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Метою роботи є прогнозування теплового стану повітряно-ґрунтового теплообмінника на основі штучної нейронної мережі. Навчання, тестування та валідація запропонованої моделі зроблені на експериментальних даних отриманих в теплофізичній лабораторії Інституту технічної теплофізики НАН України. У цій роботі використано просту нейронну мережу. В якості вхідних параметрів для нейронної мережі обрано температуру повітря на вході в теплообмінник та його вологість. У цій роботі в розрахунках використовувався MATLAB (R2016a) та модель Левенберга-Маркватта. В моделі був присутній один прихований шар та 10 нейронів. Масив даних, що аналізувався розбивався у пропорції 70%, 15%, 15% для навчання нейронної мережі, її валідації та тестування відповідно. В результаті отримано, що в усіх моделях прогнозування відбувається із прийнятною точністю. Коефіцієнт середньоквадратичного відхилення для всього масиву даних для різних моделей варіюються від 0,105 до 2,323 С. Максимальна середня абсолютна помилка у відсотках виявилась найбільшою при використанні формул отриманих із СFD моделі та складала 11,2%. Мінімальне середнє відхилення прогнозованих даних від експериментально виміряних виявилось в моделі із використанням температури, вологості та температури повітря на виході із повітряно-ґрунтового теплообмінника за попередню годину і складало 0,02%. Навчання та тестування запропонованих моделей на основі штучної нейронної мережі є достатньо задовільними, щоб передбачити температуру із врахуванням впливу погодних умов. Штучні нейронні мережі можна використовувати при прогнозуванні теплового стану повітряно-ґрунтового теплообмінника. Для налаштування таких системи ШНМ потрібні дані, що представляють опис реальної системи. The work aim is to predict the thermal state of the air-ground heat exchanger based on an artificial neural network. Training, testing and validation of the proposed model were made on experimental data obtained in the thermophysical laboratory of the Institute of Engineering Thermophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine. A simple neural network is used in this work. The air temperature at the inlet to the heat exchanger, and its relative humidity are selected as input parameters for the neural network. The MATLAB (R2016a) and Levenberg-Markwatt model were used in this article's calculations. One hidden layer and 10 neurons were presented in the model. The array of analysed data was divided into ratios of 70%, 15%, 15% for neural network training, validation and testing, respectively. As a result, it is obtained that the forecasting takes place with acceptable accuracy in all models. The root mean square error for the whole data set for different models varies from 0.105 to 2.323С. The maximum mean absolute percentage error was the largest for CFD model and was 11.2%. The minimum mean bias error of the predicted data from the experimentally measured ones was found in the model using temperature, humidity, and air temperature at the outlet of the air-ground heat exchanger for the previous hour and was 0.02%. The training and testing of the proposed models based on an artificial neural network are satisfactory enough to predict the temperature taking into account the influence of weather conditions. Artificial neural networks can be used to predict the thermal state of the air-ground heat exchanger. Data representing the description of a real system are required for forecasting the parameters based on the ANN.

Dissertação (Mestrado) - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Bibliografia: f.101-105 Com o crescente interesse global em diversificar a matriz energética, tendo como princípio o uso de fontes renováveis, destaca-se a energia proveniente de fonte solar. Em especial, a energia solar fotovoltaica tem apresentado um crescimento significativo nos últimos anos no mercado mundial, devido ao substancial incremento da base de produção e, principalmente, à extraordinária redução do preço verificada nos últimos anos. Por estarem apresentando percentuais significativos de crescimento nos balanços energéticos mundiais e para garantir retorno dos investimentos é necessário que estudos de confiabilidade da tecnologia sejam realizados, para garantir a operação por 20 a 30 anos desses sistemas, que já são tão suscetíveis a diversas condições ambientais. Vários fatores internos e externos vêm sendo estudados a fim de caracterizar e mensurar as diversas perdas na produção de energia elétrica pelos módulos fotovoltaicos. Dentre estes, destacam-se os efeitos da temperatura, que afeta diretamente a tensão do circuito, e a deposição da sujidade sobre a superfície frontal, que reduz a absorção dos fótons pelas células solares, reduzindo sua potência de saída. Este trabalho teve como principal propósito a avaliação experimental do desempenho de módulos fotovoltaicos em função da temperatura de operação da célula e da deposição de sujidade sobre a superfíce destes equipamentos ao longo de um intervalo de um ano. Avaliou-se a relação da densidade gravimétrica com a taxa de sujidade, impactando na transmissividade da camada superficial. Os dados coletados ao longo de um ano contribuíram para observar a tecnologia com melhor comportamento para a região, levando-se em consideração os fatores de temperatura de operação e períodos de exposição sem ocorrência de precipitação significativa. A tecnologia de silício policristalino tem melhor comportamento quando se avalia os efeitos da deposição de sujidade a 25°C, devido à sua maior faixa de absorção óptica, enquanto que o comportamento do telureto de cádmio se mostrou mais eficiente em relação à temperatura de trabalho, sofrendo menos perdas na potência de saída. Para o local em estudo, os efeitos da temperatura são mais significativos do que o da sujidade, tornando o telureto de cádmio uma escolha mais adequada.Palavras-chave: Sujidade; Monitoramento; Transmitância; Densidade Gravimétrica. There is a significant and growing world concern for diversifying the energy matrix, especially toward renewable energy sources. Solar photovoltaic (PV) energy has begun to significantly penetrate the world electricity markets because of substantial increased manufacturing base and especially its extraordinary rapid lowering in price over the past years. As a result, there is an increased research investment in PV technology reliability, important to ensuring the needed 20-30 year operation of these systems. Several internal and external factors have been studied in order to characterize and measure the various losses in the production of electricity by photovoltaic modules, among them, stands out the temperature effects, which directly affect the voltage, and the soiling deposition on the surface, that reduces photon absorption by the solar cells, reducing its output power. This work had, as main purpose, the experimental evaluation of the performance of photovoltaic modules in function of cell operation temperature and the soiling deposition on the surface of these equipments; and also evaluates the relationship among the gravimetric density and the soiling ratio, that has an impact on the transmissivity of the surface layer. The data collected over a year contributed to observe the technology with the best performance for the region, taking into account the operating temperature and the periods of exposure without significant precipitation. The polycrystalline silicon technology performs better when evaluating continuous soiling days at the 25°C, due to its higher optical absortion range. While the cadmium telluride behavior was more efficient in relation to the operating temperature, with smaller losses in the output power. For the site under study, the effects of temperature are more significant than the effect of soiling, making cadmium telluride a more appropriate choice. Keywords: Soiling; Monitoring; Transmittance; Gravimetric Density.

Tese (doutorado) - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Bibliografia: f. 145-152 Este estudo trata da análise das eficiências de secagem, energética e exergética de um secador solar misto de cabine acoplado a um módulo fotovoltaico. O módulo é responsável por fornecer energia ao sistema de convecção forçada e ao resistor elétrico nos períodos de baixa ou nenhuma insolação. O procedimento experimental compreendeu a instrumentação do secador para coleta de dados durante a secagem de grãos de milho. O produto foi escolhido em razão da sua importância como alimento, sendo a secagem fundamental para sua conservação e beneficiamento. As análises dos dados indicaram que o secador é tecnicamente viável para as condições em que os testes foram realizados, uma vez que o índice de umidade requerido para o produto que é de 13% foi alcançado e com considerável redução do tempo de secagem, quando comparado a secagem natural. O resistor elétrico, acionado pela energia gerada pelo próprio sistema, manteve a temperatura dentro da câmara de secagem superior a temperatura ambiente, compensou as perdas por radiação e reduziu a umidade relativa do escoamento de ar. A eficiência de secagem e a eficiência energética foram da ordem de 6,1% e 27,9%, respectivamente, para a redução da umidade do milho de aproximadamente 23% para 12,5%, podendo ser melhoradas com o aumento do volume de produto a ser seco. O calor dissipado pelo módulo fotovoltaico aumentou, em média, 13°C a temperatura do escoamento de ar, quando da passagem pelo duto localizado sob o módulo. Observou-se que a eficiência exergética aumentou quando o processo de secagem estava próximo de ser concluído, ou seja, com a redução do teor de umidade do produto. Os maiores valores de eficiência exergética ocorreram no final da tarde e no início da manhã. O fato está relacionado com a variação de entalpia que é desproporcional ao incremento de energia sendo possível constatar que os efeitos da inércia térmica sobre a eficiência exergética são mais significativos do que sobre a eficiência energética. A introdução de chicanas favoreceu o aumento da velocidade de secagem e das eficiências de secagem e energética do sistema. Palavras-chave: Secador solar. Eficiência de secagem. Análise energética. Análise exergética. Secagem de grãos de milho. This study deals with drying, energetic and exergetic efficiencies of a cabin mixed solar dryer coupled to a photovoltaic module. The module is responsible for supplying power to the forced convection system and to the electrical resistor in periods of low or no heat stroke. The experimental procedure included the dryer instrumentation for data collection during the corn grains drying. The product was chosen because of its importance as food, being the drying fundamental for its conservation and processing. The data analyzes indicated that the dryer is technically feasible for the conditions under which the tests were performed, since the moisture content required for the product, that is 13%, was reached and with considerable reduction of drying time when compared to natural drying. The heater, driven by the energy generated by the system, kept the temperature inside the drying chamber above environmental temperature, compensated the radiation losses and reduced the flow air relative humidity. Drying efficiency and energetic efficiency were close to 6.1% and 27.9%, respectively, for corn moisture reduction from approximately 23% to 12.5%, they could be improved by increasing the volume of product to be dry. The heat dissipated by the photovoltaic module increased, in average, 13°C the temperature of the flow air, when this passed through the duct located under the module. It was observed that exergetic efficiency increased when the drying process was near to be finished, that is, with the product moisture conten reduction. The highest exergy efficiency values occurred in the late afternoon and early morning. The fact is directly related to the enthalpy change which is disproportionate to the energy increment being possible to verify that the effects of the thermal inertia on exergetic efficiency are more significant than on energetic efficiency. The baffles introduction on absorber plate favored drying speed increase and the drying and energetic efficiency of the system. Keywords: Solar dryer. Drying efficiency. Energetic analysis. Exergetic analysis. Corn grain drying.

Магістерська дисертація «Особливості роботи системи регулювання індивідуальної системи опалення» має 85 сторінок, включає у себе 53 рисунків, 8 таблиць, містить 26 джерел в переліку посилань, а також 1 презентацію. В даній роботі розглядається питання регулювання температури в приміщенні. У в’язку з підвищенням тарифів на енергоресурси, в опалювальний період постає питання, як досягати комфортних умов в приміщенні та зменшити витрату енергоресурсів. Дана магістерська дисертація пов’язана з аналізом існуючих систем регулювання повітря в приміщеннях з системами індивідуального поквартирного опалення. Метою роботи є огляд та аналіз існуючих систем регулювання індивідуальної системи опалення. Дослідити ефективність встановленої системи регулювання на реальному об’єкті. Об’єкт дослідження – однокімнатна квартира в місті Київ. Предметом дослідження є розподіл температури в приміщенні та споживання природного газу. Наукова новизна полягає в тому, що методом математичного та комп’ютерного моделювання було визначено доцільність використання пропорційно-інтегрального регулятора для найбільш ефективної роботи індивідуальної поквартирної системи опалення, а також доведено правильність розрахунку енергопотреби на опалення квартири За результатами роботи опубліковані: 1. Опубліковані тези доповіді «Аналіз системи опалення з контролером роботи двоконтурного газового котла та без нього» на ХVI міжнародній науково-практичній конференції «Спеціальна металургія: вчора, сьогодні, завтра.». 2. Опубліковані тези доповіді «Визначення доцільності встановлення контролера в системі з опалення індивідуальних житлових приміщень» на III міжнародній науково технічні конференції «Актуальні проблеми відновлювальної енергетики, будівництва та екологічної інженерії» 7-9 лютого 2019, Kельцe, Польща. This master's dissertation "Features of the regulation of the individual heating system" has 85 pages, includes 53 figures, 8 tables, contains 26 sources in the list of links, 1 presentation. In this paper we consider the question of temperature control in the room. In connection with the increase in tariffs for energy resources, during the heating period, the question arises how to achieve comfortable conditions in the room and reduce energy consumption. This master's thesis related to the analysis of the existing systems of air regulation in the rooms with individual apartment heating systems. The purpose of the work is to review and analyze the existing control systems of an individual heating system. Investigate the effectiveness of the established regulatory system at a real facility. The object of the study is a one-room apartment in the city of Kiev. The subject of research is the distribution of temperature in the room and the consumption of natural gas. The scientific novelty lies in the fact that the method of mathematical and computer modeling determined the expediency of using a proportional-integral controller for the most efficient operation of apartment heating systems, and also proved the correctness of the calculation of the energy demand for apartment heating According to the results of work published: 1. Published abstracts of the report "The feasibility of regulating an individual heating system" at the IX International Scientific and Practical Conference "Ensuring the quality of technological processes and systems." 2. Publishing theses of the report “Determining the feasibility of installing a controller in a system with heating of individual residential premises” at the III international scientific and technical conference “Actual problems of renewable energy, construction and environmental engineering” February 7-9, 2019, Kielce, Poland.

Taking into account the development of the normative base of Ukraine regarding the assessment of energy efficiency of buildings, aimed at reducing the time intervals of calculation, it is important to calculate the level of energy efficiency taking into account the variability of environmental conditions. It should be noted that air exchange is one of the most influential components in the energy balance of the building. The article deals with the generalized method of calculating the natural component of the multiplicity of air exchange. The calculations used data file IWEC international climate typical year for the city of Kyiv. In this work the building is considered as a system and the air exchange of premises of the 8 storey building is calculated. The natural component of the multiplicity of air exchange is designed to support air permeability of the most typical characteristics of translucent structures. It is established that for modern double-glazed windows the hourly calculation of the natural component of the multiplicity of air exchange at a different location of representative premises showed that the value does not exceed 0, 25 h-1, triple glazing in wooden twisted weaving – 0,4 h-1, double -0,65 h-1. It should be noted that in the first floors, the natural component of the multiplicity of air exchange has a positive value (air infiltration) on the upper floors, the negative value (air exfiltration), which must be taken into account when dynamically modeling the energy characteristics of the building.In order to maintain the normative value of the multiplicity of air exchange during the presence of people in the room, it is necessary to use mechanical ventilation additionally. In further research, it is planned to clarify the conditions of air traffic flooding taking into account the landscape, taking into account mechanical ventilation and recovery., Ураховуючи розвиток нормативної бази України щодо оцінки енергоефективності будівель, яка спрямована на зменшення часових інтервалів розрахунку, важливим є розрахунок рівня енергоефективності з урахуванням мінливості умов середовища. Це має безпосереднє відношення до повітрообміну як однієї з найбільш впливових складових енергобалансу будівлі. У статті розглянуто узагальнену методику розрахунку природної складової кратності повітрообміну та розраховано повітрообмін приміщень восьмиповерхової будівлі.

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica Bibliografia: f. [101]-103 O objetivo desta dissertação foi desenvolver a metodologia Macro Projetos de Eficiência Energética (MP-PEE) para a área da saúde. Um macro projeto é um documento que permite avaliar a viabilidade de investimentos em projetos de engenharia. A metodologia MP-PEE levou em consideração a estrutura física e características de gestão da entidade de saúde, preços de mercado para reformas, ações de retrofit e prioridades definidas pelos gestores do hospital, para tomada de decisão sobre as ações mais indicadas e as estratégias energeticamente mais adequadas a cada unidade de saúde. A MP-PEE é alimentada com dados sobre a estrutura física dos hospitais e as prioridades estratégico-financeiras sobre implantação de ações de eficiência energética. Após coleta de dados, a ferramenta de tomada de decisão da MP-PEE gera como resultado um macro projeto com uma lista de possíveis ações prioritárias de eficiência energética. MP-PEE simplifica, mas não substitui, os métodos formais para projetos de eficiência energética que consideram o levantamento de carga da edificação. Com o uso da MP-PEE há ganho financeiro e de tempo, pois, com sua utilização, é possível, em menos de uma hora e sem recursos adicionais, realizar o levantamento prévio de ações de eficiência e estimativas de tempo e custo para sua realização, de acordo com a realidade da entidade de saúde. Esses fatores são importantes para quaisquer instituições e, particularmente, para os hospitais filantrópicos. Palavras-chave: Eficiência Energética. Construções. Reformas. Hospitais. Tomada de Decisão. Macro projeto. The objective of this work was to develop a methodology called Macro Energy Efficiency Projects (MP-PEE) for health area. A macro project is a document that allows evaluating the feasibility of investments in engineering projects.The MP-PEE considered the physical structure and management characteristics of the hospitals and health facilites, the market price for reforms, retrofit actions and priorities defined by the hospital's managers, so that they can make decisions under the most indicated actions and the most energy-efficient strategies for each health facility. The MP-PEE treats the physical structure of the hospital's data and the strategic and financial priorities on the implementation of energy efficiency actions. After data collection, a decision-making tool is used to generate a macro project with a list of priorities for possible energy efficiency actions. The MP-PEE simplifies, but does not replace, the formal methods for energy efficiency projects that consider measuring the loads of the building. Using the MP-PEE the hospital can reduce financial and timing costs. It allows one to survey the efficiency actions and estimatives of time and cost for implementation according to the reality of the health entity in less than an hour, and without using additional resources. These are important factors for any institutions, particularly, philanthropic hospitals. Keywords: Energy Efficience. Buildings. Retrofit. Hospital. Decision Making. Macro Projects.

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Eletrica. Bibliografia: f. 90-93 A estabilização da economia e a maior disonibilidade de capital circulante no mercado vêm intensificando o consumo de energia em todas as áreas. Logo, é de extrema importância o desenvolvimento de ferramentas para a tomada de decisão em projetos de geração, de forma que as demandas sejam atendidas da forma mais eficiente possível, com o menor custo associado e levando em consideração todas as exigências a serem atendidas. A complexidade inerente a tal problemática vem sendo superada com o auxílio da análise multicritério associada aos SIG - Sistemas de Informação Geográfica - ferramentas capazes de fornecer suporte para a discriminação consistente de áreas potenciais para instalação de parques geradores. Desta forma, o presente trabalho tem como principal objetivo desenvolver uma metodologia para apoiar análises e decisões associadas com a prospecção e escolha de locais para a instalação de empreendimentos de geração de energia a partir de fontes renováveis - representadas aqui pela biomassa e solar fotovoltaica - em situações de incertezas, por meio da construção e análise de modelos de tomada de decisão multicritério espacial baseados em conjuntos fuzzy. Para tanto, são realizados, mediante pesquisa exploratória, a reunião de aspectos relevantes à tomada de decisão espacial em ambiente fuzzy, e o levantamento dos principais critérios de decisão relacionados à prospecção de locais adequados à instalação de empreendimentos de geração, etapa de extrema importância na análise multicritério. Tal metodologia é aplicada a um estudo de caso realizado no estado de Minas Gerais, para apontar as áreas aptas à recepção dos sítios geradores, comparando os resultados obtidos mediante diferentes processos de agregação dos critérios de decisão. A metodologia apresentada possui grande aplicabilidade no contexto atual, podendo ser adaptada para outras áreas de estudo - como para todo o Brasil, por exemplo - suportando a inserção de novos critérios de análise e a utilização de diferentes processos de agregação conforme a opinião e conhecimento de especialistas envolvidos nos processos de tomada de decisão. Palavras-chave: Função Social dos Contratos. Análise Econômica do Direito. Custos de Transação. Direito Contratual. The stabilization of the economy and the increased availability of working capital in the market have intensified the energy consumption in all areas. Therefore, it is extremely important develop tools for decision making in generation projects, such that the demands are met of the most efficient manner, with the lowest associated cost and taking into account all the requirements to be met. The inherent complexity of such problem has been overcome with the aid of multi-criteria analysis associated with GIS - Geographic Information Systems - tools that provide support for consistent discrimination of potential areas for installation of generators parks. Thus, this study aims to develop a methodology to support analysis and decisions associated with the prospection and selection of sites for the installation of power generation projects from renewable sources - here represented by biomass and photovoltaic solar - in situations of uncertainty through the construction and analysis models taken spatial multi-criteria decision based on fuzzy sets. For this purpose, are performed through exploratory research, the reunion of relevant aspects of the spatial decision making in fuzzy environment, and the survey of the main decision criteria related to prospecting suitable locations for installation of generation projects, extremely important step in the multi criteria analysis. This methodology is applied to a case study conducted in the state of Minas Gerais, which shows the suitable areas for the reception of generatings sites, comparing the results obtained by different processes of aggregation of decision criteria. The methodology presented has wide applicability in the current context and can be adapted to other areas of study - as throughout Brazil, for example - supporting the insertion of new criteria for analysis and the use of different aggregation processes in accordance of opinion and knowledge of experts involved in decision-making. Keywords: Social Function of Contracts. Economic Analysis of Law. Transaction Costs. Contractual Law.

Tese (Doutorado) - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Bibliografia: f. 149-157 O objetivo principal desse trabalho foi propor e desenvolver uma metodologia para quantificar a taxa de sujidade (SRatio) e a relação de sujidade diária (SRate) para diferentes tecnologias fotovoltaicas, instaladas em diferentes zonas climáticas no Brasil. Este trabalho também inclui a validação desses procedimentos analíticos para estações de monitoramento de sujidade compostas por módulos de silício policristalino (p-Si) e telureto de cádmio (CdTe-filme fino). Inicialmente, a classificação de Kppen-Geiger (1928) foi utilizada para investigar e diferenciar geograficamente as várias zonas climáticas no Brasil. Esse mapa possibilitou a seleção de locais geográficos relevantes para a instalação de estações de monitoramento de sujidade e de equipamentos meteorológicos representativos das diversas condições climáticas. Os dados meteorológicos e os parâmetros elétricos e térmicos dos módulos fotovoltaicos foram coletados e analisados e um modelo matemático determinou o SRatio e SRate para as cidades de Belo Horizonte/MG e Porto Alegre/RS. A partir das características do SRatio, os dados do período de estiagem foram utilizados para estimar o SRate, através do estimador de Theil-Sen. Além disso, um método para analisar dados de produção de energia de sistemas fotovoltaicos, visando a extrair a relação de sujidade diária, foi desenvolvido e é apresentado. Esse método considera que o SRate pode ser determinado através da taxa em que a produção de energia de sistemas fotovoltaicos varia durante o período de estiagem, sendo associado à deposição natural de sujidades. As metodologias estação de monitoramento de sujidade e sistema fotovoltaico foram comparadas e discutidas. As variáveis meteorológicas foram relacionadas com as taxas de sujidade estimadas e os resultados indicaram baixo coeficiente de correlação (R2), sendo apenas o número de dias secos o melhor fator de correlação quanto à taxa de sujidade, mostrando a complexidade do processo de sujidade. O ineditismo e as principais contribuições desse trabalho de pesquisa incluem: (1) o desenvolvimento de metodologia para estimar e comparar a perda de desempenho por sujidade através de estações de monitoramento de sujidade e dados de sistemas fotovoltaicos de localidades no Brasil; (2) a inédita aquisição e comparação de SRatio e SRate anual para duas localidades, em zonas tropical e subtropical no Brasil; e (3) o uso combinado de módulos Si-cristalino e CdTe-filme fino em localidades para avaliar e validar os diferentes efeitos espectrais e o desempenho para sujidades não uniforme/uniforme. Palavras-chave: Taxa de sujidade. Relação diária de sujidade. Estação de monitoramento. Sistemas fotovoltaicos. Condições meteorológicas. The major objective of this work has been to propose and develop a methodology to quantify the soiling ratio (SRatio) and the soiling rate (SRate) for different photovoltaic technologies installed in diverse climate-zones in Brazil. This research also includes the validation of these analytic procedures for soiling monitoring stations composed of both polycrystalline-Si and thin-film CdTe modules. Initially, the classification of Kppen and Geiger (1928) was utilized to investigate and geographically differentiate the various climate zones in Brazil. This map enabled the selection of relevant geographical sites for the installation of soiling monitoring stations and meteorological equipment representative of the various climate conditions. The meteorological data and the electrical and thermal parameters of the photovoltaic modules were collected and analyzed, and a mathematical model determined the SRatio and SRate for the city Belo Horizonte/MG and Porto Alegre/RS. From the SRatio characteristics, the dry-season data were used to estimate the SRate through the Theil-Sem estimator. In addition, a method for analyzing energy production data of PV systems in order to extract the soiling rate was developed and is presented. This method considers that SRate can be determined by the rate at which the energy production of photovoltaic systems varies during the dry season, being associated with the natural deposition of soiling. The monitoring station and the PV system methodologies were compared and discussed. The meteorological variables were related to the estimated soiling ratio, and the resulted indicated low correlation coefficient (R2), being only the number of dry days the best correlation factor for the soiling ratio, showing the complexity of the soiling process. The novelty and major contributions of this research work include: (1) the development of the methodology to estimate and compare soiling losses of performance from the soiling monitoring stations and the photovoltaic systems data from sites in Brazil; (2) the first-time acquisition and comparison of the annual SRatio and SRate for two locations in tropical and subtropical zones in Brazil; and (3) the combined use of crystalline-Si and thin-film CdTe modules at the locations to evaluate and validate the spectral-effect differences and those of non-uniform/uniform soiling on the performances. Keywords: Soiling ratio. Soiling rate. Monitoring station. Photovoltaic systems. Meteorological conditions.

Dissertação (Mestrado) - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Bibliografia: f. 111-116. Atualmente, há uma grande preocupação da sociedade em promover grandes avanços na produção de energia limpa. A energia solar fotovoltaica destaca-se no mundo devido ao crescimento significativo com implantação recorde e expansão rápida para novos mercados. Apesar de todos os avanços, os módulos fotovoltaicos são instalados em locais de características diversas, sendo submetido a diferentes condições de operação, o que dá origem a vários tipos de degradação. Após um longo período, contata-se que a degradação do módulo impacta diretamente no desempenho e confiabilidade do sistema fotovoltaico como um todo. Uma importante variável que causa diretamente a perda da energia gerada pelo sistema é a deposição da sujidade na superfície dos módulos fotovoltaicos. A taxa de deposição de sujidade é diretamente proporcional a redução da energia elétrica produzida, devido a menor absorção óptica impactando diretamente no tempo de retorno dos investimentos. Conhecer o impacto da sujidade nos módulos fotovoltaicos e a relação da taxa de deposição em diferentes tecnologias de células fotovoltaicas, permite estudar possibilidades de diminuição do impacto da deposição de sujidade no retorno de investimentos. Este trabalho tem como objetivo avaliar e comparar os resultados de simulações e medições obtidas em estações de monitoramento de deposição de sujidade para as tecnologias de silício e filmes finos (telureto de cádmio). Verificou-se que as células solares do módulo de silício são extremamente sensíveis à deposição de sujidade não uniforme, apresentando um significativo aquecimento em comparação as demais células do módulo, com temperaturas superiores à temperatura de operação máxima declarada pelo fabricante. Isto confirma o fato de que células que operam sob condição de deposição de sujidade não uniforme se degradam precocemente, o que diminui a produção de energia de todo o módulo. No aspecto de desempenho, o módulo de silício apresentou perdas de produção de energia significativas. Na condição de deposição não uniforme, o ponto de máxima potência é deslocado, devido à ação dos diodos de by-pass. Este fato diminui a produção de energia do módulo e o simples fato de remover a sujidade da cobertura do módulo retorna à produção de energia para os limites esperados. O módulo de telureto de cádmio também apresentou queda de produção de energia quando submetido à deposição de sujidade, entretanto os impactos referentes a deposição de sujidade não uniforme são muito menores do que os verificados no módulo de silício. Não foi observado aumento de temperatura devido à deposição de sujidade não uniforme, como ocorreu com a tecnologia de silício. Isto indica que o módulo de telureto de cádmio responde melhor às condições de sombreamento parcial se comparado ao silício. Palavras-chave: Confiabilidade. Fotovoltaica. Sujidade. Nowadays, there is a great concern of society in promoting great advances in the production of clean energy. Photovoltaic solar power stands out in the world due to significant growth with record deployment and rapid expansion into new markets. Despite all the advances, the photovoltaic modules are installed in locations with different characteristics, being subjected to different operating conditions, which gives rise to various types of degradation. After a long period, the degradation of the module is directly impacted by the performance and reliability of the photovoltaic system as a whole. An important variable that directly causes the loss of energy generated by the system is the deposition of dirt on the surface of the photovoltaic modules. The rate of deposition of dirt is directly proportional to the reduction of the electric energy generated, due to the lower optical absorption impacting directly on the time of return of the investments. Knowing the impact of dirt on photovoltaic modules and the relation of the deposition rate in different photovoltaic cell technologies, allows to study possibilities of decreasing the impact of deposition of dirt on the return of investments. The objective of this work is to evaluate and compare the results of simulations and measurements obtained in soil deposition monitoring stations for silicon and thin film technologies (cadmium telluride). It has been found that the solar cells of the silicon module are extremely sensitive to deposition of non-uniform soil, exhibiting significant heating in comparison to the other cells of the module, with temperatures higher than the maximum operating temperature declared by the manufacturer. This confirms the fact that cells degrade early operating under non-uniform soiling deposition conditions, which decreases the energy output of the entire module. In the performance aspect, the silicon module presented significant losses of energy production. In the condition of non-uniform deposition, the point of maximum power is displaced, due to the action of the by-pass diodes. This fact decreases the power output of the module and the simple fact of removing the soiling from the module cover returns to energy production to the expected limits. The cadmium telluride module also showed a decrease in energy production when submitted to the deposition of soiling, however the impacts related to deposition of non-uniform soiling are smaller than those verified in the silicon module. No increase in temperature was observed due to deposition of non-uniform soiling, as occurred with silicon technology.Keywords: Reliability. Photovoltaic. Soiling.

У статті проаналізовані правові засади експлуатації вітро- та фотоелектричних перетворювачів енергії в приватних домогосподарствах. Обґрунтована думка про необхідність розробки та прийняття комплексного нормативно-правового акту, присвяченого регулюванню експлуатації вітрових та сонячних енергоустановок у приватних домогосподарствах, що позитивно вплине на розвиток відновлювальної енергетики в приватному секторі України. In this paper the legal framework of exploitation the wind-power and photo-electrical energy converters in private households are analyzed. It was evaluated the order of electrical energy usage fabricated by renewable sources. It was determined the necessity idea of design and acceptance of the complex legal act dedicated to regulation of the wind-power and solar energy equipment exploitation in private households which should positive influenced on the development of renewable energetics in Ukrainian private sector. В статье проанализированы правовые основы эксплуатации ветро- и фотоэлектрических преобразователей энергии в частных домовладениях. Обоснована мысль о необходимости разработки и принятия комплексного нормативно-правового акта, посвященного регулированию эксплуатации ветровых и солнечных энергетических установок в частных домовладениях, что позитивно повлияет на развитие возобновляемой энергетики частного сектора Украины.

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica (área de especialização em Energia e Ambiente), A necessidade cada vez maior que a sociedade atual tem de recorrer a fontes de energias renováveis, aliada á imersão de um mundo tecnológico em que a eficiência e a inovação são aspetos fulcrais, levam a que o ramo da energia eólica tenha de estar na vanguarda dos recursos disponíveis, sendo esta a principal motivação do desenvolvimento deste trabalho. Os aerogeradores de pequeno porte, apesar da produção de energia ser bastante reduzida em relação aos de grande porte, têm um campo de aplicação bem mais alargado, dada a facilidade de transporte (presença frequente em novos iates) e flexibilidade quanto à gama de velocidades de funcionamento, permitindo um bom desempenho a baixo número de Reynolds, fator este, alvo de análise/otimização no decorrer do projeto. Na aerodinâmica de uma pá destacam-se os seguintes fatores: coeficiente de sustentação (CL), coeficiente de arrasto (CD), coeficiente de momento (CM) e o coeficiente de solidez (CTEH). Associado à variação destes parâmetros, está a alteração do perfil geométrico, ângulos de ataque e Twist, direção e intensidade do vento. A preponderância dos programas de modelação e simulação numérica nas áreas da Engenharia é cada vez mais evidente. Na análise de escoamentos o software Ansys Fluent tem reunido consenso, quanto a resultados obtidos, tendo uma panóplia de ferramentas e funcionalidades que permite descrever qualquer tipo de escoamento. Por exemplo, no caso de escoamentos externos existe um modelo de turbulência, Spalart-Allmaras, que permite obter resultados de forma mais rápida e eficiente. A escolha do ângulo de ataque ótimo e a seleção da geometria adequada na geração de uma pá é fundamental para que a turbina eólica a projetar tenha um funcionamento mais eficiente, reduzindo as perdas de energia e garantindo um maior retorno financeiro a quem investe neste tipo de equipamentos. O desenvolvimento deste tipo de trabalhos garante o progresso de uma alternativa viável àquele que tem sido um dos maiores problemas globais, a produção de energia através de fontes não renoveis., The growing need on resorting renewable energy sources that actual society has, allied to immersion of a technological world where efficiency and innovation are crucial aspects, mean that the wind energy branch has to be in the forefront of available resources, which is the main motivation on the development of this work. The small wind turbines, although the power generation is significantly reduced compared to the large turbines, have a much broader field of application, due to the flexibility of transport (frequent presence in new yachts) and flexibility in the range of operation speeds, allowing a good performance and a low Reynolds number, factor which, is in target of analysis/optimization throughout the project. In the aerodynamics of a shovel, the following factors are highlighted: lift coefficient (LC), drag coefficient (DC), moment coefficient (MC) and the solidity coefficient (SC). Associated to the variation of this parameters is the geometric profile alteration, angles of attack and Twist, wind direction and intensity. The preponderance of modelling and numeric simulation software in the areas of Engineering is becoming more evident. In the analysis of flow Ansys Fluent software has reunited consensus, as the obtained results, and a range of tools and features for describing any type of flow down to the smallest detail. For example, if there is an external flow, there is a turbulence model, Spalart-Allmaras, which allows faster and more efficient results. The choice of the optimal attack angle and the selection of the correct geometry in the generation if a shovel is essential for the projecting wind turbine to be more efficient, reducing energy losses and ensuring greater financial returns to those who invest in this type of equipment’s. The development of this type of work results in the progress for a viable alternative to that which has been a major global problem, the production of energy by sources that are not renewed.

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Bibliografia: f. 124-127 Resumo: O objetivo desta dissertação foi o desenvolvimento de uma metodologia de monitoramento para análise do desempenho da operação, e de um procedimento de inspeção periódica de um sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica, com armazenamento de energia por meio de banco de baterias. Um monitoramento eficaz do desempenho dos sistemas fotovoltaicos promove uma operação otimizada, assegurando uma maior qualidade e confiabilidade e consequente, garantia do retorno dos investimentos previsto. A avaliação do desempenho de um sistema fotovoltaico permite acompanhar a evolução da energia gerada e sinaliza a necessidade de inspeção e manutenção. Ela deve ser antecedida pela análise do desempenho estimado, cujos índices são obtidos por meio de simulação e dos dados do comissionamento do sistema, considerado a linha de referência. A inspeção de um sistema conectado à rede elétrica tem como objetivo a verificação do correto funcionamento do sistema e identificação de possíveis falhas no mesmo, possibilitando uma manutenção e garantindo seu desempenho de maneira satisfatória, tornando este cada vez mais confiável. O procedimento de inspeção proposto identifica os problemas mais comuns que podem ser relacionados com a fabricação, instalação, transporte, durabilidade e até vandalismo, que podem comprometer o bom funcionamento dos componentes do sistema fotovoltaico, e, consequentemente, o seu desempenho elétrico e térmico. A metodologia de monitoramento do desempenho da operação de um sistema fotovoltaico conectado à rede e o procedimento de inspeção periódica foram aplicados em um estudo de caso real, em sistemas fotovoltaicos instalados na UNIVERCEMIG em Sete Lagoas, MG. Nestes sistemas, verificou-se alteração no desempenho dos módulos fotovoltaicos devido as condições meteorológicas do local da instalação, principalmente, radiação ultravioleta. Durante a inspeção nos módulos fotovoltaicos, foram detectados sinais de manchas escurecidas (browning), dilaminação do encapsulante, corrosão e de infiltração. Por meio do teste de curva I-V, foi confirmada a degradação do desempenho, com alteração das propriedades elétricas, com redução do fator de forma, quando o mesmo foi comparado com o módulo de referência. O desempenho global do sistema fotovoltaico foi bem inferior ao esperado. Finalizando, julga-se importante o monitoramento e inspeção periódica dos sistemas fotovoltaicos instalados, para a identificação de falhas e degradação devido a durabilidade dos equipamentos dos sistemas fotovoltaicos, que afetam o desempenho global e a produtividade de energia dos mesmos. Abstract: The objective of this research has been the development of a monitoring methodology to analyze the operational performance and the development of a periodic inspection procedure for a grid-connected photovoltaic system with energy storage using batteries. Effective performance monitoring of photovoltaic systems promotes optimal operation, ensuring greater quality and reliability, and consequently ensuring the return on investment. The evaluation of the performance of a PV system in a systematic way also provides the basis for inspection and maintenance schedules at various levels. The evaluation of the performance of the electrical system is preceded by analysis of estimated performance, whose performance indices (parameters) are obtained by means of simulation. The commissioning (initial) data are also used and considered as the reference level, since they are established at the start-up of the system. Any previous inspections of this PV system connected to the network should also be considered. The inspection of a system that is connected to the electrical network has as objective to validate the correct operation of the system and to identify potential system failures, leading to a quality maintenance schedule, ensuring its satisfactory performance, and increasing its reliability. The proposed inspection procedure identifies the most common problems that may be related to the durability and failure, including those related to manufacturing, installation, transportation, and even vandalism, all of which may jeopardize the proper functioning of the components of photovoltaic system, and consequently its electrical and thermal performance. During the inspection of the PV generator, various causes of performance degradation can be identified. After the inspection, a report is written covering all failures found, and it includes recommendations for repair or improvements to the quality of maintenance of the system. The monitoring methodology for operational performance and analysis of a grid-connected photovoltaic system, and the periodic inspection procedure, are applied in a real case study for photovoltaic systems installed in UNIVERCEMIG in Seven Lakes, MG. In these systems, there has been change in the performance of photovoltaic modules due to the weather conditions of the installation site, especially ultraviolet radiation. During the inspection of photovoltaic modules, patches signals were detected darkened (browning), dilaminação the encapsulant, corrosion and infiltration. Through the IV curve test, performance degradation was confirmed, by changing the electrical properties, reducing the form factor, when it was compared to the reference module. The overall performance of the PV system has been lower than expected. Finally, it is considered important monitoring and periodic inspection of installed photovoltaic systems for identifying faults and degradation due to durability of the equipment of PV systems, affecting the overall performance and energy productivity thereof.

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biológica (área de especialização em Tecnologia Ambiental), A crescente escassez de combustíveis fósseis, a principal fonte de energia dos países desenvolvidos, e as preocupações ambientais, levam à busca de fontes de energia alternativas, tais como o biogás. Este gás, produzido durante o processo de digestão anaeróbia de lamas, é considerado um biocombustível pouco poluente e de baixo custo, podendo a sua potencialidade chegar até 60% do poder calorifico do gás natural. A Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) do Ave, possui elevada tecnologia para tratamento de águas residuais, destacando-se a unidade de tratamento terciário e a central de cogeração. A otimização de biogás torna-se essencial para a sua rentabilidade. A presente dissertação apresenta um estudo de aplicação de Redes Neuronais Artificiais (RNA) para previsão do biogás produzido na digestão anaeróbia da ETAR do Ave, visando a compreensão da complexidade do processo e avaliação do impacto das variáveis do processo na produção de biogás, de forma a otimizá-lo. As RNA, são modelos matemáticos computacionais capazes de entender relações complexas num determinado conjunto de dados. Funcionam de forma análoga ao cérebro humano, sendo capazes de prever valores quando novos casos lhes são apresentados. Para o desenvolvimento deste trabalho, recorreu-se ao programa NeuralToolsTM da PalisadeTM, utilizando-se informação das variáveis do tratamento de lamas da ETAR do Ave: a temperatura, os sólidos voláteis (SV), a alcalinidade, os ácidos gordos voláteis (AGV), o pH, o caudal de entrada (Q entrada) e as gorduras. Foram treinadas e testadas várias redes de forma a escolher aquela que tem melhor desempenho na previsão. A quantidade e disponibilidade de alguns dados foram as grande limitações para o desenvolvimento do trabalho, no entanto, os modelos de RNA utilizados provaram a sua capacidade de generalização, no sentido em que previram valores que acompanham o comportamento real do processo de digestão anaeróbia. Verificou-se, ainda, que as variáveis que mais influenciam as RNA escolhidas, e por consequência, a produção de biogás no processo, são o Q entrada no digestor, a Temperatura e a quantidade de SV. A adição de gorduras em pequenas quantidades ao digestor revelou-se benéfica na produção do biogás. Como resultado deste estudo, é possível concluir que os modelos RNA podem ser ferramentas poderosas para administrar o processo de digestão anaeróbica, permitindo a otimização da produção de biogás e portanto, essenciais para melhorar a rentabilidade das ETAR, nomeadamente a do Ave., The increasing scarcity of fossil fuels, the main source of energy in developed countries, associated with the increasing environmental concerns, is now leading to the search for new alternative and green sources of energy such as biogas. This gas, produced as a result of sludge anaerobic digestion process, is considered a low-polluting and cost-saving biofuel that can reach up to 60% of natural gas calorific value. Ave’s Wastewater Treatment Plant, owns high technology for sewage treatment, with special highlight for the tertiary treatment facility and the cogeneration plant. The optimization of the biogas production process becomes essential for its profitability. The present dissertation disclose a study of applying Artificial Neural Networks (ANN) for the prevision of biogas production by anaerobic digestion in Ave’s WWTP, aiming at the understanding the process complexity and at the evaluation of the process variables impact on biogas production intending its optimization. ANN, are computational mathematical models able to understand complex connections between data in a particular dataset. They function in a similar way to the human brain, being able to predict values when new cases are presented to them. NeuralToolsTM software from PalisadeTM was used for the development of this work, using information of the variables of Ave’s WWTP sewage sludge treatment, namely: temperature (T), volatile solids (VS), alkalinity, volatile fatty acids (VFA), pH, sludge flow on the entrance (Qent) and fats. Several networks were trained and tested, in order to select the one that showed the best overall performance for the predictions. The reduced amount and the availability of certain data, were the major limitation for the development of this project; however, the ANN models utilized proved their capability of generalization, once they could predict values accompanying the real behavior of anaerobic digestion. It was also verified that the variables that had a major impact on the selected ANN and, on the biogas production in the process, were the feed flow at the digester entrance, the temperature ant the amount of volatile solids. Moreover, the addition of small quantities of fat to the process of anaerobic digestion, revealed as benefit to the biogas production. As a result of this study, it is possible to conclude that the ANN models can be powerful tools to manage the process of anaerobic digestion, enabling the optimization of biogas production and, hence, an essential tool to enhance the profitability of WWTP, including Ave’s WWTP.

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Bibliografia: f. 123-131 Resumo: Esse trabalho tem como objetivo desenvolver modelo para estimar o desempenho de sistemas fotovoltaicos conectados à rede e com armazenamento, bem como avaliar as eficiências energéticas e exergéticas de módulos fotovoltaicos. Esse estudo está inserido no Projeto P&D CEMIG/ANEEL D308 que consiste na instalação de um sistema fotovoltaico conectado à rede com sistema de armazenamento no Estádio de Futebol Arena do Jacaré em Sete Lagoas/MG. O modelo matemático apresentado nesse trabalho foi desenvolvido no intuito de prever o desempenho do sistema em escala reduzida a ser instalado no GREEN/PUC Minas em Belo Horizonte/MG, e no futuro, no sistema a ser instalado no Estádio Arena do Jacaré em Sete Lagoas/MG. Para isso, foram modeladas as condições meteorológicas para a cidade de Belo Horizonte/MG, os parâmetros elétricos e térmicos do gerador fotovoltaico e o inversor no software Engineering Equation Solver. Essa modelagem foi aplicada ao sistema fotovoltaico, de 3kW, conectado à rede elétrica no Laboratório de Sementes do São Gabriel-CEMIG em Belo Horizonte/MG. Os resultados estimados nessa modelagem foram comparados com dados estimados no software comercial TRNSYS, apresentado uma diferença em torno de 7% para a produção de energia anual, e posteriormente validados com dados experimentais do sistema São Gabriel-CEMIG disponibilizados no Sunny Portal, resultando em uma diferença de aproximadamente 40%. Essa diferença na produção de energia pode ser justificada pela deposição de poeira, a não periodicidade de manutenção e a utilização de dados disponibilizados por fabricantes no modelo matemático. Esse mesmo modelo foi utilizado para o sistema escala reduzida GREEN/PUC Minas com gerador fotovoltaico de 5 kW, incluindo a modelagem para o sistema de armazenamento de 10 kW. Além disso, foi proposta uma metodologia para instalação do gerador fotovoltaico desse sistema, indicando o ângulo ideal de inclinação de 20° e o espaçamento de 1,90 metros entre os módulos fotovoltaicos eliminando o auto-sombreamento. Os resultados do modelo indicaram uma produção anual de energia do fotovoltaico de 7,73 MWh/ano e um balanço de energia, considerando o sistema de armazenamento, de 7,07 MWh/ano para o sistema escala reduzida. Na análise das eficiências energéticas e exergéticas, essas variaram entre 16 a 18% e de 10 a 13%, respectivamente, para módulos monocristalino e policristalino. Palavras-chave: Geração fotovoltaica. Banco de baterias. Produção de energia. Eficiências energética e exergética. Abstract: This work aims to develop a model to estimate the performance of photovoltaic systems connected to the network (grid) with storage, as well as to evaluate the energy efficiency and exergy of photovoltaic modules. This study was part of the Project P&D CEMIG/ ANEEL D308, which includes the installation of a photovoltaic system connected to the network storage system in the Football Stadium Arena of Jacaré in Sete Lagoas/MG. The mathematical model presented in this paper was developed in order to predict system performance based on a reduced-scale prototype installed on the GREEN/PUC Minas in Belo Horizonte/MG, and in the future, the system to be installed at Arena of Jacare Stadium in Sete Lagoas/MG. For this, the weather conditions were modeled for the city of Belo Horizonte/MG, and the electrical and thermal parameters of the PV array and the inverter using Engineering Equation Solver software. This modeling was applied to the 3kW PV system, connected to the grid in the Laboratório de Sementes of São Gabriel-CEMIG in Belo Horizonte/MG. The estimated results in this model were compared to estimated data in TRNSYS commercial software, resulting in a difference of about 7% for the production of annual energy and subsequently validated with experimental data system São Gabriel-CEMIG available in Sunny Portal, resulting in a difference of approximately 40%. This difference in energy production can be attributed to the soiling (dust), the frequency of maintenance, and the use of data provided by manufacturers in the mathematical model. This same model was used for the small-scale system GREEN/PUC Minas to 5-kW PV array, including the model for a 10-kW storage system. Also, a method was proposed for installation of the PV array system, indicating the optimum angle of 20° inclination and spacing of 1.90 meters between the PV modules eliminating the self-shadowing. The model results indicate an annual output of photovoltaic energy of 7.73 MWh/year and an energy balance, considering the storage system, of 7.07 MWh/year for small-scale system. In the analysis of energy and exergetic efficiencies, these ranged from 16-18% and 10-13%, respectively, for monocrystalline and polycrystalline modules. Keywords: Photovoltaic generation. Bank batteries. Energy production. Energy and exergetic efficiencies.

Dissertação de mestrado em Engenharia Mecânica, À medida que os combustíveis fósseis, como o petróleo, se tornam mais escassos e mais caros, o ser humano terá de optar por recursos energéticos alternativos e renováveis, como a água, o vento, as ondas do mar, a energia solar, recursos estes inesgotáveis. A energia solar tem imenso potencial, devendo ser aproveita para a produção de energia eletrica, uma vez que não emite gases de estufa para atmosfera e está presente em todo o globo terrestre. Devido a esses fatores, torna-se importante a produção de equipamentos que permitam tirar o máximo rendimento desta fonte energética. Os seguidores solares para coberturas são uma solução pouco explorada no mercado. Esta estrutura irá permitir o aumento da eficiência dos painéis fotovoltaicos, uma vez que fará o seguimento do sol, ao contrário das estruturas fixas, normalmente instaladas em coberturas., As fossil fuels such as oil, become more expensive and more scarce, humans will have to opt for alternative and renewable energy resources such as water, wind, waves, solar energy, resources these inexhaustible. Solar energy has huge potential and should be advantage for the production of electrical energy, since it does not emit CO2 into the atmosphere and is present across the globe. Due to these factors, it is important to the production of equipment designed to derive the maximum performance of this energy source. The solar trackers for roofs are a market unexplored solution. This structure will allow increased efficiency of photovoltaic panels, since they will be tracking the sun, instead of fixed structures, typically installed on roofs.

Dissertação de mestrado em Física - Formação Contínua de Professores, O presente trabalho tem como principal objetivo o desenvolvimento e otimização de um sistema de multicamadas para absorção seletiva da radiação solar. Para isso, prepararam-se revestimentos das camadas individuais de TiAlNx, TiAlNxOy e SiO2 com diferentes condições de deposição, essencialmente através da variação do fluxo dos gases reativos. As duas primeiras camadas foram depositadas por pulverização catódica em magnetrão e a última por deposição química de vapores (CVD). Em seguida, realizou-se a caracterização ótica destas camadas individuais por medidas de transmitância e refletância para efetuar o respetivo cálculo das contantes óticas espetrais, com o auxílio do software SCOUT. Por fim, utilizando as constantes óticas das camadas individuais, efetuou-se a simulação de uma multicamada, com os requisitos definidos em termos de perfil ótico e as espessuras obtidas para a amostra 1 foram de 65 nm para a camada de TiAlNx (com fluxo de N2 de 2,5 sccm), de 51 nm para a camada de TiAlNxOy (com fluxo de N2/O2 de 4,25 sccm) e 100 nm para a de SiO2. A deposição desta multicamada foi efetuada de acordo com as espessuras e parâmetros considerados na simulação. Com esta amostra 1 obteve-se uma emissividade de 8% e um coeficiente de absorção solar de 95,50%. A amostra foi sujeita a um tratamento térmico ao ar durante 600 h a 278ºC, sendo que o coeficiente de absorção diminuiu 0,39% e a emissividade aumentou 1%, apresentando assim um critério de desempenho de 0,009, o que garante uma durabilidade de 25 anos se implementado numa aplicação de aquecimento de água para uso doméstico. Com o intuito de estudar a influência do número de camadas, mantendo a espessura total, na resistência à corrosão dos revestimentos para absorção seletiva da luz solar produziram-se três novas multicamadas, do tipo (TiAlNx/TiAlNxOy)n/SiO2 (n inteiro de 1 a 5) tendo por base as espessuras de TiAlNx e de TiAlNxOy da amostra 1. Para isso, em vez de duas camadas (nitreto e oxinitreto) foram depositadas 5, 9 e 11 camadas, respetivamente (n= 2, 4 e 5) com deposição alternada de nitreto e oxinitreto, de modo que a espessura total em cada amostra continuasse a mesma. Todas estas amostras tinham um coeficiente de absorção menor que o da amostra 1. Em termos de resistência à oxidação o desempenho destas amostras foi também inferior ao da amostra 1, embora só a amostra com 11 camadas (n=5) não tenha passado o critério de desempenho., The main objective of this work is the development and optimization of a multilayer system for selective absorption of solar radiation. In order to achieve our aim, individual layers of TiAlNx, TiAlNxOy and SiO2 were prepared with different deposition conditions, mainly by varying the flow of reactive gases. The first two layers were deposited by magnetron sputtering and the latter by chemical vapour deposition (CVD). The next step was performed the optical characterization of these individual layers by reflectance and transmittance measurements and the respective calculation of spectral optical constants by the use of the SCOUT software. Finally, by using the optical constants of the individual layers, it was performed a simulation of a multilayer with the defined requisites in terms of optical profile and the thicknesses obtained for sample 1 were 65 nm for the layer TiAlNx (with N2 flow of 2.5 sccm), 51 nm for the layer TiAlNxOy (with the N2/O2 flow of 4.25 sccm) and 100 nm for SiO2. The deposition of multilayer was conducted in accordance with the thicknesses and parameters considered in the simulation. For sample 1 the emissivity was 8% and the solar absorption coefficient was 95.50%. The sample was subjected to a heat treatment during 600 h at 278ºC, the absorption coefficient decreased 0.39% and the emissivity increased 1%, thus presenting a performance criterion of 0,009, which ensures a durability of 25 years if implemented in an application for heating water for domestic use. In order to study the influence of the number of layers, keeping the total thickness, in the corrosion resistance of coatings for selective absorption of solar light three new multilayer were produced: (TiAlNx/TiAlNxOy)n/SiO2 ( n integer 1 to 5) based on the thickness of TiAlNx and TiAlNxOy of sample 1. For this purpose, instead of two layers (nitride and oxynitride) 5, 9 and 11 layers were deposited, respectively (n = 2, 4 and 5) with alternated deposition of nitride and oxynitride, so that the overall thickness in each sample remained unchanged. All these samples had a smaller absorption coefficient than that of sample 1. As far as oxidation resistance is concerned the performance of these samples was also inferior to that of sample 1, although the sample with 11 layers (n=5) has not passed the performance criterion.

Розроблено комбінований побутової холодильник з двоступінчастим конденсатором. Перша ступінь конденсатора охолоджується водою, друга - повітрям. В результаті досліджень експериментального зразка комбінованого холодильника встановлено, що перша ступінь конденсатора забезпечує нагрів води масою 30 кг від температури 25 ° С до температури 42 ° С. При цьому температура в морозильній камері холодильника становить мінус 18 ° С, а в камері для збереження свіжих продуктів - плюс 4 ° С. Combined domestic refrigerator with two-stage condenser has been developed. The first stage is cooled with water and the second — with air. Prototype model investigations have shown that the first stage is capable to heat 30 kg of water from the temperature of 25°C to 42°C. At that the freezing room temperature was — 18° whereas the temperature of +4°C has been registered in the fresh food-storage compartment. Разработан комбинированный бытовой холодильник с двухступенчатым конденсатором. Первая ступень конденсатора охлаждается водой, вторая — воздухом. В результате исследований экспериментального образца комбинированного холодильника установлено, что первая ступень конденсатора обеспечивает нагрев воды массой 30 кг от температуры 25 °С до температуры 42 °С. При этом температура в морозильной камере холодильника составляет минус 18 °С, а в камере для сохранения свежих продуктов — плюс 4 °С.

Розроблено комбінований побутової холодильник з двоступінчастим конденсатором. Перша ступінь конденсатора охолоджується водою, друга - повітрям. В результаті досліджень експериментального зразка комбінованого холодильника встановлено, що перша ступінь конденсатора забезпечує нагрів води масою 30 кг від температури 25°С до температури 42°С. Combined domestic refrigerator with two-stage condenser has been developed. The first stage is cooled with water and the second — with air. Prototype model investigations have shown that the first stage is capable to heat 30 kg of water from the temperature of 25°C to 42°C. Разработан комбинированный бытовой холодильник с двухступенчатым конденсатором. Первая ступень конденсатора охлаждается водой, вторая — воздухом. В результате исследований экспериментального образца комбинированного холодильника установлено, что первая ступень конденсатора обеспечивает нагрев воды массой 30 кг от температуры 25°С до температуры 42°С.

Розглянуто розробку методики аеродинамічного розрахунку дволопатевих роторів вітрогенераторів, на основі розрахунку біпланної коробки методом Бетца. За допомогою отриманої методики можна розраховувати дволопатеві ротори з установчими кутами, різним профілюванням та різними габаритами лопатей. The subject of the article is new method for aerodynamic calculation of two-bladed rotor of wind generator, which is based on the Betz method, that is used for biplane scheme calculation. Developed method allow to calculate two-bladed rotors with installation angles, rotors with blades that differ in profile or size. В данной работе рассмотрена разработка методики аэродинамического расчета двухлопастных роторов ветрогенераторов, на основе расчета бипланной коробки по методу Бетца. Полученная методика позволяет проводить расчет двухлопастных роторов с лопастями, которые могут иметь установочные углы, разное профилирование или габариты.

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Resumo: O estudo técnico econômico e exergoeconômico foi elaborado com o objetivo principal de verificar a viabilidade econômica de implantação de uma central de cogeração em uma indústria instalada no Brasil, com uma solução tecnológica que propicie a garantia das demandas de energia e a produtividade do processo, assim como calcular o custo de calor produzido e energia cogerada. A indústria possui uma caldeira que processa dois tipos de biomassa, gerando vapor saturado para garantir a energia demandada pelo processo térmico, enquanto a eletricidade consumida é provida pela rede. O estudo inicia com a obtenção dos valores de demanda de calor e eletricidade do processo. O ciclo Rankine em pequena escala foi definido para a central de cogeração e o modelo termodinâmico do ciclo térmico da planta de cogeração foi desenvolvido com o software EES (Engineering Equation Solver) sendo usado para simular a interação e a integração com o processo produtivo e as interfases externas. Foram consideradas duas hipóteses: vender ou não vender eletricidade para a rede, queimando cavaco de madeira ou moinha de carvão vegetal como combustíveis. Para a avaliação de sua viabilidade econômica clássica o fluxo de caixa foi elaborado em uma planilha de Microsoft Excel, calculando: (i) Valor Presente Líquido (VPL), (ii) Taxa Interna de Retorno (TIR) e (iii) Retorno Simples (PB). Para a avaliação exergoeconômica, o modelo de custos foi desenvolvido usando a Teoria Estrutural Termoeconômica. As principais conclusões são: (i) não há viabilidade para a implantação da central de cogeração com a atual tarifa de eletricidade e preço de combustível, (ii) em um mais favorável cenário de tarifa de eletricidade e preço de combustível, a hipótese de vender eletricidade para a rede foi mais interessante entre as outras opções e (iii) a moinha de carvão vegetal é a opção de combustível com maior viabilidade econômica. Os valores de custo de eletricidade obtidos na análise exergoeconômica são coerentes com os obtidos na análise econômica: o custo da eletricidade é mais alto que a atual tarifa de eletricidade da rede e aumenta à medida que a eficiência exergética do processo de conversão de energia diminui. Abstract: A technical, economic and exergoeconomic assessment was developed with the purpose of verify the economical feasibility of the implementation of a CHP (Combined Heat and Power) plant in an existing Brazilians industry, as a technological solution to guarantee the energy demands of its productive process, as well as the computation of the cost of produced heat and the cogenerated power. The industry has a boiler that, from two kinds of biomass, generates saturated steam to guarantee the processs thermal energy demand, while electricity is consumed from the grid. The assessment began obtaining the values of heat and electricity demands of the process. A small scale Rankine cycle was defined for the CHP plant and a thermodynamic model of the thermal cycle of CHP plant was developed in the EES (Engineering Equation Solver) being used to simulate the interaction and integration with the production process, and external interfaces. Its considering two hypotheses: selling or no selling of electricity to the grid, burning wood chip or vegetal carbon residue as fuel. For the feasibility classic economy assessment a cash flow was elaborated in a Microsoft Excel sheet, computing: (i) Net Present Value (NPV), (ii) Internal Rate of Return (IRR), and (iii) Pay Back (PB). For the exergoeconomic assessment, a cost model was developed using the Thermoeconomic Estructural Theory. The main conclusion are: (i) there are not feasibility of the CHP implementation at the current electricity tariff and fuel price, (ii) in a more favorable scenario of electricity tariff and fuel price, the hypothesis of selling electricity to the grid was the most interesting among the assessed ones and (iii) the vegetal carbon residue is the fuel option with greater economic viability. The values of the electricity cost obtained in the exergoeconomic analysis are coherent with the obtained in the economic analysis one: the electricity cost is higher than the current grid electricity tariff and increase as the exergetic efficiency of the energy conversion process decrease.

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Bibliografia: f. 137-142 Resumo: A matriz energética brasileira é composta atualmente por cerca de 50% de fontes renováveis assim como a matriz elétrica atinge percentuais elevados, superiores a 80%. Entretanto, com o crescimento econômico nacional, torna-se necessário expandir o parque de geração e distribuição, promover o uso racional de energia e principalmente incentivar e introduzir uma maior participação de fontes renováveis na matriz energética nacional como, por exemplo, o programa de substituição intensiva de chuveiros elétricos por aquecedores solares que vem sendo adotado pelo governo. Apoiado na premissa da necessidade de valorização da qualidade e do bom funcionamento das instalações de aquecimento solar é que esse trabalho foi desenvolvido. Através da consolidação dos dados relativos à avaliação de qualidade das instalações de grande porte em edifícios residenciais na cidade de Belo Horizonte (Projeto Eletrobras ECV 184/2006), ensaios laboratoriais e simulações computacionais, foi possível estabelecer uma relação de indicadores de qualidade para sistemas de aquecimento solar de grande porte bem como elaborar uma proposta de metodologia para certificação desses sistemas. Esse trabalho foi desenvolvido no âmbito do projeto ANEEL/CEMIG P&D 183 Aquecimento Distrital, onde pretende-se aplicar os indicadores e metodologias de avaliação aqui desenvolvidas no sistema de aquecimento solar distrital que será instalado para atender cerca de 50 famílias de baixa renda, em ação inédita no país. Palavras-chaves: aquecimento solar. indicadores de qualidade. certificação de instalações. TRNSYS. aquecimento distrital. Abstract: The Brazilian energy matrix is composed by 50% of renewable energy as well as an electrical matrix that reaches levels greater than 80%. However, with national economic growth, it is necessary to expand generation and distribution, promote the rational use of energy and especially to encourage and introduce a greater share of renewable sources in national energy matrix, for example the intensive program to replacement of electric showers by solar thermal systems that has been adopted by the government. This work was developed based on the premise of a need to enhance quality and proper operation of the solar heating systems. By performing laboratory tests, computer simulations and data analysis of solar thermal installations in residential buildings in the city of Belo Horizonte (ECV Eletrobras Project 184/2006), it was possible to establish indicators of quality for large solar heating systems and elaborate a methodology for certification of such systems. This work was developed under project ANEEL/CEMIG R&D 183 District Heating, which intends to apply the indicators and methodologies developed a district solar heating system, which will be installed to supply around 50 low-income families, in an unprecedent action in the country. Keywords: solar heating. quality indicators. systems certification. TRNSYS. district heating.

Tese de Doutoramento em Engenharia Económica - Engenharia Produção e Sistemas, Energy decisions play a major role in the achievement of sustainable development and consequently on the economic, environmental and social welfare of future generations. Combining energy efficiency with renewable energy resources constitutes a key strategy for a sustainable future, emphasised in the European and Portuguese policy guidelines. The wind power sector stands out as a fundamental element for the achievement of the European renewable objectives. Currently, most of the energy planning models focus predominantly on the economic and environmental dimensions of the problem. Although recognised as important, the social aspects of energy decisions are not fully integrated into the available decision aids for planners. The main contribution of this thesis is to provide a new integrated tool for decision makers engaged in long term electricity planning. An Integrated Electricity Planning Model (IEPM) was developed accommodating environmental, economic and social issues. The proposed approach involves complex optimisation models for cost, and emissions objective functions based on the mathematical description of the electricity system. Linear and non-linear optimisation models were developed establishing the link between the cost of generation and CO2 emissions. In addition, a value judgment assessment of each of the possible generation technologies was obtained by a combination of Delphi and Analytic Hierarchy Process to develop Social Indices for the proposed technologies. From these models possible generation plans are developed for a 10 year planning period, and their financial, CO2 emissions and social impacts are assessed and fully integrated into the final optimising decision tool. For the implementation of the IEPM, details of the Portuguese electricity system were obtained from official sources and from experts’ collaboration. According to the official reports, the increasing demand for electricity in Portugal over the next ten years will be mainly supported by new investments in coal, natural gas, wind and hydro power technologies. The rising trend of the installed wind power is analysed resulting in new insights that demonstrate the need to address the impact that energy sources with variable output may have, not only on the short-term dispatching process, but especially on the medium to long range planning activities. The study of the Portuguese case concludes that while wind power influences significantly the power system operation and it is not free of negative social impacts, it has a fundamental role in future electricity plans, particularly in regard to meeting the renewable and Kyoto protocol commitments. Although it was applied to Portugal, the proposed methodology may be used in other regions or countries if adapted to the specific features of each individual energy system under analysis. On the whole, the proposed methodology gives the decision maker a better understanding of the system characteristics and of the full impact of possible decisions, and in doing so, makes a valuable contribution to the selection of long term sustainable energy plans., As decisões no sector energético têm um papel fundamental na consecução de um desenvolvimento sustentado, influenciando decisivamente o bem estar económico, ambiental e social das gerações futuras. A combinação da eficiência energética com fontes de energia renováveis representa uma estratégia chave para um futuro sustentado, enfatizada nas políticas orientadoras Europeias e Portuguesas. O sector eólico destaca-se como um elemento essencial na concretização dos objectivos traçados para as energias renováveis ao nível da União Europeia. Actualmente a maioria dos modelos de planeamento energético centram-se predominantemente nas dimensões económica e ambiental. Apesar de reconhecidamente importantes, os aspectos sociais não estão ainda totalmente integrados nos sistemas de apoio à decisão aplicados ao sector da energia. A principal contribuição desta tese é a de dotar os decisores de uma nova ferramenta para apoio ao planeamento eléctrico de longo prazo, integrando variáveis ambientais, económicas e sociais. A abordagem apresentada envolve modelos complexos de optimização de funções objectivo custo e emissões, baseadas na descrição matemática do sistema eléctrico. Foram desenvolvidos modelos de optimização linear e não linear, estabelecendo-se a relação entre os custos de produção de energia eléctrica e emissões de dioxido de carbono associadas. Adicionalmente, a combinação do método Delphi com o Processo de Análise Hierárquica permitiu estimar e analisar julgamentos de valor relativamente aos impactos das possíveis tecnologias de geração de electricidade, resultando em Índices Sociais associados a cada uma destas tecnologias. A partir destes modelos são desenvolvidos possíveis planos para geração de electricidade para um período de 10 anos, sendo os respectivos impactos sociais analisados e integrados na decisão final. A implementação do Sistema Integrado para Planeamento Eléctrico, implicou uma recolha detalhada de informação relativa ao sistema eléctrico Português recorrendo a fontes oficiais e a especialistas na matéria. De acordo com os relatórios oficiais, o aumento de consumo de electricidade em Portugal durante os próximos 10 anos, será essencialmente suportado por novos investimentos em centrais a carvão, gás natural, energia eólica e hídrica. O esperado aumento da potência eólica instalada é analisado, demonstrando-se a necessidade de considerar o impacto que as fontes energéticas de produção variável terão, não apenas na gestão de curto prazo do sistema eléctrico, mas especialmente no planeamento a médio e longo prazo. Do estudo do caso Português conclui-se que a energia eólica tem um impacto significativo ao nível da gestão das operações do sistema eléctrico e não pode ser considerada livre de impactos sociais adversos. No entanto, a energia eólica tem também um papel fundamental no futuro sistema eléctrico Nacional, particularmente para atingir as metas traçadas pelo protocolo de Kyoto e pela Directiva Europeia das energias renováveis. Apesar da metodologia proposta ter sido aplicada ao caso Português, poderá ser aplicada a outras regiões ou países tomando em linha de conta as particularidades de cada sistema energético em análise. Na globalidade, a metodologia proposta permite que o decisor reconheça e entenda de forma clara as características do sistema e os impactos que as possíveis decisões acarretarão, contribuindo assim para a selecção de planos energéticos de longo prazo consistentes com os princípios do desenvolvimento sustentado.

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Bibliografia: p.96-99 Os textos clássicos que apresentam a modelagem dos processos de transferência de calor em um coletor solar plano consideram como premissa a uniformidade da vazão do fluido de trabalho em seus respectivos tubos de elevação. Este estudo é uma contribuição para a análise detalhada dos mecanismos de troca de calor em um coletor solar incluindo-se os efeitos da não-uniformidade da vazão e sua influência sobre a eficiência térmica dos coletores solares. A abordagem desenvolvida pode ser dividida em duas fases. Na primeira etapa, a modelag em matemática foi realizada considerando-se o processo de escoamento isotérmico para avaliação em separado da influência da perda de carga sobre a distribuição da vazão nos tubos de elevação do coletor solar. A rotina foi implantanda no programa CFX-11, gerando um perfil crescente para a vazão ao longo de sua dimensão x. Tais resultados corroboraram estudos desenvolvidos por Jones e Lior, enquanto os modelos analíticos, propostos por Kikas e Hardy-Cross, propunham perfis de escoamento simétricos. Na segunda etapa deste trabalho, a rotina elaborada incluiu os efeitos da transferência de calor, decorrente da incidência da radiação solar. Os resultados demonstraram que os efeitos da perda de carga são mais significativos sobre o perfil de escoamento do que os efeitos decorrentes da transferência de calor. Estes resultados foram comparados com os estudos realizados por Weitbrecht et al. e com valores experimentais obtidos em testes realizados no Simulador Solar do Laboratório GREEN da PUC Minas, apresentando boa concordância. Os resultados deste trabalho demonstram a necessidade de se extrapolar o estudo para baterias de coletores solares em associação série-paralelo. Palavras-chave: coletor solar plano, uniformidade de escoamento, simulação numérica, CFX Abstract: The classic texts that present the modeling of the processes of heat transfer in a flat-plate solar collector consider the assumption of the uniformity of the flow of working fluid in their respective risers. This study is a contribution to the detailed analysis of the mechanisms of heat transfer in a solar collector including the effects of non-uniform flow and its effects on the thermal efficiency of solar collectors. The approach can be divided into two phases. In the first stage, the mathematical modeling was carried out considering the process of isothermal flow to evaluate separately the influence of pressure loss on the flow distribution in the risers. The routine was implemented in the program CFX-11, generating an increasing profile of the flow over its coordinate -x. These results corroborate the studies developed by Jones and Lior, while the analytical models proposed by Kikas and Hardy-Cross, proposed symmetrical flow profiles. In the second stage of this work, the routine developed included the effects of heat transfer, due to solar radiation. The results showed that the effects of pressure loss are more significant on the flow profile than the effects due to heat transfer. These were compared with studies carried out by Weitbrecht et al. and with experimental values obtained in tests performed in Solar Simulation in the Laboratory GREEN in PUC Minas, which showed a good agreement. The results demonstrate the need to extrapolate the study of batteries of solar collectors in series-parallel association. Keywords: flat-plat solar collector, uniform flow, numerical simulation, CFX

Dissertação de Mestrado em Tecnologia do Ambiente., De modo a reduzir a dependência de energia externa, aumentando os investimentos em fontes de energia renováveis e tendo como finalidade a concretização dos objectivos europeus para as energias renováveis, o governo português definiu uma meta de 5100 MW de energia eólica instalada, até 2012. Se os objectivos forem realizados, a energia eólica pode alcançar, por volta de 2010, valores comparáveis aos países líderes, como a Dinamarca, Alemanha ou Espanha. As previsões portuguesas também indicam um reforço da produção pela combustão do gás natural, em particular pelo uso da tecnologia de ciclo combinado, seguindo a tendência europeia. Esta dissertação começa por analisar o custo total de produção da energia eólica e do ciclo combinado a gás natural em Portugal. Foi utilizada uma análise de custo do ciclo de vida, incluindo custos de investimento, custos de operação e manutenção, custos de combustível e custos externos de emissões, para cada tipo de tecnologia. Para a avaliação das externalidades foram utilizados valores do ExternE. Os resultados mostram que presentemente o custo de produção a partir da energia eólica é mais elevado que o do CCGT, pelo menos do ponto de vista estritamente financeiro. Os custos do CCGT aumentam significativamente quando as externalidades são incluídas. No entanto, só alcançam os valores equivalentes para a energia eólica para os custos externos estimados mais elevados. Isto resulta, em parte, do baixo factor de carga dos parques eólicos em Portugal e também dos baixos níveis de emissão da tecnologia de combustão de gás utilizada na comparação. Foi, igualmente, realizada uma análise da sensibilidade dos parâmetros técnicos e económicos. Foi prestada especial atenção aos preços do gás natural devido ao seu possível aumento ao longo do tempo. Dos parâmetros analisados, a inclusão da taxa de crescimento dos custos de combustível é a que origina maiores efeitos nos custos finais. Verificou-se, também, que os custos totais de um parque eólico são mais influenciados pelo factor de carga do que o sistema de CCGN., In a way to reduce the external energy dependence, increasing also the investments in renewable energy sources and aiming for the concretization of the European renewable objectives, the Portuguese government defined a goal of 5100 MW of installed wind power, up to 2012. If the drawn objectives are accomplished, by 2010 the wind power share may reach values comparable to leading countries like Denmark, Germany or Spain. The Portuguese forecasts also indicate a reinforcement of the natural gas fired generation in particular through the use of the combined cycle technology, following the European tendency. This thesis sets out to analyse the total generating cost of wind power and CCGT in Portugal. A life cycle cost analysis was conducted, including investment costs, O&M costs, fuel costs and external costs of emissions, for each type of technology. For the evaluation of the externalities ExternE values were used. The results show that presently the wind power production cost is higher than the CCGT one, at least from the strictly financial point of view. CCGT costs increase significantly when charges for externalities are included. However, they only reach levels higher than the equivalents for wind power for high externality costs estimations. This partially results from the low load factor of the wind farms in Portugal and also from the low emission levels of the gas fired technology used in the comparison. A sensitive analysis of the technical and economical parameters was also conducted. Particular attention was given to the natural gas prices due to the possible increase over time. The fuel escalation rate is the parameter that has larger effects on the final costs. It was verified that the total cost of wind plant is more influenced by the load factor than the total cost of CCGN.

Dissertação (Mestrado) - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Programa de Pós-Graduação em Geografia - Tratamento da Informação Espacial Bibliografia: f. 153-157 Resumo: Este trabalho pretende utilizar e confirmar a adequação e eficiência de um método simplificado e expedito de detectar a degradação dos recursos hídricos. Trata-se da condutividade elétrica, um parâmetro que apesar de não determinar ou identificar especificamente, os contaminantes em uma amostra de água, pode contribuir para possíveis reconhecimentos de impactos ambientais que ocorram na bacia de drenagem decorrente de lançamentos de quaisquer tipos de efluentes, tais como: resíduos industriais e de mineração, esgotos, entre outros, sendo assim há um grande número de fontes poluentes que podem ser sinalizadas por alterações da condutividade elétrica. Ou seja, a condutividade elétrica pode ser um parâmetro eficiente e de baixo custo para o reconhecimento da degradação hídrica. Para a realização do trabalho foi escolhido o Rio das Velhas por ser um importante manancial de abastecimento hídrico da Região Metropolitana de Belo Horizonte RMBH. Os resultados obtidos no trabalho permitem confirmar a adequação e recomendar a aplicação da condutividade elétrica de amostras dágua como sinalizadora de impactos sobre os recursos hídricos, de forma expedita e de baixo custo. Abstract: This work tries to suggest a simplified method to detect the degradation of the water resources thats the electrical condutivity of water sawfles from a water course. Although the electrical conductivit is a parameter that does not determine, specifically, the contaminants in a water sample, it can contribute for the recognition of environmental impacts that may occur in a watershed due to the realeasing of industrial and mining residues, sewers, among others. A large number of pollutant sources can be signaled by alteration of the electrical conductivit. The electrical conductivity, is an efficient alternative for the recognition of water contaminations, with lou cost. The Rio das Velhas, was dusen for this study, sincentis an important source of water supply for the Metropolitan Area of Belo Horizonte. The results of the study thats is none presented, it is adequate to recommend the use of the electrical conductivity, monitoring as an efficient and low cest tool for an initial approach to the indication and evaluation of environmental impact in a watershed, as identifier of impacts upon the water resources.