Universidade Federal de Uberlândia
Faculdade de Engenharia Elétrica
Alisson Lima Lopes
Modelagem Matemática do Sistema Híbrido de Iluminação
Alisson Lima Lopes
Modelagem Matemática do Sistema Híbrido de Iluminação
Trabalho apresentado como requisito
parcial de avaliação na disciplina
Trabalho de Conclusão de Curso 2
(Trabalho de Conclusão de Curso) do
Curso de Engenharia Elétrica (Curso de
Engenharia Biomédica) da Universidade
Federal de Uberlândia. (Cada aluno
utilize os compatíveis com seu curso)
Orientador: (nome do orientador)
______________________________________________
AGRADECIMENTOS
Ao
Prof. ..................................................................
....... pelo incentivo, motivação e orientação deste trabalho.
À minha família, pela paciência e compreensão.
Etc.
RESUMO
Este trabalho apresenta uma metodologia adequada para a alocação ótima
de filtros (visando minimizar a distorção harmónica total de tensão) e
de capacitores (objetivando reduzir perdas de potência). A metodologia
proposta baseia-se na modificação e aplicação da Teoria de Estruturas
Inerentes a Redes Elétricas (TEIRE), desenvolvida por M. A. Laugthon na
década de 60. A TEIRE consiste, basicamente, na representação da matriz
de admitância de rede de um determinado sistema elétrico em termos de
seus autovalores e autovetores. Para ilustrar a técnica desenvolvida,
alguns estudos de casos são apresentados. Estes estudos mostram que o
método, em comparação com técnicas convencionais, é mais simples, porém
tão confiável quanto estas.
ABSTRACT
This work introduces the development of an approach to find the optimum
placement, in an electrical system, for harmonic filters (to minimize
Total Harmonic Voltage Distortion) and for capacitor banks (to minimize
power losses). The proposed method is based on the Inherent Structure
Theory of Networks (ISTN), originally developed by M. A. Laughton in the
60's. The ISTN consists in the reformulation of admittance matrices in
terms of their eigenvalues and eigenvectors. In order to illustrate the
technique, some practical studies of cases are also presented. They will
show that this approach, in comparison with some ordinary ones, is
simpler but as reliable as those.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
GRÁFICO 1 – Nível de radioatividade no elemento
pesquisado ............................. 06
FOTO 1 - Capacitor utilizado no
experimento ..........................................................
12
QUADRO 1 – Processos utilizados no
desenvolvimento ......................................... 18
Etc.
LISTA DE TABELAS
TABELA 1 – Consulta
interna ................................................................
................... 08
TABELA 2 – Levantamento de
necessidades ..........................................................
26
Etc.
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
UFU – Universidade Federal de Uberlândia
FEELT – Faculdade de Engenharia Elétrica
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas
e-mail – eletronic mail
Etc.
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO................................................11
2 DESENVOLVIMENTO...........................................12
2.1 EFICIÊNCIA ENERGÉTICA...................................12
2.2 EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM ILUMINAÇÃO.....................12
2.3 APROVEITAMENTO DA LUZ NATURAL PARA ILUMINAÇÃO INTERNA. . .12
2.4 SISTEMA HÍBRIDO DE ILUMINAÇÃO...........................12
2.5 EQUACIONAMENTO..........................................12
2.6 CONCLUSÕES..............................................12
2.4 DISCUSSÃO.................................................12
3 REFERÊNCIAS...............................................13
14
1 INTRODUÇÃO
A introdução é um capítulo obrigatório onde o texto visa esclarecer a
abrangência, a importância, as relações básicas com outros estudos no
mesmo tema e os objetivos do trabalho, de forma a justificar a sua
execução.
De uma maneira geral a introdução deve informar sobre:
Antecedentes do tema ou problema;
Natureza e importância do tema ou problema;
Justificativa da escolha do tema;
Objetivos do estudo.
15
2 DESENVOLVIMENTO
O desenvolvimento pode ser organizado em um ou mais capítulos devendo
contemplar a revisão bibliográfica, a metodologia, apresentação e
discussão dos resultados. A organização desses capítulos deve ser feita
de forma a tomar claro o desenvolvimento do trabalho.
2.1 Revisão bibliográfica
Serve como base para fundamentar o trabalho, devendo incluir toda a
informação pertinente ao tema.
17
2.1 Sistema Híbrido de Iluminação
O Sistema Híbrido de Iluminação, conforme apresentado por Freund et all,
como uma alternativa para aumentar a eficiência energética do sistema de
iluminação convencional e ainda disponibilizar os benefícios da luz
natural às pessoas que freqüentam edificações que não foram projetadas
para otimizar o seu aproveitamento, é composto basicamente pelos
seguintes processos:
Coleta da luz natural;
Transmissão da luz natural coletada, do ambiente externo ao
interno;
Distribuição da luz transmitida de maneira adequada, atendendo aos
requisitos de iluminação do ambiente;
Controle do nível de intensidade luminosa no interior do ambiente.
2.1.1 Captador de Luz Natural
O captador da luz natural, proposto pro Freund et all, se trata de dois
espelhos côncavos, com superfície parabólica, com dimensões diferentes.
O espelho maior, que a partir de agora será chamado de concentrador, é
dotado de movimento nos eixos horizontal e vertical, graças a dois
motores elétricos e engrenagens de redução de velicidade, destinado a
acompanhar a tragetória do sol ao longo do dia, com auxílio de um
sistema de rastreamento.
O espelho menor, de agora em diante chamado de refletor, posicionado
entre o foco do concentrador e o Sol, capta a luz natural concentrada e
reflete-á para um ponto situado sobre a superfície parabólica do
concentrador, onde se encontram um feixe de fibra ótica destinadas à
condução da luz até o ambiente interno. É necessário salientar que o
18
refletor exerce sombra sobre a superfície do concentrador, reduzindo a
área útil do mesmo, além de estar sujeito a altas temperaturas devido
insidência de grande pontência luminosa em uma pequena área.
A utilização de engrenagens como acoplamento entre o eixo dos motores e
os eixos de movimento do coletor, além de reduzir a velocidade de
acionamento, visto que a velocidade de alteração do ângulo zenital,
ângulo formado entre o centro do disco solar e o eixo vertical, é
pequena em comparação com a velocidade de rotação de um motor sem nenhum
tipo de controle, também reduz os esforços mecânicos, sobre o eixo dos
motores, provenientes da atuação do vento sobre a superfície do coletor.
O sistema de rastreamento da posição do sol, que foi apresentado, é
composto por dois pares de LEDs de cor clara, istalados sobre a borda do
coletor, conincidentes com os eixos vertical e horizontal, acoplados a
um circuito elétrico. Quando o ângulo zenital em relação ao coletor é
modificado, a diferença de intensidade luminosa incidente sobre cada par
de LEDs produz, através do circuito elétrico, uma diferença de potencial
que indica o sentido de rotação dos motores que serão acionados enquanto
uma diferença de potencial existir, de maneira a manter o sol sempre
focalizado pelo coletor.
Para realizar a modelagem matemática do SHI, possibilitando o
dimensionamento do sistema, é necessário determinar o rendimento do
captador de luz natural, ou seja, estimar o percentual de fluxo luminoso
disponibilizado pelo refletor em relação ao fluxo luminoso incidente
sobre o concentrador e a distribuição de intensidade luminosa
19
2.1.2 Transmissão da Luz Natural
Para realizar a transmissão da luz coletada, ao interior do ambiente,
foi sugerida a utilização de fibra ótica monomodo devido ao bom
desempenho do espectro lumi...
2.1.3 Distribuição da Luz
2.1.4 Controle do Nível de Iluminação
2.2 Metodologia
A descrição das técnicas usadas deve ser precisa e clara permitindo ao
leitor a compreensão do trabalho, e tornar possível que outros
pesquisadores repitam na íntegra o mesmo método.
2.3 Resultados
A apresentação dos resultados deve ser clara, objetiva, lógica e
acompanhada de comentários. A apresentação de tabelas e figuras facilita
de maneira extraordinária esta parte do texto. Os dados obtidos mesmo
quando em grande quantidade, devem fazer parte do trabalho, mesmo que em
forma de anexo.
2.4 Discussão
Nessa etapa são comparados, avaliados e criticados os resultados.
Discute-se o valor absoluto e relativo dos resultados. Da apresentação
dos fatos pode-se passar para deduções paralelas, generalização
20
cautelosa e enumeração das questões que ocorrem do autor para as quais
não encontrou resposta e que requerem estudos e pesquisas além do limite
do trabalho.
21
3 CONCLUSÕES
Este capítulo também é obrigatório. Consta de deduções lógicas baseadas
e fundamentadas no texto. Devem ser empregadas frases tão breves quanto
possíveis. Nesse capítulo também deverão ser apresentadas sugestões para
trabalhos futuros.
22
4 REFERÊNCIAS
Relacionar a bibliografia utilizada para citações realizadas no projeto
de pesquisa, com base na NBR 6023 da ABNT.
Ver dicas no Moodle. O site http://more.rexlab.ufsc.br/# ajuda muito na
formatação das referências.