Rural do Semi-Árido

• Título: PROGRAMA DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA NA UFERSA: ANÁLISE DE IMPACTOS DE SISTEMA FOTOVOLTAICO CONECTADO À REDE EM MOSSORÓ/RN (desde 2017)

Descrição: A energia solar fotovoltaica é uma fonte de energia limpa e renovável que vem ganhando destaque no mundo inteiro, e com isso os Sistemas fotovoltaicos conectados à rede (SFCR), tem crescido bastante nas últimas décadas. Este projeto de pesquisa inclui, dentre outros planos de trabalho, o projeto de mestrado do estudante ISAÚ MACÊDO BALBINO, sob a orientação da profa. Fabiana Karla de Oliveira Martins Varella Guerra no Programa de Pós-Graduação em Sistemas de Comunicação e Automação da UFERSA. Atualmente o projeto vem sendo desenvolvido a partir de um Sistema fotovoltaico conectado à rede (SFCR) de 3 kWp, localizado na UFERSA, campus Mossoró, adquirido no ano de 2013 com recursos do Pró-Equipamentos da CAPES (R$ 40.000,00). A aquisição de um novo sistema SFCR de 135kWp com recursos provenientes do Ministério da Educação – MEC, por meio de um desafio denominado Prêmio Ideia (valor do prêmio: R$ 1.0000,00), para a UFERSA irá, portanto, subsidiar este estudo, ampliando o campo de experimentação e de análises que visam promover a eficiência energética e a consolidação de sistemas de energia fotovoltaicos no Brasil. Apesar dos benefícios oriundos do SFCR, trata-se de uma tecnologia relativamente nova quando comparada com outras fontes de energia, a mesma ainda não está totalmente consolidada, e sua instalação requer cuidados no que diz respeito à qualidade de energia elétrica. Problemas como produção de harmônicos, sobretensão e fator de potência são comuns a estes tipos de sistemas. Várias pesquisas são realizadas todos os anos, e normas e regulamentos são criados, a fim de conciliar a geração fotovoltaica com a rede elétrica de distribuição. Portanto, o presente trabalho tem como objetivo identificar, medir e analisar o comportamento de dois sistemas SFCR: 3 kWp (já adquirido desde 2013) e 135 kWp da UFERSA (a ser adquirido com recursos obtidos do desafio da sustentabilidade/ Prêmio Ideia do MEC), na cidade de Mossoró-RN, a fim de se verificar os possíveis impactos à qualidade da energia elétrica associados aos SFCR’s.

Coordenador(a): FABIANA KARLA DE OLIVEIRA MARTINS VARELLA (contato)
Vice-Coordenador(a): DIANA GONCALVES LUNARDI

• Título: Montagem, Instalação e análise de desempenho térmico de um sistema convecional de aquecimento solar de água (desde 2018)

Descrição: O projeto de pesquisa apresenta como objetivo principal montar, instalar e analisar o desempenho térmico de um sistema convencional de aquecimento solar de água (SAS). Basicamente o sistema é composto por um coletor solar, um reservatório térmico e suas devidas conexões. O SAS proposto terá seu funcionamento realizado através do regime de convecção natural, também conhecido como termossifão, ou seja, trata-se de um sistema de pequeno porte onde a água do reservatório térmico percorrerá o coletor solar através do processo de convecção e retornará ao reservatório, onde permanecerá neste ciclo ao longo de todo um dia. Propõe-se inicialmente projetar e montar as estruturas do suporte do sistema, e em seguida realizar a instalação. Por fim, será realizada uma análise de desempenho térmico do sistema, tendo como um dos intuitos verificar se o SAS é adequado para ser utilizado na cidade de Mossoró/RN, levando em consideração as características climáticas da região. Vale ainda lembrar que tal sistema será instalado no Laboratório de Engenharias I, UFERSA, Campos Mossoró/RN.

Coordenador(a): FABIANA KARLA DE OLIVEIRA MARTINS VARELLA (contato)

• Título: Desenvolvimento de Dispositivos Planares e Circuitos para Comunicações em RF Aplicados a Comunicação Sem Fio e Smart Grid (desde 2018)

Descrição: O projeto tem por finalidade efetuar uma pesquisa, estudo e desenvolvimento de dispositivos planares e circuitos para comunicações em rádio frequência( RF) aplicados em sistemas de comunicação sem fio e redes inteligentes.

Coordenador(a): HUMBERTO DIONÍSIO DE ANDRADE (contato)
Vice-Coordenador(a): IDALMIR DE SOUZA QUEIROZ JÚNIOR (contato)

• Título: Análise do Custo do Ciclo de Vida em Projetos de Conservação de Energia com Geração Distribuída (desde 2019)

Descrição: Aspectos técnico-econômicos sobre a geração distribuída com o uso de fonte alternativas de energia ainda é o centro das atenções da sociedade brasileira nos últimos anos. Este fato é justificado principalmente pelo sistema de compensação para as unidades de mini e micro geração de energia elétrica tais como aerogeradores, painéis fotovoltaicos, mini e micro turbinas hidráulicas e etc. Desta forma, este projeto visa analisar economicamente a partir dos custos de ciclo de vida, projetos de geração distribuída com fontes não renováveis e também com fontes renováveis mostrando a influência do sistema de compensação nas análises econômicas. Apresentar a rentabilidade desses sistemas, a partir dos custos de todo o ciclo de vida e não apenas do investimento inicial é o diferencial deste trabalho. O binômio técnico-econômico da análise de engenharia será apresentada e a expansão do uso desta técnica de análise econômica em projetos de conservação de energia será demonstrado a partir de dois estudos de caso: uso de grupo motor-gerador (GMG) em indústria local, e uso de geração fotovoltaica em uma residência da cidade de Mossoró/RN.

Coordenador(a): VICTOR DE PAULA BRANDÃO AGUIAR (contato)

• Título: Sistemas de conversão estática baseados em conversores modulares multiníveis (desde 2019)

Descrição: O crescimento no consumo de energia elétrica, a privatização do sistema elétrico de potência e a desregulamentação do mercado de energia elétrica aumentam a relevância das estruturas conversoras de potência conectadas ao sistema elétrico. Neste contexto, a formação de centros de cargas mais concentradas, a geração distribuída de energia e a qualidade de energia apresentam novos desafios técnicos para o estabelecimento e renovação dos sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica. Estas novas demandas exigem estruturas conversoras de potência mais eficientes e que ofereçam menor interferência ambiental. A integração de fontes de energia renováveis permite atender de forma complementar as demandas do sistema elétrico de potência, devido a sua natureza estocástica. A energia gerada a partir destas fontes podem ser utilizadas para aumentar a confiabilidade e a estabilidade do sistema elétrico de potência. As aplicações incluem o nivelamento de carga, o corte do pico de demanda e o controle da frequência de carga. Além de permitir a operação não conectado à rede ao sistema elétrico. A integração distribuída de fontes de energia renováveis nos conversores modulares multiníveis MMCC permite reduzir o comprimento das strings de fontes de energia no sentido de garantir a confiabilidade e a aumentar a eficiência de conversão. O aumento na capacidade de geração de energia pode ser realizado através da adição de novas células e fontes de energia. Na ocorrência de falha, apenas a string defeituosa é retirada de operação. Além disso, a confiabilidade pode ser aumentada através da adição de células redundantes.

Coordenador(a): BRUNO EMMANUEL DE OLIVEIRA BARROS LUNA (contato)

• Título: Desenvolvimento de tecnologias alternativas utilizando a energia solar para cocção de alimentos (desde 2019)

Descrição: Na busca do desenvolvimento de projetos voltados à utilização de energia limpa e renovável, a energia solar vem ganhando destaque nos últimos anos. Essa configura-se como uma fonte de energia abundante e inesgotável, uma vez que é proveniente de fenômenos naturais e possibilita a captação e conversão em outras formas de energia. Estudos relatam a importância e viabilidade da utilização de muitos equipamentos, dentre estes, o fogão solar para cocção de vários alimentos, utilizando materiais recicláveis ou de baixo custo. O presente projeto visa realizar o desenvolvimento de protótipos de fogões e fornos solares, utilizando diversas tecnologias alternativas. Basicamente, pretende-se desenvolver as tecnologias e realizar análises comparativas da eficiência no processo de cocção de alguns tipos de alimentos, considerando-se as observações concernentes aos valores de temperatura, a irradiância e ao tempo de cozimento entre os modelos estudados.

Coordenador(a): FABIANA KARLA DE OLIVEIRA MARTINS VARELLA (contato)

• Título: Desenvolvimento de materiais cerâmicos para aplicações em dispositivos de telecomunicações (desde 2020)

Descrição: Com o constante desenvolvimento tecnológico e dispositivos de comunicação cada vez menores, surge também a necessidade de se aprimorarem as pesquisas referentes ao sistema de telecomunicações como um todo, principalmente seus dispositivos. Uma das vertentes que podem ser exploradas para o desenvolvimento tecnológico é a produção de materiais aplicáveis em equipamentos de comunicação. Esse projeto tem por finalidade um processo investigativo de produção de materiais cerâmicos a serem aplicados a dispositivos de telecomunicações dentro da faixa Industrial, Scientific and Medical (ISM), com foco na banda C, na qual possui um menor tráfego de dados quando comparada a outras bandas de utilização livre. O objetivo é produzir materiais adequados para aplicação em antenas de equipamentos eletrônicos portáteis, tanto utilizando o próprio material como antena, como também utilizando de modo a fazer parte da antena (substrato). Com isso, se espera melhorar a qualidade do sinal transmitido e recebido, bem como a redução das dimensões de equipamentos.

Coordenador(a): ISAAC BARROS TAVARES DA SILVA (contato)
Vice-Coordenador(a): IDALMIR DE SOUZA QUEIROZ JÚNIOR (contato)

• Título: Estudo e Desenvolvimento de Tecnologias Embarcadas de Comunicação e Sensoriamento para Soluções e Aplicações em Engenharia Biomédica  (desde 2020)

Descrição: o projeto tem por finalidade efetuar uma pesquisa, estudo e desenvolvimento de sistemas embarcados de comunicação através do uso de dispositivos planares e circuitos para comunicações em rádio frequência( RF) aplicados em soluções aplicadas na area de biomedicina.

Coordenador(a):  HUMBERTO DIONÍSIO DE ANDRADE (contato)
Vice-Coordenador(a): ISAAC BARROS TAVARES DA SILVA (contato)

• Título: Estudo e implementação de conversores de potência para sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica  (desde 2020)

Descrição: O presente projeto de pesquisa tem como objetivo estudar topologias de conversores para conexão de painéis solares à rede da concessionária de energia com objetivo de avaliar as configurações de conversores existentes e avaliar sua eficiência. Serão estudadas e simuladas várias topologias de conversores, das quais as mais promissoras serão montadas e terão seu desempenho avaliado. Os custos de construção também serão considerados de modo que uma solução de compromisso entre eficiência e custo seja adotada.

Coordenador(a):  OLYMPIO CIPRIANO DA SILVA FILHO (contato)

• Título: Opção de Retrofitting Baseada na Rebobinagem como Solução Final para Alcançar Rendimento Super-Premium em Motores Industriais de Baixa Potência (desde 2021)

Descrição: A maioria dos países ou regiões do mundo têm adotado índices mínimos de rendimento (IR) para motores elétricos de indução (MIT) sobre uma vasta faixa de potências e, portanto, estratégias adicionais para alcançar maiores rendimentos são importantes especialmente para MIT com rotores gaiola de esquilo (motores elétricos convencionalmente utilizados na indústria). Neste projeto, uma opção de “retrofitting” com base na rebobinagem tem melhor rentabilidade econômica diferentemente da simples troca de motores envelhecidos e em operação por motores com índices de rendimento 3 (Premium) ou 4 (Super-Premium). É possível rebobinar um MIT de 1,5 cv utilizando enrolamentos imbricados e passo encurtado, alcançando um nível “Super-Premium”. Desde 2014 a adoção da classe de rendimento Premium/IE3 nos Estados Unidos da América e na Europa assim como no Brasil (IR3) tem sido reforçado seu uso como acionamento diretamente conectado a rede ou acionamento em velocidade variável para muitos sistemas motrizes industriais, embora algumas tecnologias de motor elétrico, por exemplo, Motor Síncrono de Relutância (SynRM), Motor de Relutância Chaveado (MRC) e o Motor Síncrono com Ímãs Permanentes (MSIP) apontem para maiores índices de rendimento, provavelmente o IR4 (Super-Premium) e o IR5 (Ultra-Premium). Desta forma, novas estratégias com este objetivo, i.e., aumentar o rendimento do motor tem sido discutido na forma de ações políticas de promoção de eficiência energética dos MIT a partir de opções de “retrofitting” principalmente em seu enrolamento do estator. Por exemplo, no Brasil desde 2018 motores fora de operação (em processo de descarte) podem ser melhorados e vendido desde que tenham um rendimento equivalente ao IE3/Premium (IR3). A rebobinagem do MIT não para manutenção, mas como opção de “retrofit” torna fácil aumentar o rendimento com melhor rentabilidade econômica e melhora a classe de rendimento mantendo o mesmo projeto mecânico, por exemplo, mesma carcaça, lâminas, eixo, ventilador, rolamentos e anéis de vedação. Os tipos de enrolamentos trifásicos utilizados são vastos e a escolha deve ser no sentido de reduzir a resistência do estator, aumentando rendimento na potência nominal e em carregamentos parciais também. Portanto, o projeto visa realizar uma avaliação econômica e técnica na questão da troca de motores destacando-se uma opção de “retrofitting” que é a rebobinagem com critérios técnicos no fim do ciclo de vida de um MIT industrial. Entretanto, os principais objetivos nestas análises também levam em conta o efeito das perdas relacionadas à saturação que depende de um compromisso entre o nível de saturação do núcleo, perdas no ferro e perdas no estator nas perdas totais do MIT após o processo de rebobinagem.

Coordenador(a): VICTOR DE PAULA BRANDÃO AGUIAR (contato)
Vice-coordenador(a): ADRIANO ARON FREITAS DE MOURA (contato)

• Título: Estudo e Desenvolvimento de Dispositivos de Spintrônica (desde 2021)

Descrição: A spintrônica ou nanomagnetimo, também conhecida como magnetoelectrônica, é uma tecnologia bem recente que explora as propriedades quânticas dos momentos magnéticos dos elétrons e dos átomos imersos por um campo magnético. Essa área de pesquisa vem como uma evolução da eletrônica cujo elemento básico é o elétron, possibilitando o controle do fluxo, sentido e intensidade da corrente elétrica de portadores de cargas elétricas. Porém neste caso, o elemento básico é o momento magnético dos elétrons e átomos, possibilitando o controle do fluxo, sentido, intensidade e chiralidade de portadores de momento magnético, podendo haver transporte de informação sem o transporte de matéria. Este projeto pretende pesquisar nanoestruturas magnéticas que constituem dispositivos spintrônicos como as válvulas de spin, os transistores de spin, os nanoosciladores, as portas lógicas magnéticas e os diversos dispositivos de gravação magnética. A compreensão de nanoestruturas magnéticas são muito importantes para o desenvolvimento tecnológico dos dispositivos citados. O passo inicial foi dado com a descoberta da Magneto Resistência Gigante (GMR – Giant Magnetoresistance) que rendeu um prêmio Nobel em 2007 a Albert Fert e Peter Grünberg. Neste projeto, pretende-se realizar estudos do comportamento de vórtices em sistemas nanomagnéticos, do efeito dipolar, bem como suas aplicações. As aplicações mais importantes atualmente são as MRAMs (Magneto-resistive Random Access Memory, Memória de Acesso Aleatório Magneto-Resistivo), dispositivos de leitura e gravação de informação, portas lógicas magnéticas e os nano-osciladores, com estudos de nanomagnetismo em dinâmica de corrente e estudos de magnetostática com teoria de micromagnetismo.

Coordenador(a): IDALMIR DE SOUZA QUEIROZ JÚNIOR (contato)

• Título: Desenvolvimento de Sistema Integrado de Antenas, Dispositivos de RF e Sensores (desde 2021)

Descrição: A área de Telecomunicações apresenta revoluções constantes desde o desenvolvimento dos dispositivos móveis. O crescimento na produção e a disseminação dos dispositivos móveis acontecem a uma taxa exponencial. A sociedade, por sua vez, demanda cada vez mais de dos serviços da telefonia móvel e do “smartphone”. E esses serviços demandam cada vez mais poder de processamento, banda larga e ultra larga, entre outras coisas. Os aplicativos e os serviços também evoluem com a evolução dos dispositivos de comunicação. E a evolução exigida pelos dispositivos de comunicação exigem antenas com largura de banda cada vez maior, integração dos dispositivos de RF (Rádio Frequência) com antenas e sensores. Muitas vezes essa evolução culmina em circuitos integrados monolíticos de microondas – MMICs (Monolithic Microwave Integrated Circuit). As mais recentes evoluções dos sistemas de comunicação envolvem a tecnologia 5G e 6G, que são as quinta e sexta geração, respectivamente, de tecnologias de comunicação sem fio com suporte a redes de internet móvel, envolvem também o wifi 6, na realidade o padrão IEEE 802.11ax-2021, ou simplesmente 802.11ax. Este padrão para redes locais sem fio e o sucessor do 802.11ac. Todas essas tecnologias envolvem um aumento considerável da faixa de frequência atualmente as frequências dos dispositivos comerciais vão até 5,8GHz, mas a tendência é que a tecnologia 5G chegue a 25–39 GHz, e 6G, ainda em fase de estudos, chegue a uma frequência entre 140 GHz e 230 GHz. E os desenvolvimentos seguintes aumentarão a faixa de frequência para a faixa de subTHz (subteraHertz). Tudo isso irá exigir uma grande miniaturização dos dispositivos, o desenvolvimento e uso de novos materiais, a reconfiguração de dispositivos e o desenvolvimento de dispositivos inteligentes. Este projeto visa desenvolver sistemas integrados com antenas, dispositivos de RF e sensores para aplicações nos modernos sistemas de comunicação. Para tanto serão aplicados materiais no desenvolvimento de antenas planares, dispositivos de RF, filtros, FSS (superfícies seletoras de frequência), etc. Entre os materiais que serão desenvolvidos estão os dielétricos, óxidos e ferritas, e com esses materiais se pretende produzir substrato de antenas planares, filtros e sensores. Pretende-se também analisar o comportamento de campos eletromagnéticos no interior destas estruturas, campos distantes se propagando no espaço, além da realização de simulações. Este projeto visa também reforçar o Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica da Universidade Federal Rural do Semi-Árido – UFERSA, e o pólo de pesquisa tecnológica de telecomunicações que está iniciando na região oeste do estado por intermédio da UFERSA.

Coordenador(a): IDALMIR DE SOUZA QUEIROZ JÚNIOR (contato)

• Título: Pesquisa e desenvolvimento de materiais têxteis para aplicações em sistemas WBAN (desde 2021)

Descrição: O desenvolvimento da tecnologia têxtil e dos biosensores, impulsionaram as pesquisas voltadas para a tecnologia WBAN (Wireless Body Area Network). Entre as diversas aplicações nas quais uma WBAN pode ser usada destaca-se o monitoramento de sinais fisiológicos e aplicativos de comunicação industrial. Neste contexto, dispositivos têxteis são elementos importantes na comunicação sem fio em tecidos inteligentes, e têm sido pesquisados de forma recorrente em aplicações industriais, militares e médicas. Esses dispositivos tem como principal característica a flexibilidade, e por essa razão, possuem grande potencial de aplicabilidade em casos onde a rigidez dos dispositivos tradicionais é considerada um problema. Este projeto tem como objetivo estudar e desenvolver materiais têxteis para aplicação em sistemas WBAN, realizando caracterizações de suas propriedades elétricas e simulações, com o intuito de descobrir a viabilidade da implementação desse tipo de material em dispositivos que operam na faixa de frequência de microondas, tais como, antenas de microfita, sensores e absorvedores.

Coordenador(a): SAMANTA MESQUITA DE HOLANDA (contato)
Vice-Coordenador(a): ISAAC BARROS TAVARES DA SILVA (contato)

• Título: Modelagem, Controle, Simulação e Análise Dinâmica de Geração Distribuída em Sistemas Elétricos de Potência Usando o Software ATPDRAW (desde 2021)

Descrição: Esse projeto objetiva modelar, simular e analisar sistemas de energia renovável como eólica e solar no software ATPDraw. As turbinas eólicas dos tipos III e IV são os principais componentes de estudo, assim como as usinas solares fotovoltaicas conectadas ao sistema elétrico através de inversores de frequência. O objetivo do projeto é modelar e simular no domínio do tempo os vários componentes de um sistema eólico como turbina eólica, drive train, controle de MPPT, modelagem do RSC – Rotor Side Converter e do GSC – Grid Side Converter em turbinas do tipo III, modelagem nos modos de operação subsíncrono e supersíncrono, assim como fenômenos transitórios relacionados a rede elétrica como é o caso das situações de falta. Espera-se verificar o funcionamento do controle sob as condições de falta e outras condições transitórias da rede elétrica, assim como do inversor das usinas solares fotovoltaicas.

Coordenador(a): ADRIANO ARON FREITAS DE MOURA (contato)
Vice-Coordenador(a): EDNARDO PEREIRA DA ROCHA (contato)

• Título: Desenvolvimento e Implementação de Métodos e Aplicações Baseadas em Estimação de Estado para Supervisão de Redes de Distribuição Trifásicas com Geração Distribuída (desde 2021)

Descrição: Na produção de petróleo é muito comum haver escoamento simultâneo de mais de uma fase do petróleo (fase líquida e gasosa), devido às propriedades físico-químicas do óleo, sendo necessária uma análise mais efetiva do modo como o fluido se comporta dentro das tubulações. O objeto deste trabalho consiste em utilizar algumas correlação empíricas clássicas para predizer o padrão de fluxo e o gradiente de pressão no escoamento multifásico, avaliando a influência das variáveis mais relevantes do escoamento multifásico como gravidade API do óleo, a razão gás-óleo, entre outras.

Coordenador(a): EDNARDO PEREIRA DA ROCHA (contato)
Vice-Coordenador(a): ADRIANO ARON FREITAS DE MOURA (contato)

• Título: Substratos dielétricos para sistemas de medição e monitoramento (desde 2022)

Descrição: Este projeto se destina ao estudo de materiais resíduos industriais e suas aplicações na produção de substratos dielétricos e magneto-dielétricos. Essas aplicações tomarão como base o processamento desses materiais e consequente adequação desse processamento para atingir objetivos referentes às características desejadas para aplicações de sensoriamento e monitoramento de variáveis. Diferentes análises serão realizadas para uma melhor interpretação dos materiais, como DRX, MEV, FTIR, EDX, caracterizações dielétricas. Com isso, espera-se ter um direcionamento para implementação de processos de dopagem e modificação de rotas de modo a atingir objetivos específicos para esses materiais, como as aplicações mencionadas.

Coordenador(a): ISAAC BARROS TAVARES DA SILVA (contato)
Vice-Coordenador(a): SAMANTA MESQUITA DE HOLANDA (contato)

• Título: Desenvolvimento Tecnológico de Sensores e Dispositivos de Rádio Frequência para a Agricultura de Precisão na Região do Semiárido Nordestino (desde 2022)

Descrição: Recentemente o avanço dos sistemas de comunicação e as novas tecnologias e ferramentas computacionais permitiram que vários dispositivos possam ser interconectados em tempo real. O emprego de tecnologias, como Internet das Coisas (IOT – Internet of Things) permitem o desenvolvimento de dispositivos e sensores que podem ser aplicados em massa. O desenvolvimento destas tecnologias envolvem aplicações importantes na agricultura de precisão. Este projeto visa desenvolver sensores e dispositivos de RF para aplicar à Agricultura de Precisão da região semiárida nordestina, visto que a agroindústria gera o maior produto de exportação da região, e o semiárido possui condições climáticas, solo e hidrologia muito complexas, carecendo de muita tecnologia para manter sua produção. A região do semiárido tem algumas áreas de bem desenvolvidas como a agroindústria e a fruticultura, ambas muito dependentes da Agricultura de Precisão, envolvendo áreas tecnológicas associadas com aplicações em eficiência energética, geração eólica e solar com conexão direta à rede, bem como a aplicação de Inteligência Computacional e processamento de imagens, etc. Algo em comum é o desenvolvimento de sensores e sistemas de comunicação em RF. A escassez de água e o clima bem ensolarado propiciam culturas bem características, porém com o uso da tecnologia de agricultura de precisão as possibilidades se tornam muito amplas.

Coordenador(a): IDALMIR DE SOUZA QUEIROZ JÚNIOR (contato)
Vice-Coordenador(a): HUMBERTO DIONÍSIO DE ANDRADE (contato)

• Título: Avaliação do status atual dos sistemas autônomos individuais (SIGFI) e minirredes (MIGDI) alimentados por energias renováveis (desde 2022)

Descrição: Avaliação atualizada do status dos sistemas autônomos individuais (SIGFI) e/ou minirredes (MIGDI) alimentados por energias renováveis (principalmente energia solar FV) instalados pelo programa brasileiro de acesso universal à eletricidade Luz para Todos (LPT) e pelo Mais Luz para a Amazônia (MLA), propostas de melhorias, apresentação dos resultados e propostas para os atores envolvidos (incluindo consumidores entrevistados) e encaminhamentos desses encontros.

Coordenador(a): FABIANA KARLA DE OLIVEIRA MARTINS VARELLA (contato)

• Título: Sincronização de medições em sistemas de energia elétrica utilizando dados de oscilografia (desde 2022)

Descrição: O projeto aborda o desenvolvimento e a análise de algoritmos para sincronização de medidas elétricas no sistema de energia, uma vez que a sincronização de medidas é necessária para o correto funcionamento de várias aplicações que se baseiam em dados de multiterminais. Dessa forma, tendo em vista que existem concessionárias de energia que não dispõem de equipamentos que utilizam o GPS como fonte de sincronização, além do fato de que esses equipamentos podem apresentar falhas como problemas de comunicação e perda de sinal, neste projeto objetiva-se desenvolver e analisar metodologias que podem contribuir para uma operação segura do sistema elétrico nessas situações adversas.

Coordenador(a): MELINDA CESIANARA SILVA DA CRUZ (contato)

• Título: Projeto TC LABS na UFERSA (desde 2022)

Descrição: O projeto ofertará um curso rápido, online, de investimentos e de programação. Após a conclusão do curso online, em data específica, os inscritos serão submetidos a um processo seletivo que selecionará os melhores para a etapa subsequente (competição). Na etapa de competição os alunos selecionados deverão desenvolver uma estratégia de investimento. Os alunos montaram a estratégia e apresentaram um backtest explicando tudo o que foi feito. No futuro, os selecionados poderão ser contratados pela empresa financiadora. Concomitantemente ao curso, alunos destaques irão realizar suas pesquisas científicas (iniciação científica) orientadas pelos professores do projeto.

Coordenador(a): MARCELO ROBERTO BASTOS GUERRA VALE (contato)
Vice-Coordenador(a): LUCAS LÚCIO GODEIRO

• Título: Sistemas Híbridos de geração de energia baseados em conversores modulares multiníveis  (desde 2022)

Descrição: O crescimento no consumo de energia elétrica, a privatização do sistema elétrico de potência e a desregulamentação do mercado de energia elétrica aumentam a relevância das estruturas conversoras de potência conectadas ao sistema elétrico. Neste contexto, a formação de centros de cargas mais concentradas, a geração distribuída de energia e a qualidade de energia apresentam novos desafios técnicos para o estabelecimento e renovação dos sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica. Estas novas demandas exigem estruturas conversoras de potência mais eficientes e que ofereçam menor interferência ambiental. A integração de fontes de energia renováveis permite atender de forma complementar às demandas do sistema elétrico de potência, devido a sua natureza estocástica. A energia gerada a partir destas fontes pode ser utilizada para aumentar a confiabilidade e a estabilidade do sistema elétrico de potência. As aplicações incluem o nivelamento de carga, o corte do pico de demanda e o controle da frequência de carga. Além de permitir a operação não conectado à rede ao sistema elétrico.A integração distribuída de fontes de energia renováveis nos conversores modulares multiníveis MMCC permite reduzir o comprimento das strings de fontes de energia no sentido de garantir a confiabilidade e a aumentar a eficiência de conversão. O aumento na capacidade de geração de energia pode ser realizado através da adição de novas células e fontes de energia. Na ocorrência de falha, apenas a string defeituosa é retirada de operação. Além disso, a confiabilidade pode ser aumentada através da adição de células redundantes.

Coordenador(a): BRUNO EMMANUEL DE OLIVEIRA BARROS LUNA (contato)

• Título: Simulação de Transitórios em Sistemas de Potência e em Circuitos Eletrônicos usando
  Técnicas Numéricas (desde 2022)

Descrição: Esse projeto objetiva investigar os métodos numéricos que são usados na simulação profissional de transitórios em sistemas de potência e em circuitos eletrônicos/circuitos de eletrônica de potência. A análise de transitórios, ao contrário da simulação da rede elétrica em regime permanente, modela o funcionamento dos dispositivos elétricos e eletrônicos no domínio do tempo, fazendo uso da montagem da matriz de condutâncias [G] e da aproximação do processo de integração pela regra dos trapézios. Assim, em cada instante de tempo, as tensões nodais do circuito ou do sistema são obtidas em um programa de computador. Pretende-se analisar assim a modelagem de diversos dispositivos elétricos e eletrônicos como: resistores, capacitores, indutores, transistor de junção bipolar, circuitos trifásicos, PWM, máquinas elétricas, linhas de transmissão, MOSFETs, na medida em que esses modelos
sejam desmitificados na literatura. Alguns desses dispositivos tem pouquíssimas referências na modelagem. O projeto objetiva, então, exercitar a programação e produzir artigos/simulações/registro de software em relação ao tema mencionado e estudar as aplicações dos métodos numéricos na solução de sistemas elétricos e eletrônicos.

Coordenador(a): ADRIANO ARON FREITAS DE MOURA (contato)
Vice-Coordenadores: IDALMIR DE SOUZA QUEIROZ JÚNIOR e EDNARDO PEREIRA DA ROCHA (contato)

• Título: Desenvolvimento de estudos sobre potencial de conservação de energia elétrica dos resíduos sólidos urbanos da UFERSA (desde 2022)

Descrição: Através da Lei n° 11.155, em 29 de julho de 2005 a Escola Superior de Agricultura de Mossoró ESAM foi inserida à rede federal de ensino superior, se transformando em UFERSA. Até 2005, enquanto funcionava como ESAM, a escola oferecia poucos cursos de graduação, sendo evidente a pequena quantidade de alunos e servidores que a constituía, comparando com a atual UFERSA. O campus Mossoró possui o maior número de servidores e alunos, e esse crescente aumento da Universidade gerou diversos benefícios para Mossoró e região. Porém, esse progressivo desenvolvimento provoca um alto consumo de muitos recursos na Universidade, e consequente geração de resíduos sólidos em vários setores. Desta forma, deve-se ter um rigoroso acompanhamento, a fim de minimizar tais excessos. Logo, o gerenciamento dos resíduos tem sido uma estratégia implementada com o intuito de acompanhar, quantificar e destinar adequadamente tais resíduos.

Coordenador(a): FABIANA KARLA DE OLIVEIRA MARTINS (contato)

• Título:  Desenvolvimento e Aplicação de Técnicas de Controles Robustos (desde 2023)

Descrição: Este projeto visa o desenvolvimento de técnicas de controle robustos baseados nos trabalhos de [1 – 11], que tange a aplicação para fins teóricos computacionais e experimentais de alto nível.

Coordenador(a): MARCUS VINICIUS SILVERIO COSTA (contato)

• Título: Análise técnica e econômica na utilização de sistemas de geração fotovoltaica com armazenamento de energia em baterias (Battery Energy Storage System – BESS) em redes de distribuição de energia (desde 2023)

Descrição: As redes de distribuição de energia elétrica passaram por intensos aprimoramentos desde o final dos anos noventa, tanto pelo avanço dos dispositivos de telecomunicações, que permitiram relevantes contribuições no telecomando de subestações e supervisão das redes, como pela inserção da geração distribuída. Com isso, surgiram desafios que envolvem desde a estabilidade do sistema como a busca por estratégias que envolvem o uso e a geração racional de energia com a finalidade de gerar o melhor retorno econômico e energético de uma instalação. Nesse sentido, recentemente surgiu a possibilidade da utilização de sistemas de geração de energia integrados a sistemas de armazenamento em baterias, denominados Battery Energy Storage System (BESS), que possibilita armazenar energia elétrica que pode ser usada posteriormente quando necessário. O BESS tem se tornado cada vez mais importante nas redes elétricas devido à sua capacidade de ajudar a gerenciar a instabilidade da geração de energia renovável intermitente, como a energia eólica e solar, além de promover benefícios técnicos à instalação, como a regulação do fator de potência, a possibilidade de atendimento da instalação durante uma desenergização da rede da concessionária, redução de picos de demanda e a injeção de energia ora armazenada durante o horário fora de ponta, no horário de ponta. Através desse projeto, busca-se inserir a UFERSA dentre as instituições que são pioneiras no estudo, simulação e no uso deste tipo de sistema, analisando desde a questão econômica, por meio do uso de técnicas de estudos de viabilidade, como aspectos técnicos no uso desta tecnologia.

Coordenador(a): EDNARDO PEREIRA DA ROCHA (contato)
Vice-Coordenador: GEORGE BEZERRA RIBEIRO

• Título: Uso de inteligência artificial para previsão dos parâmetros ambientais, térmicos e elétricos que influenciam no desempenho dos sistemas fotovoltaicos (desde 2023)

Descrição: O presente projeto de pesquisa tem como fator norteador estudar técnicas de inteligência artificial com habilidades de prever os parâmetros ambientais, térmicos e elétricos de sistemas fotovoltaicos com rapidez e eficiência. Inicialmente é proposto realizar uma pesquisar sobre os principais parâmetros que afetam no desempenho dos sistemas fotovoltaico, bem como as principais técnicas de inteligência artificial que são usadas para prever esses parâmetros. Posteriormente, deve ser feito uma modelagem e simulação das técnicas de inteligência artificial e dos sistemas fotovoltaicos em estudo. Por fim, uma análise deve ser realizada para comparar os dados extraídos das plantas fotovoltaicas e àqueles obtidos em simulação.

Coordenador(a): MARIA IZABEL DA SILVA GUERRA (contato)
Vice-Coordenador: ROMENIA GURGEL VIEIRA (contato)

• Título: Análise e Diagnóstico de Faltas em Sistemas Fotovoltaicos (desde 2023)

Descrição: O crescimento exponencial da capacidade instalada nos últimos anos tem evidenciado a necessidade de garantir a operação segura e confiabilidade dos sistemas fotovoltaicos. Neste contexto, a ocorrência de faltas em tais sistemas é uma questão crucial, uma vez que pode impactar significativamente na potência gerada, diminuir a vida útil e causar potenciais riscos na operação. Desta forma, este projeto de pesquisa busca estudar a ocorrência de faltas em sistemas fotovoltaicos, bem como desenvolver técnicas que sejam capazes de identificar e diagnosticá-las.

Coordenador(a): ROMENIA GURGEL VIEIRA (contato)
Vice-Coordenador: MARIA IZABEL DA SILVA GUERRA (contato)

• Título: Desenvolvimento de protótipos de baixo custo para estudos e aplicações na área de controle e automação (desde 2023)

Descrição: O projeto busca o estudo em processos de controle e automação para o desenvolvimento de protótipos de baixo custo, com o intuito de aproximar os discentes da prática. Esses protótipos, uma vez desenvolvidos e validados, ficarão à disposição do laboratório de automação e controle do curso de engenharia elétrica para eventos práticos e estudos avançados em áreas afins.

Coordenador(a): MARCELO ROBERTO BASTOS GUERRA VALE (contato)
Vice-Coordenador(a): ANTÔNIO GOMES NUNES

• Título: Estudo do Hidrogênio Verde como Alternativa para a Transição Energética (desde 2024)

Descrição: O hidrogênio verde tem se mostrado uma alternativa bastante promissora para a transição energética, pois é um vetor energético sustentável com potencial para substituir os combustíveis fósseis tradicionalmente utilizados nas matrizes do mundo. O atual processo de transição energética consiste em um processo de transformações em direção a uma economia de baixo carbono e menor impacto ambiental. Dentro deste contexto, para realizar a produção de hidrogênio verde se faz necessário utilizar fontes de energia renováveis e neste cenário, é importante destacar que, o Brasil possui mais de 80% de participação de energias renováveis na matriz de geração de energia elétrica. Por conseguinte, o Brasil é considerado um país de notável potencial para se tornar líder no mercado mundial de produção de hidrogênio verde, e assumir um papel de predominância no processo de transição energética mundial. Com base no exposto, estudos devem ser realizados visando identificar, analisar e avaliar o uso do hidrogênio verde para a transição energética. No entanto, é importante mencionar, que sua implementação requer a superação de desafios regulatórios (necessidade de desenvolvimento de marco regulatório) e tecnológicos.

Coordenador(a): FABIANA KARLA DE OLIVEIRA MARTINS (contato)

• Título: Logística reversa de módulos fotovoltaicos (desde 2024)

Descrição: Nos últimos anos, o mercado de energia solar fotovoltaica (FV) tem crescido exponencialmente, consequentemente, um maior número de módulos fotovoltaicos estão sendo produzidos e instalados. Entretanto, por ser um mercado novo, a preocupação com a destinação final dos módulos FV ainda é irrisória no Brasil. Diante do exposto, o presente projeto de pesquisa tem como fator norteador estudar sobre a logística reversa dos módulos fotovoltaicos no mundo e no Brasil. Para isso, é necessário levantar o panorama atual de instalações fotovoltaicas, especialmente a produção mundial de módulos FV, e estimar a geração de resíduos oriundo desses módulos FV. Paralelamente, o conceito de logística reversa, a estratégia de gestão de resíduos utilizando o princípio dos 4R’s e seus aspectos positivos devem ser estudados. Em seguida, serão listadas e avaliadas as políticas que atualmente são praticadas no setor fotovoltaico, assim como as legislações vigentes que tratam sobre o descarte dos módulos fotovoltaicos. Também deve ser levantado referências que embase a realização de uma análise crítica sobre a destinação dos módulos fotovoltaicos ao final de sua vida útil e liste mudanças que precisam ser feitas nas legislações vigentes. Por fim, a pesquisa deve explicar sobre a cadeia de valor que os módulos fotovoltaicos em desuso podem criar para a indústria de reciclagem.

Coordenador(a): MARIA IZABEL DA SILVA GUERRA (contato)
Vice-Coordenador(a): ROMENIA GURGEL VIEIRA (contato)

• Título: Influência da temperatura na geração de energia dos módulos fotovoltaicos (desde 2024)

Descrição: O presente projeto de pesquisa tem como fator norteador estudar os efeitos que a temperatura de operação das células fotovoltaicas causa, especialmente, no que concerne o desempenho elétrico dos módulos fotovoltaicos. Inicialmente é proposto realizar uma pesquisa sobre a irradiância solar e a temperatura de superfície da célula fotovoltaico, que são os dois principais fatores que influenciam na produção de eletricidade de um módulo fotovoltaico. A maioria das pesquisas focam na irradiação solar da região em que se pretende instalar um sistema FV, uma vez que o aumento da irradiância solar eleva a produção de potência elétrica. Entretanto, é importante frisar o efeito adverso da temperatura, visto que o aumento da temperatura reduz a geração de energia elétrica. Após o embasamento teórico, o presente projeto de pesquisa deve realizar análises da geração de eletricidade de sistemas fotovoltaicos considerando diferentes cenários de instalações, tais como: sob telhado cerâmico, sob telhado de fibrocimento, com e sem espaçamento que permita a ventilação natural, com ventilação forçada, com e sem diferentes métodos de arrefecimento, entre outros. Por fim, um estudo deve ser realizado para comparar os dados extraídos das plantas fotovoltaicas sob os diferentes cenários submetidos.

Coordenador(a): MARIA IZABEL DA SILVA GUERRA (contato)
Vice-Coordenador(a): ROMENIA GURGEL VIEIRA (contato)

• Título: Estudo das distorções harmônicas causadas pelas lâmpadas LED (desde 2024)

Descrição: As lâmpadas baseadas em diodos emissores de luz (LED, no inglês, Light-Emitting Diode) tem aumentado o seu uso nos âmbitos residenciais, comerciais e industriais devido a vantagens como sua alta eficiência, baixo consumo e alta durabilidade. Em contrapartida, a natureza não linear da tecnologia LED gera impactos negativos significativos à qualidade de energia elétrica (QEE) da rede de distribuição devido ao aparecimento de harmônicos indesejados. Diante do exposto, o presente projeto de pesquisa tem como fator norteador avaliar o impacto da iluminação LED na QEE da rede de distribuição de eletricidade. Para isso, serão avaliadas e quantificadas as distorções harmônicas oriundas de amostras de lâmpadas LED de diferentes fabricantes coletadas do mercado. Também serão verificadas as formas de onda de tensão e corrente das lâmpadas durante seu funcionamento, bem como calculado os parâmetros que influenciam na QEE, como o fator de potência. Por fim, serão verificados se os resultados obtidos estão em conformidade com os valores estabelecidos nas normas vigentes.

Coordenador(a): MARIA IZABEL DA SILVA GUERRA (contato)
Vice-Coordenador(a): ROMENIA GURGEL VIEIRA (contato)

• Título: Análise, Simulação e Desenvolvimento de Dispositivos Inteligentes para Monitoramento de Grandezas Elétricas em Instalações Elétricas (desde 2024)

Descrição: O uso eficiente da energia elétrica faz parte de um dos dezessete objetivos de desenvolvimento sustentável definidos pela ONU na agenda 2030. É de enorme importância, para atingir este objetivo, a quantidade de informação acessível aos consumidores para uma boa gestão dos recursos energéticos. Cada residência precisa ser equipada com medidores de energia inteligentes que se comuniquem com o usuário e forneça as informações que ele precisa, mas no Brasil o consumidor tem apenas o consumo total de energia consumida no final do mês. Este trabalho pretende desenvolver dispositivos e softwares para que o consumidor tenha ferramentas para auxiliá-lo no monitoramento de energia consumida e para que o mesmo possa gerir seu consumo de forma mais eficiente usando o conceito de Internet das Coisas – IoT (Internet of Things). É importante que o sistema informe tensão, corrente, frequência, cálculo de potência ativa, reativa, aparente, fator de potência, consumo de energia, custo total em tempo real e registro desses dados, bem como perturbações na rede de energia. Para tanto, o sistema deverá ter a possibilidade de se conectar à internet via WiFi, para que os dados possam ser transmitidos, interpretados e analisados.

Coordenador(a): IDALMIR DE SOUZA QUEIROZ JÚNIOR (contato)

• Título: Estudo para redução de custos com energia elétrica e GLP em empresa salineira (desde 2024)

Descrição: O projeto consiste em elaborar um estudo para a redução dos custos de produção de sal marinho em uma empresa salineira do RN. A redução dos custos passam pela análise dos gastos energéticos da empresa com dois dos principais custos envolvidos na sua produção diária: a energia elétrica e o GLP. Para reduzir os gastos com energia elétrica, será analisada o consumo de energia da empresa e será projetada uma usina fotovoltaica com dimensionamento adequado à realidade financeira da empresa. Para reduzir os gastos com GLP que é utilizado no processo de refino, serão estudadas possibilidades de geração de outros gases inflamáveis que possam ser utilizados juntamente com o GLP no processo de secagem do sal, reduzindo assim sua demanda. Será investigada também a possibilidade de acrescimo de produtos ao portfólio da empresa.

Coordenador(a): OLYMPIO CIPRIANO DA SILVA FILHO (contato)

• Título: Estudos avançados sobre produção de hidrogênio verde com fontes de energia eólica offshore nos estados do CE e do RN (desde 2024)

Descrição: Este projeto de pesquisa propõe um estudo avançado sobre a produção de hidrogênio verde com fontes de energia eólica offshore nos estados do Ceará (CE) e Rio Grande do Norte (RN). Esse estudo será realizado através de três linhas de pesquisa, a primeira linha vai analisar a viabilidade econômica de plantas de hidrogênio verde com fontes eólicas offshore, a segunda linha vai estudar o controle de processos de produção de hidrogênio e a terceira linha vai estudar o controle de vibrações em turbinas eólicas offshore. A viabilidade econômica ´e um dos principais critérios na tomada de decisão para iniciar um empreendimento, sendo o LCOE e o LCOH os parâmetros mais utilizados em análises de plantas de hidrogênio verde. Dado o crescente avanço de projetos de complexos eólicos offshore no CE/RN e no Brasil, é preciso atender as necessidades da indústria nacional de turbinas eólicas com tecnologias de ponta que aumentem a produtividade e a confiabilidade das turbinas. As técnicas de controle ativo híbrido a serem pesquisadas são aliadas em controle preditivo baseado em modelo e em controle de processos lineares de parâmetros variantes. O projeto de pesquisa prevê a publicação de uma série de artigos científicos nestas áreas.  ***Este projeto é um desmembramento local de projeto aprovado no Edital FUNCAP 06/2023 – “Edital Universal” pelo pesquisador prof. Dr. Ricardo Silva Thé Pontes e que eu, Victor de Paula Brandão Aguiar, participo como pesquisador. Neste documento, serei o coordenador local do projeto, expandido o tema do projeto para o estado do Rio Grade do Norte, especialmente a região de Mossoró.***

Coordenador(a): VICTOR DE PAULA BRANDÃO AGUIAR (contato)
Vice-Coordenador(a): RICARDO SILVA THÉ PONTES