Título do Projeto:

Estudo de viabilidade técnico e econômica e análise da inserção da mini geração solar no campus Cuiabá da UFMT

Coordenador:

Resumo:

Camila Dos Anjos Fantin

A energia solar é utilizada por muitos países no mundo inteiro, principalmente, por países desenvolvidos e que são propícios para o uso dessa fonte de energia limpa e renovável. Países como Itália, Estados Unidos, Japão, China são pioneiros na questão de energia solar, com destaque para Alemanha que domina 31% do mercado global e é responsável por 44% de energia solar produzida em todo o continente europeu.

Analisando o potencial energético do Brasil, constata-se que os piores lugares de irradiação no Brasil ainda são 30% mais eficientes para a produção de energia solar que na Alemanha. Entretanto, no Brasil, de acordo com dados da Empresa de Pesquisa Energética, apenas 0.6% de toda matriz energética no Brasil provém da energia solar.

A crescente preocupação com a conservação do meio ambiente, intensificam a necessidade da utilização, cada vez mais, de fontes alternativas de energia elétrica. Neste contexto tem-se como grande expectativa o crescimento da geração de energia elétrica por meio da energia eletromagnética advinda da irradiação solar.

Uma das maneiras de se utilizar a energia solar para gerar energia elétrica é por meio da geração distribuída (GD). Geração distribuída é uma expressão utilizada para identificar a geração de energia elétrica junto ou próximo a um consumidor, independente de potência, tecnologia e fonte de energia.

Dentro desse cenário de expansão da energia solar, bem como visando a sustentabilidade, este projeto busca realizar um estudo de viabilidade técnico e econômica para instalação da energia solar dentro do campus da UFMT, bem como analisar o impacto da inserção desta geração para o sistema de distribuição.

O campus de Cuiabá da UFMT concentra um grande número de faculdades e institutos. Trata-se de um dos centros universitários mais importantes do estado, por onde circulam diariamente cerca de 30 mil estudantes de graduação e de pós-graduação, além de funcionários, professores e visitantes.

É importante ressaltar, que em meio à escassez de chuva e aumento das tarifas com serviço de fornecimento de energia elétrica, pensar em independência energética se torna uma boa opção. Atualmente, o consumo médio de energia da UFMT é de 900.000 kWh/mês, em torno de R$ 1.000.000,00. Neste contexto, afim de reduzir a fatura da energia elétrica do campus, em consonância com o que já foi descrito acima, um estudo para inserção de geração fotovoltaica proporcionada por este projeto no campus da UFMT será um passo importante para a universidade.

Em linhas gerais, este projeto terá três módulos: (1) Estudo de viabilidade técnico e econômica para implantação de minigeração; (2)

Simulações computacionais do impacto da inserção da geração distribuída no campus da UFMT para o sistema de distribuição, utilizando o OpenDss e (3) Pesquisa sobre sistemas fotovoltaicos.

Data Início:

12/2019

Data Fim:

11/2021

Título do Projeto:

Gerenciamento de energia elétrica

Coordenador:

Resumo:

NICOLAS EUSEBIO CORTEZ LEDESMA

A energia elétrica é um insumo indispensável na sociedade moderna, em todos os setores econômicos. Desta forma, considerando os elevados e crescentes custos deste recurso é necessário o controle do consumo de energia elétrica, que nem sempre é possível por parte do consumidor final, sejam por questões técnicas ou questões econômicas. Assim, os sistemas de medição e monitoramento de energia elétrica se apresentam como uma alternativa viável, pois permitem que o consumidor possa acompanhar e controlar o seu consumo de energia.

Nesse contexto, o desenvolvimento e disponibilização de sistemas de medição mais accessíveis, em termos de custo e técnica, contribuirão para tal propósito e ainda para um uso mais racional de energia elétrica.

Com esse intuito, o projeto de pesquisa em tela volta-se para o desenvolvimento de um sistema de monitoramento da energia elétrica consumida, de maneira a subsidiar a tomada de decisão por parte dos consumidores, principalmente de aqueles de menores recursos financeiros.

Data Início:

02/2019

Data Fim:

01/2022

Título do Projeto:

Restabelecimento de Energia em Smart Grids

Coordenador:

Resumo:

LEANDRO TOLOMEU MARQUES

Os Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica devem operar de maneira contínua, eficiente e segura. Todavia, interrupções permanentes no fornecimento são inevitáveis, em virtude de fenômenos climáticos, queda de árvores, choque de veículos com a rede elétrica, etc. Pelo fato destas redes operarem em configuração radial e serem divididas em setores que são separados por chaves seccionadoras, na ocorrência de uma falta permanente de energia, os consumidores afetados são aqueles localizados no setor que contém o elemento faltoso e nos setores à jusantes do local da falta. Uma vez que estes últimos são setores saudáveis, eles devem ter o seu fornecimento restabelecido.

A determinação de um plano para restauração de setores saudáveis desligados consiste no problema de restabelecimento de energia, que exige a maximização da quantidade de cargas restauradas e a minimização das manobras em chaves necessárias para este fim.

Ademais, a rede deve continuar operando de maneira radial, os limites operacionais devem ser respeitados, uma sequência adequada para operação das chaves deve ser fornecida, a necessidade de priorização de atendimento dos alguns consumidores (hospitais, grandes industrias, etc) deve ser atendida, as variações no nível de demanda das cargas ao longo do tempo podem ser consideradas, a existência de geradores distribuídos e sua influência devem ser tratadas.

Para lidar com este problema, inúmeras propostas tem sido apresentadas. No entanto, elas falham: ao não serem capazes de lidar com redes reais de grande porte em um tempo de execução satisfatório; ao simplificarem a representação da rede, o que faz com que não haja uma garantia de que a solução fornecida tenha o mesmo desempenho na rede real; ao serem dependentes de uma determinada infraestrutura da rede; ao serem pouco flexíveis para a aplicação em redes diferentes daquelas para as quais foram projetadas; ao não considerarem simultaneamente todos os aspectos listados anteriormente.

Face ao exposto, propõe-se o desenvolvimento de uma metodologia para a determinação em tempo real de planos de restabelecimento de energia em sistemas de distribuição de grande porte sem exigir simplificações na representação da rede. As principais contribuições desta metodologia será a sua capacidade de, simultaneamente: considerar a presença e a influência de unidades de geração distribuída, a influência da variação da demanda das cargas, as características operacionais dos mais diversos tipos de chaves existentes na rede (note que há chaves que não podem ser operadas sob carga e/ou que podem ser operadas remotamente, dentre outras características), a necessidade de fornecimento de uma sequência de chaveamento adequada. Portanto, a metodologia proposta não possuíra nenhuma das limitações citadas para os trabalhos já existentes e será capaz de considerar todos os aspectos e características já descritas do problema. Para este fim, será utilizada como base a metologia desenvolvida pelo pesquisador em seu trabalho de doutorado, a qual deverá ser melhorada a fim de atingir o objetivo proposto.

Data Início:

04/2020

Data Fim:

03/2023

Título do Projeto:

PARQUÍMETROS INTELIGENTES PARA VEÍCULOS ELÉTRICOS EM REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

Coordenador:

Resumo:

RAUL VITOR ARANTES MONTEIRO

Esta pesquisa tem como proposta o desenvolvimento de algoritmos de controle para parquímetros inteligentes utilizados para carga/descarga de veículos elétricos. Este controle se faz necessários devido aos efeitos causados pela inserção desse tipo de carga em sistemas de distribuição de energia elétrica. Dessa maneira, o monitoramento e controle dos parâmetros do sistema elétrico, como tensão e perdas técnicas, deve ser feito por meio do desenvolvimento de ferramentas poderosas que possam atingir aos objetivos desejados.

Data Início:

06/2020

Data Fim:

05/2023

Título do Projeto:

Metodologia para Determinar a Viabilidade Técnica do Ilhamento Intencional de Geradores Distribuídos

Coordenador:

Resumo:

ROGERIO LUCIO LIMA

Havendo qualquer distúrbio no sistema de distribuição de energia elétrica em que estejam presentes geradores distribuídos, é procedimento habitual definido pelas concessionárias a imediata desconexão destes a fim de evitar a formação de um sistema isolado eletricamente sustentado. Pretende-se com esta ação evitar danos a elementos do sistema e às pessoas envolvidas na operação.

Entretanto, tal fato reduz as potenciais contribuições da geração distribuída à melhoria da qualidade dos serviços de fornecimento de energia elétrica. Neste contexto, o objetivo deste projeto é propor metodologias que viabilizem tecnicamente o ilhamento intencional e permitam avaliar a probabilidade de sucesso deste quando não planejado por um período de operação da rede. As metodologias propostas consideram o relé de deslocamento de fase ou "salto de vetor", relé de taxa de variação de frequência e os relés de sub/sobrefrequência convencionais. Estas metodologias baseiam-se na associação direta do tempo de detecção do ilhamento e do tempo de restrição. Estes tempos são oriundos da capacidade de detecção de ilhamento dos relés baseados em medidas de frequência do ponto comum de acoplamento e da proteção do gerador. As análises desenvolvidas por meio dessas metodologias permitirão desenvolver índices associados à viabilidade técnica do ilhamento intencional. Uma vez estabelecido estes índices, este projeto também contemplará a análise de estratégias para melhorá-los. Assim, as concessionárias distribuidoras bem como os proprietários do geradores poderão mensurar os requisitos necessários para viabilizar a operação ilhada, tendo assim algumas premissas para a tomada de decisão.

Data Início:

06/2021

Data Fim:

05/2024

Título do Projeto:

Análise de Estratégias para Determinação da Referência de Corrente para Inversores Multifuncionais Conectados à Rede Elétrica

Coordenador:

Resumo:

JAKSON PAULO BONALDO

Microrredes inteligentes de energia estão se tornando mais comuns no Brasil e no mundo. Grande parte destas microrredes é composta por conversores eletrônicos que transferem a energia oriunda de fontes renováveis para a rede. Atualmente, vem sendo estudada a operação multifuncional destes conversores para contribuir com a melhoria da qualidade de energia no Ponto de Acoplamento Comum (PAC) da microrrede. Neste projeto pretende-se analisar duas das principais estratégias para geração da referência de corrente para os inversores multifuncionais, isto é, a estratégia de Síntese de Carga Resistiva, que produz uma corrente pela rede com a mesma forma de onda do PAC garantindo fator de potência unitário, e a estratégia de Síntese de Corrente Senoidal, que resulta em uma corrente pela rede com baixa distorção harmônica. A operação destas estratégias foi bastante discutida no passado na perspectiva de filtros ativos de potência. No entanto, peculiaridades da utilização destas técnicas não foram extensivamente abordadas com relação aos inversores multifuncionais, sendo este o foco principal deste trabalho. Um cenário comum de utilização de inversores multifuncionais será analisado considerando tanto a estratégia SCS quanto a SCR a fim de prover informações comparativas destas abordagens em relação à forma de onda resultante da corrente pela rede e dos parâmetros de qualidade de energia elétrica no PAC. Serão analisados casos em que a tensão do PAC é senoidal ou distorcida, equilibrada ou desequilibrada. Adicionalmente serão variados os níveis de potência injetada pelo inversor e demandada pela carga local, a fim de caracterizar o desempenho de cada estratégia em condições reais de operação. Espera -se que as informações que serão obtidas neste projeto possam ser usadas para subsidiar a tomada de decisão sobre qual estratégia seria mais adequada para cada cenário de operação de inversores multifuncionais analisado.

Data Início:

07/2021

Data Fim:

07/2024

Título do Projeto:

UM ESTUDO E MONITORAMENTO DE RADIAÇÕES ELETROMAGNÉTICAS NÃO IONIZANTES EM AMBIENTES POPULACIONAIS

Coordenador:

Resumo:

HAROLDO BENEDITO TADEU ZATTAR

A partir da última década do século XX, a sociedade passou a ter uma grande proximidade com equipamentos de alta tecnologia que geram campos eletromagnéticos em áreas como energia, telecomunicações, equipamentos de informática, eletrodomésticos, equipamentos médicos e laboratoriais entre outros.

Com a presença de uma alta diversidade de aparelhos e antenas em todos os locais a população fica exposta a campos eletromagnéticos não ionizantes. Por isso a preocupação com os efeitos eletromagnéticos nas pessoas deve ser avaliado e esse estudo está muito recente no Brasil requerendo mais pesquisas e atenção haja vista tem efeito direto e pode gerar efeitos colaterais na saúde humana.

Por existir inúmeros equipamentos que geram radiação eletromagnética não ionizante que as pessoas utilizam diariamente, esta pesquisa tem por objetivo inicial coletar uma ampla pesquisa de referências bibliográficas para então apresentar uma visão geral das principais radiações eletromagnéticas não ionizantes.

Em seguida será realizado o estudo teórico dos efeitos da exposição da radiação eletromagnética na saúde. Dando sequência será realizado um estudo das principais normas e regulamentações técnicas nacionais e internacionais sobre o assunto. Após o conhecimento teórico obtido do assunto a pesquisa da continuidade procurando e avaliando equipamentos que realizam a monitorização da radiação eletromagnética.

Com os equipamentos disponiveis no laboratório de Telecomunicações serão realizados medições e se os mesmos forem coerentes o trabalho de pesquisa apresentará resultados dessas medições realizadas em diversos equipamentos/marcas comparado com o valor máximo permitido conforme norma técnica e verificar se é necessário propor uma forma de fiscalização ou de redução desse tipo de radiação. Entre todos os equipamentos eletrônicos, talvez o mais preocupante é o uso muito intenso pelas pessoas do telefone celular para voz, dados, vídeo e acesso a internet, os roteadores de sinais, os Wi-fi e as antenas. E esse problema pode ser mais acentuado com a vinda das tecnologias 4G, 5G e 6G.

Atualmente os esforços nesta área estão direcionadas para descobrir quanto tempo de exposição diária a radiação não ionizante torna mais preocupante o risco de câncer.

Entretanto baseado em muitas literaturas estudadas o efeito adverso relacionado a exposição de fracos campos de RF podem afetar a saúde humana e muitas outras pesquisas afirmam não haver risco algum ao usuário.

Desse modo um dos objetivos dessa pesquisa é apresentar uma análise comparativa entre as duas linhas de afirmação sobre os efeitos da radiação eletromagnética não ionizante. A pergunta que a sociedade faz é: O uso intenso de equipamentos que geram sinal de RF através da radiação por ele irradiada faz mal a saúde do usuário? Desse modo conclui-se que a pesquisa a ser realizada é de grande interesse da sociedade.

Data Início:

06/2020

Data Fim:

05/2022

Título do Projeto:

O ESTUDO DA ARTE DA TECNOLOGIA CELULAR 6G: TECNOLOGIAS, DESAFIOS E OS RISCOS

Coordenador:

Resumo:

HAROLDO BENEDITO TADEU ZATTAR

A partir da última década do século XX, a sociedade passou a ter uma grande proximidade com o sistema móvel de comunicação que surgiu para transformar a forma como nos comunicamos hoje, permitindo a troca de informações inicialmente por voz e atualmente por áudio, vídeo, imagem ou dados. Uma das principais vantagens do sistema celular é que permite também o acesso a internet nas principais cidades brasileiras. Com a redução sensível de preços dos aparelhos celulares, a popularização do serviço, a evolução tecnológica, as funcionalidades e serviços são cada vez maiores requisitando maior largura de banda para que o usuário possa acessar a internet, baixar livros, filmes, aplicativos, jogos, realizar vídeo conferência, jogos on line a até assistir canais de TV. Esta pesquisa visa inicialmente realizar o estudo das diversas gerações de telefonia móvel celular, desde a primeira geração (1G), incluindo a segunda geração (2G), terceira geração (3G) e quarta geração (4G). Além disso, a geração que ainda está por vir, a quinta geração (5G) e ir além para a tecnologia 6G esperada para a metade da década de 30. A importância de pesquisar a tecnologia 6G está baseada principalmente na questão da segurança pois para alcançar velocidades de transmissão em Tbps será necessário a existência de milhares de antenas em cada cidade muito populosa como Rio de Janeiro, São Paulo, Nova York, Pequim entre outras o que pode provocar efeitos nocivos ao ser humano. Além disso a frequência de operação desse sistema celular (1 THz) e o aumento excessivo do número de antenas tem gerado muita preocupação sobre possíveis efeitos do sinal de RF transmitido para o cérebro podendo antecipar o surgimento de doenças neurológicas como mal de Parkinson, epilepsia ou mesmo alteração comportamental gerando mal humor, ansiedade e depressão. De qualquer modo ainda é muito polemico afirmar ou não se realmente causará efeito colateral mas já existem pesquisas nas duas direções. Entretanto no meu ponto de vista inicial suponho que seja necessário pelo menos 50 anos com uso diário de 8 horas para ocasionar efeitos colaterais a saúde. Desse modo como no Brasil a utilização massiva principalmente acessando a Internet e aplicativos é recente, talvez precisaremos de muitos anos para confirmar. Em contra partida no futuro breve existirá pet scan, tomógrafos e ressonâncias magnéticas operando em THz onde será possível analisar e ver imagens com mais clareza, precisão e confiabilidade podendo ajudar muito aos médicos na tomada de decisões e encontrar doenças com muito mais antecipação. Outro fator muito importante é que a tecnologia 6G será 100 vezes mais rápida que a tecnologia 4G e 5 vezes mais rápida que a 5G onde será possível realizar com alta qualidade e precisão cirurgias robóticas a distância continentais, comunicação e interação entre humanos e máquinas, controle inteligente de drones e aviões sem pilotos, carros autônomos, robôs policiais e enfermeiros, reuniões e visitas por tele presença holográfica em tempo real. Tudo isso vai poder ocorrer porque a tecnologia 6G possuirá velocidade extremamente alta com cobertura em qualquer área do planeta alcançando oceanos, céus e o espaço e os aparelhos consumirão muito pouca energia. Enquanto a tecnologia 5G terá uma eficiência de energia próximo de 0,03 W/ 1 MHz, no 6G será de alguns mmW/1 THz. Nessa tecnologia a latência será abaixo de 1 ms, menor que a proporcionada pela fibra óptica o que possibilitará fornecer alta confiabilidade com QoS >99.99999%. As antenas desenvolvidas para 6G serão pequenas construídas do material grafeno (átomos de carbono) para garantir elevada mobilidade do sinal e maior número de usuários por antena. O mais fantástico da tecnologia 6G será a conectividade. Com toda essa tecnologia caberá ao Brasil inicialmente seguir o padrão 5G americano que está ainda em desenvolvimento ou o padrão Chinês disponível pela empresa Huawei já operando na China e coréia do Sul e com previsão de iniciar a instalação em alguns países da Europa. O maior receio está no fato de risco de espionagem pois os dados de todas as informações estará nas mãos do proprietario da tecnologia. Outra alternativa é aguardar os pesquisadores brasileiros desenvolverem nosso próprio sistema assim como foi realizado com o novo padrão brasileiro de TV digital.

Universidades como INATEL, Mackenzie e PUC estão desenvolvendo pesquisas avançadas nessa área. Baseado nesses fatores essa pesquisa tem como objetivo inicial estudar a tecnologia 6 G apresentar suas vantagens, desvantagens, fabricantes, equipamentos e tecnologia das antenas, principio de operação e arquitetura, modulação empregada, camadas de rede de operação, a interatividade com os satélites, os recursos e aplicações disponíveis baseado nessa alta velocidade e alta frequência e por fim estudar se existe real risco a saúde ou então apresentar resultados de pesquisas estudadas.

Data Início:

06/2020

Data Fim:

05/2022

Título do Projeto:

Automação residencial: Análise de consumo dos equipamento IoT

Coordenador:

Resumo:

FABRICIO PARRA SANTILIO

O presente projeto de pesquisa pertencente ao quadro de atividades do Programa de Educação Tutorial – PET Engenharia Elétrica, tem por objetivo avaliar a viabilidade da aplicação de um sistema de automação residencial, levando em conta questões como o consumo adicional de energia gerado pelos dispositivos de automação, seu custo econômico e quais aplicações realmente são vantajosas. A problemática surge no momento em que uma sociedade a qual o avanço tecnológico está altamente atrelado ao seu processo evolutivo, começa a inserir diversos dispositivos de automação residencial em suas instalações elétricas, entretanto, não é levado em conta se tais aplicações realmente são vantajosas, tanto economicamente quanto funcionalmente. Nesse sentido, faz-se necessário um estudo sobre a viabilidade da aplicação de novas tecnologias de automação residencial nas instalações elétricas, tendo como objetivo avaliar o consumo adicional gerado por cada aparelho, verificar se há economia de energia elétrica em função da automação, quais aplicações são mais vantajosas e qual o tempo estimado para se ter um retorno do valor investido no sistema de automação residencial. Para a execução desta proposta de pesquisa, será utilizado o laboratório da disciplina de Medidas Elétricas, bem como seus equipamentos de medição. O projeto prevê uma sequência de testes em cada dispositivo para obter o seu consumo energético individual, simular um modelo real de uma residência automatizada e, por fim, avaliar os dados obtidos.

Data Início:

08/2021

Data Fim:

01/2023

Título do Projeto:

ANÁLISE DO POTENCIAL DE REUSO DE CÉLULAS DE ÍON LÍTIO DE BATERIAS DE NOTEBOOK

Coordenador:

Resumo:

FABRICIO PARRA SANTILIO

O presente projeto de pesquisa pertence ao quadro de atividades do Programa de Educação Tutorial – PET Engenharia Elétrica, que desenvolve atividades de ensino, pesquisa e extensão, tanto na universidade quanto nas escolas da região de Cuiabá. Uma das problemáticas encontradas, durante as atividades do grupo, é a disponibilidade de baterias para alimentar os micro controladores e os demais componentes dos projetos, pois as baterias possuem um custo elevado, ainda mais quando consideramos a grande quantidade necessária para atender as atividades de ensino e extensão. Nesse sentido, uma análise acerca da reutilização de células de baterias de Notebooks descartadas pode viabilizar o desenvolvimento de uma solução para o alto custo dos projetos, além de possibilitar a redução no descarte inadequado de produtos tecnológicos. Sendo assim, neste projeto objetiva-se a avaliação do potencial reuso e desenvolvimento de uma metodologia para recuperação de células de Íon-Lítio provenientes de packs de baterias de Notebook descartadas. Será realizado o levantamento do estado da arte sobre o assunto, a busca por células de íon-lítio descartadas, bem como a realização de testes de viabilidade de potencial reuso de modo que possa ser desenvolvido um método prático de avaliação e recuperação dessas células.

Data Início:

08/2020

Data Fim:

07/2022