RCIPL
Repositório Institucional do Politécnico de Lisboa
Entradas recentes
Desenvolvimento de programa para simulação de sistema integrado de energias renováveis para a produção e conservação de queijo
Publication . Teixeira, Tiago Miguel Martins; Monteiro, Joaquim José Rodrigues
A presente dissertação consiste na elaboração de um programa de simulação destinado a efetuar a gestão energética de uma unidade de produção de queijo, integrando fontes de energia renovável, de modo a permitir a análise da sua viabilidade técnico-económica e, posteriormente, fundamentar a sua futura implementação prática. Para o desenvolvimento deste programa de simulação, estabeleceu-se como caso de estudo um protótipo de unidade queijeira, implementado no âmbito do projeto CASEUS e situada no Instituto Politécnico de Beja. Este protótipo integra painéis fotovoltaicos, coletores solares, uma turbina eólica e uma caldeira de pellets, permitindo colmatar os consumos energéticos associados à produção de queijo, através da energia obtida a partir de fontes renováveis. Foram realizados três ensaios diferentes, com o objetivo de permitir avaliar a viabilidade da solução proposta sob diferentes condições atmosféricas ao longo do ano e em várias regiões de Portugal. Os resultados obtidos através da aplicação informática elaborada foram posteriormente comparados com os resultados obtidos no protótipo da unidade queijeira e com os dados de indústrias queijeiras tradicionais, demonstrando melhorias económicas e ambientais da unidade em estudo. No primeiro ensaio registou-se um lucro de 0,0071 €/kgqueijo e umas emissões de 0,0188 kg CO2e/kgqueijo. Nos segundo e terceiro ensaios, obteve-se, respetivamente, um lucro de 0,0190 €/kgqueijo e um custo de 0,0551 €/kgqueijo, enquanto as emissões de CO2 situaram-se em 0,0109 e 0,0414 kg CO2e/kgqueijo, considerando um período semanal. Da comparação entre os resultados da ferramenta informática e os dados experimentais retirados do protótipo, evidenciou-se uma elevada fiabilidade do modelo, apresentando um erro de apenas 2,3% relativamente à quantidade de energia proveniente de fontes renováveis.
Produção de energia eólica residencial com armazenamento em baterias aplicada a sistemas isolados da rede elétrica
Publication . Kalashnyk, Yuriy; Pereira, Rita Marcos Fontes Murta; Fonte, Pedro Miguel Neves da
O presente trabalho desenvolve-se no âmbito da conceção de um sistema autónomo de produção e armazenamento de energia elétrica destinado a uma habitação unifamiliar. O estudo teve início com a análise de diferentes tecnologias de geração e de armazenamento, identificando os componentes mais adequados para aplicações residenciais. Após uma revisão detalhada da literatura e da oferta comercial, concluiu-se que as turbinas eólicas de eixo vertical (VAWT) e as baterias de iões de lítio representavam a solução mais eficiente e robusta para o contexto em análise, atendendo às características técnicas, desempenho e requisitos de fiabilidade. Com base nessa escolha inicial, procedeu-se ao dimensionamento do sistema, que incluiu a avaliação do potencial eólico através da distribuição de Weibull, a definição da capacidade de armazenamento necessário considerando a profundidade máxima de descarga (DoD) e a eficiência das baterias, bem como o cálculo da cablagem e das proteções elétricas em conformidade com o regulamento técnico de instalações elétricas de baixa tensão (RTIEB). O sistema foi posteriormente integrado no software HOMER Pro, que permitiu simular o seu desempenho anual e analisar a resposta em diferentes cenários de consumo e disponibilidade do recurso eólico. Os resultados obtidos demonstraram que, para um perfil de consumo residencial de 3 kWh/dia, o sistema dimensionado é capaz de assegurar o fornecimento energético de forma estável e autónoma, garantindo resiliência em situações de ausência de rede elétrica. A análise destacou ainda a importância da correta escolha inicial dos componentes, uma vez que estes condicionam a eficiência global do sistema, os custos de implementação e a sua viabilidade prática. A conjugação de turbinas VAWT com baterias de lítio constitui uma solução tecnicamente viável e eficiente para a produção e armazenamento de energia em pequena escala, promovendo a autonomia energética residencial e contribuindo para a transição energética através da integração de fontes renováveis.
Dimensionamento de uma estação de carregamento de veículos elétricos com apoio de sistema fotovoltaico e armazenamento em baterias
Publication . Ferreira, Lucas Daboit; Barata, Filipe André De Sousa Figueira; Elvas, Luís Miguel Silveiro
A transição energética e a redução das emissões de gases com efeito de estufa (GEE) no setor dos transportes, principalmente nos transportes rodoviários, exigem soluções inovadoras para o abastecimento de veículos elétricos (VE). O transporte rodoviário continua a representar uma elevada parcela das emissões, contudo a União Europeia estabeleceu metas ambiciosas de neutralidade carbónica até 2050. Neste contexto, a integração de sistemas de carregamento de VE, com produção local de energia renovável e armazenamento de energia, assume um papel crucial para reduzir a dependência da rede elétrica, mitigar sobrecargas e promover uma mobilidade sustentável. A presente dissertação propõe o desenvolvimento e análise técnico-económica de uma infraestrutura de carregamento de VE integrada com sistema fotovoltaica e sistema de armazenamento de energia em baterias, estando conectado à rede de distribuição de energia elétrica. O caso de estudo considera a instalação de uma estrutura carport no parque de estacionamento do estabelecimento comercial da Decathlon em Almada, equipado com 120 módulos fotovoltaicos de 640Wp cada, totalizando 76,8kWp. O sistema de carregamento será composto por quatro postos de carregamento de VE trifásicos de 22kW cada, com um sistema de balanceamento de carga ativo integrado, que limita a uma potência máxima consumida em 44kW, e um sistema de armazenamento de energia elétrica com uma capacidade de 193,5kWh. Para além do dimensionamento do sistema fotovoltaico, sistema de carregamento e sistema de armazenamento, são também detalhados os componentes da instalação, incluindo cablagem, proteções elétricas e quadros elétricos. Por fim é apresentada uma a análise técnico-económica considerando um investimento inicial, com base num orçamento detalhado, uma produção de energia anual e um consumo anual estimado, por parte do sistema de carregamento, avaliando a viabilidade financeira do projeto através do retorno do investimento (ROI).
Implementação do processo manutenção centrada na fiabilidade no setor ferroviário
Publication . Silva, João Pedro Marques; Sobral, José Augusto da Silva
Ao longo da evolução do contexto industrial, tem sido notória a crescente exigência relativamente ao produto final, obrigando as empresas a garantir uma elevada qualidade, mesmo produzindo em larga escala e de forma automatizada. Paralelamente, a crescente exigência no que respeita à prestação de serviços e execução de manutenção, tornou a fiabilidade, a disponibilidade e a durabilidade dos ativos, fatores determinantes para a competitividade das organizações. A atual complexidade e modernização dos equipamentos, conduz à necessidade de conhecimento profundo dos mesmos e dos processos em que estão inseridos. Assim, a manutenção revelou-se uma das áreas com mais impacto e relevo no que diz respeito à indústria uma vez que a mesma luta pela otimização qualitativa e quantitativa das atividades de uma empresa, tanto ao nível técnico, como económico. A manutenção torna-se essencial visto ser uma das principais áreas responsáveis por gerar riqueza dentro de uma organização. A presente dissertação tem como objetivo a aplicação do processo RCM2 (Reliability Centred Maintenance – “Manutenção Centrada na Fiabilidade”) ao sistema de Produção e Tratamento de Ar comprimido (PTA) pertencente às unidades duplas diesel da série 0450 da frota da CP – Comboios de Portugal. A implementação do processo referido, visa à otimização dos planos de manutenção para as referidas unidades motoras, no seu contexto operacional. Trata de analisar quais as funções, falhas funcionais, modos de falha e seus efeitos de falha inerentes ao sistema estudado. O processo RCM, permite ainda classificar cada modo de falha de acordo com a sua consequência, seja ela, evidente ou oculta, com consequências ao nível ambiental, segurança, operacional ou não operacional, permitindo uma tomada de decisão sobre a melhor estratégia, com uma periodicidade de intervenção ajustada. O estudo RCM2, desenvolve uma base de dados, que garante a passagem de conhecimento transversal do sistema acima indicado, que futuramente, resultará na otimização dos planos/atividades de manutenção, na melhoria da manutibilidade e acréscimo da fiabilidade da série de material circulante e da disponibilidade, garantindo a prestação de um serviço seguro e de qualidade.
Modelação e análise de dispositivos de proteção personalizados
Publication . Gonçalves, Ana Sofia Alberto; Loja, Maria Amélia Ramos; Barbosa, Inês de Carvalho Jerónimo
O trabalho desenvolvido sobre a modelação e análise de dispositivos de proteção pessoal teve como principal objetivo a construção de modelos a partir das dimensões do próprio utilizador, tendo como base técnicas de engenharia inversa e considerando a sua eventual produção por manufatura aditiva. Desse modo, o primeiro passo consistiu no desenvolvimento do modelo tridimensional da cabeça do utilizador através dos resultados de uma tomografia computorizada. Os programas InVesalius e 3D Slicer permitiram a leitura destes ficheiros e a reconstrução da respetiva nuvem de pontos. Importando estes resultados para o software Meshlab, realizou-se a limpeza da nuvem e a reconstrução das superfícies. Após uma análise comparativa dos resultados obtidos, concluiu-se que o modelo da cabeça com melhor qualidade superficial foi obtido através do InVesalius. Recorrendo ao software SolidWorks, desenvolveram-se dois dispositivos a partir da superfície reconstruída: um capacete e uma máscara de proteção. Para iniciar a análise e verificação destes modelos, foi necessário assumir a aplicação do capacete no ciclismo e o uso da máscara por jogadores de futebol que sofreram lesões faciais. Mais especificamente, realizaram-se análises dinâmicas não-lineares que permitiram simular o impacto destes dispositivos com objetos externos. A avaliação do desempenho de proteção destes equipamentos teve como foco as tensões verificadas no modelo da cabeça do utilizador. Em particular, definiu-se o valor limite de 10 kPa, identificado no estudo de Cao et al. (2024), a partir do qual podem ocorrer lesões cerebrais para o utilizador. Adicionalmente, estes estudos incluíram simulações com diferentes materiais e dimensões nos modelos. As análises comparativas dos resultados obtidos para as diferentes simulações permitiram identificar os modelos do capacete e da máscara que fornecem o melhor desempenho de proteção ao utilizador.