EM - Escola de Minas
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A Escola de Minas de Ouro Preto foi fundada pelo cientista Claude Henri Gorceix e inaugurada em 12 de outubro de 1876.
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Resultados da Pesquisa
Item Estudo da Aplicação da Energia Solar Onboard em Veículos Elétricos(2024-06-11) Martins Junior, José Roberto; Luís Antônio Bortolaia - UFOP; Elisângela Martins Leal - UFOP; Maria Fernanda Lousada Antunes - UFMGO trabalho propõe uma abordagem teórica para otimizar veículos elétricos por meio da energia solar. A pesquisa foca na conversão da energia solar por painéis fotovoltaicos, armazenamento em baterias e uso em motores elétricos. A tecnologia visa reduzir a emissão de poluentes e a frequência de recarga, além de oferecer uma alternativa renovável. Os painéis são instalados no capô, teto e laterais do veículo, com um estudo sobre a irradiação solar e sombreamento. Para armazenamento e distribuição da energia, são sugeridas baterias e um controlador de carga para monitoramento do processo. Os dados para os cálculos são obtidos com base em um ciclo de condução em Belo Horizonte, com suporte do aplicativo STRAVA. O trabalho apresenta um modelo matemático para avaliar o desempenho de um veículo elétrico alimentado por células fotovoltaicas, usando dados do aplicativo STRAVA. O estudo inclui o estudo e análise das potências envolvidas, da capacidade da bateria e do seu estado de carga, durante o trajeto de direção, além da avaliação da energia gerada pelos painéis solares enquanto o veículo está em movimento e estacionado, e sua influência no desempenho do veículo. Os resultados mostram a viabilidade da integração de células fotovoltaicas a veículos elétricos, com potencial para contribuir significativamente para a recarga da bateria. O estudo também aponta para a importância de pesquisas futuras sobre baterias, considerando diferentes condições de rota e tempo de percurso.Item Análise técnica de um sistema híbrido usando energia solar e biomassa para geração de eletricidade e dessalinização.(2023) Teixeira, Edilberto dos Anjos; Leal, Elisângela Martins; Leal, Elisângela Martins; Bortolaia, Luis Antônio; Rocha, Luiz Joaquim Cardoso; Guedes, Luiz Carlos VieiraOs desafios globais atuais relacionados à energia são diversos, abrangendo desde as mudanças climáticas causadas pelas atividades humanas até o crescimento constante da demanda por diversas formas de energia. Essas circunstâncias têm exigido que os planejadores de sistemas energéticos se concentrem em metodologias de planejamento de expansão e operação mais eficientes e sustentáveis do ponto de vista ambiental. A água é necessária em quase todas as atividades humanas e também para o equilíbrio do planeta em termos de biodiversidade. Este trabalho visa analisar, do ponto de vista técnico, um sistema híbrido com energia solar e queima de biomassa para geração de eletricidade e dessalinização. Para o desenvolvimento deste trabalho, é necessário conduzir uma revisão bibliográfica com o objetivo de modelar e propor o modelo de sistema híbrido mais adequado para a região nordeste do Brasil. Nesse sentido, é necessário identificar os centros urbanos que são potenciais produtores de resíduos sólidos urbanos ou áreas agroindustriais que produzem resíduos agrícolas. Os locais adequados para a implantação do sistema híbrido devem ter um bom potencial de insolação e estar próximos à costa para a captação de água do mar, ou possuir fontes de água salobra para a dessalinização. Uma vez que os locais de estudo tenham sido identificados, é possível modelar o sistema híbrido considerando seus principais parâmetros e componentes que afetam a eficiência térmica dos ciclos termodinâmicos analisados. Isso é feito por meio da determinação do poder calorífico inferior, com base na composição e quantidade de resíduos coletados. Após a modelagem dos ciclos e seus componentes, os resultados são obtidos usando equações e considerações relevantes. Os resultados do ciclo híbrido Rankine com CSP comparados com os resultados de um ciclo Rankine base mostraram que o consumo de combustível diminui em 16,46 t/h para a cidade de Natal – RN e 11,80 t/h para a cidade de Fortaleza – CE, considerando o horário de maior incidência solar. Isto representa uma economia de combustível de 14,46% para ambas as cidades. Na unidade de dessalinização MSF de único estágio, a partir da modelagem feita usando os coletores solares implementados no ciclo híbrido desse trabalho, obtive-se o retorno de 0,082 kg/s (295,2 l/h) de água dessalinizada, destacando os incrementos da temperatura. Representa uma eficiência do sistema da ordem de 10%.Item Estudo de viabilidade técnica e econômica para aplicação de organic photovoltaics (OPV) em um edifício residencial.(2020) Souza, Bruna Araújo; Medeiros, Jackson Cristiano de; Xavier, Marcus Vinícius Souza; Miranda, Sérgio Alves de; Fernandes, Walliston dos Santos; Santos, José Ronaldo Tavares; Vida, Laísa Emmanuelle Brandão Miguel; Dias, Helciene Moreira; Santos, Fábio TavaresO OPV (Organic Photovoltaics) é recomendado para locais onde não se possa instalar placas solares, como claraboias de shoppings ou fachadas de prédios. Este produto é desenvolvido e comercializado no Brasil e no mundo pela startup mineira (SUNEW), que vem se destacando como uma excelente alternativa de geração de energia elétrica. Quanto à metodologia, este estudo pode ser classificado como qualitativo, quantitativo e descritivo e para tal foi utilizado como referência um edifício residencial de médio porte. Ademais, foram analisados a utilização atual do local e paralelo a coleta de dados, quantificou-se o investimento inicial e o ganho ambiental por redução na emissão de carbono. Conclui-se que, os resultados obtidos foram satisfatórios por ser um produto novo no mercado. Entretanto, sua implantação requer um investimento elevado, o que inviabiliza sua aplicação em pequenos projetos, sendo direcionado a um público que visa produtos sustentáveis, e empresas que se apoiam no marketing verde para atingir esse nicho específico.Item Modelo de simulação e análise termodinâmica e econômica de microturbinas a gás em operação com biogás e gás natural e acionamento fotovoltaico do compressor.(2021) Trindade, Gustavo Sana; Bortolaia, Luis Antônio; Bortolaia, Luis Antônio; Machado, Luiz; Leal, Elisângela Martins; Murta, Jorge Luiz BresciaO crescente aumento da demanda por eletricidade no Brasil e no mundo aliado à preocupação ambiental devido à emissão de poluentes está motivando a investigação e desenvolvimento de fontes sustentáveis de energia e a interação entre elas. Nesse contexto, a geração de energia elétrica por meio do aproveitamento da energia oriunda do Sol e de resíduos sólidos urbanos pode ser uma opção efetiva para diversificação da matriz energética brasileira. Portanto, no intuito de ratificar essa tendência, o foco deste trabalho é o desenvolvimento de um modelo de simulação termodinâmico para análise de microturbinas a gás de 30 kWe, 65 kWe e 200 kWe sob operação com biogás ou gás natural e acionamento fotovoltaico do compressor. Em termos metodológicos, o software Engineering Equation Solver foi utilizado como ferramenta de cálculo para resolução do modelo termodinâmico em regime permanente elaborado para a construção de tabelas paramétricas e gráficos que permitem avaliar o desempenho das máquinas térmicas convencional e híbrida em cidades escolhidas como representantes para as 5 regiões brasileiras. O software Radiasol 2 foi utilizado para aquisição dos dados de insolação ao longo do ano. As microturbinas híbridas apresentam menor consumo específico de combustível, visto que não há necessidade de descontar a potência produzida na turbina para acionar o compressor quando a eletricidade produzida pelos painéis fotovoltaicos é suficiente. Além disso, uma análise econômica é proposta para avaliar a viabilidade econômica dos projetos. Os resultados termodinâmicos mostraram que o consumo específico de combustível para microturbinas híbridas é sempre menor que metade do determinado para microturbinas convencionais. Os resultados econômicos mostraram que a hibridização de microturbinas a gás com energia fotovoltaica é sempre vantajosa para os parâmetros de entrada considerados, mesmo na região sul, onde a radiação solar é menos intensa e a energia adquirida pelas concessionárias é mais barata. Tempos de retorno do investimento são menores que o tempo de vida útil dos equipamentos, receitas positivas são encontradas e o valor da eletricidade gerada pelos meios propostos em muitos casos é menor que o pago atualmente para as concessionárias. Em Belém (PA), por exemplo, tempos de retorno do investimento menores que seis anos e receitas financeiras para 25 anos da ordem de dezenas de milhões de reais são encontrados.