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.Item Dimensionamento e avaliação econômica de um sistema fotovoltaico conectado à rede em uma instituição sem fins lucrativos.(2019) Sottile, Mirko; Andrade, Yã Grossi; Martins, Máximo EleotérioA energia solar é uma possibilidade de energia renovável que contribui para amenizar os problemas hídricos na geração de energia, além disso, pode resultar em benefícios financeiros quando minimizado os gastos de instalação. Para tal, a escolha entre as tecnologias disponíveis no mercado, como a tipologia de placas solares e o dimensionamento adequado do sistema são fundamentais para que a geração de energia seja eficiente. O presente trabalho sintetizou as etapas de dimensionamento e avaliação econômica de um Sistema Fotovoltaico Conectado à Rede (SFCR) tendo como exemplo uma organização social sem fins lucrativos. A análise de viabilidade econômica foi realizada com o auxílio do Software RETScreen, que calcula a rentabilidade do investimento considerado, através do cálculo do valor presente líquido, da taxa interna de retorno e do tempo de retorno. Na metodologia desenvolvida, a análise de fluxo de caixa foi realizada na base anual considerando a tarifa da energia elétrica aplicada às unidades consumidoras comerciais atendidas pela CEMIG no mês de dezembro 2015, a taxa estimada de reajuste do custo da energia e as normas vigentes no estado de Minas Gerais. Considerando os valores mais realísticos para o investimento inicial, os custos variáveis e os custos evitados (pela redução no consumo de energia da rede elétrica), chegou-se à conclusão que a taxa de retorno do investimento é de 10,6% e o prazo de retorno é 9 anos.Item Integração de sistemas fotovoltaicos e aquecedores de água solar em telhados residenciais.(2017) Serrano, Rodrigo Otávio Peréa; Moreira, José Genivaldo do Vale; Castro, Ana Leticia Pilz de; Mesquita, Anderson Azevedo; Martinez, Carlos BarreiraO aumento da demanda de energia elétrica no Brasil para os próximos 10 anos é de 4,25% ao ano, demandando assim uma expansão do sistema de 3,8% a.a., com previsão de crescimento médio da carga de energia de 2.900 MW ano-1. O aumento da demanda, somado aos recorrentes déficits hídricos em várias usinas hidrelétricas e a lentidão da expansão do sistema de geração sustentável, acarretará aumento do consumo de energia gerada por meio de combustíveis fósseis. Neste contexto, a implantação de sistemas híbridos (energia elétrica fotovoltaica e aquecedor de água solar) integrados a rede de distribuição de energia elétrica, apresenta-se como uma alternativa para reduzir essa demanda, com um potencial de produção média de cerca de 3.000 MWh mês-1 a cada 10 mil casas, que corresponde a energia produzida por uma pequena central hidrelétrica de 6 MW (FC = 0,7) de capacidade instalada.Item Computer tools applied to analysis of solar water heaters.(2013) Altoé, Leandra; Oliveira Filho, Delly; Carlo, Joyce Correna; Monteiro, Paulo Marcos de BarrosOs programas de simulação são importantes ferramentas para análise de diferentes alternativas energéticas, incluindo o uso de energias renováveis. O objetivo deste trabalho foi realizar uma análise comparativa das diferentes ferramentas computacionais disponíveis para modelagem de aquecedores solares de água. Entre os principais programas de simulação de sistemas solares térmicos estão: RETScreen International, EnergyPlus, TRNSYS, SolDesigner, SolarPro e T*SOL. Entre as ferramentas citadas, apenas o EnergyPlus e o RETScreen International são livres, mas permitem a obtenção de resultados interessantes quando aplicadas em conjunto. O primeiro possui um módulo de análise energética detalhado de aquecedores solares de água, enquanto o segundo possibilita um estudo detalhado de viabilidade econômica e uma avaliação de emissões de gases de efeito estufa. Os programas EnergyPlus e RETScreen International são destinados a um público-alvo diverso, incluindo projetistas, pesquisadores e planejadores energéticos.