Engenharia Elétrica - TCC – EE Higienópolis
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- TCCAbertura do mercado de energia elétricaBarini, Wesley Araujo (2021-12-03)
Escola de Engenharia (EE)
A eletricidade desempenha um papel relevante para a realização de tarefas básicas do cotidiano, desde uma simples recarga de bateria de um celular, até a recarga de carros elétricos. A energia elétrica consiste na força motriz que impulsiona a economia de um país, possibilitando ao aumento de seu produto interno bruto (PIB). Essa commodity energética possui um formato de comercialização muito diferente de outros bens de consumo. No Brasil, a comercialização de energia elétrica é realizada em dois ambientes, sendo eles: Ambiente de Contratação Regulado (ACR) e Ambiente de Contratação Livre (ACL). No ACR, os consumidores são obrigados a comprar energia da distribuidora local, detentora da concessão para distribuição e fornecimento de energia em determinada região, sendo estes consumidores denominados “cativos”, ou seja, não possuem o direito de escolha. Já no ACL, os consumidores são denominados de consumidores livres e negociam livremente os contratos de energia, prazo de fornecimento, fonte de geração e preços. Este trabalho, exploratório e de pesquisa científica, tem como tarefa investigar a estrutura atual do setor elétrico brasileiro e seus ambientes de comercialização e apresentar a estrutura de mercado integralmente livre adotado em Portugal de forma a servir como modelo ao mercado brasileiro. Por fim, são mapeadas as necessidades identificadas pelos principais agentes do mercado brasileiro, na alteração dos critérios para entrada no mercado livre, utilizando como base a consulta pública da Agência Nacional de Energia Elétrica ANEEL nº 051/2021, por meio de uma matriz SWOT, com o objetivo de identificar forças, fraquezas, oportunidades e ameaças neste modelo de negócio. - TCCAmplificadores de RF de baixo custo: testes para repetição de sinais na faixa de frequência da telefonia celular e das redes wifiSantana, Matheus Andrade (2020-12-09)
Escola de Engenharia (EE)
Este trabalho detalha a construção e teste de repetidores ativos de radiofrequência com o objetivo de avaliar seu impacto na cobertura de um ambiente indoor. A metodologia aplicada consistiu em identificar modelos de antenas apropriadas para utilização no projeto, e a simulação e construção destas nas faixas de frequência de 900 MHz e 2,4 GHz. Os testes foram realizados em ambiente indoor com o transmissor posicionado no lado externo, o repetidor numa das janelas e o receptor dentro do ambiente. São feitas medidas para encontrar o melhor ponto de repetição e identificar o nível interno necessário para que o repetidor tivesse um impacto positivo no sinal percebido pelo receptor. Os resultados obtidos comprovam a eficiência de repetidores ativos de radiofrequência. - TCCAnálise comparativa de materiais semicondutores utilizados na conversão de energia solar em energia elétrica: aspectos técnicos e econômicosBonfim, Guilherme Ferreira (2021-12-02)
Escola de Engenharia (EE)
Nos últimos anos, vários estudos teóricos e experimentais têm sido realizados sobre os diferentes tipos de materiais semicondutores e suas aplicações na área de energia solar. Este artigo do trabalho de conclusão de curso apresenta uma análise comparativa de materiais semicondutores utilizados na conversão de energia solar em energia elétrica, abordando aspectos técnicos e econômicos. No estudo das características de materiais semicondutores tradicionais (silício e germânio) foi utilizado o módulo junção PN do simulador Abacus (NanoHUB). O simulador GVPDM (General photovoltaic purpose device model) foi utilizado para o material emergente perovskita. Por fim, o software Multisim foi utilizado para análise de células solares e painéis solares baseados nesses materiais. - TCCAnálise comparativa de modelos voltados a redução do consumo de energia elétricaIkeda, Thalia Saori (2021-12-07)
Escola de Engenharia (EE)
O sistema elétrico brasileiro tem passado por diversas modificações tanto estruturais quanto legais possibilitando uma maior liberdade de comercialização através da implementação de elementos necessários ao seu bom funcionamento A escassez de recursos de acordo com a sazonalidade de determinadas fontes como a água incentivou o dinamismo do sistema como forma de diminuir as perdas durante esses períodos, diferenças em taxas pagas e possíveis racionamentos ou blackouts, reformulando assim o sistema elétrico brasileiro. É neste cenário que se incorpora no Brasil processos para incentivar a redução da demanda de consumidores, em troca de uma compensação financeira. Pioneiro neste processo, foi o Programa Piloto de Resposta da Demanda, instituído em 2018 pela Agência Nacional de Energia Elétrica - ANEEL; já em 2021, em função da grave crise hídrica que colocou em risco o fornecimento de energia elétrica no país, o Ministério de Minas e Energia – MME, instituiu Redução Voluntária da Demanda – RVD. Ambas as iniciativas, tinham a necessidade de se determinar uma referência para avaliar a efetiva redução do consumo por parte dos consumidores, denominada de linha base. A partir de uma análise de estudos de casos, verificou-se que os parâmetros associados a linha base têm uma importante influência para o sucesso desses programas de redução de demanda, sendo que através de aperfeiçoamentos deste mecanismo há a possibilidade de abranger os diversos tipos de consumidores que existem contribuindo para um maior equilíbrio na relação oferta versus demanda com a utilização dos benefícios da resposta da demanda pelo sistema elétrico. - TCCAnálise da série consumo de energia elétrica no subsistema sudeste/centro-oeste e no estado de São PauloCastro, Cristiano Souza (2021-06-15)
Escola de Engenharia (EE)
A energia elétrica é um item indispensável para o a sociedade atual, desde o acender de uma lâmpada até o funcionamento de uma máquina altamente sofisticada. Prever de forma adequada o consumo de energia elétrica é muito importante para o governo e empresas que atuam no setor elétrico. Primeiramente as séries temporais do consumo de energia elétrica no subsistema Sudeste/Centro-oeste e no estado de São Paulo foram modeladas de janeiro de 2010 a agosto de 2019 e foram ajustadas utilizando o modelo SARIMA(2,1,0)(2,1,0)12, foi então realizada a previsão do consumo das duas séries de março até dezembro 2020, período este afetado pelos efeitos do novo coronavírus. Os resultados indicaram uma queda de consumo mais acentuada nos primeiros meses da pandemia do COVID-19. Por último também foram realizadas previsões para o ano de 2021 para as duas séries. - TCCAnálise de cargas sensíveis a afundamentos momentâneos de tensão em plantas industriaisVeiga, Tadeu Luiz Xavier (2020-12-10)
Escola de Engenharia (EE)
Os Afundamentos Momentâneos de Tensão (AMTs) são distúrbios intrínsecos à operação do sistema elétrico de potência, sendo um dos principais fatores que ocasionam problemas de Qualidade de Energia Elétrica (QEE) principalmente nos sistemas de distribuição. Sua ocorrência pode resultar em aplicação de penalidades financeiras por órgão regulador às concessionárias, perdas financeiras e diversos transtornos principalmente aos consumidores industriais, bem como na diminuição da confiabilidade e eficiência do sistema elétrico. No presente trabalho foram selecionados para análise dois equipamentos considerados como cargas de maior utilização nos processos de controle e automação industriais e de maior sensibilidade aos AMTs: o contator eletromagnético de Corrente Alternada (CA) e o inversor de frequência, do termo inglês “Adjustable Speed Drive (ASD)”. Ambos os equipamentos foram submetidos a AMT através de simulação em bancada, sendo posteriormente realizado o levantamento das suas curvas de sensibilidade considerando-se a magnitude e duração do AMT e então realizada a análise dos efeitos provocados em cada uma das cargas. Os resultados atestam os dados teóricos anteriormente consultados na revisão da literatura, confirmando alto nível de sensibilidade do contator CA e do inversor de frequência. - TCCAnálise de modelos de classificação de imagens aplicados na seleção de frutas: estudo de caso com classificação de mangasAmerico, Gabriel Valenciano; Lima, Nathan Leopoldo Silva de (2019-12-12)
Escola de Engenharia (EE)
Com a crescente produção agrícola diversos métodos inovadores do uso da tecnologia podem ser aliados à também crescente demanda desses produtos e um uso mais sustentável da agricultura. Para isto é necessário pesquisa e desenvolvimento na automatização de processos tendo em vista que a alta precisão e velocidade podem ser de grande auxílio para superação dos desafios futuros. Sendo assim, o presente trabalho introduz um estudo sobre classificação de frutas por processamento de imagem utilizando extração de características de cor e textura para servir de entrada para uma dada arquitetura de redes neurais artificiais, visando validar seu desempenho quanto à sua precisão, interações de treino e tempo utilizando soluções gratuitas de software. Foi utilizado um conjunto de imagens de mangas para o estudo de caso e foi demonstrado que a combinação de características de imagem para classificação é, de fato, uma forma de melhorar o desempenho do sistema de uma maneira relevante. - TCCAnálise de resultados de modelos de propagação de forma analítica (1D) e pelo uso de software (2D)Medeiro, Mariana Isabele de Sousa; Loyola, Valery Marleny Casilla (2019-06)
Escola de Engenharia (EE)
Existem diversos modelos de propagação para a predição de sinal, os quais são essenciais para a área de telecomunicações. Nos modelos teóricos, é possível encontrar fórmulas de perda de sinal para determinas áreas de cobertura. Neste estudo, foram analisados os modelos de propagação Okumura-Hata e o Standard Propagation Model (SPM), sendo o segundo um modelo semelhante ao primeiro, porém aprimorado em alguns quesitos. Em ambos os modelos, o estudo foi realizado em 1D, utilizando-se as fórmulas e parâmetros definidos para execução dos cálculos, gerando assim gráficos ilustrando a perda de sinal conforme a distância. No modelo 2D, foi utilizado o software comercial Atoll com as mesmas fórmulas e parâmetros, porém com um banco de dados topográficos para melhor análise dos resultados finais. - TCCAnálise de vulnerabilidade de sistemas de transmissão á falhaEvaristo, Murilo Almeida (2021-12)
Escola de Engenharia (EE)
Este é um trabalho de análise de estabilidade em linhas de transmissão de energia elétrica baseado em conceitos matemáticos para mensurar a importância que o barramento tem no sistema, tais como o cálculo de centralidades. Este conceito pode ser relevante para garantir a boa capacidade perante falhas do sistema. Com esse estudo foi possível aplicar uma metodologia para realizar testes no sistema, permitindo que a metodologia seja aplicada em qualquer rede de transmissão de energia elétrica, garantindo maior confiabilidade e diminuição do risco de ocorrência de interrupção no fornecimento de energia elétrica. O algoritmo desenvolvido pelo autor neste trabalho, se encontra disponibilizado no link exposto no Anexo I. Foi utilizada a linguagem de programação Python para calcular a centralidade de grau (degree) e intermediação (betweenness), cujo resultado apresenta as barras frágeis ou com maiores conexões. As simulações de fluxo de potência foram aplicadas nas redes IEEE 14, 57 e 118 barras utilizando o software SINAPgrid. Como resultado foi possível evidenciar que o método utilizado teve êxito quando foi desligada a barra indicada pelo algoritmo (barra frágil do sistema) e em poucas iterações ocorreu o desligamento completo da rede. Esse estudo é importante na análise do sistema de transmissão pois permite melhorar o planejamento e expansão do sistema quando se interage ou é complementado com outros métodos - TCCAnálise técnica e comercial para implantação de sistema de minigeração distribuída fotovoltaicaLuna, Carlos Coutinho de; Wissinieuski, Felipe Cury; Silva, Luiz Henrique Cabral da (2019-06)
Escola de Engenharia (EE)
Este trabalho avaliou o dimensionamento de um sistema de minigeração distribuída fotovoltaica, através do modelo de autoconsumo remoto definido pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), em sua Resolução Normativa 482/2012 e 687/2015 para gerar economia para uma universidade particular localizada no estado de São Paulo. Foi dimensionada a geração de 500kW que demandou 1520 módulos fotovoltaicos policristalinos com potência nominal de 335W e 4 inversores de frequência com potência nominal de 100kW integrados a rede de distribuição de energia elétrica, além de todos os demais componentes necessários para o seu efetivo funcionamento. O projeto exigiu uma área de aproximadamente 20.000 m², onde foi selecionado um terreno localizado no município de Juquitiba, SP, para sua implantação, respeitando a área de concessão da distribuidora para a qual o consumidor interessado está alocado. Foi realizada a simulação do funcionamento do projeto a partir do software PV*Sol, que possibilitou analisar suas características e, por fim, calculou-se o tempo de retorno do investimento do sistema fotovoltaico que foi de aproximadamente 9 anos, concluindo a respeito da sua aplicabilidade técnica e comercial. - TCCAntena Vivaldi com adição de lente de substrato a fim de melhorar a detecção de câncer de mamaAlexandre, Thamires Furtuoso (2020-12-09)
Escola de Engenharia (EE)
Esse trabalho apresenta uma pesquisa de modelagem e simulação de uma antena Vivaldi, com o uso do software CST Microwave Studio®. Alguns modelos de antena Vivaldi foram testados para identificar se são eficientes na detecção de tumores malignos mamários. A cada modelo de antena foi aplicado uma lente de substrato, uma pequena extensão adicionada à ponta da antena, utilizando o mesmo material que foi usado para a construção da mesma, com a adição dessa lente, os testes para detecção do tumor foram repetidos, ambos os resultados foram comparados, com o objetivo de determinar se foi possível a melhoria da identificação, e na diretividade da antena. Espera-se encontrar um design de antena que com a adição da lente de substrato, apresente uma melhoria na identificação do tumor. - TCCAplicação de Self-healin em redes smart grid para melhoria dos índices de continuidadeSilva, Pedro Henrique Martins da (2021-12)
Escola de Engenharia (EE)
Este trabalho, tomando como referência o setor de distribuição de energia elétrica, estuda a problemática da falta de recursos tecnológicos que possibilitem um melhor desempenho de sistemas de proteção. Destarte, é apresentado primeiramente a partir de revisão da literatura os principais conceitos de redes de distribuição de energia, assim como os equipamentos de proteção e suas aplicações na topologia. Por conseguinte, é determinado como as redes inteligentes implicam em uma melhoria nos sistemas de proteção da infraestrutura, dentre eles, tem-se o Self-healing que, a partir de uma região de falha do circuito, a isola e realimenta parte do trecho desenergizado em um lapso de tempo curto e que possibilite a solução da falha de maneira prática. Com o intuito de apontar a aplicabilidade do método de Self-healing, foi elaborada uma topologia via software SinapGrid que aplique as manobras de isolamento e reenergização dos trechos. Este trabalho apresenta, através de relatórios informativos obtidos pelo software SinapGrid, que a operação do Self-healing é efetiva na realimentação de circuitos que aponte falhas em trechos pontuais, assim como também a previsibilidade de novas falhas em detrimento do novo trecho energizad - TCCAplicações ópticas: infravermelho próximo para medição de glicosePais, Felipe Costa; Marquezino, Gabriel Araujo (2019-12)
Escola de Engenharia (EE)
Classificada com uma das doenças que mais causam óbitos ao ano, o diabetes é uma doença crônica que afeta uma grande quantidade de pessoas, que atualmente recorrem a métodos invasivos (glicosímetros) para que possam medir os níveis de glicose diariamente para medicação adequada. A utilização de novas técnicas para medição dos níveis de glicose para que o paciente não tenha mais que recorrer aos métodos tradicionais que são inconvenientes e onerosos. Dentre essas novas técnicas o sistema infravermelho próximo baseia-se em uma técnica capaz de medir em determinadas faixas de frequências a concentração de determinados componentes químicos, assim como um oxímetro de pulso. Pensando em acessibilidade um equipamento de baixo custo foi desenvolvido e essa técnica foi aplicada para aferição de níveis de glicose. Para testes foram utilizadas soluções de glicose de 40, 70, 120 e 200mg/dL e comparação com a Lei de Beer Lambert em soluções. A calibração foi a partir da curva de resposta em tensão apresentada e por regressão determinando a tendência do sistema de acordo com cada valor de glicose. Foi observada uma tendência de variação de níveis de glicose de 17mg/dL. - TCCAplicativo móvel para a indústria do varejoLopes, Patrick Estevam (2021-12)
Escola de Engenharia (EE)
A transformação digital já é realidade no mercado do varejo e a busca por ferramentas para ofertar serviços e produtos de qualidade aos clientes tem se intensificado fortemente. A aplicação de tecnologias como inteligência artificial e aprendizado de máquina, unidas aos atuais meios disponíveis aos clientes apoiam a proposta de valor oferecida e agrega maior visibilidade no processo de venda. Porém, é importante que haja uma mudança no conceito de compra para que seja possível unir dois cenários: a diminuição do tempo gasto no processo e a melhora na experiência do cliente. Baseado nestes pontos, este trabalho busca desenvolver um aplicativo voltado a vertical do varejo, focada na venda de bens de consumo diários, destacando aqui principalmente os supermercados e hipermercados. O aplicativo em questão será desenvolvido sob o conceito de suporte multiplataforma, focando nos principais sistemas operacionais do mercado de dispositivos móveis: Android e IOS. Para que seja possível modificar o processo de compra tradicional, este trabalho tem por objetivo possibilitar, através do rápido escaneamento do código de barras dos produtos dispostos nas prateleiras dos estabelecimentos, a captação das informações de cada produto, propiciando ao usuário criar sua lista dinâmica de compras e ao final realizar o pagamento da compra total pelo próprio aplicativo via a integração com um API de pagamento. - TCCArranjo de antenas com dois elementos: simulações e testes em campo abertoKlapp, Raphael (2019-12-16)
Escola de Engenharia (EE)
Este trabalho busca avançar o campo de pesquisa em arranjos de antenas em duas frentes. A primeira delas é definir um guia para projetos de antenas apresentando um projeto de uma antena planar de um elemento e a sua aplicação em um arranjo de antenas. A segunda é possibilitar que mais instituições tenham condições de realizar pesquisas envolvendo caracterizações práticas de antenas através da definição de um método de caracterização em campo aberto que não depende de equipamentos de ponta para ser executado. Sendo assim a execução dessas duas tarefas compreendem os objetivos deste trabalho. A metodologia aplicada utilizou simulações para auxiliar nas técnicas de projeto e também para produzir os dados que foram utilizados como base para a verificação da qualidade das medidas caracterizadas fisicamente. Ao final da pesquisa foi possível concluir que tanto o método de caracterização utilizado quanto o método para projeto de antenas foram eficazes e podem ser reproduzidos para aplicação em outras pesquisas. - TCCAutomação em usinas hidrelétricas: supervisão de máquinaNogueira, Gabriel Lacerda (2021-12)
Escola de Engenharia (EE)
Este artigo aborda a automação em usinas hidrelétricas, com foco no controle e monitoramento por supervisório devido a gigante onda de automatização e digitalização nas indústrias e grandes empresas que estão tendo de se adaptar, e no setor de geração e distribuição não é diferente. Portanto foram feitas visitas a PCH (pequena central hidrelétrica), verificando funcionamento e intertravamentos para elaboração de um supervisório funcional e real de uma turbina do tipo Francis com eficiência acima de 80%, que resultou em telas de partidas e parada de equipamento, dados críticos de componente e alarmes de emergência. Os resultados foram satisfatórios e foi possível ver o incrível ganho em segurança, praticidade e facilidade para funcionamento de uma usina hidroelétrica, diminuindo drasticamente o fator erro humano e muitos das falhas que danificam uma turbina, como alta temperatura, bobina queimada, entre outras. - TCCA automação inserida no processo de modificação de engenharia de um veículo para otimização de custosAssumpção, Lucas André Sandrini de (2021-12)
Escola de Engenharia (EE)
O processo de otimização ou gestão de custos é uma prática desafiadora para empresas de diversos ramos empresariais. A otimização de processos automatizados requer análises técnicas e financeiras robustas. Este artigo relata um estudo de caso de modificação de um processo na linha de montagem na indústria automobilística. A proposta é a troca do adesivo de fixação de para-brisas em automóveis de forma a reduzir aumentar a eficiência da produção e sua viabilidade financeira. Um sistema de automação via controlador lógico programável (CLP) foi proposto para controlar e temporizar o procedimento de aplicação do adesivo. Nossos resultados mostram que a troca do adesivo, apesar de aumentar o custo mateiral em 19%, traz um aumento de 53% na produção. Este aumento de eficiência pode acarreta uma redução de custos significativa quando considerados os custos de operação e recursos humanos da linha de produção - TCCAvaliação dos impactos da implantação do PLD horário sob os agentes do setor elétrico brasileiroOhats, Tainá Akemy Fonseca (2020-12-09)
Escola de Engenharia (EE)
Em 30 de julho de 2019 foi aprovada, pelo Ministério de Minas e Energia – MME, a proposta de aprimoramento para a alteração do cálculo do Preço de Liquidação das Diferenças – PLD, para base horária. O novo modelo de apuração passa a vigorar em janeiro de 2021, sendo que o primeiro passo para tal alteração já foi dado pelo Operador Nacional do Sistema Elétrico – ONS que passou a divulgar diariamente o cálculo do Custo Marginal de Operação – CMO, base de cálculo do PLD, também em base horária. Porém, com tal mudança no setor, surge uma questão importante: qual impacto a adoção desta sistemática de precificação traz aos agentes do mercado de energia? Este trabalho busca contribuir nos debates sobre a adoção da precificação da energia elétrica em base horária, através de análise dos resultados de alguns agentes na liquidação do mercado de curto prazo. - TCCCaracterização elétrica e morfológica do grafeno utilizando um microscópio de força atômicaCeccon, Diego Jurfest (2019-06)
Escola de Engenharia (EE)
Neste trabalho foi realizada a caracterização elétrica e morfológica de diferentes amostras de grafeno (monocamada, policristalino, de grande área, puro e transferido para substrato funcional de quartzo) obtidos pelo método de crescimento de deposição química na fase de vapor (CVD) e posteriormente funcionalizados por adsorção com moléculas orgânicas de ftalocianina base livre, utilizando um Microscópio de Força Atômica (AFM). Na análise das heteroestruturas híbridas de van der Waals (vdWHs) resultantes, dois modos do AFM foram utilizados, a Microscopia de Força Atômica Condutiva1, que permite obter diretamente a condutividade local através da superfície da amostra juntamente com suas característica nanomecânicas, seu aspecto e sua topografia; e a Microscopia de Força Atômica, modo de imagem do AFM para análise morfológica, que permite obter imagens 2D e 3D da superfície da amostra, com a sua topografia. - TCCCarro elétrico: sistema de abastecimento por energia solarGóes, Rodrigo Bozzato de (2019-06)
Escola de Engenharia (EE)
Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um posto fotovoltaico como uma alternativa para a questão da sustentabilidade do carro elétrico. Para o objetivo deste trabalho ser atendido, um local que não sofra muito com os impactos socioambientais causados pela geração fotovoltaica será escolhido para instalar o posto fotovoltaico, o sistema fotovoltaico do posto será dimensionado e, um modelo de carro elétrico para abastecer no posto fotovoltaico será estudado, o valor do investimento total, o valor dos custos mensais, o valor da receita total e o tempo de retorno serão determinados em um estudo financeiro que será realizado para este projeto. Um local para a instalação do posto fotovoltaico foi escolhido, o sistema fotovoltaico do posto foi dimensionado e, no estudo financeiro, foram determinados o valor do investimento total, o valor dos custos mensais, o valor da receita total e o tempo de retorno do projeto. Na realização deste trabalho, a extensão e a multidisciplinaridade do tema proposto foram algumas das dificuldades encontradas. Para pesquisas futuras, uma das recomendações é aprofundar os estudos nas áreas do conhecimento que o tema proposto abrange.