Trabalho de Conclusão de Curso
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- ItemAnálise da sujidade no desempenho de módulos fotovoltaicos(2023-04-26) Neves, Kimberlly da Silva; Mestre Elias José de Rezende Freitas; Mestre Mateus Andrade FerreiraNos últimos anos, a energia fotovoltaica tem sido uma das formas de obtenção de energia renovável que mais cresce no Brasil. Com esse aumento na matriz energética do país, ocorre a preocupação com a manutenção e preservação da vida útil do sistema. Nesse sentido, a sujidade dos módulos é o terceiro fator que mais impacta no desempenho do sistema fotovoltaico, devido a elevação da temperatura das células, formação de pontos quentes e diminuição da incidência de raios solares para o efeito fotoelétrico. Este trabalho visa analisar o impacto da sujidade nos módulos fotovoltaicos. Essa análise é realizada por um estudo de caso que visa associar a utilização de um traçador de curvas e o uso de câmera termográfica, para de forma visual e quantitativa demonstrar o impacto na produção de energia através de analises de grandezas elétricas e anomalias provenientes da sujidade. Foram realizados três ensaios distintos. O primeiro ensaio quantifica a perda de potência causada pela sujidade do sistema, que após a limpeza natural ocasionada pela chuva teve um aumento de potência de 26%. O segundo ensaio demonstra o impacto que dejetos e sujeiras relacionadas a pássaros pode ocasionar em um uma usina solar, e a importância da limpeza manual da mesma. Já o terceiro ensaio apresenta a degradação gerada nas curvas IV, a atuação dos diodos bypass, e a redução de até um terço da potência do sistema devido a sujidade do módulo. Apesar do impacto da sujidade estar atrelada as propriedades do sistema como característica do módulo, ângulo de instalação, e região onde a usina está instalada, técnicas de análises termográficas e análises de curvas obtidas por um traçador são capazes de informar o estado atual da usina, auxiliando na previsão e planejamento da manutenção e na limpeza do sistema fotovoltaico.
- ItemEstudo da distribuição de energia elétrica no ambiente industrial(2023-08-04) William Caires Silva AmorimA energia elétrica desempenha um papel fundamental em diversos setores, sendo a indústria um dos maiores consumidores desse tipo de energia. Para garantir o fornecimento eficiente, existem diferentes topologias de redes de distribuição, sendo as redes aéreas e subterrâneas as mais comuns. No contexto industrial, onde os sistemas de produção costumam ser contínuos e não podem ser interrompidos, problemas na distribuição de energia podem acarretar grandes perdas na produção e afetar o monitoramento de sistemas essenciais para a segurança dos funcionários. Esses problemas podem surgir devido a diversos fatores, como a queda de árvores sobre as redes elétricas, colisões de veículos com as estruturas ou até mesmo inundações causadas por chuvas intensas. Essas ocorrências podem resultar em interrupções no fornecimento de energia elétrica, comprometendo a operação industrial e causando prejuízos significativos. O trabalho realizou um estudo comparativo entre as redes aéreas e subterrâneas de distribuição de energia elétrica em um ambiente industrial. O objetivo foi determinar qual topologia seria mais viável para esse contexto. Além disso, um estudo de caso específico foi apresentado, envolvendo uma rede aérea redundante para atender às necessidades energéticas de uma barragem em uma indústria de mineração. Durante a análise, diversos aspectos de funcionamento e problemas foram identificados para ambas as topologias. Um dos principais fatores que causam interrupções no fornecimento de energia em ambientes industriais são as descargas atmosféricas e o crescimento da vegetação nas proximidades das instalações elétricas. Nesse contexto, a rede subterrânea apresenta-se como uma opção mais adequada em comparação com a rede aérea. A instalação subterrânea evita problemas relacionados a quedas de árvores, choques de veículos e descargas atmosféricas diretas nas linhas elétricas. No entanto, alguns aspectos limitadores foram identificados para a adoção da rede subterrânea no estudo de caso em questão. Os principais são os custos mais elevados associados à instalação de cabos subterrâneos e a falta de flexibilidade no processo de instalação, especialmente em áreas já estabelecidas com infraestrutura aérea existente. Esses fatores tornaram a rede subterrânea inviável para a aplicação específica analisada. Dessa forma, a opção escolhida para o estudo de caso foi a utilização de uma rede aérea. Essa escolha foi motivada pela disponibilidade de locais para instalação, custos inferiores em comparação com a rede subterrânea e a capacidade de realizar manutenções rápidas e eficazes. Apesar dos desafios relacionados aos problemas identificados, foram adotadas medidas para minimizar os impactos causados por descargas atmosféricas e crescimento vegetativo próximo à infraestrutura elétrica.
- ItemEstudo comparativo da viabilidade econômica do fornecimento de energia entre o mercado livre e a geração fotovoltaica(2023-08-18) Silva, Bárbara Santos da; Dr. Eduardo José de AraújoEste trabalho visa realizar um estudo comparativo entre o mercado livre de energia e a geração fotovoltaica, voltado principalmente para pessoa jurídica, mas que também pode ser aplicado para pessoa física. A motivação do tema é devido a importância de ampliar o entendimento para o crescimento da geração de energia elétrica por meio de fontes renováveis e sustentáveis. O presente trabalho e todas as discussões aqui ditas, estarão embasadas em conhecimentos e políticas presentes no Brasil. Nesse contexto, o tema visa apresentar o mercado livre de energia que permite ao consumidor fazer a compra da energia, sem necessariamente ser dependente à uma distribuidora. Para o mercado livre de energia, a energia contratada pode ser tanto convencional, por exemplo as hidrelétricas e termelétricas, quanto provenientes de fontes incentivadas como a biomassa, solar e eólica. Como a energia vinda de incentivo possui descontos financeiros pelo governo para o investidor, ela se torna atrativa, aumentando consequentemente o consumo de energia através de fontes alternativas. Além da possibilidade de adquirir a energia direto do fornecedor, atualmente no Brasil, há a possibilidade de o consumidor investir na construção da sua própria usina provinda de fontes renováveis, opção que também se tornou viável após os incentivos governamentais. Para esse segmento, a energia solar se destaca devido às condições climáticas e também devido a facilidade para compra dos componentes principais como módulos fotovoltaicos e inversores para desenvolvimento da geração solar. Visando ambas as possibilidades de consumo de energia elétrica que fomentam as energias renováveis e também redução significativa com os gastos da mesma, o trabalho apresenta o estudo de caso para um perfil de consumidor que pode auxiliar na tomada de decisão de outros consumidores. Concluiu-se que tanto o mercado livre de energia quanto a energia fotovoltaica, são ambas vantajosas em relação a sustentabilidade, preços mais acessíveis do que consumir energia de forma convencional, regulamentação conforme a lei, negociação flexível, fácil instalação após obter os conhecimentos necessários. Por outro lado, com a constante evolução do mercado livre e por este não precisar de investimento inicial, se torna mais viável do que a construção de projeto fotovoltaico, acumulando um maior montante financeiro.
- ItemPROTÓTIPO PARA TELEMEDIÇÃO DE MEDIDORES DE ENERGIA ELÉTRICA ATRAVÉS DO PROTOCOLO DE COMUNICAÇÃO PIMA(2023-07-31) Silva, Gustavo Henrique Alves; Mestre Helvécio De Almeida Junior; Mestre Gabriel Cambraia SoaresEste trabalho teve como objetivo desenvolver e validar um protótipo, capaz de realizar a telemetria de medidores eletrônicos digitais que possuem saída serial assíncrona unidirecional e protocolo de comunicação PIMA. Os principais fatores explicativos que justificam este trabalho, estão relacionadas às evoluções tecnológicas que vêm permeando o mercado de medição de energia e os benefícios que estas evoluções podem trazer ao consumidor, as concessionárias e ao meio ambiente, relacionando o consumo consciente e a eficiência energética ao acesso à informação e a transparência das concessionárias. Este trabalho também se propôs a apresentar algumas tecnologias em evolução relacionadas aos objetivos propostos, trazendo uma visão das inovações e explicações sobre seu funcionamento, no intuito de relacionar estas tecnologias ao protótipo desenvolvido. Desse modo, para alcançar o objetivo proposto, foram pesquisadas, avaliadas e comparadas algumas soluções existentes, com o intuito de identificar uma forma funcional e otimizada de construir este equipamento. Este trabalho foi desenvolvido por meio de uma pesquisa qualitativa com uma abordagem de caráter exploratório-descritivo experimental sobre as tecnologias existentes e em evolução de telemetria para viabilizar a construção de um protótipo funcional de baixo custo. Ao longo deste trabalho estão descritas as características técnicas do protocolo de comunicação PIMA, de acordo com a especificação técnica da COPEL, utilizada para embasar este desenvolvimento. Além disso, está descrito como foi construído o código para interpretação do pacote de dados de medição obtido através da saída serial dos medidores. Diante do resultado obtido e considerando as definições de Lima (2021), conclui-se que o protótipo atende aos objetivos propostos por possibilitar a telemedição dos medidores convencionais, trazendo benefícios semelhantes aos que os Smart meters prometem entregar aos consumidores finais.
- ItemPROTÓTIPO HUET: AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL UTILIZANDO LIBRAS(2023-06-28) Filipe Vieira Brison; Mestre Elias José de Rezende Freitas; Especialista Carlos Dias de Silva JúniorEste trabalho apresenta um protótipo de automação residencial, no contexto de Internet das Coisas, que se diferencia por ser capaz de reconhecer alguns sinais de Libras para acionar equipamentos. O nome do protótipo é Huet, em homenagem ao francês Ernest Huet, que educava e incentivava os alunos surdos a aprenderem a língua de sinais no Brasil. O protótipo está na fase inicial, sendo composto de um nó central (um microcomputador de baixo custo, Rasberry Pi) que realiza o processamento das imagens capturadas de forma descentralizada por várias plataformas microcontroladas ESP32-CAM, que podem ser distribuídas pela casa. Ao identificar um determinado sinal de Libras pré-programado, o nó central envia uma mensagem via WiFi para outro microcontrolador que aciona/desaciona um relé, permitindo ligar ou desligar uma lâmpada ou um ventilador etc. Os resultados mostram o funcionamento geral do protótipo Huet com a utilização de um interruptor paralelo, realizando a análise do tempo e a quantidade dos acertos da identificação dos símbolos. Além disso, a esse trabalho contribui com a comunidade surda, por meio da tecnologia, permitindo romper as barreiras de comunicação dessa comunidade com a sociedade.