Dissertations / Theses on the topic 'Energia eolica'

Orientador: Waldemir Silva de Lima
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica
Made available in DSpace on 2018-08-03T19:37:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AssuncaoFilho_TelesforoReisde_M.pdf: 3963934 bytes, checksum: 2c3575a8db785e72008eeaa87295da4d (MD5) Previous issue date: 2003
Mestrado

Lo scopo della presente tesi è di fornire un repertorio terminografico nella lingua cinese e italiana (corredato da definizioni, contesti d’uso e glossario) riguardante il principale impianto adottato per la produzione di energia eolica: l’aerogeneratore. La prima parte riporta un’introduzione sulla produzione di energia eolica in Cina, analizzando le origini e le influenze ricevute dall’Occidente. Nella seconda parte è posta particolare attenzione ai contesti economici, tecnici e politici dell’argomento. Nella terza parte è analizzata la produzione di aerogeneratori e turbine eoliche nel continente cinese e la loro conseguente esportazione in Occidente. La parte finale descrive i componenti e il principio di funzionamento degli aerogeneratori e degli impianti eolici, arricchiti da immagini esplicative. Il corpus terminografico mira a confrontare circa 80 termini, già menzionati nella parte sopra citata, nella lingua cinese e italiana al fine di fornire una panoramica chiara e precisa del tema principale.

The arguments of this PhD Thesis are divided in two parts: a first part regarding the development of control algorithms to optimize the efficiency of wind energy systems and, at the same time, to simplify the system structure avoiding the mechanical sensors. The second part regards the analysis and design of axial flux permanent magnet generators for wind applications. Furthermore, I analyzed other particular aspects such as axial strengths and permanent magnet losses.
Gli argomenti trattati in questa Tesi di Dottorato sono articolati in due parti. Una prima è rivolta allo sviluppo di algoritmi di controllo aventi lo scopo di ottimizzare la resa energetica di sistemi eolici consentendo allo stesso tempo una semplificazione del sistema stesso grazie all'assenza di sensori per la rilevazione di grandezze meccaniche. La seconda parte riguarda l'analisi ed il progetto di generatori sincroni a flusso assiale a magneti permanenti da utilizzare in applicazioni eoliche. Sono stati inoltre analizzati particolari aspetti elettromagnetici quali gli sforzi assiali gravanti sulle parti statoriche e rotoriche ed il calcolo delle perdite per correnti indotte nei magneti permanenti.

Il presente elaborato ha lo scopo di analizzare lo stato attuale dell'accumulo dell'energia applicato al caso dell'energia eolica. Dopo una introduzione in cui viene presentato il perchè della necessità di garantire sistemi di accumulo dell'energia e quali sono i relativi vantaggi, viene proposto un caso studio di un impianto eolico tipico: partendo dalla potenzialità produttiva dell'impianto e dal tipo di funzione che il sistema di accumulo deve svolgere si passa alla scelta e dimensionamento del sistema più adatto.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.
Made available in DSpace on 2012-10-24T08:46:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 265533.pdf: 19206594 bytes, checksum: 8b8c2e889fd616967715aa909d4cb76e (MD5)
A presente pesquisa tem como principais objetivos o estudo e a análise da estrutura eólica de pequeno porte para geração de energia elétrica a fim de se obter um modelo de simulação que possibilite o projeto e dimensionamento de conversores capazes de rastrear a máxima potência e otimizar o sistema. Primeiramente, faz-se uma introdução dos principais conceitos da energia eólica e, em seguida, com o foco nos sistemas eólicos de pequeno porte, realizam-se o equacionamento e a construção do modelo para turbinas de três pás com gerador síncrono a ímã permanente de fluxo axial para carregamento de um banco de baterias. Uma vez concebido o modelo, simula-se o mesmo e com base nos resultados aplica-se um método de rastreamento de máxima potência, que então fará parte do estágio de controle dos conversores de potência aplicados ao sistema. Três conversores básicos são abordados, Boost, SEPIC e Buck, sendo que, para o último, um projeto e implementação prática é realizado para comprovação e conclusões acerca dos modelos e teorias propostas.

This thesis presents the main concepts and configurations used in wind turbine connected to the grid, as well as, an analysis, design and implementation of the control system for the Doubly Fed Induction Generator (DFIG). The DFIG has been selected since it is the concept frequently adopted by the wind turbine manufactures. In the thesis, it is presented a model of the DFIG in stator flux reference frame that is normally used in DFIG. The main reason for use the stator flux reference frame is that in this referential is possible to control the active and reactive power of the stator circuit independently. However, the main limitation related with the DFIG vector control is the poor damping oscillation of the stator flux. Aiming to study this problem, the impact of the bandwidth of the rotor currents control loop in the stator flux oscillation mode that appears near the voltage grid frequency, is investigated. It is demonstrated that when Rs approaches of the zero, these oscillations can not be controlled by the rotor converter. The proposed controller has an internal current control loop and an external power control loop. As the controllers are usually implemented in a digital signal processor (DSP), a redesign in discrete time to compute the control action with anti-windup is given. Finally, experimental results to validate the controllers design using a 2 kW DFIG and IGBT PWM converter, controlled by the DSP TMS320F241, are presented.
O presente trabalho apresenta os principais conceitos e configurações utilizadas em turbinas eólicas conectadas a rede elétrica, bem como a analise, o projeto e a implementação do sistema de controle para o gerador de indução com dupla alimentação (GIDA), visto que, este é o conceito mais utilizado pela indústria de turbinas eólicas. Inicialmente, é apresentado o modelo do GIDA em eixos síncronos qd no referencial do fluxo estatórico, que é, normalmente, utilizado para o projeto dos controladores do GIDA, pois neste referencial é possível controlar independentemente a potência ativa e reativa da turbina eólica. Entretanto, um problema comum associado ao controlador vetorial do GIDA são as oscilações pouco amortecidas do fluxo estatórico. Com o intuito de estudar este problema, é apresentada uma análise do impacto da banda passante dos controladores de corrente, nos modos oscilações do fluxo estatórico, que surgem próximos à freqüência da rede elétrica. Essas oscilações aparecem na parte não controlada da GIDA, resultante do acoplamento direto do circuito estatórico com a rede elétrica. O controlador proposto baseia-se num laço interno de corrente e um laço externo de potências ativa e reativa. Como os controladores são implementados em DSP, também, são apresentados os projeto dos controladores em tempo discreto com limitação da ação integral. Finalmente, são apresentados resultados experimentais utilizando um GIDA de 2 kW e um inversor PWM, controlado através do DSP TMS320F241.

Con l’esaurimento del pozzo petrolifero sul quale opera la piattaforma offshore, è necessario procedere con la dismissione della struttura. A causa degli elevati costi e dell’impatto ambientale correlati alla rimozione completa o parziale dell’installazione, si è ipotizzato di riutilizzare la struttura a scopi energetici, sfruttando un sistema ibrido rinnovabile-convenzione. La problematica principale delle risorse rinnovabili è però la loro discontinuità nella produzione di potenza, da cui la sua integrazione nella rete elettrica. Tale limite può essere superato mediante l’adozione di impianti ibridi accoppianti la risorsa rinnovabile con un sistema di bilanciamento. Il sistema di bilanciamento scelto è un parco turbogas che per l’impianto ibrido può rappresentare anche una soluzione vantaggiosa per il riuso della piattaforma offshore in dismissione. Dopo un’introduzione sulla tematica della dismissione di infrastrutture oil & gas e dello sfruttamento della risorsa eolica offshore, è stato descritto l’approccio adottato per la gestione e valutazione di un sistema ibrido eolico-turbogas connesso alla rete elettrica a terra, che richiede in ingresso dati di vento reali e previsti in un breve orizzonte temporale e fornisce in uscita degli indicatori di performance tecnico, ambientale ed economiche. Al fine di valutare la potenzialità di questo metodo, sono stati definiti uno scenario di riferimento ed ulteriori tre scenari basati su due differenti step temporali di previsione e due diverse probabilità di corretto dispacciamento. L’applicazione dell’approccio ha permesso di confrontare gli ultimi tre scenari rispetto a quello di riferimento e trarre delle conclusioni sull’influenza dei parametri scelti. Infine, è stato effettuato un confronto preliminare delle performance tra lo scenario di riferimento e un sistema convenzionale a terra che brucia la stessa portata di gas naturale in un ciclo combinato.

Il crescente fabbisogno energetico e la necessità di ridurre l'inquinamento atmosferico stanno spingendo la ricerca verso soluzioni alternative di produzione di energia. Una di queste potrebbe essere l'inserimento di turbine eoliche ad asse verticale (VAWT), come quella Savonius, nella generazione distribuita. La Savonius ha un design semplice e può generare potenza anche a basse velocità del vento quindi, con l'obiettivo di aumentarne il coefficiente di potenza, sono state studiate delle pale con una forma alternativa a quella tradizionale semicilindrica. Una volta selezionato il design con le migliori prestazioni in termini di coppia e coefficienti di potenza, questi parametri sono stati studiati in funzione degli angoli azimutali, del tip speed ratio (TSR) e del numero di Reynolds. Inoltre sono stati analizzati i campi di velocità e pressione nel dominio circostante la turbina eolica. Tutte le indagini sono state eseguite con un'analisi fluidodinamica computazionale (CFD), realizzata con il software Star-CCM+, e considerando come dominio computazionale un cilindro avente le dimensioni di una galleria del vento. Nonostante la potenza estraibile da questo prototipo di turbina eolica sia bassa a causa della piccola taglia, il coefficiente di potenza massimo, mediato su una rotazione, raggiunge il valore di 0.24 quando il TSR è pari a 0.85. Quindi il nuovo aerogeneratore risulta avere un’efficienza maggiore di quella raggiunta dalla turbina Savonius avente pale con forma tradizionale e che è stata analizzata come confronto. In quest'ultimo caso, infatti, il coefficiente di potenza medio massimo è 0.22, quando il TSR è 0.75. Il nuovo prototipo è anche stato costruito e testato nella galleria del vento in collaborazione con due studenti dell’”Ecole d’Ingénieurs Polytechnique de l’Université de Tours”: Maxime Collet e Romain Guehennec. E’ stato dimostrato che al crescere della velocità del vento, aumenta quasi linearmente la velocità di rotazione della turbina eolica.

La tesi illustra la tecnologia alla base della produzione di energia eolica. Nella tesi è analizzata una soluzione, molto diffusa che consente un buon sfruttamento della risorsa eolica tramite un generatore a velocità variabile a doppia alimentazione. Questa macchina deriva dall'evoluzione della classica macchina asincrona con opportune modifiche sulle caratteristiche funzionali riuscendo in questo modo ad espandere il campo di utilizzo e a sfruttare al massimo la risorsa vento. Questo tipo di generatore mantiene un elevato rendimento anche alle medie–basse velocità del vento.

A causa della natura intrinsecamente variabile del vento si rende necessaria, nell’eolico ancor più che in altre tecnologie, un’efficiente strategia di esercizio e manutenzione che permetta al proprietario dell’impianto di massimizzare la produzione di energia elettrica: tenere fermo un aerogeneratore in presenza di vento sufficientemente forte significa infatti sprecare la risorsa primaria. Dopo una prima parte di lavoro dedicata alla definizione delle curve di potenza di riferimento per ogni singola macchina (questo approccio viene spesso utilizzato in quanto la curva di potenza “reale” di una macchina differisce da quella “teorica”) si è passati a un primo studio riguardante una possibile ottimizzazione produttiva. Essenzialmente si è considerata una strategia di wind sector management tale da impedire l’attivazione di un allarme, il quale provoca una brusca fermata di emergenza dell’aerogeneratore. Anche andando a ipotizzare diversi parametri di WSM (basati sulle condizioni del vento) si è scoperto che non conviene introdurre una strategia di questo tipo al fine di diminuire le mancate produzioni: questo è dovuto al fatto che tutti i fermi macchina si sono verificati quando il vento proveniva da una delle direzioni principali dell’impianto. Nel secondo studio è stato valutato un possibile degrado delle performance di normale funzionamento degli aerogeneratori dovuto all’invecchiamento dei componenti di macchina principali. In questo contesto si è riusciti a replicare un approccio di tipo matematico/numerico ormai molto consolidato a livello mondiale basato su una rete neurale artificiale. L’obiettivo del lavoro è quello di allenare una rete neurale artificiale in ambiente MATLAB con i dati di normale funzionamento del primo anno solare successivo all’installazione delle macchine e valutare nel periodo successivo la differenza tra la potenza reale prodotta e quella attesa elaborata dalla rete allenata (questo scarto è definito “residuo di potenza”).

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Gestão do Conhecimento, Florianópolis, 2010
Made available in DSpace on 2012-10-25T07:48:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 289948.pdf: 888325 bytes, checksum: df6627b0e3786497f89547fccc0fdaae (MD5)
Este estudo se propõe dissertar sobre o problema enfrentado pelas empresas, na era do conhecimento, quando da fomentação do mesmo. O estudo considera políticas de sustentabilidade, ferramentas de desenvolvimento sustentado, códigos de sustentabilidade, Organização Internacional de Normatização (International Organization for Standardization) - ISO e complexidades, com o intuito de que as organizações implementem a gestão do conhecimento da sustentabilidade. Os resultados mais relevantes deste estudo são que: (1) esperase que a modelagem destas estratégias constitua um basal onde empresas de energia eólica possam realizar a gestão do conhecimento, (2) e, que estas estratégias possam elevar o desenvolvimento a partir da matriz de geração de energia eólica com sustentabilidade. A implicação estratégica derivada destes resultados também é muito importante: utilizar a sustentabilidade como um radar é estar sempre desenvolvendo estratégias para responder à ameaças e oportunidades. As ações sustentáveis emergem no contexto da Sociedade do Conhecimento, à medida que implicam em uma nova revolução que tenta resolver problemas cruciais do mundo moderno, ao observar e compreender as interações sistêmicas simples e complexas entre fatores ecológicos, econômicos, ambientais, entre outros, com pontos comuns de alertas globais, como poluição, saúde e fontes de energia. Esta revolução simboliza a emergência de um novo ethos enfatizando uma rede de relacionamentos que, interconectados, suplantem estes desafios, com a realização de pesquisas científicas e implantação de inovações tecnológicas.
This study suggests the exploitation on the issue that organizations think that, in the era of knowledge, can enhance the management of knowledge. This survey considers policies for sustainability, sustainable development tools, code of sustainability, ISO and complexities, in order that organizations implement the management of knowledge of sustainability. The most relevant results of this study are that: (1) the modeling of these strategies constitutes a baseline where wind energy companies carry out the management of knowledge, (2), and that these strategies can increase the development from its matrix to generate with wind energy sustainability. The strategic implications derived from these results are very important: to use sustainability as radar is to be always developing strategies to meet threats and opportunities. To share sustainable actions is an issue that emerge in the context of the society of knowledge, as they involve a new revolution that attempts to solve crucial problems of the modern world, to observe and understand the systemic simple and complex interactions between environmental, economic and environmental factors, among others, with common points of global alerts, such as pollution, health and energy hources. This revolution symbolizes the emergence of a new ethos emphasizing a network of interconnected relationships that outweighs the challenges by carrying out scientific research and deployment of technological innovations.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Made available in DSpace on 2012-10-23T06:58:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 244860.pdf: 2542172 bytes, checksum: dd97d7b4b4cd6bfaecf022ea0dc5f4c2 (MD5)
O trabalho é dividido em duas partes, na primeira delas o objetivo é a análise das principais características dos ventos em seis localidades do Estado de Santa Catarina visando a determinar o potencial eólico para geração de eletricidade, enquanto na segunda parte se faz um estudo sobre previsão de velocidade de ventos e geração eólica com base em dados de velocidade de vento gerados pelo modelo meteorológico de meso-escala Eta, do CPTEC / INPE. A primeira parte do trabalho refere-se ao tratamento estatístico dos dados de velocidade de vento, através da distribuição de Weibull, medidos nas estações anemométricas da CELESC (Centrais Elétricas de Santa Catarina S.A.). São determinadas as velocidades médias, a regularidade, a direção preferencial dos ventos, assim como o fator de capacidade do local e a quantidade esperada de energia a ser gerada. Os dados de potência gerada pelos aerogeradores em operação, no Estado, foram comparados aos valores estimados através dos cálculos com as velocidades medidas em campo. Na segunda parte do estudo, os dados previstos pelo modelo Eta do CPTEC / INPE, serviram de base para o treinamento de redes neurais, a partir da comparação com os dados de campo da CELESC, possibilitando uma avaliação da capacidade de previsão de velocidade de vento e de potência para um horizonte de 6h. A questão da previsão de geração elétrica por fonte eólica tornar-se-á de grande importância à medida que aumente a sua participação no balanço energético do país. Os resultados mostram que a técnica de previsão por meio de redes neurais é adequada, apesar de ainda apresentar as limitações decorrentes do escasso banco de dados de velocidade e direção do vento. O estudo sobre o potencial eólico de Santa Catarina indica a existência de localidades com características de ventos adequadas à geração. Dentre as regiões analisadas, destacam-se Laguna e Urubici, que apresentaram valores de fator de capacidade, FC, de 0,40 e 0,34, respectivamente, com velocidades médias anuais em torno de 8 m/s, apesar do baixo valor do fator de forma, k, em torno de 1,8, e Água Doce, com valores de FC em torno de 0,24, velocidade média em torno de 6 m/s e k de 2,4, apresentando resultados satisfatórios para geração de eletricidade. Ainda, nas demais localidades, estimativas feitas com auxílio do programa WAsP mostram que todas apresentam regiões com valores de FC maiores ou iguais a 0,30. A metodologia desenvolvida neste trabalho, embora se restrinja a uma análise de caso para Santa Catarina, poderá ser estendida a todo o país. This study is divided in two parts, in the first one the objective is the analysis of the main wind characteristics for in six places in the State of Santa Catarina aiming to determine the wind power for energy generation, in the second one, a study about wind speed and wind power forecast is made based on CPTEC / INPE Eta mesoscale meteorological model wind speed data. The first part of this study refers to a statistical treatment of wind speed data collected by CELESC, using the Weibull Distribution. The average speeds, regularity, and the main wind direction are determined, as well as capacity factor, FC, of the locations and the estimated power generation potential. In this study, the power generation data collected from the operating wind turbines are also analyzed. These data are compared with the results calculated from the measured wind speeds. In the second part of the study, the predicted data from Eta model, served as a basis for the training of artificial neural networks, through comparison with the measured CELESC data. Their capacity to forecast power generation and wind speed within 6h is evaluated. The wind power forecast will be more important with the growth of the electricity generation by wind power in Brazil. The results show that techniques of forecast by means of neural networks are feasible, although more in-depth studies are limited by the scarse availability of wind speed and direction data. The study about wind potential in the State of Santa Catarina shows that there are areas with wind characteristics for energy generation. Based on the results of this work, the best places in Santa Catarina is Laguna and Urubici with 0.40 and 0.34 for FC values, respectively, and wind velocity near to 8 m/s, despite the low value of Weibull shape factor, k, near to 1.8, and Água Doce with FC values near to 0.24, 6 m/s wind velocity and k factor near to 2.4 show adequate results for electricity generation. In the other places, estimates with WAsP aid show that, there are areas with FC greater than 0.30 in all analyzed places. The method developed in this study will be able to apply in other regions of the country, in spite of being a study perform in the State of Santa Catarina.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2009.
Made available in DSpace on 2012-10-23T18:32:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 269349.pdf: 2780279 bytes, checksum: 34f48af060e42a598ac57a621f159d93 (MD5)
O objetivo principal deste trabalho é o estudo, projeto e implementação de um conversor CC/CA para a conexão de um gerador eólico à rede elétrica. Faz-se isso utilizando-se um inversor monofásico, com modulação PWM a três níveis, ligado à rede através de um transformador de baixa freqüência. São controladas três variáveis distintas no conversor: a corrente de saída, que deve ser senoidal e com baixa distorção harmônica, a tensão do barramento CC de entrada, que se deve manter regulada e com a ondulação projetada, e a componente média de corrente no primário do transformador, para se evitar que esse último sature. Inicialmente faz-se uma breve introdução sobre o uso da energia eólica, logo em seguida, estuda-se o estágio de potência, malhas de controle e compensadores utilizados e, por fim, implementa-se um protótipo para que seja feita a comprovação experimental de toda a teoria desenvolvida.
The aims of this work are the study, design and implementation of a dc/ac converter for the connection of a wind power generator to the electric grid. It makes use of a single-phase inverter, with three-level PWM modulation, connected to the grid through a low frequency transformer. Three distinct variables are controlled in the converter: the output current, that must be sinusoidal and present low harmonic distortion, the DC link voltage, that must be regulated and within the designed ripple, and the average current component in the primary winding of the transformer, what prevents it from saturating. Initially, a brief introduction on the use of the wind power is performed. Afterwards, studies of the power structure, control models and employed compensators. Finally, a prototype is assembled and tested to validate through experimental results all developed theoretical analysis and design.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.
Made available in DSpace on 2012-10-23T15:38:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 245244.pdf: 1534807 bytes, checksum: 0e92158ddcef9daa226abebfaec97c93 (MD5)
Esta Dissertação aborda a implementação do Controle Vetorial de um Gerador de Indução Duplamente Alimentado (DFIG) com aplicação em Sistemas Eólicos de operação em Velocidade Variável. Cada etapa do processo de transferir a estratégia de controle, desenvolvida em simulação, para o microcontrolador é discutida, destacando-se sua importância como parte do projeto, eventuais problemas e as soluções encontradas. A partir do modelo da máquina de indução com as variáveis referenciadas aos eixos d e q, é mostrado que o a técnica de Controle por Orientação de Campo (FOC - Field Oriented Control) possibilita o controle independente das potências reativa e ativa. Um protótipo foi montado com um DFIG 3 kW, 380 V, 60 Hz, De onde foram extraídos resultados experimentais como resposta do sistema às variações de referências de velocidade, corrente e torque. São abordadas a conexão e desconexão do estator da máquina com a rede elétrica, com resultados experimentais comprovando a eficácia do método de sincronismo implementado para proporcionar uma conexão suave, sem causar transitórios na rede e no sistema. Os modos de operação de uma Turbina Eólica são apresentados, discutindo-se quais as situações que provocam uma mudança de um modo para outro. Por fim é discutida a implementação da modulação vetorial por largura de pulso (SVPWM - Space Vector Pulse Width Modulation), apresentando de uma maneira didática a metodologia a ser seguida para o cálculo dos períodos de chaveamento e busca do setor do vetor referência.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Made available in DSpace on 2012-10-22T02:43:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 210375.pdf: 1310492 bytes, checksum: 9178edf593327d85c741cbc1073d0433 (MD5)
A presente dissertação aborda uma metodologia para obtenção da capacidade máxima de aerogeradores a ser instalada em um determinado alimentador de distribuição. Os procedimentos utilizados se baseiam em modelar as características do vento nos locais de interesse, com informações obtidas em mapas eólicos, permitindo que se obtenha uma avaliação preliminar do potencial de geração eólica para inserção na rede elétrica local. O objetivo principal da ferramenta desenvolvida é determinar os limites de geração eólica do local estudado, respeitando os limites físicos da rede de distribuição. O trabalho também apresenta uma metodologia de avaliação da possível postergação de expansão da rede na presença de geração eólica, crescimento especificado de carga e um dado risco de não-conformidade de tensão ou sobrecarga. Utilizou-se como ferramenta de avaliação de fluxo de potência, limites de tensão e perdas o Simulador de Redes de Distribuição de Energia Elétrica na Presença de Geração Distribuída - SiGDist, desenvolvido através de um Projeto de P&D Labspot - CELESC. Aplicou-se a metodologia a um alimentador urbano-rural típico com inserção de aerogeradores sujeitos a ventos característicos do planalto Sul do Brasil.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Made available in DSpace on 2012-10-26T06:04:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 299712.pdf: 14376923 bytes, checksum: 42ba0d1dc1ccdc0c2295e1d99e7e0013 (MD5)
No século XXI, mudanças são esperadas nas formas em que a produção de energia ocorre. Com o desenvolvimento de novas tecnologias, o custo da eletricidade a partir da geração eólica caiu mais de 80% durante os últimos anos. A geração de energia através de sistemas de conversão de energia eólica representará uma parcela considerável da energia elétrica gerada. Nesse contexto, turbinas eólicas equipadas com geradores síncronos a ímãs permanentes apresentam vantagens importantes sobre outros tipos de geradores. No entanto, esses geradores precisam ser conectados a uma rede de distribuição através de conversores estáticos de capacidade nominal. Estes conversores permitem que o sistema de conversão de energia eólica seja utilizado em seu ponto ideal de operação a todo instante. Além disto, os conversores estáticos modernos garantem a melhoria da qualidade da energia gerada e que esta seja transmitida à rede com alto rendimento de conversão e de maneira confiável e flexível. Este trabalho propõe uma nova estratégia de controle de corrente de alto desempenho e elevado fator de potência. A estratégia proposta baseia-se na técnica de autocontrole de corrente para retificadores PWM trifásicos, incrementando-a no que diz respeito à compensação de reativos no gerador. Utiliza-se um estágio retificador PWM trifásico robusto e com baixas perdas de condução. Este retificador é analisado e um esquema apropriado de modulação vetorial é proposto. O sistema de conversão de energia eólica é estudado por simulações numéricas e a técnica de controle de corrente proposta é verificada também de forma experimental em um protótipo de laboratório de 6,5 kVA.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Made available in DSpace on 2013-03-04T18:17:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 304938.pdf: 32969594 bytes, checksum: 2868e1509e2c0233a924e6da68259987 (MD5)
Este trabalho apresenta o emprego de uma topologia bidirecional trifásica, tendo em vista a aplicação em sistemas de conversão de energia eólica conectados à rede elétrica. A característica principal deste conversor está na divisão das correntes sobre os interruptores e no uso do acoplamento magnético nos indutores. A presença do acoplamento não introduz indutância à passagem da corrente de carga. Além disso, por meio de uma técnica de modulação adequada, permite triplicar a frequência sobre os filtros e apresenta tensões multiníveis em seus terminais de saída. A estratégia de controle implementada tem como objetivo o controle das correntes de fase e da tensão do barramento, ambas de forma digital. Como mecanismo de sincronismo é empregado um algoritmo PLL. Serão apresentados estudos teóricos, metodologia de projeto, além de simulações e resultados experimentais. Em suma, é mostrado que a topologia em questão apresenta vantagens para a aplicação que se propõe, como redução dos dispositivos magnéticos e baixa distorção harmônica das tensões e correntes

Il considerevole sviluppo degli impianti a fonte di energia rinnovabile non programmabile ha avuto ripercussioni sul recente sviluppo e gestione della rete elettrica italiana. La gestione di flussi di potenza fortemente variabili nel tempo richiede sistemi di gestione efficienti ed efficaci in grado di fronteggiare repentine variazione dello stato della rete al fine di garantire la sicurezza dell’esercizio. L’eolico, oggetto di studio in questa tesi, è fonte di considerevoli variazioni repentine di potenza immessa in rete e risulta pertanto fondamentale analizzare gli effetti di tali variazioni sul funzionamento della rete. Nella prima parte della tesi sono analizzate le normative sulla regolazione di frequenza e regolazione di tensione alle quali sono soggetti i parchi eolici. Nella seconda parte dell’elaborato sono stati studiati due diversi modelli per la generazione eolica, si è osservata ed analizzata la caratteristica statica potenza-vento tipica di un aerogeneratore e l’influenza su di essa dei parametri più cruciali e si sono svolte simulazioni nel dominio del tempo allo scopo di studiare il comportamento dell’aerogeneratore in seguito a perturbazioni tali da mostrare la rispondenza alla normativa riguardante i Low Voltage Ride Through (LVRT) e High Voltage Ride Through (HVRT). Si è osservato infine il forte legame tra la potenza erogata dalla turbina e la velocità del vento, osservando che i wind gust, molto frequenti nella realtà, possono generare variazioni di potenza che arrivano fino ad 1 MW/s nel modello implementato.

La tesi verte sulle procedure di verifica delle prestazioni di potenza degli aerogeneratori. Si è realizzato un test di verifica su una centrale eolica in esercizio, sito nella provincia di Salerno, utilizzando diverse metodologie di verifica, delineate dai più importanti centri di ricerca internazionali, al fine di valutare l'affidabilità di ognuna di esse.

Nel presente lavoro di tesi si vogliono fornire gli aspetti più rilevanti, dal punto di vista prestazionale e tecnologico degli impianti eolici, cioè quegli impianti che producono energia elettrica a partire dall’interazione con il vento.

This doctoral study mainly considers the Wind Energy resource and focuses on the electromagnetic aspects of generators for direct drive solutions in this field. Despite the strong employing by many constructor of geared technology in Wind Turbines Generators, a transmission/gear box reduces both, eciency and reliability: the losses due to the transmission potentially compromise the sustainability of the electromechanical system. A better solution is the multipolar low speed direct drive train. Permanent magnet machines offer compactness and the absence of brushes with respect to traditional machines. Material in the armature can be saved using fractional slot windings. This type of machine exhibits many advantages such as short end windings, high slot fill factor, high efficiency and power density together with electrical redundancy, which allows the modularization of the active part and fault-tolerance capabilities. However, space harmonics of the magneto-motive force (MMF) in fractional slot windings lead to considerable rotor losses. The computation of these losses according to standard procedures (e.g. Steinmetz equation or models for massive body within homogeneous field) is not satisfactory. The MMF harmonics move asynchronously with respect to the rotor, inducing currents in any conductive rotor parts, e.g. the metallic iron yoke which supports the magnetic poles and the rare earth permanent magnets (PMs), acting on their working temperature which is strictly related to the performance of PMs. The reduction of the residual ux density causes a decrease both in the back electromotive force (EMF) and in the electromagnetic torque. The reduction of the magnetic eld increases the risk of an irreversible demagnetization of the PMs. The MMF space harmonic amplitude and frequency depend on the particular combination of number of slots and poles. The amount of such losses increases dramatically with the size of the machine becoming a crucial aspect in the design of a large diameter (v 2 - 3m) multipolar direct drive generators with PMs. A proper selection of the winding of the machine,fixing the number of slot and poles represents an improvement in the sustainability of the electromechanical conversion process: losses are limited and a higher eciency is achieved. If efficiency is better even less active material is wasted. This part of the doctoral study has been accomplished at the Electric Drives Laboratory at the Department of Industrial Engineering of the University of Padova during a partnership with Leitwind A.G.(in Sterzing, Italy), which operates in the Wind Energy Market. The aim is to design a large diameter generator (v 4m), which will be employed in the prototype of a 3 MW wind turbine. The will of Leitwind to implement a method to predict rotor losses in large machines with permanent magnet and fractional slot windings is the key basic point to be solved. The existing LW15C generator for LTW77 (1.5 MW rated power) wind turbine is analyzed by means of analytical relations and finite elements: it represents the starting point of this study. A method to calculate rotor losses due to the high harmonic contents of the fractional slot winding is applied. Such estimated losses are then compared with the results of experimental test benches with "full-scale" prototypes. The same study is then repeated on SFA motor (500 kW rated), employed in ropeways transport in Leitner A.G. plants. Both Leitner and Leitwind belong to the Leitner Technologies Group. Test bench results are finally compared with the values from the analysis. Starting from both the experience on LW15C generator and SFA motor the design of LW30A prototype generator for Leitwind 3MW wind turbine is chosen. Dierent topologies of PM machines with fractional slot winding are then investigated and compared with the switching ux configuration (SFPM), both with rare earths and ferrite PMs. The possibility to integrate a huge magnet quantity in the armature of the SFPM machine and the ux concentration principle can lead to a cost eective solution which must be carefully evaluated without considering the performance of the machine only. The structure of the rotor is robust and simple, like in classical reluctance machines. The robustness against PMs demagnetization is a crucial point to investigate. To extend the scenario of renewable energy, the wave energy resource is brie y overviewed and some topologies for linear direct drive generator in this field are investigated. In order to increase the thrust density the possibility of employing a double-sided structure is analyzed. The employing of ferrite PMs is also considered: despite their low energy with respect to rare earth magnets they have a lower impact on environment and human health. The extraction process of ferrite is similar to the iron one, while rare earths must be separated from radio elements. Main contributions of the thesis To the knowledge of the author, the contributions of this thesis for the upcoming researchers in electrical machines for renewable energy eld are: • The application of straight lined model and of the current sheet method to calculate rotor losses in large direct drive permanent magnet machines. The results of the test bench activity on real machines are then described and compared with the prediction. • Selection of number of slots and poles for fractional winding direct drive large generators. • Comparison of the switching ux machine with other well known machine topologies, including demagnetization behavior and ferrite PMs, more sustainable than rare earth ones. • Investigation on dierent linear modules topologies for wave energy, including double side switching ux topology. Outline of the thesis Chapter 1 provides an overview on renewable energy conversion field and presents the company Leitwind A.G. Chapter 2 describes the analysis and modeling of the LW15C generator for 1.5 MW wind turbine. Then a similar study has been performed for the SFA motor for ropeways applications. Both analytical and finite elements model have been developed/implemented and are compared to the results of experimental test bench activities. The same models are applied to the analysis of the new LW30A generator. Chapter 3 faces the topic of rotor losses in order to model them with the straight lined model and the current sheet method. The rotor losses computation is considered and described. Predicted values are compared with the test bench ones. Chapter 4 establishes a scaling law for rotor losses in fractional slot PM machines. Chapter 5 provides the selection of the number of slots and poles to design the new LW30A generator for 3.0 MW wind turbine. The validity of the Index of Rotor Losses obtained from the straight lined model is investigated and applied. Chapter 6 describes the comparison of fractional winding machine with a small switching ux permanent magnet machine, both with rare earth and ferrite PMs. The demagnetization behavior of the different machine topologies is analyzed. Chapter 7 considers linear drives for Wave energy conversion with different topologies, including the double side switching flux machine
Questo lavoro di dottorato considera principalmente la Risorsa Eolica e si focalizza sulle caratteristiche elettromagnetiche dei generatori a presa diretta per questa applicazione. Malgrado molti Costruttori di turbine eoliche usino congurazioni comprendenti il moltiplicatore di giri, la presenza di quest'organo di trasmissione causa una perdita di ecienza del sistema elettromeccanico che va a comprometterne la sostenibilità. Una soluzione multipolare a bassa velocita di rotazione e presa diretta tra generatore e pale della turbina e quindi adottata. Si sceglie l'utilizzo del magnete permanente grazie alla sua compattezza e all'assenza di spazzole in paragone alle soluzioni di macchina sincrona tradizionale. L'avvolgimento frazionario e adottato per risparmiare materiale nell'avvolgimento di armatura della macchina. Questo tipo di congurazione presenta evidenti vantaggi come la lunghezza ridotta delle testate, il buon fattore di riempimento delle cave, elevati rendimento e fattore di potenza. Essa si presta inoltre a soluzioni circuitalmente ridondanti che consentono una struttura modulare della parte attiva, con la capacita di tollerare i guasti. D'altro canto, le armoniche spaziali della forza magneto motrice (MMF) dovuta all'avvolgimento frazionario causano perdite nel rotore di entita notevole. I metodi tradizionali di calcolo delle perdite (formula di Steinmetz o modelli di corpi solidi in campo magnetico uniforme) non forniscono risultati soddisfacenti per queste perdite. La forza magneto motrice risulta non sincrona con il rotore della macchina, con conseguente indursi di correnti parassite in ogni parte conduttrice del rotore, come nel giogo metallico che sorregge i poli magnetici e nei magneti stessi (terre rare). Le perdite nei magneti ne causano il riscaldamento, con conseguente calo delle prestazioni della macchina. La riduzione del campo dei magneti dovuta all'aumento di temperatura aumenta il rischio di smagnetizzazione irreversibile. L'ampiezza delle armoniche spaziali di forza magneto motrice e la loro frequenza vista dal rotore dipendono dalla particolare combinazione cave{poli dell'avvolgimento scelto. L'entita di queste perdite cresce notevolmente con l'aumentare delle dimensioni della macchina, divenendo un aspetto cruciale nella progettazione di macchine multipolari a presa diretta di grande diametro (. 2m) con magnete permanente. Una scelta adeguata del rapporto cave{poli dell'avvolgimento, signica un notevole miglioramento della sostenibilita del processo di conversione elettromeccanica: le perdite vengono ridotte e il rendimento migliora. Se il rendimento migliora, signica che meno materiale e stato sprecato. Questa parte del lavoro di tesi si e svolta presso il Laboratorio di Azionamenti Elettrici nel Dipartimento di Ingegneria Industriale dell'Universita di Padova nell'ambito di un contratto di ricerca voluto da Leitwind SpA (VIpiteno, Italia). Leitwind e un costruttore di turbine eoliche. Lo scopo e progettare un generatore di grande diametro (v 4m) per il prototipo di turbina eolica da 3 MW. Compresa l'importanza del fenomeno delle perdite rotoriche, la volonta di Leitwind e svilupparne calcolo per scegliere l'avvolgimento della nuova macchina. Il generatore Leitwind esitente, denominato LW15C, per la turbina LTW77 (potenza nominale 1.5 MW) e analizzato sia con modelli analitici che con gli elementi niti. Questo generatore e la base di partenza di questo studio. Viene applicato un metodo per il calcolo delle perdite rotoriche indotte dall'elevato contenuto armonico dell'avvolgimento frazionario. Le perdite cos ottenute sono confrontate con i risultati dell'attivita del banco prova su macchine reali. Con lo stesso approccio si studia e si modella il motore diretto per trazione funiviaria SFA (500 kW di potenza nominale) negli impianti Leitner. Leitner e Leitwind appartengono al Gruppo Leitner Technologies. I risultati del banco prova sono confrontati con i valori calcolati. La progettazione del nuovo generatore LW30A e sviluppata a partire dai modelli creati per il generatore LW15C e il motore diretto SFA. Vengono poi studiate dierenti topologie di macchina a magnete permanente con avvolgimento frazionario per confrontarle con la congurazione switching ux (SFPM). Lo studio prende in considerazione sia magneti di terre rare, che di ferrite. La possibilità di integrare una notevole quantita di magnete nella parte di armatura della macchina SFPM e il principio di concentrazione di usso portano ad una soluzione con un buon rapporto costi prestazioni, che pero deve essere valutata non solo da un punto di vista di prestazioni. La struttura del rotore di questa macchina e semplice e robusta, come per le macchine a riluttanza. Il comportamento della topologia SFPM a smagnetizzazione dei magneti permanenti risulta un punto cruciale da indagare. Per allargare lo studio ad un'altra Fonte Rinnovabile, l'energia da moto ondoso e brevemente descritta e vengono confrontate alcune topologie di generatori lineari per questa applicazione. Uno struttura a doppio statore viene studiata con l'intento di massimizzare la spinta sulla parte mobile. Si considera inoltre l'utilizzo dei magneti in ferrite: malgrado il loro basso prodotto di energia rispetto ai magneti in terre rare, essi risultano meni nocivi per l'ambiente e la salute dell'uomo: il processo di estrazione delle terre rare coinvolge infatti elementi radioattivi, mentre l'estrazione della ferrite e in tutto simile a quella del ferro. Contributi principali della tesi I principali contributi di questo lavoro di tesi alla ricerca futura nell'ambito delle energie rinnovabili si possono cos sintetizzare: • L'applicazione del modello a strati e del metodo dei punti corrente nel calcolo delle perdite rotoriche di macchine elettriche a presa diretta di grande diametro, con magneti permanenti. I risultati dell'attivita sperimentale su banco prova di grosse macchine reali sono confrontati con i valori calcolati. • La scelta del numero di poli e di cave nella progettazione di macchine a presa diretta di grande diametro, con avvolgimento frazionario. • Confronto della macchina switching ux con topologie di macchina note, comprendendo la smagnetizzazione del magnete e l'utilizzo della ferrite, materiale più sostenibile delle terre rare. • Studio di diverse topologie di generatore lineare per generazione da moto ondoso, includendo la topologia switching ux a doppio statore. Struttura della tesi Capitolo 1 : presenta una breve panoramica sull'energia rinnovabile eolica e da moto ondoso e descrive l'azienda Leitwind SpA. Capitolo 2 : descrive la modellazione e l'analisi delle macchine studiate, sia con metodi analitici che con gli elementi niti: sono inclusi i risultati dell'attivita sul banco prova. I modelli, sviluppati sul generatore LW15 e sul motore SFA sono poi applicati al nuovo generatore LW30A. Capitolo 3 : aronta la tematica del calcolo delle perdite rotoriche, sviluppando il modello a strati e il metodo dei punti corrente. Viene descritto il calcolo delle perdite rotoriche. Si aronta la validazione dei metodi di calcolo al banco prova. Capitolo 4 : ricava una legge di scala per le perdite rotoriche per macchine a magnete permanente ad avvolgimento frazionario. Capitolo 5 : presenta la scelta del rapporto cave{poli nel progetto del nuovo generatore LW30A per la turbina da 3.0 MW LTW 101. Viene investigata la possibilità di applicare l'Indice delle Perdite Rotoriche, ricavato dal modello a strati. Capitolo 6 : confronta diverse topologie di macchine ad avvolgimento frazionario con la congurazione switching ux, sia con terre rare che con ferrite. Si aronta il fenomeno della smagnetizzazione sulle diverse topologie di macchina. Capitolo 7 : prende in considerazione topologie di macchina lineare per conversione da moto ondoso. Include la congurazione switchng ux a doppio statore

Orientador: Luiz Felipe Mendes de Moura
Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica
Made available in DSpace on 2018-08-13T22:44:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_JorgedeJesusPassinhoe_M.pdf: 1300552 bytes, checksum: 7ad745296c0ecb7fc25a3e725e4ef9e4 (MD5) Previous issue date: 2004
Resumo: Neste trabalho procuramos analisar o funcionamento de um compressor de freqüência variável que utilizasse a energia eólica, em São Luis do Maranhão, para manter um sistema de refrigeração funcionando. Para isto foi necessário conhecer os valores locais das velocidades de vento e escolhemos o cata vento tipo Savonius para atingirmos nosso objetivo
Abstract: Preliminary studies of the constructive e technical viability, of a system of refrigeration using Eolica Energy, in order to keep in continue functioning, a compressor of variable requency arrives of coupling of pulleys of different diametric, that guarantee the energetic balancing of the system and thus it keeps it continuously
Mestrado
Termica e Fluidos
Mestre Profissional em Engenharia Mecanica

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-12-12Bitstream added on 2014-06-13T20:00:02Z : No. of bitstreams: 1 geroto_ghr_me_guara.pdf: 894316 bytes, checksum: 2143c8ffeab9d73ad39ff303cd9bd557 (MD5)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Esta dissertação apresenta o desenvolvimento, construção e avaliação de desempenho de um aeromotor de eixo vertical. Os ventos no local de instalação tiveram sua velocidade variando entre 1,4 m/s a 7 m/s. O modelo do aeromotor construído foi o Darrieus com três pás de perfil aerodinâmico constante. O rotor possui 3 m de diâmetro e a torre 6 m de altura. O perfil utilizado na construção das pás foi o NACA 0018-53, com bordo de ataque modificado. Este perfil apresenta o coeficiente de sustentação maior que o perfil padrão sem apresentar aumento significativo no coeficiente de arrasto. Foi adicionado um slot na parte traseira das pás visando baixar a velocidade de partida. A velocidade de partida média observada foi de 1,7 m/s. Com vento de 7 m/s o aeromotor desenvolveu 63 rpm no eixo. A potência máxima registrada foi de 82 W a 35 rpm sob a incidência de um vento de 4,6 m/s. Nesta condição, o coeficiente de potência máximo alcançado foi de 0,31 e a velocidade de ponta de pá (TSR) foi de 1,2. O equipamento se mostrou adequado ao local de instalação mesmo desenvolvendo baixos valores de potência final
This dissertation presents a vertical axis wind turbine development, construction and performance evaluation. At the installation site, the wind speed ranged from 1.4 m/s up to 7 m/s. A Darrieus type rotor with constant aerodynamic profile has been built with a three-blade rotor and 3 meters of diameter on a tower 6 m high. The NACA 0018-53 profile has been used with modified leading edge. This profile has increased lift coefficient in comparison to the standard profile and has not presented significant higher drag coefficient. It has been added a slot at the trailing edge of each blade aiming to drop down the start up wind speed. The average start up wind speed was 1.7 m/s. Under a wind speed of 7 m/s the wind turbine has developed 63 rpm. The maximum power measured was 82 W at 35 rpm with a wind speed of 4.6 m/s. At this condition, the power coefficient has reached 0.31 and the tip speed ratio (TSR) 1.2. The equipment proved to be suitable for the installation site even does not developing high power output

Orientador: Teofilo Miguel de Souza
Banca: José Feliciano Adami
Banca: Osiris Canciglieri Junior
Resumo: Esta dissertação apresenta o desenvolvimento, construção e avaliação de desempenho de um aeromotor de eixo vertical. Os ventos no local de instalação tiveram sua velocidade variando entre 1,4 m/s a 7 m/s. O modelo do aeromotor construído foi o Darrieus com três pás de perfil aerodinâmico constante. O rotor possui 3 m de diâmetro e a torre 6 m de altura. O perfil utilizado na construção das pás foi o NACA 0018-53, com bordo de ataque modificado. Este perfil apresenta o coeficiente de sustentação maior que o perfil padrão sem apresentar aumento significativo no coeficiente de arrasto. Foi adicionado um slot na parte traseira das pás visando baixar a velocidade de partida. A velocidade de partida média observada foi de 1,7 m/s. Com vento de 7 m/s o aeromotor desenvolveu 63 rpm no eixo. A potência máxima registrada foi de 82 W a 35 rpm sob a incidência de um vento de 4,6 m/s. Nesta condição, o coeficiente de potência máximo alcançado foi de 0,31 e a velocidade de ponta de pá (TSR) foi de 1,2. O equipamento se mostrou adequado ao local de instalação mesmo desenvolvendo baixos valores de potência final
Abstract: This dissertation presents a vertical axis wind turbine development, construction and performance evaluation. At the installation site, the wind speed ranged from 1.4 m/s up to 7 m/s. A Darrieus type rotor with constant aerodynamic profile has been built with a three-blade rotor and 3 meters of diameter on a tower 6 m high. The NACA 0018-53 profile has been used with modified leading edge. This profile has increased lift coefficient in comparison to the standard profile and has not presented significant higher drag coefficient. It has been added a slot at the trailing edge of each blade aiming to drop down the start up wind speed. The average start up wind speed was 1.7 m/s. Under a wind speed of 7 m/s the wind turbine has developed 63 rpm. The maximum power measured was 82 W at 35 rpm with a wind speed of 4.6 m/s. At this condition, the power coefficient has reached 0.31 and the tip speed ratio (TSR) 1.2. The equipment proved to be suitable for the installation site even does not developing high power output
Mestre

Questa tesi tratta dell'applicazione agli edifici esistenti di dispositivi per la produzione energetica da fonte rinnovabile: solare fotovoltaica, solare termica ed eolica. Dopo aver analizzato i motivi economici ed ambientali che oggi inducono ad affrontare il tema complesso dell'integrazione di queste tecnologie anche negli edifici esistenti, vengono documentate alcune decine di recenti istallazioni, reperite in ambito internazionale, costituendo così un piccolo repertorio di casi applicativi. Il ricorso alle fonti di energia rinnovabili in architettura ed il concetto di sostenibilità applicato alla progettazione sono temi di interesse mondiale che coinvolgono la riqualificazione energetica del parco edilizio esistente. Questo fenomeno sta generando una vera rivoluzione che, da una dimensione culturale promossa dalle politiche energetiche dei vari paesi, travolge svariati ambiti disciplinari, primo tra tutti l'architettura. L’elaborato è idealmente diviso in quattro parti, come di seguito specificato. Nel primo capitolo vengono trattate le problematiche che stanno portando alla diffusione delle energie rinnovabili nel mondo e descritte le varie forme e tecnologie con cui si utilizzano. Nel secondo e terzo capitolo sono trattati i temi dell’energia negli edifici e la sostenibilità nel progetto per la riqualificazione energetica in architettura. Negli ultimi tre capitoli si analizzano le caratteristiche, i componenti ed il funzionamento dei sistemi fotovoltaici, solari termici e micro/mini-eolici applicati ai manufatti edilizi. Si descrivono, inoltre, le tecnologie e le soluzioni per l’integrazione di detti impianti sugli edifici esistenti. L’ultima parte, costituita dall’allegato che contiene le schede di analisi di alcuni casi studio, descrive la realizzazione di progetti di riqualificazione energetica in cui sistemi fotovoltaici, solari termici ed eolici vengono applicati ad edifici di vario genere.

Orientador : Gilberto De Martino Jannuzzi
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica
Made available in DSpace on 2018-08-01T17:53:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Terciote_Ricardo_M.pdf: 9585329 bytes, checksum: 364ac7f0292ffad7c14d7199a139824f (MD5) Previous issue date: 2002
Resumo: Atualmente vários países vêm investindo 'na complementação e transformação de seus parques energéticos com a introdução de fontes alternativas de energia, sendo que as questões ambientais alavancaram em muito estes investimentos, principalmente devido aos impactos causados pelas formas tradicionais de geração de energia. O desenvolvimento da energia eólica no mundo apresenta-se como uma das mais importantes e promissoras tecnologias na geração complementar de energia. Neste trabalho, apresentam-se a evolução da energia eólica ao longo do tempo, um panorama brasileiro e mundial atual, sua utilização na geração de energia elétrica, os impactos ambientais e suas perspectivas. Considerando o crescimento de mercado e da tecnologia, apresentam-se os resultados de um projeto elaborado na UNICAMP, com intuito de avaliar a eficiência energética do mesmo e verificar a característica dos ventos. Os resultados encontrados mostram que a energia eólica deve ser encorajada em locais com boas condições de vento para que seja possível gerar energia limpa de forma competitiva
Abstract: Currently several countries are investing in the transformation of their energy supply systems by introducing alternative sources of energy. In many instances, environmental issues motivated the major part these investments. Wind energy development in the world is one of the most important and promising energy technologies with less environmental impacts. The main objective of the work is to present an evaluation of a small (500W) wind system installed at UNICAMP. We study the available wind data and measurements of electricity production over several months. The results show that the wind energy must be encouraged in places with good conditions of wind to generate competitive clean energy
Mestrado
Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

In recent years, supply chain management (SCM) has become of great importance as nowadays not only are businesses competing with each other, but so too are suppliers. The main objective of this thesis is to analyse some of the relevant aspects of SCM found in the manufacturing processes and quality control methods of the supply chain in the wind power sector. This is done through a collection of articles which present and analyse real data collected in the field as well as empirical data. The subsequent results reveal that supply chains in the wind power sector are hybrids, where various manufacturing paradigms are in play (lean, agile,leagile and project management) at specific points of the purchasing and manufacturing process. This thesis analyses the lean manufacturing concept inside the wind power sector, revealing the extent to which the lean tools and techniques are applied and the impact they subsequently have on competing priorities. It also examines the difficulties encountered by service providers when attempting to implement lean concepts as well as those resulting from the complex technology required by this highly specialised sector. The thesis also highlights the fact that the widely-used ISO 9001 standard, valid in so many industrial sectors, falls short in sectors dealing with high technological complexity. Furthermore, it sheds light on the perception clients have concerning third-party audits. Lastly, the thesis demonstrates the wind sector’s extensive use of quality tools and techniques when compared to other industrial sectors. This thesis provides the starting point for analysing aspects related to manufacturing and quality management systems in the supply chains of sectors handling high technological complexity, where there is low volume manufacture, high levels of customised and mixed products and irregular demand.
El concepte de la gestió de la cadena de subministrament (SCM) ha anat guanyant importància en els darrers anys, donat que actualment ja no són les empreses les que competeixen entre elles, sinó que són les cadenes de subministrament les que competeixen entre si. El principal objectiu d'aquesta tesi, realitzada sota la modalitat de tesi doctoral per articles, és analitzar per mitjà de dades reals (dades de camp) i empíriques, alguns aspectes rellevants, relacionats amb la fabricació i la gestió de la qualitat, en la cadena de subministrament del sector eòlic. Els resultats d’aquest estudi mostren que la cadena de subministrament del sector eòlic, és una cadena "híbrida", on coexisteixen diferents paradigmes de fabricació (lean, agile, leagile i la gestió per projectes); amb diferents punts de penetració de comanda. Alhora en aquesta tesi, s´analitza el paradigma "lean manufacturing" des de la perspectiva del sector eòlic i ens posa de manifest les dificultats que troben els proveïdors i tecnòlegs del sector a l´hora d'implementar aquest paradigma. També en els resultats d´aquesta tesi es demostra que el popular estàndard de gestió de la qualitat ISO 9001, vàlid per a la majoria de sectors, és un estàndard insuficient quan es tracta d'implementar la gestió de la qualitat en sectors amb una alta complexitat tecnològica. Finalment també aquest treball demostra l'elevat ús de les eines i tècniques de qualitat en el sector eòlic, comparat amb altres sectors industrials. Finalment podem afirmar que aquesta tesi, constitueix un punt de partida per l'anàlisi de cadenes de subministrament en sectors d´alta tecnologia, on la demanda és incerta, amb baixos volums de fabricació i un alt grau de personalització en el “mix” de productes.

Orientadores: Andre Luiz Morelato França, Walmir de Freitas Filho
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-04T00:09:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Salles_MauricioBarbosadeCamargo_M.pdf: 997736 bytes, checksum: 357e053882da7cccdc236b2e9b943707 (MD5) Previous issue date: 2004
Resumo: O objetivo desta dissertação de mestrado é determinar o desempenho dinâmico de diferentes tecnologias empregadas em sistemas de geração eólica conectados em redes de distribuição de energia elétrica durante perturbações na velocidade do vento e contingências elétricas. As tecnologias de geração eólica investigadas são (a) gerador de indução com compensação via banco fixo de capacitores; (b) gerador de indução com compensação via SVC (Static Var Compensator) ou DSTATCOM (Distribution Static Synchronous Compensator); (c) gerador de indução com controle eletrônico da resistência do rotor e (d) gerador de indução com dupla alimentação. O uso conjunto dessas tecnologias com o controle do ângulo de passo das hélices da turbina eólica também é pesquisado. Em relação aos tipos de perturbações eólicas, analisa-se o desempenho desses geradores do ponto de vista eletro-energético durante variações lineares na velocidade do vento e durante rajadas de vento. Ao passo que as perturbações elétricas analisadas são curtos-circuitos trifásicos, com o intuito de verificar a estabilidade de tensão da rede frente a grandes perturbações, e aumento gradual do carregamento do sistema, com o intuito de verificar a estabilidade de tensão da rede frente a pequenas perturbações. Diferentes sinais de entrada para os diversos controladores eletrônicos e mecânicos são investigados. De forma geral, controladores objetivando manter constante potência elétrica gerada, velocidade do rotor, tensão terminal ou uma combinação desses sinais são testados
Abstract: The objective of this dissertation is to determine the dynamic performance of different wind power generation technologies connected to distribution networks during wind and electrical perturbations. The technologies analyzed are (a) induction generator with capacitor-based compensation, (b) induction generator with SVC (Static Var Compensator) or DSTATCOM (Distribution Static Synchronous Compensator)-based compensation, (c) induction generator with electronically controlled rotor resistance and (d) double-fed induction generator. These technologies combined with blade pitch controllers are tested. The wind perturbations analyzed are linear variation of the wind speed and wind gusts. The electrical perturbations investigated are three-phase short-circuit, in order to determine the network large-disturbance voltage stability, and gradual increase in the system loading, in order to check the network small-disturbance voltage stability. Different input signals to the controllers are studied. Controllers projected to keep constant electrical power, rotor speed, terminal voltage or a combination of these signal are investigated.
Mestrado
Energia Eletrica
Mestre em Engenharia Elétrica

Questo elaborato si propone di presentare l'assemblaggio di un generatore di corrente denominato M.A.P.E (Modulo Autonomo per la Produzione di Energia) basato sulle fonti di energia alternativa solare ed eolica. Le componenti relative alla produzione di energia elettrica e al suo stoccaggio sono oggetti commerciali dei quali è stata sfruttata la scheda tecnica sia per la scelta del dimensionamento che per la modellazione con il software 3D. Le componenti strutturali sono state disegnate partendo da zero con SolidWorks, prevedendo l'opportuno dimensionamento e il conseguente studio di integrità strutturale per non compromettere l'operatività anche in condizioni di ambiente non favorevole. Durante tutto il lavoro si è cercato, attraverso fonti cartacee e digitali, di applicare le più efficienti e nuove tecnologie disponibili sul mercato per ottenere il miglior compromesso "prestazioni-costo". Il risultato ottenuto con l'assemblaggio finale dei vari componenti è un modulo trasportabile in zone impervie o prive di infrastrutture per la produzione e la distribuzione dell'energia elettrica, assolutamente indipendente da fonti di carburante fossile e richiedente una manutenzione minima. In conclusione la struttura del generatore M.A.P.E. lo rende un oggetto fortemente modulare e adattabile a una vasta varietà di contesti, anche se si presta a un costante aggiornamento, ottimizzazione e miglioramento col progredire delle tecnologie.

Orientador: Luiz Antonio Rossi
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica
Made available in DSpace on 2018-08-03T23:40:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miguel_AdrianaRochaFerreira_M.pdf: 17115379 bytes, checksum: ca5264fefa8a3c191861c07b20eb69d4 (MD5) Previous issue date: 2004
Resumo: Este trabalho tem como objetivo a análise dos dados de velocidade e direção predominante do vento, em 28 estações c1imatológicas no Estado de São Paulo. Foram analisadas as medições feitas a 10m de altura, obtidas das estações de organizações governamentais e particulares. A importância da análise, em microescala, destes dados está diretamente relacionada com a determinação do potencial eólico do Estado à altura de 50m, adequada à geração de energia elétrica por geradores eólicos de grande porte
Abstract: This study has the objective to a data analysis of speed and wind main direction, in 28 climatologic stations at São Paulo State. It was analyzed the measures perfonned at 10 meters high gather from govermental and private organizations. The analysis importance, in micro scale, of this data are strainght related with determination of State wind density at 50 meters high, what is adequate to electric power generation by large-scale wind turbines
Mestrado
Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-06-29Bitstream added on 2014-06-13T19:59:58Z : No. of bitstreams: 1 prado_po_me_guara.pdf: 957471 bytes, checksum: 383978d116336d9742def8f7af99362d (MD5)
Abende
Na província de Buenos Aires, Argentina, existe um alto potencial de energias renováveis, especialmente com os recursos eólicos no sudeste, que são pouco aproveitados. A presente dissertação pretende fazer um aporte prático e metodológico, para a avaliação e caracterização desses recursos renováveis, focando a Cidade de Mar del Plata. Se utiliza da Tecnologia de Sistema de Informação Geográfica (SIG) para o estudo de planejamento energético regional, incorporando ferramentas de análise espacial e temporária, com o uso de informações sobre a plataforma de referência geográfica, tais como, cartografia digital, imagens de satélites, mapas temáticos e bases de dados. As formas de trabalho propostas com o SIG permitem diminuir o grau de incerteza presente nos estudos tradicionais, ao proporcionar resultados originados pela análise integrada da informação. Os resultados mostram o grau de cobertura e o potencial do recurso eólico na Província de Buenos Aires. O estudo em apreço permitiu verificar a viabilidade técnica e econômica da instalação de um Parque Eólico em Mar del Plata, visto que em função do potencial energético renovável, e sob o ponto de vista técnico e econômico, a única opção de aplicação imediata é a energia eólica. Conclui-se que Sistema de Informação Geográfica é uma ferramenta útil para a determinação do potencial e localização de instalações eólicas, e que, em relação a métodos de cálculos tradicionais, pode-se enumerar as seguintes vantagens: ⋅ Trabalho com informação integrada. ⋅ Conhecimento do espaco geográfico permitindo localização precisa do local. ⋅ Utilização da metodologia para outras fontes de geração distribuída. ⋅ Serve para qualquer fonte primaria. ⋅ Melhor previsão dos impactos ambientais (ruídos, projeção de sombras, preservação ambiental e integração urbana).
In Buenos Aires´s state, Republic Argentina, there is high potential of renewable energy, mainly based in the eolic resources in the southeast that are not well exploited. Therefor this work seeks to make a different contribution, from the practical and methodological, to the current knowledge in the evaluation and characterization of the renewable resources in this area. This way using the Geographic Information Systems´s Technology (GIS) as analysis strategy, in the mark of the regional energy planning, the eolic energy was investigated in the region under study. The space and temporary analysis tools, the use of the information on a platform with geographical reference, the digital cartography, the images satelitales, the thematic maps and the databases have been incorporated in this study. The different work outlined with the GIS, when giving results originated in an integrated analysis of the information, decrease the grade uncertainty´s traditional studies. The results show the covering grade that present the eolic resource in Buenos Aires´s county and generating a prefactibilidad study on an Eolic Park installation in the southeast region. With a specific location in Mar del Plata´s area, allowed to verify the fundamental aspects that involve the design process. You can conclude that Buenos Aires county southeast region has places with good characteristics of winds that would allow the resource exploitation . These areas, present excellent winds with a high use level. Therefore, in function of the renewable energy potential of the county and from the technical and economic point of view, the only option of immediate application is the eolic energy.

Orientador: José Luz Silveira
Banca: Agnelo Marotta Cassula
Banca: José Rui Camargo
Resumo: Na província de Buenos Aires, Argentina, existe um alto potencial de energias renováveis, especialmente com os recursos eólicos no sudeste, que são pouco aproveitados. A presente dissertação pretende fazer um aporte prático e metodológico, para a avaliação e caracterização desses recursos renováveis, focando a Cidade de Mar del Plata. Se utiliza da Tecnologia de Sistema de Informação Geográfica (SIG) para o estudo de planejamento energético regional, incorporando ferramentas de análise espacial e temporária, com o uso de informações sobre a plataforma de referência geográfica, tais como, cartografia digital, imagens de satélites, mapas temáticos e bases de dados. As formas de trabalho propostas com o SIG permitem diminuir o grau de incerteza presente nos estudos tradicionais, ao proporcionar resultados originados pela análise integrada da informação. Os resultados mostram o grau de cobertura e o potencial do recurso eólico na Província de Buenos Aires. O estudo em apreço permitiu verificar a viabilidade técnica e econômica da instalação de um Parque Eólico em Mar del Plata, visto que em função do potencial energético renovável, e sob o ponto de vista técnico e econômico, a única opção de aplicação imediata é a energia eólica. Conclui-se que Sistema de Informação Geográfica é uma ferramenta útil para a determinação do potencial e localização de instalações eólicas, e que, em relação a métodos de cálculos tradicionais, pode-se enumerar as seguintes vantagens: ⋅ Trabalho com informação integrada. ⋅ Conhecimento do espaco geográfico permitindo localização precisa do local. ⋅ Utilização da metodologia para outras fontes de geração distribuída. ⋅ Serve para qualquer fonte primaria. ⋅ Melhor previsão dos impactos ambientais (ruídos, projeção de sombras, preservação ambiental e integração urbana).
Abstract: In Buenos Aires's state, Republic Argentina, there is high potential of renewable energy, mainly based in the eolic resources in the southeast that are not well exploited. Therefor this work seeks to make a different contribution, from the practical and methodological, to the current knowledge in the evaluation and characterization of the renewable resources in this area. This way using the Geographic Information Systems's Technology (GIS) as analysis strategy, in the mark of the regional energy planning, the eolic energy was investigated in the region under study. The space and temporary analysis tools, the use of the information on a platform with geographical reference, the digital cartography, the images satelitales, the thematic maps and the databases have been incorporated in this study. The different work outlined with the GIS, when giving results originated in an integrated analysis of the information, decrease the grade uncertainty's traditional studies. The results show the covering grade that present the eolic resource in Buenos Aires's county and generating a prefactibilidad study on an Eolic Park installation in the southeast region. With a specific location in Mar del Plata's area, allowed to verify the fundamental aspects that involve the design process. You can conclude that Buenos Aires county southeast region has places with good characteristics of winds that would allow the resource exploitation . These areas, present excellent winds with a high use level. Therefore, in function of the renewable energy potential of the county and from the technical and economic point of view, the only option of immediate application is the eolic energy.
Mestre

Un systeme original de pompage eolien est propose. Il est constitue d'une eolienne darrieus et d'une pompe solenoide. Dans la premiere partie, l'etude theorique se developpe autour de deux modeles aerodynamiques distincts selon la valeur du rapport de vitesse. L'etude experimentale s'est effectuee avec des machines d'architectures differentes. En particulier nous avons demontre et verifie qu'un rotor darrieus judicieusement concu demarre de lui meme et sous la seule action du vent. Dans la seconde partie, l'etude hydraulique s'est effectuee sur divers prototypes de pompes solenoides. Ces dernieres possedent une cylindree et ne contiennent aucun organe interne excepte les clapets anti-retour

Orientador: Carlos Alberto Mariotoni
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo
Made available in DSpace on 2018-08-12T13:17:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Borin_FernandoLuders_M.pdf: 5674159 bytes, checksum: 06b685198e7c4437396ce7f2a615662d (MD5) Previous issue date: 2007
Resumo: Este trabalho tem por objetivo fornecer maiores subsídios tendo em vista a matriz energética brasileira, no que se refere ao planejamento, repotênciação, operação e controle dos sistemas de geração de energia elétrica, de modo a prover meios de otimização mais eficazes, reduzindo os impactos de recursos naturais e econômicos demandados pelo sistema elétrico de geração e transmissão. O uso de técnicas de rotação ajustável já vem sendo empregado com sucesso em vários casos, tanto a nível nacional, quanto a nível internacional. A geração através de sistemas eólicos é o exemplo mais forte neste sentido, superando as expectativas de planejamento em vários casos. Os sistemas eólicos só podem operar por meio de técnicas de rotação ajustável. Contudo, a utilização das técnicas de rotação ajustável, tem muito a contribuir, mediante devidas ponderações, nos mais diversos segmentos de geração de energia. Qualquer que seja o caso, é possível de se obter ganhos consideráveis, no que se refere à otimização dos aproveitamentos energéticos. Dentro deste contexto, o trabalho apresenta um panorama geral das alternativas de geração de energia elétrica, e os possíveis ganhos que o sistema de rotação ajustável pode disponibilizar em cada um destes casos. Inicialmente são abordados aspectos gerais dos sistemas convencionais, de forma a estabelecer parâmetros de comparação. A seguir, aspectos específicos de geração por meios hidráulicos, térmicos, eólicos são abordados. Uma análise referente a sistemas isolados de geração também é apresentada, agregando vantagens adicionais não evidenciadas nos sistemas interligados. Desta forma, espera-se que levando em consideração estas técnicas de rotação ajustável, possam conduzir a investimentos relativos de expansão, reforma e operação do sistema de forma mais racional, minimizando impactos ambientais e sociais, contado ainda com ganhos de eficiência disponibilizados.
Abstract: This work has for objective to supply larger subsidies the head office Brazilian energetics, in what he/she refers to the planning, retrofitting, operation and control of the systems of electric power generation, in way to provide more effective optimization means, reducing the impacts of natural and economical resources disputed by the electric system of generation and transmission. The use of techniques of adjustable speed has already been used with success in several cases, so much at national level, as for international level. The generation through eolic systems is the strongest example in this sense, overcoming the planning expectations in several cases. The eolic systems can only operate through techniques of adjustable rotation. However, the use of the techniques of adjustable speed, has a lot to contribute, by the due considerations in the most several segments of generation of energy. Any that is the case, is possible of obtaining won considerable, in what it refers the optimization of the energy uses. Inside of this context, the work presents a general panorama of the alternatives of electric power generation, and the possible impacts that the system of adjustable speed can make available in each one of these cases. Initially general aspects of the conventional systems are approached, in way to establish comparison parameters. To proceed, specific aspects of generation for means hydraulic, thermal, eolics are approached. An analysis regarding isolated systems of generation is also presented, joining additional advantages no evidenced in the interlinked systems. This way, it is waited that taking into account these techniques of adjustable rotation, they can lead to relative investments of expansion, it reforms and operation of the system in a more rational way, minimizing environmental and social impacts, still counted with won of efficiency made available.
Mestrado
Recursos Hidricos
Mestre em Engenharia Civil

Submitted by Haroudo Xavier Filho (haroudo.xavierfo@ufpe.br) on 2016-03-17T18:54:32Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese de Doutorado em Engenharia Mecânica - Edwin Lundgren - Recife 2015.pdf: 6647333 bytes, checksum: 562061d27a257684cbc87a9f44cca7a8 (MD5)
Made available in DSpace on 2016-03-17T18:54:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese de Doutorado em Engenharia Mecânica - Edwin Lundgren - Recife 2015.pdf: 6647333 bytes, checksum: 562061d27a257684cbc87a9f44cca7a8 (MD5) Previous issue date: 2015-07-24
O presente trabalho apresenta como tema central o desenvolvimento e a realização de um conceito tecnológico inovador para propulsionar embarcações utilizando a força do vento por meio de uma pipa dirigível de alto desempenho aerodinâmico conhecida como Kite. Para demonstrar a eficiência da tecnologia aplicada é projetado, manufaturado e testado um barco protótipo com quatro metros de comprimento capaz de carregar uma ou duas pessoas. Kites modernos são projetados para operar em regime de sustentação aerodinâmica e podem ser movimentados de forma razoavelmente controlada em uma região denominada “janela de vento” e possibilitam a geração de forças perpendiculares á direção do vento. Assim, uma embarcação tracionada por Kites e equipada com uma quilha pode realizar cursos cruzados contra o vento. O equilíbrio hidrodinâmico da embarcação tratada neste trabalho é alcançado através de tecnologia com uso de uma plataforma giratória azimutal e um conjunto de mecanismos para o manuseio do Kite e o controle do rumo do barco. É apresentado o cálculo para relacionar o equilíbrio da embarcação com o voo do Kite. Não há necessidade de leme para controlar o rumo da embarcação, portanto o barco protótipo deste trabalho não apresenta algum leme. Os dados obtidos em teste foram relacionados, processados e os resultados quantitativos de percursos e manobras são apresentados e descritas as condições e posicionamentos das grandezas relevantes. A Propulsão do barco prototipo por meio de um Kite mostrou bons resultados em ventos acima de 18 km/h (10 nós). Nestas condições ficou comprovado a eficiência do sistema inovador para propulsionar e guiar barcos com Kites como o protótipo apresentado no presente trabalho.
This work has as its central theme the development and realization of an innovative technological concept of boat propulsion using the wind power through a steerable Kite. To demonstrate the effectiveness of the applied technology there is designed, manufactured and tested a prototype boat with four meters in length capable of carrying one or two people. Modern Kites are designed to operate in aerodynamic lift system. As a result, these devices can be moved in fairly controlled manner in a semi-spherical region called "wind window" and allow the generation of perpendicular forces to wind direction. Thus, a vessel pulled by a Kite and equipped with a good keel can perform crossed courses against the wind. The hydrodynamic balance of the vessel treated in this work is achieved through the use of a technology with azimuthal platform and a set of mechanisms for Kite handling and controlling the direction of the boat. A new method of calculation of the balance of the boat during the Kite flight is presented as well as some results of hydrodynamic simulations. Another advantage of the azimuth platform technology is the ability to control the direction of the boat only by the Kite control devices and the relative positioning of the azimuthal platform within the hull. There is no need of a rudder to control the direction of the boat, so the boat prototype of this work does not present any rudder. The test data were related, processed and quantitative results concerning courses and maneuvers are presented and the conditions and positions of the relevant magnitudes are described. The propulsion of the prototype boat by a Kite showed good results in winds over 18 km/h (10 knots). Under these conditions the efficiency of the innovative propulsion system for boats with Kites as the prototype presented in this work was testified. The innovative directional control allows the handling of the vessel at high upwind courses. The bidirectionality of the prototype boat increases the possibilities of executing maneuvers with reversal of the navigation direction and easy windward routes.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:50:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2301391 bytes, checksum: f5c76a6345ef51b0f44c4bc66f2b19da (MD5) Previous issue date: 2010-07-29
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
The source of renewed or clean energy, such as, the eolic energy is presented as an option for the reduction of the energy based on fossil fuel. Brazil, and in special the Brazilian northeast region, is privileged in the eolic potential due to the presence of the trade winds. In this sense, the present study consists of developing a tool to evaluate the potential of eolic power as well as to evaluate the impacts of climatic changes on the intensive kinetic energy of the winds. Climate data from the regional model MM5 (Fifth-Generation NCAR/Penn State Mesoscale Model) under current (1980-2000) and future global warming conditions (2080-2100) have been utilized. These data served as boundary and initial conditions for a micro-scale model in order to evaluate the role/impact of different surface conditions and topography of the eolic energy. The results show that for the future interval there exist a positive trend leading to an intensification of the kinetic energy of the winds, in particular in the second half of the year. This highlights the viability of application of eolic plants in this region of Brazil for both, the current period and the future. The models simulations also indicate the winter period, as being the time most significant of eolic potential, with values of the intensive kinetic energy varying between 15 J/kg the 55 J/kg. The results still indicate that the optimum positioning of eolic turbines as well as the height of the towers, are between 80 and 100 meters from the soil surface. Finally, our investigation suggests that the interface between models of different complexities, as well as the application of different methodologies for the calculation of the eolic potential, is extremely useful to increase the accuracy of estimates of the local capacity for the generation of eolic energy.
As fontes de energias renováveis ou limpas, tais como, a eólica, apresenta-se como uma opção para a redução do uso de energia a base de combustíveis fósseis. O Brasil, e em especial o território do nordeste brasileiro, é privilegiado no potencial eólico já que a sua localização abrange a área dos ventos Alísios.. Portanto o presente trabalho consiste em desenvolver uma metodologia para avaliar o potencial eólico do nordeste brasileiro, e avaliar os impactos das mudanças climáticas sobre a energia cinética intensiva dos ventos. Para esse estudo usou-se dados do modelo climático regional MM5 (Fifth-Generation NCAR / Penn State Mesoscale Model) sob condições de período atual (1980-2000) e futuro (2080-2100), com cenário de aquecimento global. Com os dados provenientes do MM5 foi feito a interface com o modelo de microescala, visando modelar os primeiros metros da camada limite atmosférica para a obtenção de perfis verticais de velocidade do vento sobre terrenos complexos, e mapas de potencial eólico em diferentes altitudes. Os resultados mostraram que em um cenário futuro todas as estações do ano apresentaram tendências de intensificação da energia cinética intensiva dos ventos, sendo que as anomalias mais evidentes ocorrem na segunda metade do ano. Isso mostra a viabilidade de aplicação de plantas eólicas nesta região do Brasil tanto para o período atual como para um cenário futuro. Predições dos modelos indicam o período de Junho a Agosto (Inverno), como sendo a época mais significativa de potencial eólico, com valores da energia cinética intensiva variando entre 15 J/kg a 55 J/kg. Os resultados ainda indicaram que o melhor posicionamento de turbinas eólicas bem como a altura das torres, entre 80 e 100 metros do solo. O estudo sugere que a interface entre modelos de diferentes complexidades, bem como a aplicação de diferentes metodologias para o cálculo do potencial eólico, é importante para aumentar a precisão e a confiabilidade das estimativas da capacidade de geração de energia eólica.

Avec l'évolution technologique, le progrès de l'électronique de puissance et surtout l'enjeu économique, l'utilisation des machines asynchrones à cages ou à rotor bobiné occupe de plus en plus de place dans tous les domaines comme les entrainements électriques et la production d'énergie, leur robustesse, leur fiabilité et leur coût moins élevé sont particulièrement appréciés. Ces deux types d'actionneur en fonctionnement générateur sont la base des éoliennes actuelles.Néanmoins, malgré les travaux de recherches effectués ainsi que les améliorations apportées, ces machines demeurent des sièges potentiels de défaillances aussi bien au niveau stator que rotor. Les défauts les plus courants qui peuvent se produire dans la génératrice asynchrone à rotor bobiné du système éolien, au niveau rotor et stator sont : a) le court circuit sur les enroulements rotoriques et statoriques, b) les défaillances de roulements, c) les irrégularités statiques ou dynamiques de l'entrefer, d) les problèmes au niveau des balais et collecteurs. Ces types de défauts doivent êtres détectés, localisés à temps car ils peuvent endommager gravement le système. Durant ces dernières années, le diagnostic des défauts affectant les systèmes éoliens a été largement étudié. Un grand nombre de méthodes est disponible visant à améliorer la conception du système, à augmenter la qualité et la production d'énergie électrique et d'en diminuer les coûts. Malgré les résultats de la recherche, ces systèmes multi-complexes restent encore les sièges de réflexions de plusieurs laboratoires tant qu'industriels qu'académiques.Ce rapport de thèse présente une nouvelle méthodologie de diagnostic de défauts combinant la méthode à base de modèle utilisant les équations mathématiques explicites du processus et la méthode sans modèle. Les machines électriques sont modélisées analytiquement par la méthode des circuits électriques magnétiquement couplés. L'objectif est de générer des données en fonctionnement sain et en fonctionnement défaillant de ses variables d'état. Tandis que la méthode sans modèle utilisée est l'analyse en composantes principales (ACP). Les deux méthodes sont implémentées sous Matlab/ Simulink. Les données de la machine acquises sont traitées et analysées par des méthodes statistiques pour générer des résidus. La détection et la localisation de défauts sur la machine sont obtenues par l'analyse des résidus de ses variables d'état. Les résidus sont des indicateurs de défaillance ou non du système étudié. L'analyse des grandeurs caractéristiques de la machine étudiée dans ce rapport de thèse par le biais de plusieurs résultats de simulation montre l'efficacité de la méthode ACP, aussi bien sur le plan de la détection que de la localisation, par rapport aux autres méthodes de diagnostic des machines électriques.

Com a busca pela sustentabilidade no abastecimento de energia elétrica, a fonte eólica tem ganhado grande destaque na matriz energética global por possuir modelo de negócio consolidado, pois conta com aerogeradores modernos, naceles instalados em alturas cada vez maiores, geradores elétricos mais potentes e com sistemas de controle altamente tecnológicos. No Brasil, a energia eólica vem sendo a grande vencedora dos leilões de energia, aumentando de forma significativa seu portfólio pela viabilidade na construção de grandes complexos que devido à elevada potência instalada, realiza seu acesso ao Sistema Interligado Nacional (SIN) em níveis de tensão cada vez maiores, ou seja, em pontos mais sensíveis do sistema de transmissão. Motivado por esse crescimento e pela representatividade dos novos parques em pontos vitais do SIN, o objetivo desta dissertação é avaliar as diferentes metodologias e conceitos adotados como premissa no projeto do sistema de proteção aplicado a uma Central de Geração Eólica (CGE), apresentando como conclusão, além dos diagramas de sequência a serem utilizados no cálculo das correntes de curto-circuito, uma metodologia completa de definição dos ajustes de proteção para atender as especificidades construtivas dessas instalações.
Through the search for sustainability in electric power supply, the Eolic source has gained distinction in the global energetic matrix, as it has a consolidated business framework, which counts on modern wind turbines, nacelles installed at higher and higher altitudes, more powerful electric generators with high-technology control systems. In Brazil, Eolic energy has been the great winner in energy auctions, which has increased significantly its portfolio, due to its viability in the construction of large complexes. Having a high installed power capacity, these large projects enable access to the Sistema Interligado Nacional - SIN (National Interconnected System) at higher and higher voltage levels, that is, at more sensitive points of the transmission system. Motivated by all this development and by the representativeness of the new wind farms, installed at vital points of the SIN, the objective of this dissertation is to assess the different methodologies and concepts adopted as premise in the protection system project applied to a Central de Geração Eólica CGE (Eolic Generation Center). The conclusion presented herein, besides the sequence diagrams for the short circuit calculations, provides a complete methodology of definition of the protection adjustments required to comply with the building specificities of these installations.

Ingeniero Civil Electricista
En búsqueda de aplicaciones vehiculares más eficientes que además estén en la línea de incorporar energías limpias y renovables, la Universidad de Chile ha sido pionera a nivel nacional con dos ediciones de Eolian, proyecto basado en el desarrollo de autos eléctricos usando energía solar fotovoltaica como principal fuente energética. En este contexto, el objetivo de esta memoria de título es contribuir a optimizar el desempeño solar-eléctrico del vehículo Eolian conociendo el rendimiento de las celdas fotovoltaicas seleccionadas, estudiando el efecto de la disposición de los arreglos de celdas, optimizando la operación en paralelo de múltiples adaptadores de impedancia y manejando las situaciones de sombreado. Dentro de la revisión bibliográfica destaca la forma constructiva de las celdas solares, los modelos usados para los análisis y la incorporación del estándar IEC 60904 para mediciones en celdas fotovoltaicas. El material recopilado es una guía para la tarea de medición y ayuda a precisar el enfoque de las propuestas, pero también es un punto de partida para fijar conceptos necesarios en cualquier labor sobre energía fotovoltaica. Por otro lado, el uso del estándar permite validar la metodología de trabajo y los resultados posteriores frente a la comunidad, como asimismo la comparación con otros estudios que se relacionan con esta tecnología. En una primera etapa se desarrolla la evaluación detallada de un módulo encapsulado compuesto por 16 celdas C-60 Sunpower y la obtención de su curva V-I y eficiencia. Se continúa con la recopilación de datos para una disposición de 6 módulos usando cargas resistivas y adaptadores de impedancia, en un diseño experimental propuesto en el marco del proyecto. Estos módulos se someten a diferentes configuraciones de sombra, para proporcionar una variedad de puntos de operación, útiles para la evaluación y entrega de propuestas. Con esta información se puede inferir las condiciones en que operan normalmente las celdas solares, la potencia alcanzada por el sistema y la influencia de sombras en él. Con los datos recopilados, la labor se enfoca en determinar los factores que impiden la obtención del desempeño esperado para las celdas en condiciones normales de operación y posibles mejoras. En primer lugar, el efecto de conectar celdas de distintas curvas características disminuye la eficiencia conjunta porque cada una de ellas no proporciona la potencia máxima posible, siendo aún peor cuando la calidad del encapsulado se ve reducida por efecto de manchas sobre él. A esto se suma los efectos que genera la influencia de sombra sobre el panel. A partir de estos resultados se logra diagnosticar el fenómeno de avalancha en el semiconductor gracias a la mejora del modelo convencional utilizado. Con esto se cuantifica el efecto de la sombra y de cómo ésta modifica el punto de máxima potencia. En segundo lugar, se demuestra que los diodos de bypass no operan cuando la sombra corresponde al área de una sola celda, perdiendo un 18 [%] de la potencia máxima en las pruebas realizadas. Se propone la instalación de un actuador, que permita la anulación del módulo sombreado vía interruptores. Por último, se verifica que no hay interferencia entre los adaptadores de impedancia cuando operan en paralelo. La principal deficiencia es que operan en una zona estrecha de la curva V-I, alejándose de los puntos de máxima potencia durante las horas de menor radiación; y el efecto Doorsill producido por el aumento gradual de la sombra sobre el panel, no ubicándose en el máximo global posible. Como trabajo futuro se proponen distintas mejoras en el diseño del panel entre las que destaca la cuantificación detallada de los distintos factores que disminuyen la eficiencia de las celdas en el vehículo solar y optimizar la estrategia de bypass.

Transições sociotecnológicas são processos de modificação e substituição de regimes sociotecnológicos, estruturas sociais que englobam sistemas tecnológicos e produtivos, bem como políticas públicas, sistemas econômicos e significados simbólicos associados. A transição sociotecnológica tem sido discutida como um caminho para o desenvolvimento sustentável, dada a possibilidade de substituição de regimes sociotecnologicos vigentes por regimes que representem menores impactos sociais e ambientais. Apesar da atenção que a transição sustentável tem recebido em anos recentes, observa-se na literatura uma lacuna no estudo da função de agência na transição. O objetivo da presente pesquisa é analisar a agência no processo de transição sociotecnológica sustentável, e a principal contribuição está na proposição de um modelo conceitual estruturado para a explicação desta agência. No desenvolvimento do modelo adotou-se a perspectiva multinível, a qual estuda a transição a partir de três diferentes níveis de análise: nicho, regime e cenário. O modelo está consolidado em três ideias centrais, que se constituíram em hipóteses de trabalho no desenvolvimento da pesquisa. Propõe-se como primeira hipótese que a agência na transição seria distribuída, resultando de uma ação coletiva do nicho. Propõe-se também como segunda hipótese de trabalho que a agência seria exercida por meio da construção pelos atores nicho de um sistema de narrativas, o qual direcionaria as expectativas dos demais atores, bem como o compromisso resultante destas expectativas. Por fim, propõe-se como terceira hipótese que expectativas e compromisso seriam continuamente ajustados pelo desempenho do sistema, e a principal medida de desempenho na transição tecnológica estaria na capacidade do nicho em desenvolver aprendizado. Adotou-se no desenvolvimento da pesquisa uma abordagem multimétodo, a partir de um posicionamento epistemológico de complexidade organizacional; outra contribuição significativa de pesquisa está no tratamento metodológico adotado no teste do modelo proposto. O modelo conceitual proposto foi operacionalizado em uma fase de pesquisa qualitativa, a partir de em análise de conteúdo de narrativas socialmente construídas, e outra quantitativa, através de modelagem computacional por meio de um sistema multiagente. Para o desenvolvimento destas fases adotou-se como objeto de pesquisa o nicho de energia eólica brasileiro, o qual se entende como uma transição em andamento dado seu expressivo crescimento recente. Na fase qualitativa de pesquisa buscou-se caracterizar os processos discursivos envolvidos em transições tecnológicas sustentáveis. Observou-se que narrativas atuaram no estabelecimento de expectativas sobre nicho tecnológico, defendendo a existência de grande potencial de geração no Brasil, e a sustentabilidade da geração de energia eólica. A caracterização de narrativas resultado da fase qualitativa de pesquisa foi adotada na fase quantitativa de pesquisa como base para o desenvolvimento do processo de modelagem e simulação. O modelo computacional foi considerado como valido dada sua capacidade de representar o processo de constituição de um nicho tecnológico, e as três hipóteses de trabalho que consolidam o modelo conceitual proposto foram testadas por meio deste modelo. Os resultados de simulação observados dão suporte à aceitação das primeira e segunda hipóteses, embora indiquem pela rejeição da terceira. A principal implicação dos achados está na sugestão que a transição sustentável deve ser entendida como um processo iminentemente coletivo, não podendo ser conduzida de forma isolada por um único agente.
Socio-technological transitions are processes of change and replacement of socio-technical regimes, social structures that include technological and production systems, as well as the associated public policies, economic systems and symbolic meanings. Socio-technical transitions have been discussed as a path to sustainable development, due to the opportunity of replacement of incumbent socio-technical regimes by regimes that account for lesser social and environmental impacts. Despite the attention that sustainable transitions have recently received, it is observed in the literature a gap in the study of agency in the transition. The aim of this research is to analyze agency in the socio-technical transition to sustainability, and the main contribution is the proposition of a structured conceptual model in order to explain this agency. In developing the model, it was adopted the multi-level perspective, which studies the transition through three different levels of analysis: niche, regime and landscape. The model is consolidated in three core ideas, which constituted themselves in working hypotheses for the development of research. At first, it is proposed a first hypothesis the adoption of a conception of distributed agency, resulting from a collective action of the niche. It is also proposed as second work hypothesis that agency would be exerted through the construction by the social actors of the niche of a system of narratives, which would direct the expectations of other actors, as well as the commitment resulting from these expectations. Finally, it is proposed as the third work hypothesis that expectations and commitment would be continuously adjusted by system performance, and the main performance measure in the sociotechnical transition would be in the ability of the niche to develop learning. It was adopted in the research a multimethod design, from an epistemology of organizational complexity; another significant contribution of the research is the methodological approach adopted in testing the proposed model. The proposed conceptual model was operationalized in a qualitative research phase, using a content analysis of socially constructed narratives, and other quantitative phase, by means of computational modeling using a multi-agent system. To the development of these phases it was adopted as a research subject the Brazilian wind energy niche, which is understood as a transition in progress, given its significant recent growth. In qualitative research phase, we attempted to characterize the discursive processes involved in sustainable technological transitions. It was observed that narratives have acted in establishing expectations about technological niche, defending the existence of a large generation potential in Brazil, and the sustainability of wind power generation. The characterization of narratives resulting of the qualitative research phase was adopted in the quantitative phase as the basis for the development of modeling and simulation process. The computational model was considered valid, given its ability to represent the process of establishment of a technological niche. The three working hypotheses that consolidate the proposed conceptual model were tested using this model. The observed simulation results supported the acceptance of the first and second hypotheses, while indicating the rejection of the third one. The main implication of the findings is the suggestion that the transition to sustainability must be considered as a collective process, and cannot be conducted by a single individual agent.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-02-21T18:11:43Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseEstatisticaDinamica.pdf: 7360019 bytes, checksum: 4fdab49e9f84f9507cb815892bccb1e4 (MD5)
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Made available in DSpace on 2017-03-27T13:37:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseEstatisticaDinamica.pdf: 7360019 bytes, checksum: 4fdab49e9f84f9507cb815892bccb1e4 (MD5) Previous issue date: 2014-11-21
CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Os sistemas eólicos de geração de energia elétrica se apresentam como uma solução adequada para o atendimento aos requisitos técnicos, econômicos, ambientais, sociais e governamentais, por isso eles têm sido largamente usados em diversos países. Dentre as tecnologias de aerogeradores disponíveis, os sistemas eólicos a velocidade fixa com geradores de indução em gaiola de esquilo e a velocidade variável com geradores de indução duplamente alimentados são os mais populares. Com o aumento dos níveis de penetração eólica na rede elétrica e devido às desvantagens tecnológicas dos aerogeradores com gerador de indução em gaiola, uma tendência em substituir esse conceito pelo aerogerador com gerador de indução duplamente alimentado na construção de novos parques eólicos é observada. No caso de usinas eólicas já instaladas, por razões econômicas, o processo de modernização gradativo é mais conveniente. Embora os dois sistemas eólicos sejam bem conhecidos, mas pouco se sabe sobre a operação conjunta de ambos. Dessa forma, o presente artigo propõe um estudo para avaliar os impactos ocorridos pela integração de um parque eólico misto na rede elétrica, com geradores de indução em gaiola de esquilo e duplamente alimentados. Aspectos relacionados à estabilidade de velocidade sob falta e curtas variações de vento e à estabilidade de tensão são analisados. A interação entre as tecnologias também é objeto de estudo. Casos com diferentes níveis de penetração dos sistemas eólicos são considerados, representando a substituição gradativa de parte dos aerogeradores de conceito antigo por outros do conceito mais moderno. Os resultados obtidos mostram que as características do gerador de indução duplamente alimentado aliadas com a redução da injeção de potência dos sistemas eólicos a velocidade fixa melhoram o comportamento do parque eólico, sugerindo que a operação conjunta dos aerogeradores pode ser uma solução de boa relação custo-benefício.
The wind electric power generation systems are presented as an appropriate solution to meet the technical, economic, environmental, social and governmental requirements, therefore they have been largely used in several countries. Among the wind turbines technologies available, the speed-fixed with squirrel cage induction generator and variable-speed with doubly fed induction generator wind systems are the most popular. With increasing of the wind penetration levels in electrical grid and due the technologic drawbacks of the wind turbine with cage induction generator, a tend to replace this concept by wind turbine with doubly fed induction generator in the construction of new wind farms is seen. In the case of wind plant installed already, for economic reasons, the gradative modernization process is more convenient. Although both wind systems are well known, but about the combined operation of them is known a little. Thus, the present paper proposes a study to evaluate the impacts occurred by integration of a mixed wind farm in the electrical grid, with squirrel cage and doubly fed induction generators. Aspects related to transient stability under fault and short wind variations and voltage stability are analyzed. The interactions between the technologies are also object of study. Cases with different penetration levels of the wind systems are considered, representing the gradative replace of part of the old concept wind turbine by others of the concept more modern. The results obtained show that the characteristics of the doubly fed induction generator allied with the reduction of the power injection of the fixed-speed wind systems improve the wind farm behavior, suggesting that the combined operation of the wind turbines could be a more costeffective solution.

Made available in DSpace on 2015-03-05T17:19:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 4
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
O objetivo principal da dissertação é a observação do problema do aquecimento global sob uma ótica sistêmica a fim de indicar um caminho através de uma intervenção do Direito. Para encontrar essa via, observa-se a Sociedade Contemporânea com seus riscos e perigos produzidos numa realidade de globalização e avanços tecnológicos que acabam por influenciar diretamente no mecanismo de regulação de temperatura da Terra. Parte-se do princípio de que a intervenção humana está causando sensíveis alterações no clima em virtude da grande produção de gases de efeito estufa que são os responsáveis pelo fenômeno. Existem opções capazes de enfrentar o problema. Uma delas seria uma conscientização ampla acerca necessidade de reduzir drasticamente as emissões de gases por meio de educação e medidas que cada um poderia adotar economizando energia e diminuindo o consumo. Outra alternativa poderia ser a obrigatoriedade de todas as nações do mundo aceitarem diminuir sua soberania em favor de uma governança global que fosse respo
The main purpose of this dissertation is the observation of the problem of Global Warming in a systemic view in order to point a way through the intervention of the Law. To find it, it is observed that the Contemporary Society with its risks and dangers produced in a reality of Globalization and technologic developments which ended up influencing directly the Earth’s Temperature Regulation. Based on the principle that the human intervention is causing sensitive weather changes because of the big production of greenhouse effect gases, which are the responsible for the phenomenon. There are capable options to face the problem. One of them would be a broad awareness about the necessity of reducing drastically the gas emissions through education and actions which each individual could adopt to save energy and to reduce the consume of it. Another alternative could be the obligation of all nations in the World to accept the reduction of their domain in benefit of a global government that would be responsible for t

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:34:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RaimundoPAN_DISSERT.pdf: 2435889 bytes, checksum: ed3710cb220189ae12e49e97f5125f78 (MD5) Previous issue date: 2012-06-01
Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior
The object of this study involves the eolian energy and the scenario the training of wind pole in Rio Grande do Norte. The aim is to investigate how far the implementation of the potiguar eolian pole may represent a regional development policy with real change in the structure of the traditional local productive base. About the interaction between the public and private to development of the local eolian activity, the hypothesis is that there is no coordination between the sectors responsible for eolian activity in the state. The theoretical approach follows the developmental current and theory of growth poles, and methodology adopted is a search of exploratory and documentary, with analysis of relevant documents on the subject. As a result of the study it was found that owing to the fragility of the productive structure potiguar and imbalances produced by the concentration of capital in the Northeast, the eolian activity in the state, needs a greater state-owned intervention to ensure a basis of development based on the study and strengthening local productive chain
O objeto do presente estudo envolve a energia e?lica e o cen?rio da forma??o do p?lo e?lico no Rio Grande do Norte. O objetivo ? investigar at? onde a implanta??o do p?lo e?lico potiguar pode representar uma pol?tica de desenvolvimento regional com real mudan?a na estrutura da tradicional base produtiva local. Acerca da intera??o entre o p?blico e o privado para o desenvolvimento da atividade e?lica local, a hip?tese ? a de que n?o h? articula??o entre os setores respons?veis pela atividade e?lica do estado. O referencial te?rico adotado segue a ?gide desenvolvimentista e a teoria dos p?los de crescimento, e a metodologia adotada ? uma pesquisa bibliogr?fica de cunho explorat?rio e documental, com an?lise de documentos pertinentes sobre o tema. Como resultado do estudo verificou-se que em virtude da fragilidade da estrutura produtiva potiguar e dos desequil?brios apresentados pela concentra??o de capital no Nordeste, a atividade e?lica no estado carece de uma maior interven??o estatal no sentido de assegurar uma base de desenvolvimento pautada no estudo e fortalecimento da cadeia produtiva local

L’infissione nel fondale marino di pali in acciaio di grandi dimensioni costituenti la sottostruttura delle turbine eoliche provoca la nascita e la propagazione di un campo di vibrazioni inquinanti. Tali vibrazioni, le quali possono raggiungere elevate distanze, se al di sopra di particolari soglie di intensità, possono causare danni temporanei o permanenti, di natura fisiologica o comportamentale, alle forme di vita acquatiche circostanti il sito di collocamento dell’elemento strutturale. Tuttavia, diverse soluzioni sono state ideate per ridurne gli effetti nocivi: una di queste è il sistema air-bubble curtain. Tramite questo elaborato, si procede, in un primo momento, allo studio ed all’approfondimento delle equazioni governanti il problema vibro-acustico unitamente all’interazione con il sistema di dissipazione. Successivamente, si sfrutta il software di calcolo COMSOL Multiphysics per la creazione dei modelli necessari allo studio delle caratteristiche del sistema dissipativo. L’indagine ha interessato i parametri di distanza dal palo di fondazione, spessore della cortina di bolle, frazione di volume d’aria nella miscela, numero degli strati attorno al palo e forma di modellazione. Si è così riscontrato che il fattore che incide maggiormente sull’attenuazione del segnale è la frazione di volume d’aria nella miscela acqua-aria (poco influiscono spessore ed il numero di strati). Tuttavia, un’adeguata distanza tra dispositivo e sorgente sonora garantisce un’efficace azione smorzante unitamente ad uno spazio di lavoro modesto. L’assunzione di una forma più prossima a quella reale lascia comunque dei dubbi relativamente ad una maggiore efficacia.

Les éoliennes à axe horizontal, qui sont la figure de proue de l'énergie éolienne sont devenues une technologie mature. Bien que l'éolien est une tendance mondiale à la hausse, l'accroissement de la capacité installée faiblit dans certains pays, à cause des réductions des subventions. Dans un contexte de réchauffement climatique et de transition énergétique, il est de première importance d'optimiser le coût de l'éolien, de manière à rendre cette énergie compétitive face aux énergies fossiles, et ainsi permettre un développement de l'éolienne moins dépendant des subventions économiques. Le contrôle des éoliennes peut fortement contribuer à la réponse à cette problématique.Le contrôle individuel des pâles (IPC) d'éoliennes peut permettre de modifier les propriétés aérodynamiques du rotor, et ainsi réguler les charges déséquilibrées induites par des vents asymétriques. Réguler ces déséquilibres peut aider à réduire la fatigue des pièces de l'éoliennes en rotation, telle que les pâles. Par ailleurs, le contrôle IPC est connu pour accroître l'activité des actionneurs de pâles, induisant une fatigue additionnelle sur les actionneurs ainsi que les roulements portant les pâles. Par conséquent, le contrôle IPC peut avoir des effets positifs sur la fatigue de certaines pièces, mais négatifs sur d'autres. Pour optimiser le coût de l'énergie éolienne, il est nécessaire qu'un contrôleur IPC soit optimisé de manière à pondérer efficacement le compromis entre les fatigues des divers composants de l'éolienne.Pour répondre à cette problématique, une fonction de coût de la fatigue a été définie comme la somme pondérée de la fatigue de divers composants de l'éolienne. Un contrôleur IPC doit être conçu de manière à minimiser l'espérance du coût de la fatigue. Cependant, l'optimisation de la fatigue est une tâche complexe, car son expression en tant que fonction de coût ne suit pas les formes conventionnelles. Il est montré plusieurs fois au cours de cette thèse que les stratégies de contrôle conventionnelles limitent le potentiel de réduction de la fatigue. Par ailleurs, combiner plusieurs stratégies de contrôle conventionnelles paramétrées différemment pourrait permettre des réductions significatives de l'espérance du coût de la fatigue, par rapport à des stratégies conventionnelles à paramètre fixes. La problématique adressée dans cette thèse est donc l'adaptation des paramètres de stratégies de contrôle IPC conventionnelles, pour une réduction efficace de la fatigue d'éoliennes. Deux approches sont ainsi développées par la suite.La première consiste à approcher le coût de la fatigue par une fonction de coût orientée fatigue, grâce à une identification basée sur des données. Cette fonction de coût orientée fatigue utilisée dans un problème de contrôle optimal permet de paramétrer un problème d'optimisation standard, qui approche le problème d'optimisation de la fatigue autour de son optimum. Le problème d'optimisation orienté fatigue permet ainsi des réductions efficaces du coût de la fatigue.La commande prédictive (MPC) est une stratégie de contrôle qui permet d'optimiser une fonction de coût spécifique, en résolvant en ligne un problème de contrôle optimal. Ensuite, un contrôleur IPC MPC est obtenue à partir de l'expression du problème d'optimisation orienté fatigue. Ces contrôleurs ont ensuite été mis en oe uvre en boucle fermée sur un modèle d'éolienne simplifié, et ont montré un grand potentiel de réduction de l'espérance du coût de la fatigue, par rapport à un contrôleur MPC à paramètres fixés.La seconde solution est une méthodologie où un superviseur basé sur l'apprentissage, sélectionne les paramètres de contrôleurs candidats à partir des conditions de vent, de manière à réduire efficacement le coût de la fatigue d'une éolienne. Une preuve de concept comportant un superviseur simple a montré que des réductions significatives de la fatigue sont possibles, ce qui encourage aussi le développement de cette seconde approche
Horizontal axis wind turbines are the leading figure of the wind energy industry and is becoming a mature technology. Even though wind energy is globally trending, the yearly number of wind turbines installed is weakening in some countries, due to the reduction of economic subventions. In the context of global warming and energetic transition, it is of primal importance to optimize the levelized cost of wind energy, in order to make it economically competitive against fossil source of energies and allow wind energy to less rely on economic subventions. The control of wind turbines can strongly contribute to answer this issue.Individual blade Pitch Control (IPC) of wind turbines can allow to modify the aerodynamic properties of the rotor and regulate the unbalanced loads due to skewed wind in the rotor plane. Regulating these unbalanced loads can help in alleviating the fatigue damage of the rotating components of the turbine, such as the blades. On the other hand, IPC is known to induce oscillating loads on the blade pitch actuators and increase their excursions, which induces additional fatigue damage on the blade pitch actuators and blade bearings. Therefore, IPC can have positive effects on the fatigue damage of some components of the turbine, while having negative effects on others. For an efficient optimization of the levelized cost of wind energy, it is necessary that an IPC be optimized, in order to efficiently manage the trade-off between the fatigue damage of various components of a turbine.To address this issue, a fatigue cost function is defined as a weighted sum of wind turbine components fatigue damage, and possibly economic parameters. An IPC regulator must thus be designed in order to minimize this fatigue cost. However, the optimization of fatigue is a challenging task, as the fatigue damage expression does not suit standard forms. It is shown several times in this thesis that standard control strategies are limiting the potential reduction of the fatigue cost expectancy. While combining several standard control strategies designed with different parameters could allow significant reductions of the fatigue cost expectancy, compared to standard IPC control strategies with fixed parameters. The challenge addressed in this thesis is thus to adapt the parameters of standard IPC control strategies, in order to efficiently reduce the fatigue cost expectancy of wind turbines. Two approaches are thus developed in order to address this issue.The first one consists in approximating the fatigue cost function with a fatigue-oriented cost function, thanks to a data-driven identification based on parameterized quadratic forms. This fatigue-oriented cost function used in an optimal control problem allows to efficiently parameterize a standard optimization problem, which approximate the fatigue cost optimization problem around its optimum. Therefore, the fatigue-oriented optimal control problem allows efficient reductions of the fatigue cost expectancy.Model Predictive Control (MPC) is a control strategy which allows to optimize a specified cost function, by solving on-line an optimal control problem. Then, an IPC MPC is derived based on the fatigue-oriented optimal control problem expression. These controllers are thus standard MPCs whose parameters are adapted for fatigue cost reduction. These controllers are then implemented in closed-loop with a simplified wind turbine model and showed great potential in reducing the fatigue cost expectancy, compared to an MPC with fixed parameters.The second approach is a framework where a supervisory layer selects the parameters of candidate controllers based on wind conditions, in order to efficiently minimize the wind turbine fatigue cost expectancy. A proof of concept made with a simple supervisory layer showed that significant reduction of the fatigue cost are already possible, which encourages to also develop this second approach further

Dopo aver introdotto l'argomento della certificazione energetica attraverso l'analisi delle direttive europee in materia, delle legislazioni nazionali, dei regolamenti regionali e delle procedure di calcolo (ITACA, LEED, etc.) si passa poi allo studio di un caso reale, la Masseria Sant'Agapito. All'inquadramento della masseria e delle attività connesse, segue un focus sull'edificio attualmente adibito a b&b, del quale si esegue la diagnosi sperimentale (termografia all'infrarosso, test di tenuta, etc.) e la certificazione con l'ausilio del software DOCET di ENEA. Si delineano quindi interventi atti alla riqualificazione energetica e alla riduzione dei consumi per tale edificio. In seguito si ipotizza un progetto di recupero funzionale, da attuarsi secondo i criteri della conservazione dell'esistente e della bioedilizia, impiegando materiali naturali e con un ciclo di vita a basso impatto ecologico. Alla progettazione d'involucro, segue la progettazione dell'impianto termico alimentato a biomassa, degli impianti solare termico (autocostruito) e fotovoltaico (inegrato in copertura) e del generatore mini-eolico. Tali tecnologie consentono, attraverso l'impiego di fonti di energia rinnovabile, la totale autosufficienza energetica e l'abbattimento delle emissioni climalteranti riferibili all'esercizio dell'edificio. La certificazione energetica di tale edificio, condotta questa volta con l'ausilio del software TERMUS di ACCA, consente una classificazione nella categoria di consumo "A".

L’analyse des sites éoliens et des possibilités solaires du Bénin a conduit les travaux vers les systèmes énergétiques, du type photovoltaïque autonome, couplé à des batteries de stockage. Ces systèmes énergétiques appropriés ont été analysés, modélisés et optimisés. Les critères d’optimisation sont issus d’une enquête réalisée au près des responsables qui s’occupent des questions d’électrification en milieu rural, des professionnels sélectionnés qui jouent un rôle majeur dans le processus décisionnel des projets d’électrification en milieu rural, des associations locales qui ont bénéficié de ces projets au Bénin, des techniciens et des usagers de ces systèmes. Ces critères sont hiérarchisés selon la méthode AMDEC. Une méthode d’optimisation adaptée a été réalisée ; elle fait appel à une vision originale de pondération
The analysis of the wind sites and the solar possibilities of Benin led the works towards the energy systems, of the autonomous photovoltaic type, coupled with batteries of storage. These appropriate energy systems were analyzed, modelled and optimized. The criteria of optimization arise from a survey realized in near the persons in charge who take care of questions of electrification in rural areas, of selected professionals who play a major role in the decision-making of the projects of electrification in rural areas, local associations which benefited from these projects in Benin, from technicians and from users of these systems. These criteria are organized into a hierarchy according to the method AMDEC. A method of adapted optimization was realized; she appeals to an original vision of level-headedness