ISEL - Eng. Electrotécn. - Dissertações de Mestrado
Permanent URI for this collection
Browse
Browsing ISEL - Eng. Electrotécn. - Dissertações de Mestrado by advisor "Barata, Filipe André de Sousa Figueira"
Now showing 1 - 10 of 11
Results Per Page
Sort Options
- Análise à qualidade de energia nas instalações elétricas do Instituto Superior de Engenharia de LisboaPublication . Ferrolho, César Augusto da Silva; Barata, Filipe André de Sousa Figueira; Gamboa, Paulo José Duarte LandeiroA qualidade de energia elétrica tem sido alvo de interesse e discussão nos últimos anos, muito devido a questões relacionadas com custos, continuidade de serviço e eficiência energética das instalações. A fraca qualidade de energia elétrica pode-se revelar de diferentes formas, na faturação da energia reativa, nos disparos sucessivos de proteções, no sobreaquecimento ou sobrecarga dos equipamentos e condutores, na redução significativa da vida útil dos condensadores e nos fenómenos de ressonância com a rede. Esta dissertação apresenta como principal objetivo a análise da qualidade de energia nas instalações do campus escolar ISEL, em concreto o trabalho incidiu na monitorização dos dois Postos de Transformação e nos quadros elétricos dos diferentes edifícios que constituem o campus. A recolha de dados de foi efetuada através de um analisador de rede LEM Topas 1000. A informação recolhida possibilitou o tratamento gráfico de diferentes grandezas e a sua subsequente análise quantitativa e qualitativa, sustentadas nas normas e legislação existente, nomeadamente NP EN 50160; IEC 61000-2-3 e IEEE Std 1159-2019. Foi também desenvolvido neste trabalho o modelo em Matlab/Simulink da rede do ISEL, para que quando identificadas as anomalias seja possível simular e verificar o efeito de diferentes soluções na mitigação das mesmas.
- Análise do desempenho de produção energética do sistema solar fotovoltaico instalado no ISELPublication . José, Filipe Miguel Sequeira Barros; Viveiros, Carla Solange Pires Correia; Barata, Filipe André de Sousa FigueiraNos últimos anos, a utilização de fontes renováveis para a obtenção de energia elétrica tem sido uma grande aposta parte de utilizadores de instalação de consumos, permitindo uma maior independência e descentralização do consumo da rede. A constante alteração do nível da legislação tem permitido o aumento do interesse em sistemas para autoconsumo. Esta dissertação teve como objetivo analisar o desempenho da instalação de produção solar fotovoltaica do campus do ISEL. Com a entrada de funcionamento do sistema fotovoltaico no dia 16 de janeiro de 2020, é importante fazer uma análise do seu funcionamento para identificar quais os problemas existentes e melhorias que podem ser feitas. Neste trabalho foram analisados dados reais de consumo e produção fotovoltaica do ISEL nos anos 2020 e 2021 recolhidos do sistema com um intervalo temporal de 15 em 15 minutos. Com os dados retirados do sistema, foram caracterizados diversos cenários de produção e consumo de energia ao longo do ano, bem como o cálculo percentual de produção e energia da rede em relação ao consumo mensal e anual para 2020 e 2021. Simulou-se o funcionamento do sistema implementado, utilizando o software PVsyst, e efetuou-se uma análise económica para uma solução com a otimização do ângulo de inclinação dos módulos fotovoltaicos. O tratamento dos dados recolhidos do sistema e da simulação foi realizado em Microsoft Excel. Também foi possível realizar uma breve vistoria do local para verificar possíveis anomalias por parte do sistema que venham a prejudicar o normal funcionamento. Com a análise dos resultados obtidos, verificou-se uma variação de desvio percentual na produção na ordem dos 20% a menos do sistema simulado para o sistema implementado. Para este aspeto contribuiu a falta ou ausência de limpeza dos painéis, que também se pode verificar na altura da vistoria. Com a implementação da solução para a otimização dos ângulos de inclinação dos painéis fotovoltaicos ter-se-ia um ganho adicional de produção anual de energia de 4,5%, levando 11 anos para a recuperação do investimento.
- Caracterização e análise de anomalias detetadas em inspeção de linhas de transmissão de Energia Elétrica em muito alta tensão, em Portugal ContinentalPublication . Mateus, Carlos Miguel da Costa; Barata, Filipe André de Sousa FigueiraA sustentação da Rede Nacional de Transporte de Energia Elétrica passa invariavelmente por inspeções sistemáticas ao estado da rede e consequentemente pelo planeamento atempado e priorizado das ações de manutenção corretiva conducentes à reparação das anomalias encontradas. Dado que a Rede de Transporte se desenvolve em todo o território Nacional continental a inspeção das linhas aéreas é realizada por via aérea, em aeronaves de asa rotativa por contratação do operador da rede a uma entidade externa. Essa inspeção visa detetar, entre outras, todas as anomalias visíveis nos componentes que constituem as linhas aéreas. Um desses componentes, responsáveis pelo isolamento da tensão da linha ao apoio é a cadeia de isoladores, em que uma das anomalias encontradas no decorrer dessa inspeção é o defeito isolador partido. Considerando que a cadeia de isoladores, está exposta a condições atmosféricas e ambientais adversas importa não só conhecer o efeito que o defeito de isolador partido, mas também a influência que a contaminação por poluição poderá ter na distribuição de tensão de uma cadeia. Com recurso ao método de elementos finitos pretende-se realizar diversas simulações de forma a entender o efeito destas anomalias no comportamento elétrico de uma cadeia de isoladores.
- Controlo preditivo distribuído em edifícios para conforto térmico e alocação de cargasPublication . Campos, Rui Manuel Rodrigues de; Igreja, José Manuel do Vale Cardoso Prista; Barata, Filipe André de Sousa FigueiraA Gestão da Procura ou Demand-Side Management (DSM) de energia nos edifícios tem por base um aumento na eficiência na utilização de energia através da alteração da forma e da amplitude do diagrama de carga do consumidor. O DSM envolve uma combinação de estratégias como o armazenamento de energia, controlo de temperaturas, alocação de cargas e o alisamento de picos de consumo. Nesta dissertação estudam-se metodologias de controlo preditivo distribuído do tipo Modelo de Controlo Preditivo (MPC) que possam ser aplicadas ao controlo de um sistema de climatização em edifícios e que permitam outras cargas (como por exemplo carregamento de um carro eléctrico) se conectem à rede na hora mais favorável para o consumidor. O algoritmo proposto é uma metodologia de controlo preditivo distribuído especificamente para edifícios com diferentes características e com diferentes necessidades térmicas e de cargas. Os edifícios partilham um recurso energético renovável limitado e, simultaneamente, procuram satisfazer as suas exigências de conforto térmico e obter o perfil de consumo mais adequado às suas necessidades. A abordagem foi testada e validada com vários cenários. Os resultados obtidos demonstram que a utilização do controlo preditivo distribuído num contexto de DSM são uma estratégia válida que possibilita obter conforto térmico e alocação de cargas permitindo uma redução de consumo e de custos.
- Controlo preditivo distribuído para conforto térmico em edifíciosPublication . Félix, Nuno Miguel Caetano; Igreja, José Manuel do Vale Cardoso Prista; Barata, Filipe André de Sousa FigueiraOs sistemas descentralizados são, hoje em dia, considerados como a solução mais adequada para controlar sistemas distribuídos em larga escala em que se incluem as redes distribuídas do tipo MPC (Model Predictive Control) aplicadas ao controlo de um sistema de climatização em edifícios. O controlo preditivo descentralizado pode ser visto como um conjunto de controladores locais ou agentes que comunicam e cooperam entre eles de forma a atingir objetivos locais que são compatíveis com objetivos de controlo globais. O controlo local prende-se pela necessidade de cada um dos edifícios ter de respeitar as suas condições de conforto térmicas com base no consumo de uma fonte de energia que é variável, limitada, e partilhada globalmente por todos os restantes edifícios. Em particular pretende-se modelar e estudar um sistema de controlo preditivo descentralizado específico para edifícios com diferentes topologias e diferentes necessidades térmicas que estão acopladas pela partilha de um recurso energético limitado.
- Desenvolvimento de um projeto de infraestruturas de eletricidade, telecomunicações e segurança de uma oficina de Optrónica do Exército PortuguêsPublication . Lemos, Ana Filipa Pais; Barata, Filipe André de Sousa Figueira; Elvas, Luís Miguel SilveiroO presente trabalho materializado neste relatório, intitulado Desenvolvimento de um projeto de infraestruturas de eletricidade, telecomunicações e segurança de uma oficina de Optrónica do Exército Português traduz-se no resultado da investigação levada a cabo no decorrer do trabalho empírico, no âmbito do mestrado em Engenharia Eletrotécnica – Ramo de Energia e teve como objeto de estudo as instalações especiais de uma oficina de Optrónica. Assim, através de um estudo interpretativo/argumentativo e para dar resposta aos propósitos, procedeu-se à caracterização das referidas instalações com o objetivo de se apresentar o seu respetivo dimensionamento, assim como as características dos equipamentos a instalar. Nas instalações especiais objeto do presente trabalho estão inseridas as instalações elétricas, infraestruturas de telecomunicações, instalações de segurança e instalações mecânicas. O dimensionamento do edifício visa dotar o mesmo com as condições necessárias para a sua adequação ao fim a que se destinam e à sua eficiência na utilização. A oficina tem algumas particularidades no esquema de ligações à terra, sendo que a grande maioria dos gabinetes têm pavimento condutivo. Com a exceção dos hospitais militares e da oficina de Optrónica, as instalações do Exército Português não carecem do regime de terras adotado no presente projeto. As infraestruturas de telecomunicações do edifício são constituídas apenas pela rede interna do Exército, isto é, não existem ligações a operadoras externas. A segurança do edifício e dos militares que vão ocupar as instalações deve ser sempre assegurada em caso de incêndio. Por forma a garantir essa premissa, previu-se a instalação de um sistema de deteção de incêndios, sinalética e a instalação de meios de primeira intervenção. O dimensionamento para as instalações mecânicas da oficina teve em consideração o uso e o número de efetivos a utilizar a instalação. Este foi dotado de sistemas de renovação de ar e sistemas de aquecimento e arrefecimento dos espaços. Desenvolvimento de um projeto de infraestruturas de eletricidade, telecomunicações e segurança de uma oficina de Optrónica do Exército.
- Proposta de subestação de alimentação dos postos de carregamento de veículos elétricos baseada em transformadores de tensãoPublication . Oliveira, Miguel Alexandre Cardoso Mota; Reis, Francisco Alexandre Ganho da Silva; Barata, Filipe André de Sousa FigueiraA presente dissertação pretende apresentar a caraterização de uma subestação inovadora na forma de alimentar os postos de carregamentos de veículos elétricos (VE) a partir da rede de alta tensão (AT). Para além da descrição dos equipamentos que constituem a subestação, é efetuado o seu dimensionamento que possibilita a escolha dos equipamentos a instalar. Este trabalho descreve igualmente o ponto de situação do carregamento elétrico em alguns países europeus, abordando e apresentando as tecnologias disponíveis ao desenvolvimento da infraestrutura. Numa Europa onde maioritariamente surgem soluções nacionais de desenvolvimento da rede de carregamento elétrico, são aqui apresentadas iniciativas públicas e privadas que embora promovam a implantação da infraestrutura de carregamento, demonstram as práticas pouco transversais entre países europeus. O dimensionamento apresentado visa não só a obtenção das caraterísticas necessárias à escolha dos equipamentos para a subestação da mobilidade elétrica (SME), mas também a validação da utilização dos transformadores de tensão de alta potência, como os equipamentos de muito alta tensão (MAT) capazes de promover a alimentação dos postos de carregamento de VE a partir da MAT. Estes transformadores, que vulgarmente se chamam transformadores de tensão para serviços auxiliares (TTSA) de acordo com a sua utilização, permitem assim abrir a possibilidade da implantação imediata da infraestrutura de carregamento elétrico a todo o território.
- Sistema de domótica para melhoria da eficiência energética em edifíciosPublication . Pedro, Bruno Lourenço; Barata, Filipe André de Sousa Figueira; Canacsinh, HirenCom a crescente evolução tecnológica presente em todo o mundo, existe uma procura também crescente de conforto, versatilidade e controlo automatizado em espaços de permanência humana. A domótica é utilizada em espaços interiores e exteriores, sejam domiciliários, escritórios, industriais, espaços recebendo público, entre outros. A capacidade de controlo e gestão inteligente das cargas elétricas afetas a um sistema de domótica, possibilita, entre outras valências, uma maior eficiência da instalação elétrica onde é aplicada. O tópico da eficiência energética é cada vez mais discutido e relevante no ramo da eletrotecnia. A gestão inteligente de fontes de energia, redes e instalações elétricas (iluminação, sistemas de climatização, eletrodomésticos e cargas terciárias) permite a utilização mais eficiente da energia elétrica em todo o seu espectro, seja nas fontes, redes, em edifícios ou estruturas, resultando numa desejada diminuição do consumo elétrico sem prejudicar a utilização das cargas. Deste modo, no presente documento, é contextualizada a temática da eficiência energética, dos sistemas de domótica e a sua corelação. É apresentado nesta dissertação, o projeto, desenvolvimento e implementação de um protótipo experimental de um sistema de domótica de baixo custo, com base na comunicação sem-fios. O protótipo contempla um conjunto de atuadores para controlo de luminárias e cargas elétricas genéricas, como também sensores de presença, corrente, temperatura, humidade relativa e luminosidade. O sistema implementado recorre às leituras efetuadas pelos sensores de corrente para efetuar o cálculo de energia elétrica consumida pelas cargas, contribuindo para uma gestão inteligente, monitorização do sistema e consequentemente da melhoria global da eficiência energética da instalação. O sistema de domótica é configurado, gerido, monitorizado e atuado através de uma plataforma online desenvolvida para este efeito.
- Sistema de otimização para gestão de armazenamento de energia elétrica em bateriasPublication . Dias, Gustavo Afonso Burgoa; Barata, Filipe André de Sousa Figueira; Fonte, Pedro Miguel Neves daFace ao caminho que é percorrido com o objetivo de promover a descarbonização das indústrias e da economia mundial, ao longo dos últimos anos tem vindo a ser estabelecidas várias metas e objetivos com o propósito de reduzir a dependência dos combustíveis fósseis. Neste âmbito, a estrutura do ISEL decidiu desenvolver um conjunto de medidas, contempladas na iniciativa ISELGreen. A implementação destas iniciativas previa a instalação de um sistema solar fotovoltaico para a produção de energia para autoconsumo, concluído no final de 2019. Tendo em mente a otimização das necessidades energéticas do ISEL, para poder delinear estratégias num futuro próximo, serão desenvolvidos modelos de previsão associados ao consumo e à produção solar fotovoltaica, através de redes neuronais artificiais (RNA). Desta forma ao longo deste estudo foram definidas as variáveis que constituem estes dois modelos de previsão. Com base nos modelos de previsão foi desenvolvido um sistema de otimização que visa a implementação de um sistema a de armazenamento (SAE). O desenvolvimento deste modelo tem como foco minimizar o custo da energia consumida da rede, otimizando as trocas de energia entre o campus e a rede elétrica. Este sistema será desenvolvido através de um modelo de programação linear. O objetivo será entender o impacto da implementação de um modelo de otimização com recurso a um SAE, onde o conjunto de entrada deste modelo tem como base os modelos de previsão desenvolvidos com recurso às RNA. No final do estudo será verificada a robustez/validade do modelo de previsão, comparando os resultados do modelo de otimização, com os valores de consumo e produção solar reais/medidos. Combinando o modelo de previsão com o modelo de otimização foi possível estimar que a implementação de um SAE poderá resultar na redução de 1.1% no custo da energia consumida da rede, valor que foi obtido tendo em consideração os valores previstos. Considerando um modelo de previsão com erro nulo (valores medidos), foi conseguida uma redução no custo da energia consumida da rede de 1.6%.
- Sistemas inteligentes para melhoria da eficiência energética em edifíciosPublication . Monteiro, André Filipe de Oliveira; Barata, Filipe André de Sousa Figueira; Pereira, Rita Marcos Fontes MurtaEsta tese incide sobre o desenvolvimento de um modelo para um controlador inteligente que permite a redução de custos associados ao consumo de energia elétrica numa habitação. São analisados perfis de funcionamento de equipamentos e elaborados os seus diagramas de cargas que possibilitam o estudo das medidas mais adequadas a implementar de forma a reduzir o consumo energético. É desenvolvido um controlador inteligente responsável pela gestão dos equipamentos e domótica da habitação. É desenvolvido um sistema de Lógica Fuzzy em conjunto com Redes Neuronais Artificiais para implementar os controladores e é analisada a sua influência redução da fatura energética da habitação. São também estudadas medidas que utilizam de fontes de energias renováveis em conjunto com um sistema de armazenamento de energia.