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Análise de desempenho de pará-raios de ZnO sob diversos cenários de poluição utilizando método de elementos finitos
(Universidade Federal do Pará, 2022-08-16) LISBOA, Mellina Modesto; NUNES, Marcus Vinícius Alves; http://lattes.cnpq.br/9533143193581447
O para-raios de Óxido de Zinco é um dos dispositivos de proteção de vital importância para os Sistemas Elétricos de Potência e os equipamentos que os compõe, uma vez que ele assegura a confiabilidade e a continuidade de operação desses sistemas a partir da sua capacidade de atenuar as sobretensões transitórias resultantes de descargas atmosféricas ou surtos de manobra. Esse equipamento é formado por blocos de resistores variáveis de ZnO, associados em série ou em paralelo, cuja curva de tensão-corrente apresenta alta não-linearidade. Tendo em vista a relevância da utilização do para-raios, faz-se necessária a investigação das condições de operação deste. Na literatura, são encontrados diversos procedimentos e técnicas destinadas a tal finalidade, entre as quais destaca-se o monitoramento por meio da medição e análise da corrente de fuga, dado que esta representa um dos fatores principais que contribuem para a degradação deste equipamento. Diante deste contexto, a presente dissertação de mestrado implementa um modelo bidimensional de um para-raios de Óxido de Zinco de 30 kV, utilizando o Método de Elementos Finitos, para obter-se as curvas da corrente de fuga, distribuições do potencial elétrico, da densidade de corrente e a das linhas de campo elétrico, quando este dispositivo se encontra sujeito às condições de variações de tensão e poluições. Os resultados mostram um aumento significativo dessas grandezas medidas conforme o nível de poluição se intensifica, bem como, com o aumento dos níveis de tensão.
Acesso aberto (Open Access)
Estratégias de planejamento para otimização do consumo residencial de energia elétrica: uma abordagem baseada em smart home e sistemas fuzzy
(Universidade Federal do Pará, 2017-08-04) ANDRADE, Sérgio Henrique Monte Santo; FRANCÊS, Carlos Renato Lisboa; http://lattes.cnpq.br/7458287841862567
O consumo energético residencial vem crescendo de forma contínua ao longo das últimas décadas, em contrapartida, o fornecimento de energia elétrica não acompanha a mesma taxa de crescimento, tornando-se uma dificuldade a ser tratada pelas empresas do setor elétrico, aos consumidores e ao próprio meio ambiente. Os sistemas de distribuição existentes não são suficientes e possuem limitações no fornecimento de informação adequada, em tempo real, sobre o consumo e outras variáveis elétricas. Também não estão preparados para lidar com custos da energia variáveis, num contexto de um mercado que tende a estabelecer preços dinâmicos, que dependem de um conjunto de fatores endógenos e exógenos ao setor elétrico. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo a proposição, implementação e teste de um sistema de monitoramento inteligente, via smartphone, para controle de energia, utilizando-se formas inteligentes de tomada de decisão, com o intuito de fornecer ao usuário formas de manter seu consumo energético, a partir de perfis de consumo, dentro dos padrões de consumo pré-definidos e desejados pelo usuário. Como consequências positivas, ter-se-á a redução da demanda energética, por meio dos perfis de consumo que levam em consideração o grau de dependência do indivíduo em relação aos equipamentos elétricos presente na residência, apresentando um menor impacto no bem-estar e no dia a dia do usuário final do sistema.
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Implementação e testes de campo de um ESP digital
(Universidade Federal do Pará, 2010-05-18) GOMES, Marcus Ciro Martins; BARREIROS, José Augusto Lima; http://lattes.cnpq.br/1246564618922453; BARRA JUNIOR, Walter; http://lattes.cnpq.br/0492699174212608
Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento e os resultados da implementação e testes em campo de um estabilizador de sistema de potência (ESP) projetado com técnica de controle digital para fins de amortecimento de modos de oscilação eletromecânica observáveis em sinais de potência elétrica medido em uma unidade hidro-geradora, de 350 MVA da Usina Hidrelétrica de Tucuruí. É apresentada e aplicada a metodologia de identificação de modelos paramétricos lineares do tipo auto regressivo com entradas exógenas (ARX), para estimação de modelos com capacidade de capturar a informação relevante (amortecimento e freqüência natural) dos modos eletromecânicos dominantes do sistema. De posse do modelo paramétrico ARX, é efetuada então a síntese da lei de controle digital amortecedor para o ESP, através da técnica de deslocamento radial dos pólos da função de transferência de malha fechada. Para a síntese da lei de controle digital, utilizou-se uma estrutura canônica do tipo RST. Para os testes de campo, a lei de controle amortecedor do ESP digital foi codificada em linguagem C e embarcada em um protótipo cujo hardware é baseado em microcontrolador modelo DSPIC 30F3014, o qual incorpora um grande número de periféricos para aquisição e comunicação de dados. Para avaliar o desempenho do ESP digital desenvolvido, testes experimentais foram realizados em uma unidade geradora de 350 MVA da casa de força número 1, da UHE de Tucuruí. O estabilizador desenvolvido atua através da modulação da referência de tensão do regulador automático de tensão da respectiva unidade geradora, de acordo com as oscilações observadas através da medida de potência elétrica no estator do gerador. Os resultados de testes de campo mostraram um excelente desempenho do ESP digital no amortecimento de um modo eletromecânico, de freqüência natural de aproximadamente 1,7 Hz, observado nos teste de campo realizado.
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Uma metodologia para predição do campo elétrico de radiodifusão sonora em ondas médias utilizando inferências bayesianas
(Universidade Federal do Pará, 2013-06-11) COSTA, Juliana Santiago Monteiro; ARAÚJO, Jasmine Priscyla Leite de; http://lattes.cnpq.br/4001747699670004; CAVALCANTE, Gervásio Protásio dos Santos; http://lattes.cnpq.br/2265948982068382
A adoção de sistemas digitais de radiodifusão sonora, que estão em fase de testes no país, permite realizar novos estudos visando um melhor planejamento para a implementação dessas novas emissoras. O que significa reavaliar os principais modelos de radiopropagação existentes ou propor novas alternativas para atender as demandas inerentes dos sistemas digitais. Os modelos atuais, conforme Recomendações ITU-R P. 1546 e ITU-R P. 1812, não condizem fielmente com a realidade de algumas regiões do Brasil, principalmente com as regiões de clima tropical, como a Região Amazônica, seja pelo elevado índice pluviométrico seja pela vasta flora existente. A partir dos modelos adequados ao canal de propagação, torna-se viável desenvolver ferramentas de planejamento de cobertura mais precisas e eficientes. A utilização destas ferramentas é cabível tanto para a ANATEL, para a elaboração dos planos básicos de distribuição de canais quanto para os radiodifusores. No presente trabalho é apresentada uma metodologia utilizando a inteligência computacional, baseada em Inferênciass Baysianas, para predição da intensidade de campo elétrico, a qual pode ser aplicada ao planejamento ou expansão de áreas de cobertura em sistemas de radiodifusão para frequências na faixa de ondas médias (de 300 kHz a 3MHz). Esta metodologia gera valores de campo elétrico estimados a partir dos valores de altitude do terreno (através de análises de tabelas de probabilidade condicional) e estabelece a comparação destes com valores de campo elétrico medidos. Os dados utilizados neste trabalho foram coletados na região central do Brasil, próximo à cidade de Brasília. O sinal transmitido era um sinal de rádio AM transmitido na frequência de 980 kHz. De posse dos dados coletados durante as campanhas de medição, foram realizadas simulações utilizando tabelas de probabilidade condicional geradas por Inferências Bayesianas. Assim, é proposto um método para predizer valores de campo elétrico com base na correlação entre o campo elétrico medido e altitude, através da utilização de inteligência computacional. Se comparados a inúmeros trabalhos existentes na literatura que têm o mesmo objetivo, os resultados encontrados neste trabalho validam o uso da metodologia para determinar o campo elétrico de radiodifusão sonora em ondas médias utilizando Inferências Bayesianas.
Acesso aberto (Open Access)
Proposta de novas técnicas de modelagem para estudo da redução do potencial de passo e aterramento por elementos de circuito
(Universidade Federal do Pará, 2007-08-01) ARAÚJO, Humberto Xavier de; SOUZA SOBRINHO, Carlos Leônidas da Silva; http://lattes.cnpq.br/1450994881555781
Neste trabalho são apresentadas novas técnicas para promoção da redução do potencial de passo em sistemas de aterramento, bem como analises à respeito das já existentes na literatura. Para alcançar tal objetivo, lançou-se mão de recursos como curvar as bordas das malhas de terra (modelo guardachuva) e uso de ramificações em hastes de aterramento (modelo fractal). Os resultados obtidos mostram claramente que as tais propostas são bastante promissoras e eficientes, principalmente por se tratar de um problema de grande importância para a segurança das pessoas e dos equipamentos. Reduções no potencial de passo de até 85% foram obtidas. É proposto também, a utilização de elementos de circuito concentrados com o objetivo de se criar um modelo de aterramento capaz de operar nos mais diversos tipos de solo. Para a análise das estruturas consideradas, é utilizado um software no qual as equações de Maxwell são resolvidas numericamente através do método das Diferenças Finitas no Domínio do Tempo (método FDTD) associado à truncagem do domínio de análise pela técnica UPML e à representação dos condutores elétricos por uma formulação de fio fino para meios condutivos.
Acesso aberto (Open Access)
Simulação de transporte eletrônico em dispositivos unimoleculares baseados em indicadores de pH
(Universidade Federal do Pará, 2009-02-03) GRANHEN, Ewerton Ramos; DEL NERO, Jordan; http://lattes.cnpq.br/5168545718455899
Nas últimas décadas, diversos pesquisadores têm tentado empregar moléculas em dispositivos eletrônicos de nanoescala. Por este motivo, diferentes parâmetros eletro/ópticos, que regem o transporte eletrônico em moléculas orgânicas, precisam ser analisados. Neste trabalho foi desenvolvido um estudo de transporte de carga para o composto Vermelho de Propila, popularmente utilizado como indicador de pH. A motivação para estudá-lo resulta de sua estrutura constituída por subunidades doadora-aceitadora, acopladas via grupo azo (N=N), uma característica bem conhecida em retificadores moleculares. A metodologia utilizada para tratar o sistema em equilíbrio é baseada em métodos de Mecânica Molecular e Hartree-Fock. Sendo que, para simular o sistema em não-equilíbrio, foi empregado o formalismo de Landauer-Büttiker. Através desses métodos, as curvas características do sistema molecular foram traçadas e comparadas. O resultado da comparação permitiu explicar os fenômenos que regem o transporte eletrônico na nanoestrutura. Além disso, foram analisados os efeitos de contatos metálicos, ligados a molécula na presença de campo elétrico externo.
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Smartcom: uma arquitetura inteligente de gerenciamento de consumo de energia para smart home
(Universidade Federal do Pará, 2017-08-25) OLIVEIRA, Edvar da Luz; FRANCÊS, Carlos Renato Lisboa; http://lattes.cnpq.br/7458287841862567
Com os avanços na tecnologia da informação para diversas áreas, como saúe bem-estar, as soluções baseadas em Smart Home que usam as tecnologidaes Internet of Things (IoT) vem ganhando maior repercussão, inclusive como alternativas de economia de energia com base em Sistemas de Gerenciamento de Energia Domiciliar (SGED). Esta tese define uma arquitetura inovadora, denominada de SmartCoM, que é implementada para monitorar e gerenciar habitações residenciais usando tecnologias IoT. Tal estratégia envolve a definição dos parâmetros que podem efetivar a interoperabilidade entre medição, gerenciamento e as camadas de comunicação de dados, que são os recursos necessários para que os dispositivos de hardware possam realizar o monitoramento e medição pretendidos. Além disso, uma interface é definida por uma camada de middleware para integrar o gerenciamento de instalações externas e a visualização de dados por meio de um serviço em nuvem. A arquitetura SmartCoM é definida de maneira fim-a-fim, em detalhes do ponto de vista do consumidor e as estratégias de otimização s.o empregadas tanto para o cliente final quanto para a concessionária de energia. A fim de avaliar a arquitetura proposta, foi elaborado um estudo de caso, a partir do qual, observa-se a viabilidade do desenvolvimento de soluções para Smart Home de acordo com os requisitos descritos na SmartCoM.
Acesso aberto (Open Access)
Utilização de métodos ativos na transformação de um prédio em um edifício de energia zero: estudo de caso da biblioteca central da Universidade Federal do Pará
(Universidade Federal do Pará, 2020-05-06) ALBUQUERQUE, Bruno Santana de; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148; BEZERRA, Ubiratan Holanda; http://lattes.cnpq.br/6542769654042813
Este trabalho propõe uma avaliação energética da aplicação do conceito de Edifício de Energia Zero (EEZ) em um edifício universitário, por meio da utilização de métodos ativos, como os Sistema de Iluminação (SI), Sistemas de Geração Fotovoltaico (SF) e Sistema de Armazenamento (SA), e apresenta sua aplicação na forma de um estudo de caso. O objetivo deste estudo é analisar o balanço energético entre a carga da Biblioteca Central da UFPA, a implementação do SI, o SF, o sistema de distribuição e o SA, visando a autonomia energética da carga. Os resultados se apresentaram satisfatórios para os diferentes cenários criados pela variação da carga, de acordo com o calendário da universidade, e pela intermitência da geração fotovoltaica, devido à variação da fonte solar. A implantação do SI proposto reduziu em 44% o consumo da edificação. O uso do sistema fotovoltaico permitiu gerar o suficiente para suprir maior parte da carga do edifício, porém apenas 53% dessa energia seria capaz de beneficiar o edifício, pois o excedente gerado foi utilizado para o atendimento de outras cargas da universidade. Entretanto, a integração do SA permitiu que a edificação se beneficiasse de 77% da energia gerada. Dessa forma, os sistemas propostos proporcionam o conceito de EEZ para a edificação em estudo.Este trabalho propõe uma avaliação energética da aplicação do conceito de Edifício de Energia Zero (EEZ) em um edifício universitário, por meio da utilização de métodos ativos, como os Sistema de Iluminação (SI), Sistemas de Geração Fotovoltaico (SF) e Sistema de Armazenamento (SA), e apresenta sua aplicação na forma de um estudo de caso. O objetivo deste estudo é analisar o balanço energético entre a carga da Biblioteca Central da UFPA, a implementação do SI, o SF, o sistema de distribuição e o SA, visando a autonomia energética da carga. Os resultados se apresentaram satisfatórios para os diferentes cenários criados pela variação da carga, de acordo com o calendário da universidade, e pela intermitência da geração fotovoltaica, devido à variação da fonte solar. A implantação do SI proposto reduziu em 44% o consumo da edificação. O uso do sistema fotovoltaico permitiu gerar o suficiente para suprir maior parte da carga do edifício, porém apenas 53% dessa energia seria capaz de beneficiar o edifício, pois o excedente gerado foi utilizado para o atendimento de outras cargas da universidade. Entretanto, a integração do SA permitiu que a edificação se beneficiasse de 77% da energia gerada. Dessa forma, os sistemas propostos proporcionam o conceito de EEZ para a edificação em estudo.Este trabalho propõe uma avaliação energética da aplicação do conceito de Edifício de Energia Zero (EEZ) em um edifício universitário, por meio da utilização de métodos ativos, como os Sistema de Iluminação (SI), Sistemas de Geração Fotovoltaico (SF) e Sistema de Armazenamento (SA), e apresenta sua aplicação na forma de um estudo de caso. O objetivo deste estudo é analisar o balanço energético entre a carga da Biblioteca Central da UFPA, a implementação do SI, o SF, o sistema de distribuição e o SA, visando a autonomia energética da carga. Os resultados se apresentaram satisfatórios para os diferentes cenários criados pela variação da carga, de acordo com o calendário da universidade, e pela intermitência da geração fotovoltaica, devido à variação da fonte solar. A implantação do SI proposto reduziu em 44% o consumo da edificação. O uso do sistema fotovoltaico permitiu gerar o suficiente para suprir maior parte da carga do edifício, porém apenas 53% dessa energia seria capaz de beneficiar o edifício, pois o excedente gerado foi utilizado para o atendimento de outras cargas da universidade. Entretanto, a integração do SA permitiu que a edificação se beneficiasse de 77% da energia gerada. Dessa forma, os sistemas propostos proporcionam o conceito de EEZ para a edificação em estudo.