISCO DAVID MOTA SILVA
  • PROJETO DE UMA MINIUSINA SOLAR FOTOVOLTAICA PARA O CENTRO DE INTENDÊNCIA DA MARINHA EM NATAL (CeIMNa)

  • Orientador : RICARDO FERREIRA PINHEIRO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOSE TAVARES DE OLIVEIRA
  • RICARDO FERREIRA PINHEIRO
  • GABRIEL IVAN MEDINA TAPIA
  • RENATO SAMUEL BARBOSA DE ARAÚJO
  • Data: 05/07/2018

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  • O presente projeto foi elaborado para geração de energia elétrica através do uso da fonte solar.
    Devido a crescente demanda energética das instituições militares e a necessidade de modelos
    de consumo de energia que demandem menos recursos financeiros o trabalho propõe uma
    redução dos gastos com energia elétrica através da instalação de uma miniusina solar
    fotovoltaica conectada à rede de energia elétrica da concessionária local. É dimensionado um
    sistema de geração solar fotovoltaico para o autoconsumo de uma unidade piloto, composto
    por um arranjo de painéis fotovoltaicos no qual será possível identificar o perfil da curva de
    carga da unidade em estudo. Para tanto, foi escolhido o Centro de Intendência da Marinha em
    Natal (CeIMNa), em função do espaço físico disponível no território da Base Naval de Natal
    (BNN) e das características favoráveis de sol e ausência de sombras em sua estrutura física. A
    premissa considerada é a autossuficiência energética da edificação utilizando os dados de
    irradiação solar, curva de carga, e de especificações de painéis fotovoltaicos e inversores, com
    a utilização do
    software PVSOL, chegou-se a uma combinação de equipamentos para atender
    a demanda do CeIMNa. O trabalho segue as diretrizes do projeto CON ENERGIA da Marinha
    do Brasil que se encontra estruturado em três pilares: o Mercado Livre, a Eficiência
    Energética e a Geração Distribuída. Esse sistema possui diversas vantagens, entre elas o
    aproveitamento da energia do sol, a redução da emissão de gases causadores do efeito estufa,
    a redução no valor da fatura de energia elétrica e das perdas elétricas com a transmissão,
    devido à geração estar próxima do consumo. O sistema proposto é projetado para compensar
    todo o consumo de energia elétrica da unidade piloto com potência instalada de 165 kWp. São
    detalhados os componentes básicos do sistema de geração, normas e as diretrizes do trabalho.
    O projeto é composto por memorial de cálculo, pranchas ilustrativas dos painéis e análise da
    viabilidade econômica, a ser registrado no Conselho Regional de Engenharia e Agronomia do
    RN (CREA-RN) como trabalho acadêmico.



  • Mostrar Abstract
  • This work deals with solar photovoltaic generation. Due to the growing energy demand of military institutions and the need for energy consumption models that require less financial resources, the work proposes a reduction of electric energy costs with the installation of a solar photovoltaic mini-plant connected to the electric power grid. A power generation system based on the solar source is designed for the self-consumption of a pilot unit, integrated a power management system in which it will be possible, in the expansion, to identify the profile of the load curve of the unit under study allowing the total management of the measurement point and improvement of the management of the apportionment of energy bills in each Military Organization installed in the territory of BNN (Naval Base of Natal). The premise considered is the energy self-sufficiency of the building using the solar resource as a source of electric energy and thus follow the guidelines of the project CON ENERGIA of the Brazilian Navy that is structured in three pillars: Free Market, Energy Efficiency and Distributed Generation . This system has several advantages, among them the use of solar energy and reduction of greenhouse gas emissions, reduction of electric energy bill and reduction of electric losses with transmission, due to generation being close to consumption . The proposed system is designed to compensate for all pilot power consumption and an installed power of 165 kWp has been established. The basic components of the generation system and a three-dimensional modeling of the generation plant are detailed, as well as an economic feasibility analysis of the project.
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  • JOALE DE CARVALHO PEREIRA
  • PROGRAMA COMPUTACIONAL PARA DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE
    GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DO BIOGÁS, COM APLICAÇÃO
    NA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTOS DO BALDO/CAERN

  • Orientador : RICARDO FERREIRA PINHEIRO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • GABRIEL IVAN MEDINA TAPIA
  • MANOEL FIRMINO DE MEDEIROS JUNIOR
  • PAULO EDUARDO VIEIRA CUNHA
  • RICARDO FERREIRA PINHEIRO
  • Data: 06/07/2018

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  • O presente trabalho foi estruturado em função da grande necessidade de inserção de fontes
    renováveis de geração de energia elétrica na matriz energética mundial, mais especificamente,
    na utilização da energia térmica disponível no biogás. Este uso, além de propiciar a geração de
    energia, agrega benefícios ao meio ambiente, pois, quando não aproveitado, frequentemente o
    biogás é lançado diretamente na atmosfera, sendo muito agressivo ao meio ambiente. Nesta
    proposta, o biogás é utilizado em motores de combustão interna para acionamento de geradores
    elétricos. Como forma de possibilitar um melhor aproveitamento da produção do biogás, foi
    desenvolvido um programa computacional, o SAGGAS. A partir dos dados de vazão
    volumétrica do biogás, suas propriedades e características técnicas da instalação, o SAGGAS
    simula o funcionamento do sistema de geração e determina uma combinação de geradores que
    possibilita maximizar a geração de energia e o retorno financeiro. O programa foi aplicado na
    estação de tratamento de esgotos do Baldo, situada no município do Natal/RN e pertencente à
    Companhia de Águas e Esgotos do Rio Grande do Norte. O potencial de geração e a viabilidade
    econômica do investimento foram determinados, levando-se em consideração os custos
    associados, a energia a ser disponibilizada para a instalação e o excedente que será injetado na
    rede de distribuição.


  • Mostrar Abstract
  • The present work was thought due to the great necessity of insertion of renewable sources of
    electric energy generation in the world energy matrix, more specifically, in the use of the
    available thermal energy in the biogas. This use, in addition to providing energy, adds benefits
    to the environment, because when not used, often biogas is released directly into the
    atmosphere, being very aggressive to the environment. In this proposal, biogas is used in
    internal combustion engines to drive electric generators. As a way to enable a better use of
    biogas production, a software, SAGGAS, was developed. Through the volumetric flow data of
    the biogas, its properties and technical characteristics of the installation, the SAGGAS
    simulates the operation of the generation system and determines a combination of generators
    that allows to maximize the generation of energy and the financial return. The program was
    applied to the Baldowastewater treatment plant, located in the city of Natal/RN and owned by
    the CAERN. The generation potential and economic viability of the investment were
    determined taking into consideration the associated costs, the energy to be made available for
    the installation and the surplus that will be injected into the distribution network.


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  • HEITOR BRENO SILVA BEZERRA
  • Levantamento e Diagnóstico de Sistemas de Refrigeração Ambiental e Propostas de Melhoria de Eficiência Energética para Edifícios do Campus Central da UFRN

  • Orientador : JOSE LUIZ DA SILVA JUNIOR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALDAYR DANTAS DE ARAUJO JUNIOR
  • CRISLUCI KARINA SOUZA SANTOS CANDIDO
  • JOSE LUIZ DA SILVA JUNIOR
  • Data: 13/07/2018

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  • Ao longo dos últimos anos, a UFRN vem recebendo novas instalações de climatização, para oferecer conforto térmico aos que utilizam esses ambientes e também aumento de produtividade. Por outro lado, foi observado a elevação considerável no consumo de energia elétrica no Campus Central, havendo a necessidade de tomar medidas relacionadas ao uso racional desses equipamentos.

    Desde 2013, em alguns edifícios dessa universidade, o sistema VRF ou o Variable Refrigerant Flow(Fluxo Variável de Refrigerante) vem sendo instalado em alguns edifícios. Esse sistema garante, além do menor consumo de energia elétrica, melhor conforto térmico, quando comparado com as demais tecnologias de climatização, ainda que seja mais oneroso na implementação.

    O sistema VRF é uma das maiores inovações tecnológicas para a climatização ambiental, possuindo a elevada eficiência energética, graças às suas características e possibilidade de gerenciamento remoto, oferecendo o melhor controle operacional das máquinas interligadas à interface de rede.

    A principal característica do sistema VRF é a elevada eficiência energética, pois o sistema dispõe de múltiplos controladores, com a finalidade de garantir a operação suave das máquinas e melhor distribuição da carga térmica, evitando assim perceptíveis oscilações de temperatura dentro de um ambiente.

    Este estudo se propõe a verificar, a partir de medições elétricas e análise de investimentos e índices relacionados à qualidade da energia, a viabilidade da adoção do VRF no Campus Central dessa universidade, sendo parte do processo de inovação tecnológica referente à climatização, devido às novas soluções que o sistema propõe aos usuários dessas instalações, relacionados ao conforto e, principalmente, à eficiência energética.


  • Mostrar Abstract
  • Over the last few years, the UFRN has been receiving new air conditioning installations, to offer thermal comfort to those who use these environments and also to increase productivity. On the other hand, it was observed the considerable increase in the consumption of electric energy in the Central Campus, being necessary to take measures related to the rational use of these equipments.

    Since 2013, in some buildings of this university, the VRF (Variable Refrigerant Flow) system has been installed in some buildings. This system guarantees, in addition to the lower electricity consumption, better thermal comfort when compared to other air conditioning technologies, even though it is more expensive to implement.

    The VRF system is one of the greatest technological innovations for environmental conditioning, having the high energy efficiency, thanks to its characteristics and possibility of remote management, offering the best operational control of the machines connected to the network interface.

    The main characteristic of the VRF system is the high energy efficiency, since the system has multiple controllers, in order to guarantee the smooth operation of the machines and better distribution of the thermal load, thus avoiding perceptible temperature fluctuations within an environment.

    This study proposes to verify, from electrical measurements and analysis of investments and indexes related to energy quality, the feasibility of adopting the VRF in the Central Campus of this university, being part of the technological innovation process related to air conditioning due to the new solutions that the system proposes to the users of these installations, related to the comfort and, mainly, the energy efficiency.

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  • EGBERTO DE ARRUDA MOREIRA
  • Aplicação de Religadores Híbridos em Redes de Distribuição de Energia Elétrica

  • Orientador : ARRHENIUS VINICIUS DA COSTA OLIVEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ARRHENIUS VINICIUS DA COSTA OLIVEIRA
  • MARCOS ANTONIO DIAS DE ALMEIDA
  • MAX CHIANCA PIMENTEL FILHO
  • ALDAYR DANTAS DE ARAUJO JUNIOR
  • Data: 30/07/2018

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  • A necessidade de manutenção dos indicadores de qualidade do fornecimento de
    energia elétrica, DEC (Duração Equivalente de Interrupção por Unidade
    Consumidora) e FEC (Frequência Equivalente de Interrupção por Unidade
    Consumidora), ambos exigidos pela ANEEL (Agência Nacional de Energia
    Elétrica), nunca foi tão imperativa para as concessionárias de energia elétrica.
    Ano após ano, esses indicadores ficam cada vez mais exigentes. Além disso, de
    forma natural, o sistema elétrico só tende a crescer e ficar mais complexo,
    trazendo, consequentemente, mais desafios técnicos para as áreas de Proteção,
    Operação e Manutenção (O&M) das Redes de Distribuição (RD). Uma Rede de
    Distribuição, também conhecida como alimentador, quando apresenta
    características como pequenas dimensões, ser densamente carregada e com
    alto nível de corrente de curto-circuito no barramento da subestação (SE), é um
    exemplo de condição desafiadora para garantir a coordenação e a seletividade
    entre os dispositivos de proteção do circuito. Esse panorama é especialmente
    mais difícil para a proteção quando existe um consumidor do Grupo A conectado
    no final ou próximo do final desse tipo de alimentador. Com os expressivos
    investimentos nos últimos anos das concessionárias de energia elétrica para
    aquisição e instalação de religadores (RL) nas RDs, na prática, também vem
    crescendo o número de religadores operando apenas como chave
    seccionalizadora (SECC) e não como religador ou mesmo disjuntor. Esse
    “sacrifício” ocorre principalmente nos casos em que não há coordenação para
    correntes de curtos-circuitos entre fases (funções ANSI 50/51), uma vez que para
    defeitos à terra pode-se considerar que sempre haverá coordenação (funções
    ANSI 50N/51N). Esse recurso é satisfatório para configurações simples do tipo
    RL – SECC, porém, apresenta grandes desvantagens quando envolver duas ou
    mais SECC consecutivas (ou em série) no alimentador. Considerando esse
    cenário e a sofisticação dos atuais relés de proteção empregados nos cubículos
    de controle dos religadores, este trabalho propõe uma solução para o problema
    de coordenação e seletividade fazendo uso dos recursos de programação lógica
    nos relés, transformando o religador em um dispositivo híbrido, ou seja, que
    opera como RL ou SECC dependendo do tipo de curto-circuito. O religador
    híbrido (RH), além de operar como um equipamento com comportamento dual
    (RL/SECC), otimizando o uso deste ativo na rede, não requer qualquer alteração
    no ajuste de proteção do dispositivo (religador ou disjuntor) a montante, nem
    depende de meio de comunicação. Ademais, permite a recomposição automática
    de trechos sadios, alinhando-se com as práticas de segurança operacional (não
    aumenta o número de religamento (função ANSI 79) dos dispositivos à montante,
    pode ser ativado e desativado localmente ou remotamente, etc.), além de ser um
    conceito não orientado para um fabricante específico de religador. Espera-se,
    com este trabalho, trazer uma nova perspectiva para a área de estudo de
    proteção das distribuidoras de energia elétrica e contribuição significativa com
    novas práticas de ajustes de proteção e a operação de religadores em RDs.


  • Mostrar Abstract
  • The necessity to maintain the quality indicators of electricity supply, DEC
    (Equivalent Duration of Interruption per Consumer Unit) and FEC (Equivalent
    Frequency of Interruption per Consumer Unit), both required by ANEEL (National
    Agency for Electric Energy) has never been so imperative for the electric power
    utilities companies. Year after year these indicators become increasingly
    demanding. Besides, in a natural way, the electrical system only tends to grow
    and become more complex, consequently bringing more technical challenges to
    the Protection, Operation and Maintenance (O & M) areas of Distribution
    Networks (DN). A Distribution Network, also known as a feeder, when shows
    characteristics such as small dimension, densely charged and with a high level of
    short-circuit current in the substation busbar (SS), is an example of challenging
    condition to ensure coordination and selectivity between the circuit protection
    devices. This panorama is especially difficult for the protection when there is a
    consumer of Group A (e.g. 13.8 kV) connected at the end or near the end of this
    type of feeder. With the significant investments made in recent years by electric
    power utilities for the acquisition and installation of reclosers (RL) in the DNs, in
    practice, the number of reclosers operating only as a sectionalising switch
    (SECC) and not as a recloser or even as a circuit breaker, has also been growing.
    This "sacrifice" occurs mainly in cases where there is no coordination for phase
    overcurrent (ANSI functions 50/51), once for the earth/ground faults it can be
    assumed that there will always be coordination (ANSI 50N/51N functions). This
    resource is satisfactory for simple configurations of the RL-SECC type, however,
    it has major drawbacks when it involves two or more consecutive (or serial)
    SECCs in the feeder. Considering this scenario and the sophistication of the
    current protection relays used in the control cubicles of the reclosers, this work
    proposes a solution to the coordination and selectivity problem by making use of
    the logic programming resources in the relays, transforming the recloser into a
    hybrid device. This way, it operates as RL or SECC depending on the type of
    short circuit. The hybrid recloser, in addition to operating as a dual behavior
    device (RL / SECC), optimizing the use of this asset in the network, does not
    require any change in the device protection setting upstream (recloser or circuit
    breaker), nor does it depend on communication. In addition, it allows the
    automatic self-healing of healthy stretches, in line with safety practices (it does
    not increase the number of reclosing (ANSI function 79) of the upstream devices,
    it can be activated and deactivated locally or remotely, etc.), moreover being a
    concept not oriented to a specific recloser manufacturer. It is hoped, with this
    work, to bring a new perspective to the area of study of protection of electric
    power utilities companies and significant contribution with new practices of
    protection settings and the operation of reclosers in DNs.

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  • ALDRIN BEZERRA DIAS
  • PROJETO PARA INSTALAÇÃO DE CÉLULAS SOLARES FOTOVOLTAICAS FLEXÍVEIS EM SUPERFÍCIES ONDULADAS E PLANAS

    Projeto para Instalação de células solares fotovoltaicas flexíveis em superfícies onduladas e planas

     

  • Orientador : RICARDO FERREIRA PINHEIRO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • RICARDO FERREIRA PINHEIRO
  • JOSE LUIZ DA SILVA JUNIOR
  • GABRIEL IVAN MEDINA TAPIA
  • NEILTON FIDELIS DA SILVA
  • Data: 31/07/2018

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  • Diante da dependência cada vez mais crescente do uso da energia elétrica e, em observância às resoluções nacionais que regulamentam a micro e minigeração a partir de fontes renováveis, sobretudo, sabendo-se que o telhado é item imprescindível de uma edificação, que garante o direito de moradia - direito fundamental assegurado na Constituição Federal de 1988 - propiciando ao ser humano segurança física e emocional necessárias para sobrevivência, este trabalho vem propor uma montagem de protótipo com elementos já utilizados em módulos fotovoltaicos de silício mono e policristalino para analisar a performance de células solares fotovoltaicas flexíveis da segunda geração em telhas de fibrocimento, para geração de energia elétrica. As telhas de fibrocimento abrangem 49% das edificações no Brasil, sendo o custo um fator atrativo para sua utilização. As células solares fotovoltaicas flexíveis, por sua vez, apresentam-se também em baixo custo devido à técnicas de fabricação. Deste modo, após a montagem, testes e elaboração de projeto que irá definir, dentre outros fatores, o adequado tratamento de questões técnicas típicas, como a inclinação para obtenção de máxima potência, propondo soluções de conexões e proteções elétricas e mecânicas, pretende-se verificar o custo nivelado de energia elétrica e concluir a análise de viabilidade de todo o processo para o protótipo proposto, objetivando apresentar um produto sustentável e eficiente energeticamente, podendo ser solução de geração de eletricidade a um baixo custo em programas habitacionais do governo para a população de baixa renda - por exemplo " Minha Casa Minha Vida", galpões de agropecuária, dentre diversas outras aplicações.


  • Mostrar Abstract
  • In view of the growing dependence on the use of electricity, and in compliance with national resolutions regulating
    micro and small-scale installations from renewable sources, especially since the roof is an essential element of a
    building, which guarantees the right Of housing - fundamental right enshrined in the Federal Constitution of 1988
     - providing human beings physical and emotional security necessary for survival, this work proposes a prototype
    assembly with elements already used in photovoltaic modules of mono and polycrystalline silicon to analyze the
    performance of cells Flexible photovoltaic solar cells of the second generation in fiber cement roofing tiles,
    for electric power generation. The fiber cement tiles cover 49% of the buildings in Brazil, being the cost an attractive
    factor for their use. Flexible photovoltaic solar cells, in turn, also present themselves at low cost due to
    manufacturing techniques. Thus, after assembly, tests and project design, which will define, among other factors,
    the appropriate treatment of typical technical issues, such as the inclination to obtain maximum power, proposing
    solutions of connections and electrical and mechanical protections, it is intended To verify the level of electricity
    cost and to complete the viability analysis of the whole process for the proposed prototype, aiming to present a
    sustainable and energy efficient product, being able to be a solution of generation of electricity at a low cost in
    government housing programs for the population Of low income - for example "My House My Life", agricultural
    sheds, among several other applications.
2017
Dissertações
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  • DIEGO DEYVID DANTAS DE MEDEIROS
  • DESENVOLVIMENTO DE SOFTWARE PARA ALOCAÇÃO ÓTIMA DE CARGAS EM REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA COM GERAÇÃO DISTRIBUIDA

  • Orientador : MAX CHIANCA PIMENTEL FILHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MANOEL FIRMINO DE MEDEIROS JUNIOR
  • MAX CHIANCA PIMENTEL FILHO
  • UBIRATAN HOLANDA BEZERRA
  • Data: 05/01/2017

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  • Atualmente, com o crescente incentivo à utilização de fontes alternativas e renováveis de energia, aumentou-se a quantidade de geradores conectados às redes de distribuição de energia elétrica. Dentre os quais estão, por exemplo, os parques eólicos, sistemas de energia solar fotovoltaica e sistemas de cogeração formando a chamada Geração Distribuída.

    Diante deste panorama mundial, torna-se iminente a necessidade de desenvolvimento de novas tecnologias e programas computacionais que possibilitem a otimização das conexões de geradores no sistema elétrico. Isto deve ser realizado de forma que, dentre outras vantagens, as estratégias de controle sejam aperfeiçoadas e a eficiência, aumentada.

    Este trabalho apresenta a criação do software Optimal-GeDist, desenvolvido para auxiliar no planejamento de redes de distribuição de energia elétrica em média tensão. Basicamente, esta ferramenta computacional calcula injeção ótima de potência da geração distribuída nas barras da rede, além de determinar os melhores pontos de conexão de futuras cargas que pretendam se conectar ao sistema.

    Por se tratar de um problema no qual o espaço e busca é amplo e com a possibilidade de mínimos locais, optou-se em utilizar o Algoritmo Genético como ferramenta de otimização, mais adequado para este tipo de problema. Através da sua aplicação, pode-se encontrar o ponto ótimo de operação da rede de modo a otimizar as perdas técnicas do sistema. Para a simulação do sistema, optou-se pelo método de fluxo de carga Soma de Potências, desenvolvido para sistemas radias de média tensão e apresentando uma convergência rápida e precisa.


  • Mostrar Abstract
  • Currently, with the increasing incentive to use alternative and renewable energy sources, the number of generators connected to the electricity distribution networks has increased. Among them are, for example, wind farms, photovoltaic solar energy systems and cogeneration systems forming the so-called Distributed Generation.

    In view of this global panorama, it is imminent the need to develop new technologies and computer programs that allow the optimization of the connections of generators in the electrical system. This should be done in such a way that, among other advantages, control strategies are improved and efficiency increased.

    This work presents the creation of Optimal-GeDist software, developed to assist in the planning of electricity distribution networks in medium voltage. This computational tool calculates optimum power injection of the distributed generation in the network bars, in addition to determining the best connection points of future loads that wish to connect to the system.

    Because it is a problem, in which search space is broad and with the possibility of local minimums, it was decided to use the Genetic Algorithm as an optimization tool, more suitable for this type of problem. Through its application, is possible to find the optimal point of operation of the network in order to optimize the technical losses of the system. For the simulation of the system, we opted for the Power Sum load flow method, developed for medium voltage radiated systems and presenting a fast and accurate convergence.

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  • LEONARDO DUARTE DE ALBUQUERQUE
  • Sistema de Conexão e Supervisão de Painéis Solares em Microgrid de Corrente Contínua.

  • Orientador : JOSE ALBERTO NICOLAU DE OLIVEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOSE ALBERTO NICOLAU DE OLIVEIRA
  • PAULO VITOR SILVA
  • RICARDO FERREIRA PINHEIRO
  • Data: 23/06/2017

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  • A escassez dos recursos naturais e a busca por fontes de energia alternativa
    promovem uma rápida mudança na matriz energética mundial. Dentre as fontes de
    energia renováveis a energia solar é a mais promissora, visto que ela apresenta a
    maior taxa de crescimento na atualidade. Pesquisadores de todo o mundo têm buscado
    formas de viabilização do seu progresso, desenvolvendo tecnologias com maior
    eficiência e menor custo. Como forma de contribuir para o avanço desta tecnologia,
    neste trabalho propõe-se o desenvolvimento de uma microgrid em corrente contínua
    interligando os painéis fotovoltaicos através de um dispositivo com estratégia de
    rastreamento elaborada a partir do método perturbação e observação, que atuará
    junto a um circuito eletrônico de potência e um sistema de comunicação sem fio para
    acompanhamento da geração individual. Simulações foram desenvolvidas para a escolha
    da topologia de ligação e comparação entre o método de controle proposto e o
    tradicional, atribuindo-se diferentes níveis de entrada e constatando-se graficamente
    as respostas de saída. Com o projeto e desenvolvimento dos circuitos, firmware e
    placa de circuito impresso do dispositivo proposto, pôde-se efetuar experimentos
    para constatar sua capacidade de conversão de energia e verificar as respostas dos
    métodos de controle supracitados, colocando-o como uma possível opção viável e
    somando uma pequena contribuição às tecnologias embarcadas na área de energias
    renováveis.


  • Mostrar Abstract
  • The scarcity of natural resources and the search for alternative energy
    sources promote a rapid change in the global energy matrix. Among the renewable
    energy sources solar energy is the most promising, since it has the highest
    growth rate at present. Researchers around the world have sought ways of enabling
    their progress, developing technologies with greater efficiency and lower cost. As
    a contribution to the advancement of this technology, this document proposes the
    development of a microgrid in continuos current connecting the photovoltaic panels
    through a device with tracking strategy developed based on the method perturbation
    and observation that will advise the electronic circuit power and a wireless
    communication system for monitoring of individual generation. Simulations have
    been developed for to choice of connection topology and comparison between the
    proposed and traditional control method, assigning different input levels and graphically
    checking the output responses. With the design and development of the circuits,
    firmware and printed circuit board of the proposed device, it was possible
    to carry out experiments to verify its capacity of energy conversion and to verify
    responses of control methods mentioned above, placing it as an viable option and
    adding a small contribution to technologies of embedded system in the of renewable
    energy field.

3
  • JONATHA REVOREDO LEITE DA FONSÊCA
  • Aplicação da Técnica de Self Healing na Reconfiguração Automática de Redes Elétricas Utilizando o Padrão IEC 61850

  • Orientador : ARRHENIUS VINICIUS DA COSTA OLIVEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ARRHENIUS VINICIUS DA COSTA OLIVEIRA
  • MANOEL FIRMINO DE MEDEIROS JUNIOR
  • MARCOS ANTONIO DIAS DE ALMEIDA
  • RENATO MACHADO MONARO
  • Data: 06/07/2017

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    Este trabalho tem como objetivo propor uma Smart Grid composta por duas subestações para a implantação da técnica de self healing utilizando o Simulador Digital em Tempo Real (RTDS – Real Time Digital Simulator) e relés de proteção IED’s (Intelligent Electronic Devices) com comunicação através da norma IEC 61850. Nas redes elétricas de distribuição, técnicas de recomposição automática (self healing) podem ser usadas com o intuito de diminuir os tempos com a perda do fornecimento de energia elétrica aos consumidores ocasionado por curto-circuito, diminuindo assim os prejuízos aos consumidores e a concessionária em decorrência de multas. A metodologia aplicada é baseada na modelagem do circuito proposto no RTDS, que será monitorado em tempo real. Serão simulados vários tipos de curtos-circuitos em diferentes pontos do sistema e, na ocorrência de cada falta gerada, o programa desenvolvido analisará os dados do sistema pré e pós falta, isolando o trecho do circuito afetado e irá reconfigurar automaticamente a rede de forma a restabelecer o fornecimento de energia para as cargas afetadas.  A escolha do arranjo final da rede, após o processo de reconfiguração automática, será baseada em um processo de otimização intitulado Reconfiguração por Soma de Potências - RSP. A comunicação entre o RTDS e os IED’s (que farão a proteção de parte do sistema) utilizará o padrão IEC 61850 com troca de mensagens GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event) aplicando os aspectos relevantes desse padrão.


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  • xxx

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  • MAURICIO JOSE DO NASCIMENTO JUNIOR
  • Sistema Supervisório para Gerenciamento, Padronização das Instalações e Estudo de Viabilidade de Utilização de Grupos Geradores Diesel em Horário de Ponta na UFRN

  • Orientador : ALDAYR DANTAS DE ARAUJO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALDAYR DANTAS DE ARAUJO
  • ALDAYR DANTAS DE ARAUJO JUNIOR
  • ARRHENIUS VINICIUS DA COSTA OLIVEIRA
  • JOSE LUIZ DA SILVA JUNIOR
  • Data: 26/07/2017

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  • A busca por geração distribuída de energia tornou-se uma constante no mundo contemporâneo. O consumo de energia elétrica e todos os gastos referentes a essa necessidade são temas frequentes de estudos das mais diversas áreas do conhecimento. A economia de energia é uma realidade que não despertou apenas as instituições privadas, a UFRN vive um momento de transição em que deixou de ter seu fornecimento de energia elétrica por duas entradas de energia elétrica em 13.800 V e passou a ser suprido através de uma linha de distribuição em 69.000 V, o que acarreta uma redução global na fatura da energia. Associado a essa nova infraestrutura, implantou-se um sistema de supervisão, medição e faturamento da energia que será cobrada a cada Centro, obrigando aos gestores dessas unidades a um uso mais racional da energia. Nessa perspectiva, a presente dissertação é uma proposta de investigação, sob um viés técnico-econômico, onde se analisa o perfil de carga de um dos Centros – Centro de Biociências – e com isso uma análise comparativa do funcionamento de um grupo gerador no horário de ponta – horas do dia em que a energia elétrica é mais cara. Essa será mais uma tentativa para reduções energéticas por setor e a utilização da capacidade instalada ociosa de geradores com precária rotina de manutenção. A proposta inclui também uma padronização nas instalações desses equipamentos, a criação de um sistema supervisório (SCADA) capaz de acessar esses grupos geradores para melhor gerenciamento de dados e operação diária desses geradores.


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  • The pursuit of distributed power generation has become a constant in the contemporary world. The consumption of electricity and all spending related to this necessity are frequently themes of issues in the most miscellaneous areas of knowledge. Power saving is a reality not only around private institutions. The UFRN has lived a transition moment in which it has stopped having its electricity supply through two inputs of electricity at 13,800 V and it has started to be supplied through a single line of 69,000 V. This simple change means a significant reduction in the power invoices. Linked to this new infrastructure, the University has implemented a system of supervision, measurement and billing of the energy which will be charged to each department. It makes the power substations to manage these units to use energy more rationally. In this perspective, this work is a research hint, about a technical-economic view which analyzes the load profile of one of the Departments - Bioscience Center - and then a comparative analysis in the working of a generator set out of the rush time - hours of the day when electricity is more expensive. This will be yet another attempt for power reductions by department and the use of idle installed capacity of generators with poor routine of maintenance. The proposal also includes a standardization in the installations of such equipment, the creation of a supervisory system (SCADA) capable of accessing these generator sets for better data management and daily operation of these generators.

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  • STEFERSON ALMEIDA ADERALDO
  • DESENVOLVIMENTO DE SOFTWARE PARA DIMENSIONAMENTO DE CABOS ISOLADOS DE PARQUES EÓLICOS, CONSIDERANDO CRITÉRIOS TÉCNICO E ECONÔMICO.

  • Orientador : CLOVIS BOSCO MENDONCA OLIVEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CLOVIS BOSCO MENDONCA OLIVEIRA
  • ARRHENIUS VINICIUS DA COSTA OLIVEIRA
  • JOSE LUIZ DA SILVA JUNIOR
  • CARLOS GOMES DE MOURA
  • Data: 28/07/2017

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  • No Brasil há 794.699 km de redes e apenas 12.348 km são de redes subterrâneas, ou seja, menos de 2%, e as demais se constituem de redes de distribuição de energia elétrica aérea. Porém estima-se que cerca de 30% do total de parques eólicos em operação, ou seja, mais de 3.000MW foram construídos utilizando redes subterrâneas. O dimensionamento adequado dessas redes é de fundamental importância para correto funcionamento e garantia de retorno dos investimentos. Projetos atuais e programas computacionais de suporte a projetos levam em consideração apenas critérios de capacidade de condução, queda de tensão e/ou apresentam as perdas. Isso se deve aos custos iniciais serem mais baixo, porém ao longo da vida do parque as perdas e custos operacionais podem ser bem maiores, reduzindo os lucros nos demais anos. Por este tipo de rede ter alto custo e a necessidade de se manter elevados índices de confiabilidade e de operação para o seu uso, torna-se necessário desenvolver mais ferramentas para devido dimensionamento a fim de garantir uma alocação otimizada de recursos e uma eficiência operacional, por meio da redução de custos operacionais, aumento da vida útil, como também evitar a perda de receita por lucro cessante. Este trabalho tem como objetivo realizar análise dos principais critérios técnicos e econômicos para o dimensionamento em redes subterrâneas de média tensão em parques eólicos visando a otimização de custo ao longo da vida e melhoria de aspectos técnicos, como também o desenvolvimento de um programa computacional que permita integrar as ferramentas técnicas e econômicas, com uma metodologia especifica baseadas em normas para o dimensionamento adequado e otimizado.


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  • In Brazil there are 794,699 km of networks and only 12,348 km are of underground networks, that is, less than 2%, and the others are from overhead electricity distribution networks. However, it is estimated that about 30% of the total wind farms in operation, that is, more than 3,000MW were built using underground networks. The proper sizing of these networks is of fundamental importance for correct functioning and guarantee of return of investments. Current projects and computer programs for project support take into account only criteria for conduction, voltage drop and / or loss of energy. This is because the initial costs are lower, but for all lifecycle of the wind farm the losses and operating costs can be much higher, reducing profits in other years. Besides that, this type of network has a high cost and the need to maintain high levels of reliability and operation for its use, it is necessary to develop more tools for proper sizing to ensure optimum resource allocation and operational efficiency, By reducing operational costs, increasing the useful life, as well as avoiding loss of revenue due to lost profits. The objective of the present work is to analyze the main technical and economic criteria for the design of medium voltage underground networks in wind farms aiming at cost optimization throughout life, as well as the development of a computer program that allows integrating the technical and economic tools, with a specific methodology based on norms for the adequate dimensioning

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  • SÉRGIO GOMES CAVALCANTE
  • Sistema embarcado para monitoração de circuitos auxiliares em um disjuntor de potência de distribuidoras de energia elétrica

     

  • Orientador : JOSE ALBERTO NICOLAU DE OLIVEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CRISLUCI KARINA SOUZA SANTOS CANDIDO
  • JOSE ALBERTO NICOLAU DE OLIVEIRA
  • RAFAEL NUNES DE ALMEIDA PRADO
  • Data: 28/07/2017

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  • O modelo de sistema elétrico introduzido no Brasil no final da década de 90 produziu um ambiente com alto grau de regulação. A criação da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) e suas regras forçam os agentes envolvidos nesse sistema a sempre procurarem a modicidade tarifária com um nível elevado de qualidade do serviço e qualidade do produto. Estas exigências impostas às concessionárias de energia no Brasil fazem com que as empresas desenvolvam processos para uma melhoria constante, mas nem sempre essas estratégias são suficientes para garantir bons indicadores de qualidade. Por vezes o processo não mantém uma sincronia ideal a ponto de evitar falhas em sua execução. Outras vezes, as falhas não estão nos processos em si, mas nos próprios equipamentos. Como exemplo, podem ser citadas as programações de manutenção preventiva que são desenvolvidas em alguns equipamentos de uma subestação. Ainda podem ser citadas, as falhas intempestivas que para serem corrigidas é necessário que a informação correta, percorra os canais de comunicação de forma rápida e precisa chegando até aos responsáveis pela manutenção. Nem sempre as informações certas chegam aos setores responsáveis com rapidez e precisão, somado a isso, estas informações não são armazenadas e catalogadas para analises futuras. O presente projeto tem como objetivo fundamental dotar os disjuntores, equipamentos do sistema de proteção, de inteligência, por meio de um sistema embarcado. Com esta associação, os disjuntores serão capazes de desempenhar suas funcionalidades com rapidez e assertividade nos dados gerados, podendo antecipar-se às falhas tornando o sistema elétrico mais confiável e seguro.


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  • The Electric Power System model introduced in Brazil in the late 1990s produced a scenario with a high regulation level. The Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) creation and its rules force the agents involved in that system to always seek the low tariffs with a high quality level of service and product quality. The requirements imposed on Brazilian Power Utilities result in the development of processes that allow a continuous improvement. Nevertheless, these strategies are not always sufficient to ensure good quality indicators. Many times, the processes do not hold a perfect synchrony to the point of avoiding execution failures. Other times, the failures are not in the processes, but in the equipment that are objective of the existence of the processes. As an example the preventive maintenance schedules that are developed in certain equipment of a Substation. Another example, unscheduled failures to be corrected is necessary that the correct information, scroll through the channels of communication to quickly and accurately reaching those responsible for maintenance. Correct information does not always reach the department quickly and accurately, but it is stored and cataloged for future analysis. This work aimed to reduce the DEC (Equivalent Duration of Interruption per Consumer Unit) indicator, improvement in maintenance planning and increase in the electrical installations’ s safety level in a substation. By building an embedded system designed to monitor the main internal components of a circuit breaker. With the results achieved, it is concluded that the device provided in the project meets the objectives imposed, being able to perform its functions with speed and assertiveness in the data generated. The integration of this equipment into the circuit-breakers will allow anticipating the failures making the electrical system more reliable and safe

7
  • MARCOS ANTONIO ALVES DA SILVA
  • DESENVOLVIMENTO DE UM PLANO DE MANUTENÇÃO PARA UM SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA, UTILIZANDO UM APLICATIVO PARA GERENCIAMENTO DA MANUTENÇÃO ATRAVÉS DO TAGUEAMENTO DIGITAL DE EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS VIA CÓDIGO QR

  • Orientador : JOSE LUIZ DA SILVA JUNIOR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOSE LUIZ DA SILVA JUNIOR
  • JOSE TAVARES DE OLIVEIRA
  • MARCOS ANTONIO DIAS DE ALMEIDA
  • HUMBERTO DIONISIO DE ANDRADE
  • Data: 11/08/2017

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  • É perceptível que, há algum tempo, a sociedade vem passando por um processo de organização da informação em suas práticas e procedimentos, proporcionando grandes avanços para a comunicação e o armazenamento de dados, despertando nas instituições públicas e privadas a necessidade de adaptação e aperfeiçoamento contínuo no tratamento de seus processos. Nesse contexto, apresenta-se uma proposta para a estruturação de um plano de manutenção de equipamentos elétricos, voltada para a manutenção preventiva, baseada no gerenciamento da informação de todos os equipamentos de um sistema de distribuição de energia elétrica. Dessa forma, partindo da análise das técnicas mais modernas de gerenciamento da manutenção elétrica, define-se uma que melhor se enquadre na realidade do sistema elétrico de potência da Universidade Federal do Rio Grande do Norte – UFRN, construindo-se um estudo de caso através do desenvolvimento de um sistema de gerenciamento da manutenção baseado no cadastro de todos os seus componentes, cujo conteúdo reúna os aspectos de geração de relatório de inspeção, manutenção preventiva e corretiva e cadastro dos dados técnicos dos equipamentos elétricos, constituindo um banco de dados estruturado em ACCESS acessível via código QR nos locais de instalação.


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  • It is noticeable that, for some time, society has been undergoing a process of information organization in its practices and procedures, providing significant advances for communication and data storage, raising in the public and private institutions the awareness of the need for continuous adaptation and improvement as it concerns the treatment of their processes. Within this context, we introduce a proposal to draw up an electric maintenance plan on whose stakeholders enjoy a systematic approach focused on preventive maintenance, based on the management of information of all elements of the electrical energy system. Accordingly, starting from the analysis of the most modern techniques of electric maintenance management, we can define one that better fits the reality of the electric power system of the Federal University of Rio Grande do Norte – UFRN, thereby drawing up a case study through the development of a management system based on the registration of all its elements, whose content gathers the aspects related to the generation of inspection reports, corrective and preventive maintenance, and registration of technical data on the electric equipment, building a database structured in ACCESS accessible by means of QR code in the places where the equipment will be installed.

8
  • FRANCLIN RÓBIAS DA SILVA JÚNIOR
  • PROJETO DE BALANCEAMENTO DE CARGAS ELÉTRICAS EM INSTALAÇÕES COM MÚLTIPLOS QUADROS DE DISTRIBUIÇÃO COM BASE EM UMA HEURÍSTICA EVOLUTIVA

  • Orientador : CRISLUCI KARINA SOUZA SANTOS CANDIDO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CRISLUCI KARINA SOUZA SANTOS CANDIDO
  • JOSE LUIZ DA SILVA JUNIOR
  • MANOEL FIRMINO DE MEDEIROS JUNIOR
  • PAULO VITOR SILVA
  • Data: 15/09/2017

  • Mostrar Resumo
  • Este trabalho propõe uma alternativa para efetuar o balanceamento de cargas em uma instalação elétrica, aplicando técnica de otimização baseada em uma heurística evolutiva. O código desenvolvido será usado para planejar a redistribuição das cargas elétricas no prédio da Reitoria do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte (IFRN). O objetivo principal é desenvolver um projeto técnico para melhorar o equilíbrio das cargas elétricas da edificação, reduzindo perdas e aumentando a eficiência, ao mesmo tempo favorecer a qualidade da energia na instalação.


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  • This work proposes an alternative to load balancing in an electrical installation, applying optimization technique based evolutionary heuristic. The developed code will be used to plan the redistribution of electric charges in the Rectory of the Federal Institute of Education, Science and Technology of Rio Grande do Norte (IFRN). The main objective is to develop a technical project to improve the balance of electrical loads of the building, reducing losses and increasing efficiency, at the same time favoring the quality of the energy in the installation.

9
  • MARIANA DANTAS E VIANA
  • PROJETO TÉCNICO DE RECONFIGURAÇÃO DE ALIMENTADORES DE MÉDIA TENSÃO DE 13,8 KV DA DISTRIBUIDORA COSERN, COM BASE EM TRANSFERÊNCIA DE CARGAS E EM INDICADORES DE CONTINUIDADE

  • Orientador : JOSE LUIZ DA SILVA JUNIOR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOSE LUIZ DA SILVA JUNIOR
  • MANOEL FIRMINO DE MEDEIROS JUNIOR
  • MAX CHIANCA PIMENTEL FILHO
  • HUMBERTO DIONISIO DE ANDRADE
  • Data: 15/09/2017

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  • Constantemente as concessionárias de energia elétrica vêm sendo auditadas pelo agente regulador para a melhoria dos indicadores de continuidade e qualidade dos serviços prestados aos seus consumidores. Diante disso as distribuidoras de energia investem constantemente na melhoria das redes de distribuição de energia como é o caso de instalação de dispositivos telecomandados visando a reconfiguração automática dos circuitos em caso de defeito na rede alimentado os consumidores que ficam ilhados de forma rápida observando as condições operacionais dos circuitos. Neste cenário, esse trabalho propõe um projeto que visa a melhoria de indicadores de continuidade de um conjunto elétrico da empresa COSERN, através de reconfiguração automática, após indicações de pontos específicos na rede de dispositivos automatizados.


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  • Constantly, electric utilities are being audited by the regulator to improve the indicators of continuity and quality of services provided to their consumers. In view of this, energy distributors constantly invest in the improvement of energy distribution networks, such as the installation of remote control devices for the automatic reconfiguration of the circuits in the event of a defect in the network fed to consumers, who are fastened to the system observing the operational conditions circuits. In this scenario, this work proposes a project that aims to improve the indicators of continuity of an electrical assembly of the company COSERN, through automatic reconfiguration, after indications of specific points in the network of automated devices.

2016
Dissertações
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  • ALFREDO RODRIGUES DE LIMA
  • Indicador de Inconformidades em Instalações Elétricas de Baixa Tensão
  • Orientador : CRISLUCI KARINA SOUZA SANTOS CANDIDO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CRISLUCI KARINA SOUZA SANTOS CANDIDO
  • MANOEL FIRMINO DE MEDEIROS JUNIOR
  • MAX CHIANCA PIMENTEL FILHO
  • Data: 28/01/2016

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  • Com o avanço da tecnologia de equipamentos, das formas de geração e
    utilização de energia, os parâmetros de qualidade de energia passam a
    influenciar de forma mais expressiva os diversos tipos de cargas
    consumidoras. Atualmente, são muitos os tipos de equipamentos que analisam
    a qualidade de energia. Entretanto, existe a necessidade de criar
    dispositivos que, além de realizar medições e calcular parâmetros,
    encontrem falhas, sugiram alterações, e possam dar suporte ao gerenciamento
    da instalação. Além disso, é necessário garantir que tais dispositivos
    sejam acessíveis. Para manter esse equilíbrio, deve ser utilizado um método
    de medição de grandezas que não requeira grandes recursos de processamento
    ou de memória. O trabalho mostra que aplicação do algoritmo de Goertzel, em
    comparação com a comumente utilizada FFT, permite que as medições sejam
    feitas utilizando menos recursos de hardware, disponibilizando espaço na
    memória para implementação de funções de gerenciamento. O ponto inicial do
    trabalho consiste na pesquisa dos distúrbios que são mais frequentes para
    consumidores de baixa tensão. Em seguida é proposto o diagrama funcional
    que indicará o que será medido, calculado, quais problemas serão detectados
    e que soluções podem ser encontradas. Simulando o algoritmo de Goertzel
    através do Scilab, mostra-se que é possível calcular componentes de
    frequência de um sinal distorcido com resultados satisfatórios. Finalmente,
    é montado o protótipo e são realizados os testes, ajustando os parâmetros
    necessários para que se consiga manter o dispositivo confiável sem aumentar
    seu custo.

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  • Com o avanço da tecnologia de equipamentos, das formas de geração e
    utilização de energia, os parâmetros de qualidade de energia passam a
    influenciar de forma mais expressiva os diversos tipos de cargas
    consumidoras. Atualmente, são muitos os tipos de equipamentos que analisam
    a qualidade de energia. Entretanto, existe a necessidade de criar
    dispositivos que, além de realizar medições e calcular parâmetros,
    encontrem falhas, sugiram alterações, e possam dar suporte ao gerenciamento
    da instalação. Além disso, é necessário garantir que tais dispositivos
    sejam acessíveis. Para manter esse equilíbrio, deve ser utilizado um método
    de medição de grandezas que não requeira grandes recursos de processamento
    ou de memória. O trabalho mostra que aplicação do algoritmo de Goertzel, em
    comparação com a comumente utilizada FFT, permite que as medições sejam
    feitas utilizando menos recursos de hardware, disponibilizando espaço na
    memória para implementação de funções de gerenciamento. O ponto inicial do
    trabalho consiste na pesquisa dos distúrbios que são mais frequentes para
    consumidores de baixa tensão. Em seguida é proposto o diagrama funcional
    que indicará o que será medido, calculado, quais problemas serão detectados
    e que soluções podem ser encontradas. Simulando o algoritmo de Goertzel
    através do Scilab, mostra-se que é possível calcular componentes de
    frequência de um sinal distorcido com resultados satisfatórios. Finalmente,
    é montado o protótipo e são realizados os testes, ajustando os parâmetros
    necessários para que se consiga manter o dispositivo confiável sem aumentar
    seu custo.
2
  • DELSON ALVES DA COSTA
  • PROJETO DE UM SISTEMA HÍBRIDO DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA CONECTADO À REDE, 
    INCLUINDO O REGULADOR ELETROMAGNÉTICO DE FREQUÊNCIA-REF


     

  • Orientador : RICARDO FERREIRA PINHEIRO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • RICARDO FERREIRA PINHEIRO
  • CLOVIS BOSCO MENDONCA OLIVEIRA
  • MANOEL FIRMINO DE MEDEIROS JUNIOR
  • PAULO VITOR SILVA
  • Data: 28/04/2016

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  • O presente projeto foi pensado em função da utilização do potencial dos recursos naturais, mais especificamente sol e vento, existentes no Rio Grande do Norte, para
    a geração de energia elétrica através de um Sistema Híbrido de Geração de Eletricidade - SHGE conectado à rede COSERN, composto por um arranjo de painéis
    fotovoltaicos e uma turbina eólica incluindo o Regulador Eletromagnético de Frequência-REF. Para tanto, foi escolhido o Campus da Cidade de Macau, em função do
    espaço físico disponível na unidade acadêmica da Universidade Federal do RN e das características favoráveis de sol e de vento do município.  A partir dos dados de
    irradiação solar, velocidade de vento, curva de carga, e de especificações de turbinas eólicas, de painéis fotovoltaicos e de baterias, com a utilização do
    software Scilab, versão 5.5.2, chegou-se a uma combinação de equipamentos para atender a demanda do Campus. Literatura técnica específica, normas e trabalhos
    acadêmicos foram consultados na busca por uma solução satisfatória para o projeto, valendo salientar que a ideia foi priorizar as fontes renováveis, e que, apesar de
    ser um sistema conectado à rede, a alimentação da unidade consumidora pela COSERN e pelo gerador diesel são consideradas situações de exceção.  O projeto é constituído
    por cinco plantas, memorial descritivo e relação de material, a ser registrado no Conselho Regional de Engenharia e Agronomia do RN  – CREA-RN  como trabalho
    acadêmico.

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  • O presente projeto foi pensado em função da utilização do potencial dos recursos naturais, mais especificamente sol e vento, existentes no Rio Grande do Norte, para
    a geração de energia elétrica através de um Sistema Híbrido de Geração de Eletricidade - SHGE conectado à rede COSERN, composto por um arranjo de painéis
    fotovoltaicos e uma turbina eólica incluindo o Regulador Eletromagnético de Frequência-REF. Para tanto, foi escolhido o Campus da Cidade de Macau, em função do
    espaço físico disponível na unidade acadêmica da Universidade Federal do RN e das características favoráveis de sol e de vento do município.  A partir dos dados de
    irradiação solar, velocidade de vento, curva de carga, e de especificações de turbinas eólicas, de painéis fotovoltaicos e de baterias, com a utilização do
    software Scilab, versão 5.5.2, chegou-se a uma combinação de equipamentos para atender a demanda do Campus. Literatura técnica específica, normas e trabalhos
    acadêmicos foram consultados na busca por uma solução satisfatória para o projeto, valendo salientar que a ideia foi priorizar as fontes renováveis, e que, apesar de
    ser um sistema conectado à rede, a alimentação da unidade consumidora pela COSERN e pelo gerador diesel são consideradas situações de exceção.  O projeto é constituído
    por cinco plantas, memorial descritivo e relação de material, a ser registrado no Conselho Regional de Engenharia e Agronomia do RN  – CREA-RN  como trabalho
    acadêmico.
3
  • HUDSON DA SILVA RESENDE
  • DESENVOLVIMENTO DE SOFTWARE NA PLATAFORMA NI-LABVIEW PARA RECONHECIMENTO E IDENTIFICAÇÃO AUTOMÁTICA DE PARÂMETROS DE CONTROLE DE AEROGERADORES UTILIZANDO DADOS OPERACIONAIS

  • Orientador : MANOEL FIRMINO DE MEDEIROS JUNIOR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MANOEL FIRMINO DE MEDEIROS JUNIOR
  • JOSE ALBERTO NICOLAU DE OLIVEIRA
  • JOSE TAVARES DE OLIVEIRA
  • MELINDA CESIANARA SILVA DA CRUZ
  • Data: 29/04/2016

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  • Atualmente, existe a dificuldade na obtenção de dados para simulação do comportamento dinâmico de parques eólicos, para avaliar o seu impacto na operação do sistema elétrico ao qual se interligam. Sob o pretexto de conservar segredos industriais (Propriedade Intelectual), valores de parâmetros como constantes de tempo de máquinas e dos sistemas de controle, frequentemente não são disponibilizados, para a realização de estudos que, são muitas vezes realizados com valores de referência para esses parâmetros, ou através de ajustes teóricos, para reproduzir o desempenho esperado em algumas situações operacionais, como por exemplo, a boa resposta na partida.

    Depois de realizada a conexão dos parques eólicos, estudos de impacto devido ao comportamento dinâmico decorrente de perturbações, continua sendo necessários, para a avaliação e confirmação das condições de operação do sistema.

    A fim de verificar a influência do parque na operação do sistema, costuma-se instalar equipamentos de medição de qualidade de energia elétrica nos pontos de interligação, de maneira que os efeitos de perturbações nas grandezas elétricas ficam registrados e podem ser disponibilizadas para “análise pós-despacho”. Esses dados, associados a medições de vento podem ainda ser utilizados para alimentar um algoritmo de identificação de parâmetros, a fim de estimar os valores das constantes de máquinas e dos ganhos dos sistemas de controle admitidos nos modelos dos aerogeradores, de acordo com a tecnologia empregada.

    Este trabalho visa desenvolver um Software na Plataforma NI-LabView para reconhecimento e identificação automática de parâmetros de controle de Aerogeradores (Aqui denominado de SidPA 1.0), utilizando dados operacionais de um aerogerador de velocidade variável, com tecnologia síncrona, a partir da aquisição, tratamento e avaliação dos dados em um equipamento de medição de qualidade de energia elétrica e anemometria, com realização discreta no tempo, e plataforma com base em processador digital de sinais.


  • Mostrar Abstract
  • Atualmente, existe a dificuldade na obtenção de dados para simulação do comportamento dinâmico de parques eólicos, para avaliar o seu impacto na operação do sistema elétrico ao qual se interligam. Sob o pretexto de conservar segredos industriais (Propriedade Intelectual), valores de parâmetros como constantes de tempo de máquinas e dos sistemas de controle, frequentemente não são disponibilizados, para a realização de estudos que, são muitas vezes realizados com valores de referência para esses parâmetros, ou através de ajustes teóricos, para reproduzir o desempenho esperado em algumas situações operacionais, como por exemplo, a boa resposta na partida.

    Depois de realizada a conexão dos parques eólicos, estudos de impacto devido ao comportamento dinâmico decorrente de perturbações, continua sendo necessários, para a avaliação e confirmação das condições de operação do sistema.

    A fim de verificar a influência do parque na operação do sistema, costuma-se instalar equipamentos de medição de qualidade de energia elétrica nos pontos de interligação, de maneira que os efeitos de perturbações nas grandezas elétricas ficam registrados e podem ser disponibilizadas para “análise pós-despacho”. Esses dados, associados a medições de vento podem ainda ser utilizados para alimentar um algoritmo de identificação de parâmetros, a fim de estimar os valores das constantes de máquinas e dos ganhos dos sistemas de controle admitidos nos modelos dos aerogeradores, de acordo com a tecnologia empregada.

    Este trabalho visa desenvolver um Software na Plataforma NI-LabView para reconhecimento e identificação automática de parâmetros de controle de Aerogeradores (Aqui denominado de SidPA 1.0), utilizando dados operacionais de um aerogerador de velocidade variável, com tecnologia síncrona, a partir da aquisição, tratamento e avaliação dos dados em um equipamento de medição de qualidade de energia elétrica e anemometria, com realização discreta no tempo, e plataforma com base em processador digital de sinais.

4
  • RODRIGO AUGUSTO DO NASCIMENTO GOMES
  • DESENVOLVIMENTO DE SOFTWARE PARA DETERMINAÇÃO ÓTIMA DE PONTOS DE CONEXÃO DE GERADORES EM REDES DE DISTRIBUIÇÃO ATRAVÉS DE UM ALGORITMO GENÉTICO COM SUPORTE DE GRADIENTE EM ÁRVORE

  • Orientador : MANOEL FIRMINO DE MEDEIROS JUNIOR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MANOEL FIRMINO DE MEDEIROS JUNIOR
  • CLOVIS BOSCO MENDONCA OLIVEIRA
  • JOSE LUIZ DA SILVA JUNIOR
  • MAX CHIANCA PIMENTEL FILHO
  • PAULO VITOR SILVA
  • Data: 29/04/2016

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  • A conexão de gerações pode trazer benefícios para a rede elétrica, inclusive postergando investimentos financeiros pelas distribuidoras. Para isso, ferramentas de estudo são necessárias. Perdas elétricas, apesar de serem indesejadas, são inerentes a toda rede de distribuição de energia elétrica e para diminuí-las, investimentos em obras na rede são necessários. A conexão de gerações, desde que previamente estudadas, poderá otimizar essas perdas da rede e provocar melhora no nível de tensão. Esse trabalho apresenta uma ferramenta computacional que foi desenvolvida para auxiliar as empresas nas estratégias de redução de perdas, em princípio sem a necessidade de investimentos na rede. A ferramenta utiliza dois métodos de otimização e um método de fluxo de carga apropriado para redes de distribuição. A utilização conjunta dos dois métodos de otimização mostrou-se uma boa estratégia implementada em software para estudo e tomada de decisões na conexão de geradores. São feitas simulações utilizando dados de redes da COSERN e são mostradas graficamente as melhorias obtidas nos níveis de tensão e na redução das perdas. Também é feita uma avaliação no tempo de execução do programa e no desempenho das linguagens de programação utilizadas. No final são apresentadas algumas sugestões de trabalhos futuros utilizando a filosofia do software desenvolvido.


  • Mostrar Abstract
  • A conexão de gerações pode trazer benefícios para a rede elétrica, inclusive postergando investimentos financeiros pelas distribuidoras. Para isso, ferramentas de estudo são necessárias. Perdas elétricas, apesar de serem indesejadas, são inerentes a toda rede de distribuição de energia elétrica e para diminuí-las, investimentos em obras na rede são necessários. A conexão de gerações, desde que previamente estudadas, poderá otimizar essas perdas da rede e provocar melhora no nível de tensão. Esse trabalho apresenta uma ferramenta computacional que foi desenvolvida para auxiliar as empresas nas estratégias de redução de perdas, em princípio sem a necessidade de investimentos na rede. A ferramenta utiliza dois métodos de otimização e um método de fluxo de carga apropriado para redes de distribuição. A utilização conjunta dos dois métodos de otimização mostrou-se uma boa estratégia implementada em software para estudo e tomada de decisões na conexão de geradores. São feitas simulações utilizando dados de redes da COSERN e são mostradas graficamente as melhorias obtidas nos níveis de tensão e na redução das perdas. Também é feita uma avaliação no tempo de execução do programa e no desempenho das linguagens de programação utilizadas. No final são apresentadas algumas sugestões de trabalhos futuros utilizando a filosofia do software desenvolvido.

5
  • RENAN MACIEL MIRANDA
  • Projeto de Usina de Geração Fotovoltaica de Larga Escala em Terra no Brasil.

  • Orientador : CLOVIS BOSCO MENDONCA OLIVEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CLOVIS BOSCO MENDONCA OLIVEIRA
  • MANOEL FIRMINO DE MEDEIROS JUNIOR
  • RICARDO FERREIRA PINHEIRO
  • RENATO SAMUEL BARBOSA DE ARAÚJO
  • Data: 20/09/2016

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  • Os empreendimentos solares desenvolvidos no Brasil, por serem relativamente novos, ainda enfrentam dificuldades no que se refere aos processos e cuidados de projeto que devem ser tomados para sua consolidação, uma vez que não há referências bibliográficas suficientemente completas que tratem das etapas de desenvolvimento de projeto de usinas solares de larga escala (acima de 5 MW) no país. Neste cenário, este trabalho propõe um fluxograma de serviços para o desenvolvimento de projeto de usina fotovoltaica no Brasil, contemplando os processos burocráticos que devem ser tomados junto aos órgãos competentes a fim de se obter licenças, pareceres e permissões de conexão elétrica, bem como expor ferramentas e etapas de processo de dimensionamento comumente adotadas pelas empresas do setor no país. Por fim, um projeto técnico será apresentado provando a aplicação da metodologia abordada anteriormente, com a elaboração de memorial, layout e unifilares do projeto. Desta maneira, espera-se que o trabalho sirva de modelo de boa conduta de implantação de usinas fotovoltaicas de larga escala no Brasil ao expor etapas, conhecimentos e técnicas apropriadas que tornam o processo de desenvolvimento de projeto desta fonte de geração mais simplificado, rápido e eficaz, servindo, portanto, de referência para profissionais e empresas que procurem investir e/ou obter conhecimentos nesse setor que, à cada dia, vem ganhando mais competitividade no mercado brasileiro.


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  • The solar projects developed in Brazil, for being relatively new, still face difficulties in relation to the processes and project care that should be taken to it's consolidation, since there aren't sufficiently complete bibliographic references that address the project development stages of large solar power plants (over 5 MW) in the country. In this scenario, this paper proposes an flowchart of services for the development of photovoltaic power plant project in Brazil, considering the bureaucratic processes that must be taken by the appropriate bodies in order to obtain permits, licensing and electrical connection permissions, as well as expose tools and design process steps commonly taken by companies in the sector. Finally, a technical project will be presented proving the implementation of the previously discussed methodology, with the development of memorial, layout and single-line diagram. Thus, it's expected that the work will serve as a good role model for deployment of photovoltaic plants in large scale in Brazil by exposing steps, knowledge and appropriate skills that make the project development process of this power source more simplified, fast and effective, serving, therefore, as reference for professionals and companies looking to invest and/or gain knowledge in this sector which, every day, is gaining more competitiveness in the Brazilian market.


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  • LEANDRO RIBEIRO ALVES DA SILVA
  • PROGRAMA PREVCONFI: CONFIABILIDADE APLICADA NA MANUTENÇÃO PREVENTIVA DE USINAS EOLICAS, COM FOCO EM MINIMIZAÇÃO DO CUSTO.

  • Orientador : RICARDO FERREIRA PINHEIRO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • RICARDO FERREIRA PINHEIRO
  • JOSE LUIZ DA SILVA JUNIOR
  • MANOEL FIRMINO DE MEDEIROS JUNIOR
  • NEILTON FIDELIS DA SILVA
  • Data: 27/12/2016

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  • Com o crescimento expressivo de usinas eólicas por todo o mundo e mais especificamente no Brasil, percebe-se a necessidade maior no tocante a manutenção destes aerogeradores. Os fabricantes de turbinas, que atualmente são os mantenedores dos mesmos, não contam com técnicas de análise de confiabilidade para mitigar defeitos. Tais defeitos podem vir acompanhados de diversas consequências, tangíveis e intangíveis. Diante deste cenário, faz-se necessário realizar uma análise criteriosa nos componentes que representam maior taxa de falha, associada a perda de receita financeira pela falta de geração de energia, quando determinados componentes apresentam falha. A proposta de trabalho é desenvolver através de dados históricos de uma usina eólica, a identificação dentre todos os setores de um aerogerador, o item que represente a maior incidência de defeitos associados a perda de receita financeira. Ao selecionar o componente, uma análise de confiabilidade com distribuição de Weibull será aplicada, visando a minimização dos custos totais de manutenção, diretamente associados ao lucro cessante, através da identificação do melhor intervalo entre manutenções preventivas. Como produto deste trabalho, teremos em mãos os melhores intervalos de manutenção preventiva, associados a uma taxa de confiabilidade, bem como a economia esperada após aplicação do método para um período de 15 anos de operação.


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  • This job makes the assessment of the wind turbine components with the biggest number of failure rate within all the wind turbine sectors using the wind farm historical operational data. After identifying those components, a more adequate maintenance routine will be planned for those components in order to avoid unexpected failures and consequent financial loss by the lack of energy generation. The proposed routine will have the focus on minimizing the maintenance costs followed by a natural availability increase, also increasing the energy generation. The job will have the reliability study as a basis to be applied to the maintenance. The Weibull Distribution was applied as the probability distribution for this case study. The schedule of maintenance is prepared by a program created in Microsoft Excel that is based on past experiences and occurrences of a specific wind farm, feeding the program with new data in order to re schedule the maintenance schedules in the most appropriate timing for the analyzed systems. Components able to become the wind turbine unavailable in generating energy will be considered as critical components and therefore they will have their maintenance schedule optimized based on costs and observed the respective failure probability which is different from the current maintenance routines that are not dedicated for the wind farms but generalized for any one. The current contracted preventive maintenances are performed time to time and they are not taking into account the criticality of some components Maintenance suppliers are only committed to deliver a minimum availability rate, but without contractual responsibility with energy generation. Also is part of this job, show to the wind farm owners and maintenance suppliers how much is important a Reliability assessment in order to obtain a bigger financial return by minimizing the maintenance costs and improving energy generation based on an adequate maintenance schedule for each specific wind farm.

2015
Dissertações
1
  • WAGNER JOSE NASCIMENTO DE OLIVEIRA
  • PROJETO DE FILTROS PASSIVOS PARA A REDUÇÃO DE CORRENTES HARMÔNICAS NA SUBESTAÇÃO DE 2X300 KVA DA ESTAÇÃO ELEVATÓRIA DE ÁGUA DO JIQUI.

  • Orientador : CRISLUCI KARINA SOUZA SANTOS CANDIDO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CRISLUCI KARINA SOUZA SANTOS CANDIDO
  • ARRHENIUS VINICIUS DA COSTA OLIVEIRA
  • JOSE TAVARES DE OLIVEIRA
  • MAX CHIANCA PIMENTEL FILHO
  • Data: 03/06/2015

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  • Trata-se de um caso prático visto na indústria de saneamento em que se observaram parâmetros de qualidade de energia elétrica utilizando medidores de grandezas elétricas durante as manutenções preditivas realizadas na Companhia de Águas e Esgotos do Rio Grande do Norte (CAERN). Foram constatadas correntes harmônicas em desconformidade com as normas, causadas pelo acionamento dos motores por meio de inversores de frequência. Para a solução do caso, este trabalho de conclusão de Mestrado apresenta o projeto de filtros harmônicos passivos em sintonia única a serem instalados em paralelo nos terminais de baixa tensão de cada um dos transformadores de 300 kVA da subestação que fornece energia elétrica para a Estação Elevatória de Água Bruta (EEAB) do Jiqui, da CAERN, principal captação de água de Natal-RN. Os equipamentos promovem a redução das distorções harmônicas de corrente para os níveis tolerados nas Normas IEC (International Electrotechnical Commission) 61000-3-4 e IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) 519. O sistema é modelado desde a subestação da concessionária até as cargas energizadas pela subestação da CAERN e simula a operação dos filtros de 5ª, 7ª, 11ª e 13ª ordens de forma isolada e também interligada, obtendo as respostas para as implementações feitas para os diferentes fatores de qualidade. São avaliadas as novas harmônicas de corrente e tensão para cada frequência, bem como o comportamento do sistema na frequência. Observam-se as ressonâncias em série dos filtros sintonizados e também as ressonâncias paralelas, sendo utilizada para tal a ferramenta computacional HARMZS, versão 1.8, desenvolvida pelo Centro de Pesquisas de Energia Elétrica – CEPEL. Para as simulações das correntes e tensões é usado o programa SCILAB, versão 5.5.1.


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  • Trata-se de um caso prático visto na indústria de saneamento em que se observaram parâmetros de qualidade de energia elétrica utilizando medidores de grandezas elétricas durante as manutenções preditivas realizadas na Companhia de Águas e Esgotos do Rio Grande do Norte (CAERN). Foram constatadas correntes harmônicas em desconformidade com as normas, causadas pelo acionamento dos motores por meio de inversores de frequência. Para a solução do caso, este trabalho de conclusão de Mestrado apresenta o projeto de filtros harmônicos passivos em sintonia única a serem instalados em paralelo nos terminais de baixa tensão de cada um dos transformadores de 300 kVA da subestação que fornece energia elétrica para a Estação Elevatória de Água Bruta (EEAB) do Jiqui, da CAERN, principal captação de água de Natal-RN. Os equipamentos promovem a redução das distorções harmônicas de corrente para os níveis tolerados nas Normas IEC (International Electrotechnical Commission) 61000-3-4 e IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) 519. O sistema é modelado desde a subestação da concessionária até as cargas energizadas pela subestação da CAERN e simula a operação dos filtros de 5ª, 7ª, 11ª e 13ª ordens de forma isolada e também interligada, obtendo as respostas para as implementações feitas para os diferentes fatores de qualidade. São avaliadas as novas harmônicas de corrente e tensão para cada frequência, bem como o comportamento do sistema na frequência. Observam-se as ressonâncias em série dos filtros sintonizados e também as ressonâncias paralelas, sendo utilizada para tal a ferramenta computacional HARMZS, versão 1.8, desenvolvida pelo Centro de Pesquisas de Energia Elétrica – CEPEL. Para as simulações das correntes e tensões é usado o programa SCILAB, versão 5.5.1.

2
  • MARCEL DA COSTA FONTES
  • Projeto de plataforma didática compatível com a norma IEC61850 para comissionamento de sistema digital de controle e proteção de subestação de energia elétrica.

  • Orientador : MARCOS ANTONIO DIAS DE ALMEIDA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MARCOS ANTONIO DIAS DE ALMEIDA
  • ARRHENIUS VINICIUS DA COSTA OLIVEIRA
  • MANOEL FIRMINO DE MEDEIROS JUNIOR
  • MELINDA CESIANARA SILVA DA CRUZ
  • Data: 23/10/2015

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  • O estabelecimento da norma IEC61850 e a sua imersão no setor de energia elétrica nacional, na última década, revelou uma tendência real de mercado. A necessidade de padronização dos sistemas de proteção & automação das subestações e a preocupação com a segurança da informação estimularam essa transição. Os dispositivos microprocessados agora são denominados de dispositivos inteligentes IED (Intelligent Eletronic Device). Eles executam funções de proteção & controle integradas, tendem a assumir um caráter multifuncional agregando várias funcionalidades (controle, proteção, medição e comunicação), utilizam e executam algoritmos de proteção consagrados pelas normas ANSI e IEC. Sua comunicação é baseada em protocolos de alta velocidade como GOOSE(Generic Substation Events), MMS(Manufacturing Message Specification) e SMV(Sample Measure Value) executados através de redes TCP/IP Ethernet e definidos por linguagem SCL (linguagem de configuração de sistemas), apresentam capacidade para aquisição de dados analógicos e digitais e placa de rede ethernet. Este trabalho tem como objetivo desenvolver uma plataforma de testes protótipo, LabProt, e seus materiais didáticos, com propósito de disseminar conhecimentos das aplicações de Proteção em IEC61850 para cursos de graduação, pós-graduação e profissionais do mercado, contribuindo assim para qualificação dos profissionais de engenharia elétrica das próximas gerações. Esta plataforma proporcionará uma infraestrutura para configurar, testar e comissionar sistemas de proteção e automação de subestações regidas pela norma IEC61850. A metodologia utilizada será o estudo de múltiplos casos, com testes em bancada de aplicações práticas, em nível de subestação. Serão discutidas neste trabalho as arquiteturas de comunicação, especificações dos equipamentos, testes de conformidade, testes funcionais de proteção em bancada com o auxílio de caixa de teste de proteção, relés de proteção Micom Schneider, switch gerenciável Ruggedcom e da infraestrutura de rede da UFRN.


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  • O estabelecimento da norma IEC61850 e a sua imersão no setor de energia elétrica nacional, na última década, revelou uma tendência real de mercado. A necessidade de padronização dos sistemas de proteção & automação das subestações e a preocupação com a segurança da informação estimularam essa transição. Os dispositivos microprocessados agora são denominados de dispositivos inteligentes IED (Intelligent Eletronic Device). Eles executam funções de proteção & controle integradas, tendem a assumir um caráter multifuncional agregando várias funcionalidades (controle, proteção, medição e comunicação), utilizam e executam algoritmos de proteção consagrados pelas normas ANSI e IEC. Sua comunicação é baseada em protocolos de alta velocidade como GOOSE(Generic Substation Events), MMS(Manufacturing Message Specification) e SMV(Sample Measure Value) executados através de redes TCP/IP Ethernet e definidos por linguagem SCL (linguagem de configuração de sistemas), apresentam capacidade para aquisição de dados analógicos e digitais e placa de rede ethernet. Este trabalho tem como objetivo desenvolver uma plataforma de testes protótipo, LabProt, e seus materiais didáticos, com propósito de disseminar conhecimentos das aplicações de Proteção em IEC61850 para cursos de graduação, pós-graduação e profissionais do mercado, contribuindo assim para qualificação dos profissionais de engenharia elétrica das próximas gerações. Esta plataforma proporcionará uma infraestrutura para configurar, testar e comissionar sistemas de proteção e automação de subestações regidas pela norma IEC61850. A metodologia utilizada será o estudo de múltiplos casos, com testes em bancada de aplicações práticas, em nível de subestação. Serão discutidas neste trabalho as arquiteturas de comunicação, especificações dos equipamentos, testes de conformidade, testes funcionais de proteção em bancada com o auxílio de caixa de teste de proteção, relés de proteção Micom Schneider, switch gerenciável Ruggedcom e da infraestrutura de rede da UFRN.

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