Componente Curricular:

Fontes alternativas de Energia 2

Unidade Ofertante:

Faculdade de Engenharia Elétrica

Código:

FEELT31704

Período/Série:

7º

Turma:

U

Carga Horária:

Natureza:

Teórica:

60

Prática:

00

Total:

60

Obrigatória:

(x )

Optativa:

( )

Professor(A):

Aídson Antônio de Paula

Ano/Semestre:

2020/2

Observações:

Objetivo Geral:

Ao final da disciplina Fontes Alternativas de Energia, o aluno terá a capacidade de compreender a
geração de energia elétrica a partir de várias fontes de energias renováveis, conhecer o estado da arte
das tecnologias associadas às fontes alternativas, avaliar seus impactos ambientais, identificar as
barreiras atuais à penetração destas tecnologias, propor mecanismos para sua viabilização bem como
analisar a sua viabilidade econômica.

Objetivos Específicos:

Cap.1 – Ekos/Vitae – Utilização Geral da Energia Solar

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

           - Compreender as diversas possibilidades de aplicações da energia solar desde a arquitetura bioclimática, energia solar fotovoltaica e aplicações térmicas de baixa, média e altas temperaturas.

Cap.2 – Ekos/Vitae – Aquecimento Solar Térmico

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

           - Identificar as aplicações do aquecimento solar em habitações de interesse social, comercial e industrial bem como sua inserção arquitetônica.

Cap.4 – Ekos/Vitae – Entendendo um Sistema de Aquecimento Solar

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

           - Analisar os principais componentes da instalação de aquecimento solar, suas funções além dos principais materiais utilizados nos processos de fabricação.

Cap.5– Ekos/Vitae – Princípios de Funcionamento de uma Instalação de Aquecimento Solar

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

 - Compreender os principais atributos e classificações dos sistemas de aquecimento solar;

- Detalhar os principais modos de funcionamento dos sistemas com circulação natural e forçada.

Cap.6– Ekos/Vitae – Passo a Passo de um Projeto de Instalação de Aquecimento Solar

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

- Analisar as principais fases e etapas que compõe um projeto de instalação de aquecimento solar.

Cap.1 – Villalva & Gazoli – Energia e Eletricidade

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

- Descrever as principais fontes de energias renováveis e citar exemplos;

- Descrever como se dá a geração e uso de eletricidade no mundo;

- Compreender o que é geração distribuída;

- Identificar as diversas fontes renováveis de energia no Brasil e em especial a energia solar fotovoltaica.

Cap.2 – Villalva & Gazoli – Conceitos Básicos

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

- Entender os principais conceitos básicos relacionados com a geração de energia solar fotovoltaica: radiação solar, ângulos de incidência, orientação dos módulos fotovoltaicos.

Cap.3 – Villalva & Gazoli – Células e Módulos Fotovoltaicos

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

- Descrever os diversos tipos de células fotovoltaicas;

- Entender o funcionamento e características dos módulos fotovoltaicos comerciais;

- Compreender a influência da radiação solar, temperatura e sombreamento sobre os módulos fotovoltaicos.

Cap.4 – Villalva & Gazoli – Sistemas Fotovoltaicos Autônomos

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

- Descrever as diversas aplicações dos sistemas fotovoltaicos autônomos bem como seus principais componentes e organização;

- Calcular o dimensionamento de um sistema fotovoltaico autônomo.

Cap.5 – Villalva & Gazoli – Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede Elétrica

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

- Descrever as diversas categorias de sistemas fotovoltaicos conectados à rede bem como os diversos sistemas de tarifação;

- Avaliar os diversos componentes utilizados nos sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica e os requisitos necessários para a conexão destes à rede elétrica;

- Calcular o dimensionamento de um sistema fotovoltaico de microgeração conectado à rede elétrica.

Cap.7 – Mauricio Tolmasquim - Fontes Renováveis de Energia no  Brasil

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

- Descrever sobre o estado da arte da energia heliotérmica e avaliar como esta geração solar heliotérmica se encontra no Brasil;

- Descrever sobre as tecnologias de Cilindro Parabólico, Torre Central e Disco Parabólico. Identificar e analisar seus impactos ambientais.

Cap.1 – Milton Pinto – Introdução

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

- Compreender a necessidade de se mudar a geração de energia de uma fonte fóssil para energia renovável.

Cap. 2 – Milton Pinto – A Evolução Histórica

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

- Descrever o uso da energia eólica ao longo do tempo bem como sua previsão para o futuro.

Cap. 3 – Milton Pinto – O Mercado Eólico Moderno

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

- Compreender as principais características do mercado eólico moderno.

Cap. 4 – Milton Pinto – O Vento

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

- Compreender como o vento é gerado, as diversas escalas do vento e como se dá sua circulação pela atmosfera.

Cap. 5 – Milton Pinto – A Energia Eólica

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

- Compreender os fatores que determinam a potência do vento, fatores que influenciam a energia do vento e sua natureza estocástica;

- calcular a direção do vento.

Cap. 6 – Milton Pinto – As Turbinas Eólicas

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

- Compreender como se dá a conversão de energia em uma turbina eólica;

- descrever os diversos tipos de turbinas eólicas;

- entender como se faz o controle de potência de uma turbina eólica;

- descrever a vibração de uma turbina eólica.

Cap.7 – Milton Pinto – O Terreno

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

- analisar a topografia e a orografia de um terreno para o uso da energia eólica, o impacto da altura e obstáculos no vento.

Cap.8 – Milton Pinto – A Medição do Vento

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

- descrever os diversos tipos de instrumentos usados para a medição do vento;

- compreender como se faz a avaliação dos recursos eólicos.

Cap.9 – Milton Pinto – Os Aerogeradores

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

- descrever os principais componentes de um aerogerador;

- compreender o funcionamento das várias máquinas elétricas usadas como gerador de energia em um aproveitamento eólico.

Cap.11 – Milton Pinto – Conexão com a Rede

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

- descrever os cuidados que se deve ter para se fazer conexão de um parque eólico com a rede elétrica;

- determinar a potência de curto-circuito de um parque eólico e sua qualidade de energia elétrica gerada.

Cap. 12 – Milton Pinto – Impacto Ambiental

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

- entender os diversos tipos de impactos ambientais causados pela instalação de um parque eólico bem como possíveis doenças relacionadas.

Cap.13 – Milton Pinto – Proteção, Aterramento e Fundação

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

- compreender a necessidade e como se faz a proteção das turbinas eólicas contra raios bem como do aterramento necessário;

- descrever como é a construção da fundação de uma torre para turbina eólica.

Cap.14 – Milton Pinto – Acidentes com Turbinas Eólicas

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

- identificar os diversos acidentes ocorridos e documentados com turbinas eólicas.

Aulas

Datas

Conteúdo

        01-02

13/07

7:10 as 8:50hs

Apresentação do curso, avaliações e normas. Apostila – Introdução ao Sistema de Aquecimento Solar

Cap. 1 – Utilização geral da energia solar -Introdução; Arquitetura bioclimática;

Energia Térmica; Energia solar fotovoltaica

Apostila – Introdução ao Sistema de Aquecimento Solar

Cap. 2 – Aquecimento solar térmico -Introdução; Residencial unifamiliar; Residencial multifamiliar; Projetos para distribuição de água quente; 2.4-Setor de serviços; Setor industrial; Aquecimento de piscina; Integração arquitetônica; Aquecimento distrital.

         03-04

14/07

7:10 as 8:50hs

Cap. 4 – Entendo um sistema de aquecimento solar

-Premissas para um bom projeto de uso de energia solar; Sistema de aquecimento solar; Modelos de coletores solares: coletor solar plano, cobertura do coletor, coletor solar aberto, coletor tubo de vácuo, painel solar termodinâmico, reservatório térmico.

Trabalho

a ser entregue

– O mercado brasileiro e mundial de energia térmica

         05-06

20/07

7:10 as             8:50hs

Apostila – Introdução ao Sistema de Aquecimento Solar

Cap. 5 – Princípios de funcionamento de uma instalação de aquecimento solar-Classificação dos sistemas de aquecimento solar; Componentes de um sistema de aquecimento solar de água; Termossifão convencional; Termossifão acoplado; Termossifão integrado; Regras para garantir o termossifão; Circulação forçada convencional; Sistema anticongelamento para a circulação; Aquecimento de piscina.

       07 - 08

21/07

7:10 as             8:50hs

Cap. 6 – Passo a passo de um projeto de instalação de aquecimento solar

6.1-Dimensionamento; Etapas do projeto de sistemas de aquecimento solar: Detalhes da visita técnica, Dimensionamento de água.

Trabalho

a ser entregue

Cap.1 – Villalva & Gazoli – Energia e Eletricidade

09 -10

       27/07

7:10 as                     8:50hs

Cap.2 – Villalva & Gazoli – Conceitos Básicos – Radiação Solar;  Massa de ar;

Tipos de radiação solar; Energia solar; Orientação dos módulos fotovoltaicos; Ângulo azimutal; Movimentos da Terra;

       11-12

28/07

7:10 as             8:50hs

2.8 – Declinação Solar; Altura solar; Ângulo de incidência dos raios solares; Escolha do ângulo de inclinação do módulo solar; Regras básicas para a instalação de módulos solares; Rastreamento automático da posição do sol; Espaçamento de módulos em usinas solares.

13-14

       03/08

7:10 as                     8:50hs

Cap.3 – Villalva & Gazoli – Células e Módulos Fotovoltaicos – Células fotovoltaicas; Um pouco de história; Tipos de células fotovoltaicas; Módulo, placa ou painel fotovoltaico; Funcionamento e características dos módulos fotovoltaicos comerciais; Influência da radiação solar; Influência da temperatura.

15-16

04/08

7:10 as             8:50hs

Cap.3 – Villalva & Gazoli – Células e Módulos Fotovoltaicos (cont.)

3.8 – Características dos módulos fotovoltaicos comerciais;

3.9 – Conjunto ou arranjos fotovoltaicos;

3.10 – Sombreamento de módulos fotovoltaicos;

3.11 – Conexões elétricas.

Aulas

Tipo

Conteúdo

         17-18

10/08

7:10 as                     8:50hs

Cap.4 – Villalva & Gazoli – Sistemas Fotovoltaicos Autônomos – Aplicações dos sistemas fotovoltaicos autônomos; Componentes de um sistema fotovoltaico autônomo; Bateria  – Bancos de baterias; Tipos de baterias; Baterias de ciclo profundo; Vida útil das baterias; Características das baterias estacionárias de chumbo ácidas  – Controladores de carga  Funções do controlador de carga; Modo de utilização do controlador de carga; Principais tipos de controladores de carga

        19-20

11/08

7:10 as                     8:50hs

Cap.4 – Villalva & Gazoli – Sistemas Fotovoltaicos Autônomos (cont.)

4.5 – Inversor -Princípio de funcionamento; Modo de conexão; Características principais dos inversores; Tipos de inversores – Módulos fotovoltaicos para sistemas autônomos; – Organização dos sistemas fotovoltaicos autônomos; Sistemas para alimentação de consumidores em corrente contínua; Sistemas para alimentação de consumidores em corrente alternada; Sistemas sem baterias; Sistemas fotovoltaicos autônomos de grande porte.

         21-22

17/08

7:10 as             8:50hs

Cap.4 – Villalva & Gazoli – Sistemas Fotovoltaicos Autônomos (cont.)

4.8 – Cálculo da energia produzida pelos módulos fotovoltaicos; Dimensionamento do banco de baterias; Levantamento do consumo de energia do sistema fotovoltaico autônomo; Exemplo de dimensionamento de um sistema fotovoltaico autônomo.

        23-24

18/08

7:10 as                     8:50hs

Cap.5 – Villalva & Gazoli – Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede Elétrica – Introdução; Categorias de sistemas fotovoltaicos conectados à rede; Sistemas de tarifação; Inversores para conexão à rede elétrica.

Aulas

Tipo

Conteúdo

        25-26

24/08

7:10 as             8:50hs

Cap.5 – Villalva & Gazoli – Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede Elétrica (cont.) – Características dos inversores; Recursos e funções dos inversores para a conexão de sistemas fotovoltaicos è rede elétrica; Requisitos para a conexão de sistemas fotovoltaicos à rede elétrica; Inversores comerciais para sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica.

          27-28

25/08

7:10 as             8:50hs

1ª prova

          29-30

01/09

7:10 as                     8:50hs

Cap.5 – Villalva & Gazoli – Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede Elétrica (cont.) – Organização dos conjuntos fotovoltaicos; Componentes dos sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica; Conexões elétricas nos sistemas conectados à rede de distribuição de baixa tensão; Dispositivos de proteção de surto para sistemas fotovoltaico.

          31-32

08/09

7:10 as             8:50hs

Exemplo de dimensionamento de um sistema fotovoltaico de micro geração conectado à rede elétrica

Trabalho             a ser entregue

– A Evolução Histórica do uso do vento

          33-34

14/09

7:10 as                     8:50hs

Cap. 4 – Milton Pinto – O Vento – As Fontes do Vento; A Atmosfera Terrestre

        35-36

15/09

7:10 as             8:50hs

Cap. 4 – Milton Pinto – O Vento (cont.) – A Circulação Geral da Atmosfera; Ventos Próximos à Superfície; Ciclones, Anticiclones e Tornados; Escalas do Vento; A Circulação Geral do Vento e os Modelos de Circulação Global; A Circulação Secundária do Vento; A Circulação Terciária do Vento

         37-38

21/09

7:10 as                     8:50hs

Cap. 5 – Milton Pinto – A Energia Eólica – A Potência do Vento; Fatores Influentes na Energia do Vento; Natureza Estocástica do Vento; Distribuição de Weibull; A Direção do Vento.

         39-40

22/09

7:10 as             8:50hs

Cap. 6 – Milton Pinto – As Turbinas Eólicas – A Conversão de Energia; Classificação das Turbinas Eólicas; O Torque de uma Turbina; As Forças de Sustentação e Arrasto.

Trabalho

a ser entregue

Resolução de exercícios

         41-42

28/09

7:10 as                     8:50hs

Cap. 6 – Milton Pinto – As Turbinas Eólicas (cont.)– A Eficiência Energética; O Material das Pás; O Limite de Lanchester-Betz-Joukuwsky; Para Além do Limite de Betz.

         43-44

29/09

7:10 as             8:50hs

Cap. 6 – Milton Pinto – As Turbinas Eólicas (cont.) – O Coeficiente e a Curva de Potência de uma Turbina Eólica; O Número de Pás de uma Turbina Eólica; A Solidez de uma Turbina Eólica; Os Elementos de uma Pá; Aerofólios e Aerodinâmica.

         45-46

05/10

7:10 as                     8:50 hs

Cap. 6 – Milton Pinto – As Turbinas Eólicas (cont.) – O Controle de Potência de uma Turbina Eólica; A Disponibilidade Técnica de uma Turbina; A Eficiência de uma Turbina; o Fator de Capacidade de uma Turbina; As Classes das Turbinas Eólicas; Rendimento do Gerador de uma Turbina Eólica; As Microturbinas Eólicas; A Modelagem da Turbina Eólica.

         47-48

06/10

7:10 as             8:50hs

Cap. 6 – Milton Pinto – As Turbinas Eólicas (cont.) – Os Fabricantes de Turbinas Eólicas; As Maiores Estruturas; Repotenciação das Turbinas Eólicas; O Ciclo de Vida de uma Turbina Eólica; A Vibração de uma Turbina Eólica; As Novas Arquiteturas de Turbinas Eólica.

        49-50

13/10

7:10as                     8:50hs

Cap. 7 - O Terreno – A camada-limite; O impacto da altura no vento; A rugosidade e a orografia do solo; Turbulência e a intensidade de turbulência; Indicadores biológicos;  Obstáculos.

         51-52

19/10

7:10as                     8:50hs

Cap. 8 – Medição do Vento– Instrumentos de medição; Tipos de anemômetros; Sistemas de sensoriamento remoto; O datalogger; A campanha de medição; A calibração; A montagem dos anemômetros; Custos da medição; A avaliação dos recursos eólicos; As ferramentas computacionais para o uso em energia eólica.

         53-54

20/10

7:10 as             8:50hs

Cap.9 – Milton Pinto – Os Aerogeradores– Os Componentes de um Aerogerador; Máquinas Elétricas;

         55-56

26/10

7:10as                     8:50hs

Cap.11 – Milton Pinto – Conexão com a Rede – Conexão com a Rede; Cuidados com a Conexão; As Linhas de Transmissão; O Armazenamento de Energia; A Potência de Curto-Circuito; O Custo da Transmissão Elétrica; O Nível de Compartilhamento Eólico da Energia.

        57-58

27/10

7:10 as             8:50hs

Cap.14 – Milton Pinto – Acidentes com turbinas eólicas. Cap. 16 – Custo da energia eólica

        59 - 60

29/10

7:10as

8:50hs

2ª prova