A APREN e as Universidades
O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
Departamento de Engenharia Electrotécnica da
Faculdade de Ciências e Tecnologia da
Universidade Nova de Lisboa
Resumo da Apresentação
1 – Apresentação da Universidade, da Faculdade e do Departamento
2 – Apresentação do M.E.R.C.E.U.S.
3 – Exemplo de trabalho de investigaçãp em Energia Solar
Mário Ventim Neves
[email protected]
4/28/2014 7:19 PM
1
A APREN e as Universidades
O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
Universidade Nova de Lisboa
(http://www.unl.pt)
Fundada a 11 de Agosto de 1973
5 Faculdades
• F. Ciências e Tecnologia
• F. Ciências Sociais e Humanas
• F. Economia
• F. Ciências Médicas
• F. Direito
3 Institutos
• I.S. Estatística e Gestão de Informação
• I. Tecnologia Química e Biológica
• I. Higiene e Medicina Tropical
1 Escola
• E. Nac. de Saúde Pública
39 Centros de Invstigação (23 “Exc” ou “M.Bom”)
4/28/2014 7:19 PM
A NOVA tem, aprox:
• 19.000 alunos
• 1.490 docentes
• 800 funcionários
• 29 licenciaturas (1º ciclo)
• 10 Mestrados Integrados
• 99 Mestrados (2º ciclo)
• 61 Doutor. (3º ciclo)
(2012/2013)
2
A APREN e as Universidades
O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
UNIVERSIDADE NOVA DE LISBOA
ENSP
F. Econ
F. Dir
FCSH
ITQB
F. C. Med
ISEGI
REIT
IHMT
F. C. Med
F. C. Med
F. C. T.
4/28/2014 7:19 PM
3
A APREN e as Universidades
O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
FACULDADE DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA
A FCT/UNL tem 14 departamentos:
* Deptº de Ciências e Engenharia do Ambiente (DCEA)
* Deptº de Ciência dos Materiais (DCM)
* Deptº de Engenharia Mecânica e Industrial (DEMI)
* Deptº de Física (DF)
FCT
* Deptº de Informática (DI)
* Deptº de Matemática (DM)
* Deptº de Química (DQ)
• Criada em 1977
* Deptº de Ciências da Terra (DCT)
• cerca de 7500 estudantes,
* Deptº de Ciências da Vida (DCV)
• (1500 estudantes de MSc e PhD )
* Deptº de Engenharia Electrotécnica (DEE)
• 14 departamentos
* Deptº de Engenharia Civil (DEC)
• 16 centros de investigação
* Deptº de Ciências Sociais Aplicadas (DCSA)
• 500 docentes e investigadores
* Deptº de Conservação e Restauro (DCR)
• 4/28/2014
(380 doutorados)
7:19 PM
4
* Deptº de Ciências e Tecnologia da Biomassa (DCTB)
•
220 funcionários administrativos.
A APREN e as Universidades
O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
FACULDADE DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA
A FCT/UNL tem 14 departamentos:
* Deptº de Ciências e Engenharia do Ambiente (DCEA)
* Deptº de Ciência dos Materiais (DCM)
* Deptº de Engenharia Mecânica e Industrial (DEMI)
* Deptº de Física (DF)
* Deptº de Informática (DI)
* Deptº de Matemática (DM)
* Deptº de Química (DQ)
* Deptº de Ciências da Terra (DCT)
* Deptº de Ciências da Vida (DCV)
* Deptº de Engenharia Electrotécnica (DEE)
* Deptº de Engenharia Civil (DEC)
* Deptº de Ciências Sociais Aplicadas (DCSA)
* Deptº de Conservação e Restauro (DCR)
4/28/2014 7:19 PM
5
* Deptº de Ciências e Tecnologia da Biomassa (DCTB)
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O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELECTROTÉCNICA
6 “sub áreas”
• Electrotécnica e Máquinas Eléctricas
• Decisão e Controlo
• Sistemas Digitais e Percepcionais
• Robótica e Manufactura Integrada
• Electrónica
• Telecomunicações
∼ 45 docentes (todos PhD)
∼ 1000 alunos
4/28/2014 7:19 PM
MESTRADO INTEGRADO em Engenharia
Electrotécnica e Computadores (MiEEC)
MESTRADO em Engenharia Electrotécnica Sistemas
e Computadores (MEESC) (2º Ciclo - Processo
Bolonha)
MESTRADO em Energias Renováveis Conversão
Eléctrica e Utilização Sustentável (MERCEUS) (2º
Ciclo - Processo Bolonha)
DOUTORAMENTO Engenharia Electrotécnica e6
Computadores
A APREN e as Universidades
O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
Números do Departamento, da Faculdade e da Universidade
DEE
FCT
UNL
alunos
1000
7500
19000
profs
45
500
1490
peso relativo do Departamento na Faculdade e na Universidade
4/28/2014 7:19 PM
DEE / FCT
DEE / UNL
alunos
13,3%
5,3%
profs
9,0%
3,0%
7
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O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
M.E.R.C.E.U.S.
MESTRADO EM ENERGIAS RENOVÁVEIS –
CONVERSÃO ELÉCTRICA E UTILIZAÇÃO SUSTENTÁVEL
CONDIÇÕES de ACESSO:
Grau de 1º ciclo em Engenharia, ou equivalente
Numerus Clausus: 30
Edições:
• 2008/09
• 2009/10
• 2010/11
• 2011/12
4/28/2014 7:19 PM
• 2012/13
• 2013/14
8
A APREN e as Universidades
O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
O M.E.R.C.E.U.S. é um Mestrado de 2º Ciclo
Mestrado
integrado
em Engª
Mecânica
M. i.
Mestrado
Mestrado
...
integrado
integrado
em Engª de
em Engª
Ambiente Electrotécnica
1º
Ciclo
1º Ano
1º Ano
1º Ano
...
2º Ano
2º Ano
2º Ano
...
3º Ano
3º Ano
3º Ano
...
2º
Ciclo
4º Ano
4º Ano
4º Ano
...
1º Ano
5º Ano
5º Ano
5º Ano
...
2º Ano
EXTERIOR
4/28/2014 7:19 PM
9
A APREN e as Universidades
O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
ESTRUTURA DO MESTRADO EM ENERGIAS RENOVÁVEIS
1º ANO
2º ANO
1º Semestre
3º Semestre
Obrigatória
Obrigatória
Obrigatória
Obrigatória
Obrigatória
Opção
DISSERTAÇÃO
Opção
2º Semestre
4º Semestre
Obrigatória
Obrigatória
Obrigatória
DISSERTAÇÃO
Opção
4/28/2014 7:19 PM Opção
10
A APREN e as Universidades
O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
1º ANO
1º Semestre
Introdução aos Actuadores Primários e Geradores Eléctricos (IAPGE)
Tecnologias em Energias Renováveis I – Geração Sustentável (TER 1)
Instrumentação e Monitorização (I.M.)
Opção
Opção
4/28/2014 7:19 PM
11
A APREN e as Universidades
O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
1º ANO
1º Semestre
Introdução aos Actuadores Primários e Geradores Eléctricos (IAPGE)
Tecnologias em Energias Renováveis I – Geração Sustentável (TER 1)
Instrumentação e Monitorização (I.M.)
4/28/2014 7:19 PM
1
Termodinâmica.
Máquinas Térmicas.
Opção
Hidrodinâmica. Turbinas Hidráulicas
Opção
2
Aerodinâmica. Turbinas eólicas. Parques eólicos.
3
Conversão Electromecânica de Energia.
Alternador e Dínamo.
12
A APREN e as Universidades
O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
1º ANO
1º Semestre
Introdução aos Actuadores Primários e Geradores Eléctricos (IAPGE)
Tecnologias em Energias Renováveis I – Geração Sustentável (TER 1)
Instrumentação e Monitorização (I.M.)
Opção eléctrica
Técnica de conversão
características e qualidade da energia eléctrica produzida
Opção
custos e perspectivas de desenvolvimento
referentes aos aproveitamentos das energias:
Eólica
Hídrica
Fotovoltaica
Solar térmica
Geotérmica
Biocombustíveis
4/28/2014 7:19 PM
13
Avaliação económica e estratégia de gestão de produção
A APREN e as Universidades
O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
1º ANO
1º Semestre
Introdução aos Actuadores Primários e Geradores Eléctricos (IAPGE)
Tecnologias em Energias Renováveis I – Geração Sustentável (TER 1)
Instrumentação e Monitorização (I.M.)
Opção
Opção
• Sensores e transdutores.
• Sistemas de aquisição de dados.
• Sistemas de monitorização
específicos das centrais
fotovoltaicas, eólicas,
hidroeléctricas, etc.
•
4/28/2014 7:19 PM
PROJECTO
14
A APREN e as Universidades
O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
1º ANO
1º Semestre
Introdução aos Actuadores Primários e Geradores Eléctricos (IAPGE)
Tecnologias em Energias Renováveis I – Geração Sustentável (TER 1)
Instrumentação e Monitorização (I.M.)
Opção
Opção
•Electrotecnia Geral (opção condicionada)
•Termodinâmica Aplicada
•Máquinas Hidráulicas
•Processos Ambientais (opção recomendada)
•Bioenergia
4/28/2014 7:19 PM
•Tecnologia do Hidrogénio
15
A APREN e as Universidades
O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
1º ANO
2º Semestre
Redes de Energia Eléctrica
Tecnologias em Energias Renováveis II: Integração e
Utilização Sustentável
Análise e Estudos de Impacte Ambiental
Opção
Opção
4/28/2014 7:19 PM
16
A APREN e as Universidades
O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
1º ANO
2º Semestre
Redes de Energia Eléctrica
•
•
Análise e Estudos de Impacte Ambiental
•
•
•
•
•
•
Produção e Consumo de Energia Eléctrica. Diagrama de cargas.
Parâmetros de linhas.
Esquemas equivalentes.. Representações de redes de E.E.
Componentes
simétricas e redes de sequência.
Opção
Falhas de rede. Circuitos abertos e curto-circuitos.
Opção
Dimensionamento
de protecções.
Trânsito de energia.
Despacho
Tecnologias em Energias Renováveis II: Integração e Utilização Sustentável
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O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
1º ANO
2º Semestre
Redes de Energia Eléctrica
Tecnologias em Energias Renováveis II: Integração e Utilização
Sustentável
1. Electrónica de potência (introdução)
Análise e Estudos de Impacte Ambiental
2. Geração distribuída: Tecnologias, interligação, perturbações da rede
Opção
3. Sistemas renováveis com tecnologia fotovoltaica e eólica:
complementos,
Opção dimensionamentos, projecto.
4. Características da geração convencional:
Fiabilidade
5. Impacte da geração por fontes renováveis no sistema de energia
eléctrica: Fiabilidade
6. Introdução a Microgrids e Smartgrids.
4/28/2014 7:19 PM
7. Técnicas de detecção de islanding.
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A APREN e as Universidades
O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
1º ANO
2º Semestre
Redes de Energia Eléctrica
Tecnologias em Energias Renováveis II: Integração e Utilização Sustentável
Análise e Estudos de Impacte Ambiental
Opção
• Impactes
ambientais por tipo de actividade.
• Ética profissional
Opção
• Processo
de AIA; faseamento e metodologia.
• Consulta pública: modos e técnicas de participação.
• Enquadramento legal:
• Avaliação ambiental estratégica:
• Métodos em AIA: definição do âmbito; impactes cumulativos;
avaliação da significância; análise de riscos; impactes sectoriais.
4/28/2014 7:19 PM
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A APREN e as Universidades
O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
1º ANO
1º Semestre
Introdução aos Actuadores Primários e Geradores Eléctricos (IAPGE)
Tecnologias em Energias Renováveis I – Geração Sustentável (TER 1)
Instrumentação e Monitorização (I.M.)
Opção
Opção
4/28/2014 7:19 PM
•
Modelação, Simulação e Controlo
•
Gestão de Energia Eléctrica
•
Electrónica de Potência (opção recomendada)
•
Gestão do Ambiente
•
Armazenamento de Energia Eléctrica
•
Geologia Económica e Recursos Energéticos
•
Materiais para a Conversão e Conservação de Energia
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A APREN e as Universidades
O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
2º ANO
3º Semestre
Direito e Políticas em Ambiente e Energia
Economia das Energias Renováveis
DISSERTAÇÃO
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A APREN e as Universidades
O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
2º ANO
3º Semestre
Direito e Políticas em Ambiente e Energia
Economia das Energias Renováveis
• Instituições e política de ambiente global.
• Alterações climáticas e economia do carbono.
DISSERTAÇÃO
• Uso eficiente
da energia: edifícios, indústria, transportes.
• Certificação energética de edifícios de habitação.
• Gestão e auditoria energética.
• Introdução à modelação e planeamento energético.
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A APREN e as Universidades
O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
2º ANO
3º Semestre
Direito e Políticas em Ambiente e Energia
Economia das Energias Renováveis
4/28/2014 7:19 PM
•
Introdução à microeconomia: noções fundamentais.
•
DISSERTAÇÃO
Economia
e Ambiente.
•
•
Falhas de mercado para o Ambiente e Energia
Abordagem Económica ao combate à poluição
• Avaliação económica de projectos de aproveitamento de
energias renováveis
• Gestão de sistemas produtores de energia eléctrica.;
Despacho; Coordenação
• Sistemas de energia eléctrica em regime liberalizado;
Modelos económicos; Simulações de mercados.
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A APREN e as Universidades
O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
Teses Concluídas:
8
7
Edições:
•2008/09
•2009/10
•2010/11
•2011/12
•2012/13
6
5
4
3
2
1
0
2009/10
2010/11
2011/12
2012/13
Numerus Clausus : 30
4/28/2014 7:19 PM
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A APREN e as Universidades
O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
Teses já discutidas - exemplos
Estudo de dispositivos termoeléctricos de filme fino
(materiais)
Pesquisa e desenvolvimento de um sistema termoeléctrico do tipo linear
Fresnel Reflector (Eng. Mec. – Termodin.)
Efeito de alguns pré-tratamentos na digestão anaeróbia mesólitica de resíduos
(Bioquímica)
de casca de batata
Metodologia de implementação e avaliação de sistemas solar térmico e
fotovoltaico: estudo de caso (Eng. Elect-Eng.Mec)
Metodologias para avaliação do desempenho e previsão de avarias em turbinas
eólicas utilizando a curva de potência do fabricante (Eng. Mec.– Eng. Elect.)
Optimização do despacho e da reserva girante em sistemas elétricos
híbridos - estudo de caso: sistema eléctrico da ilha de Santiago em Cabo
Verde (Eng.Elect)
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A APREN e as Universidades
O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
Teses em Curso ou já terminadas
Análise custo-benefício de medidas de eficiência energética a implementar em
edifícios da FCT-UNL (Amb., Eng.Elect.)
Automatização da Obtenção das Características Eléctricas de Paineis
Fotovoltaicos (Eng.Elect.)
Avaliação de tecnologias e do potencial Nacional para aproveitamentos eólicos
offshore (Eng.Elect.)
Conversores electrónicos de energia recolhida do ambiente que atingem rendimento
elevado (Eng.Elect.)
Desenvolvimento de mini células de combustível biológico (Bioquímica)
Desenvolvimento e optimização de células solares de filme fino - Optimização
da conversão fotovoltaica por introdução de nanopartículas metálicas (Mater.)
Desenvolvimento e optimização de células solares de filme fino - de
heterojunção silício e óxidos semicondutores; (Mater.)
Desenvolvimento e optimização de células solares de filme fino - em tandem
de silício amorfo e nanocristalino. (Mater.)
4/28/2014 7:19 PM
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A APREN e as Universidades
O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
OBRIGADO PELA VOSSA ATENÇÃO
Mário Ventim Neves
[email protected]
4/28/2014 7:19 PM
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A APREN e as Universidades
O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
EXEMPLO DE INVESTIGAÇÃO
em Aplicações de Energia Solar
Sistema Doméstico de Energia Foto Voltaica de baixa potência com
controlo em modos “Seguimento de Ponto de Máxima Potência”
(MPPT) e “Controlo de Potência” (PC)
Prof. Joâo Martins (CTS – FCT/UNL)
Carlos Rosa (CTS, estudante FCT/UNL)
Prof. Dmitri Vinikov (TUT, Estónia)
Prof. Enrique Romero-Cadaval (U.Ex., Badajoz, Espanah)
Prof. Vitor Pires (Inst. Politéc. Stúbal)
4/28/2014 7:19 PM
28
Low-power Home PV systems with MPPT and PC
control modes
Carlos Rosa1, Dmitri Vinikov3, Enrique Romero-Cadaval4 , Vitor Pires5, João Martins1,2
1CTS-Uninova
2Dep.
Eng. Electrotécnica, FCT/UNL, Lisboa, Portugal
3Dept of Electrical Drives and Power Electronics, TUT, Estonia
4Power Electrical and Electronic Systems, UEx, Badajoz, Spain
5Escola Sup. Tecnol. Setúbal, IPS, Portugal
João F. Martins - [email protected]
OUTLINE
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Introduction
Overall system
Power conversion architecture
Control modes
Results
Conclusions
30
INTRODUCTION
• Motivation
– Strong dependence from fossil energy;
– Renewable energies: PV source;
– Government prevents renewable energy production
systems;
– Must assure that no power is injected into the electric
grid.
• Major objective
– Integrate PV systems into buildings without violating
power injection legal restrictions.
31
Overall system
32
Power Conversion
Architecture
33
Control modes
PV Control modes
MPPT mode: P&O
Power Control
mode
34
Control modes
PV Control modes
MPPT Algorithm
Power Control Algorithm
35
MPPT vs. PC
decision
Control modes
36
Results
PV Panel characteristics
37
STC Conditions
Results
38
STC Conditions
Results
39
Non-STC
Conditions
Results
40
Non-STC
Conditions
Results
41
CONCLUSIONS
– MPPT and PC mode implementation
– No power injection into the electric grid
42
Thank you for your attention!
Questions ?
João F. Martins
[email protected]
43
A APREN e as Universidades
O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO SOL
OBRIGADO PELA VOSSA ATENÇÃO
Mário Ventim Neves
[email protected]
4/28/2014 7:19 PM
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