Defesa de Exame de Qualificação – Adriano Silva Martins Brandão – 25/9/2020
14/10/2020 18:01
| Defesa de Exame de Qualificação | |
| Aluno | Adriano Silva Martins Brandão |
| Orientador | Prof. Julio Elias Normey-Rico, Dr. – DAS/UFSC |
| Coorientador | Prof. Paulo Renato da Costa Mendes, Dr. – Fraunhofer ITWM/Alemanha |
| Data | 25/9/2020 (sexta-feira) – 14h
Videoconferência |
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Banca |
Prof. Eduardo Camponogara, Dr. – DAS/UFSC (presidente);
Prof. Tito Luís Maia Santos, Dr. – DEEC/UFBA; Prof. Júlio César Passos, Dr. – EMC/UFSC. |
| Título | Modelagem e Controle Preditivo Híbrido de Sistemas de Geração de Energia Solar |
| Abstract: Uma das fontes renováveis de energia com maior potencial é a irradiação solar, que fornece uma quantidade significativa de energia. Devido à baixa densidade e grande intermitência associados a esta fonte, a sua exploração envolve a utilização de concentradores, que possuem taxa de conversão que podem ser consideradas baixas quando comparadas com outras fontes de energia. Esta baixa eficiência se reflete nos custos de geração, sendo observado que em todas as técnicas de captação de energia solar, este é muito superior aos custos possíveis com soluções tradicionais. Neste contexto, o desenvolvimento de tecnologias para captação, armazenamento e utilização da energia solar de forma eficiente é crucial para a viabilidade econômica destes processos. Diferentemente das fontes de energias mais tradicionais, a fonte da energia solar não pode ser manipulada diretamente, portanto, o estudo de técnicas avançadas de controle, como o MPC é interessante para aumentar a viabilidade deste tipo de processo. Este trabalho visa estudar técnicas de controle preditivo em sistemas termossolares, em especial MPC híbrido e distribuído. Estes controladores são utilizados em problemas que envolvem todo o processo de geração de energia e as interações entre seus componentes, além de considerar o desfoque dos coletores utilizados para captar energia solar. As propostas de controladores apresentadas são desenvolvidas objetivando um custo computacional que permita a implementação em processos reais, além de promover alguma melhora em indicadores de produtividade do processo. Os resultados preliminares apresentam uma modelagem ótica simplificada de um coletor Fresnel, possibilitando a compreensão de como as características óticas deste tipo de coletor afetam o processo. Além disso, também é mostrado um estudo de possibilidades para o rastreamento do Sol neste tipo de coletor, avaliando os possíveis ganhos que a manipulação individual de cada espelho do coletor pode trazer para o processo. Também foi avaliada a possibilidade de implementação de técnicas de MPC distribuído considerando o desfoque, mas evitando o uso de programação mista-inteira. A formulação proposta permite adaptar o problema do desfoque do campo solar a um problema distribuído sem utilizar variáveis inteiras ou binárias no problema de otimização. Dando seguimento aos estudos já realizados, pretendese utilizar o modelo ótico dos coletores Fresnel, associado a propostas anteriores de controladores que propõem desfoque dos coletores, de forma a simular como estes estados de foco podem ser implementados em tempo real. Além disso, pretende-se ampliar o escopo do estudo de MPC distribuído, de forma a considerar cada laço de coletores solares como um processo independente e investigar como os controles de cada laço podem cooperar para atingir os objetivos de geração de energia da planta. Também se vislumbra o estudo de problemas estocásticos associados a problemas de controle distribuído. |
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