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- Avaliação de diferentes tipos de armazenamento de energiaPublication . Yang, Fu Gui; Ribeiro, Leonardo José da SilvaO armazenamento de energia é essencial para otimizar a gestão de sistemas energéticos e integrar fontes renováveis. Os principais sistemas envolvem baterias, energias mecânicas, energias térmicas, hidrogénios, etc. As baterias usam reações químicas para armazenar e liberar energia, sendo as baterias de íon de lítio as mais comum no mercado, pois são eficientes e ideais para aplicações móveis e sistemas renováveis, mas são mais caras e têm menor possibilidade de escala. A energia mecânica inclui armazenamento em ar comprimido (CAES), bombagem hidráulica, etc. Esses sistemas são adequados para grandes escalas, têm vida útil longa e custos relativamente baixos, mas apresentam menor densidade de energia. O armazenamento de energia térmica, apresenta a energia na forma de calor, como em sistemas de energia solar térmica. É eficaz para aplicações industriais e solares, oferece uma boa eficiência para armazenar calor. O hidrogénio é uma estratégia futura para armazenar energia, pois pode ser convertido de volta em eletricidade ou usado como combustível. É flexível e escalável, mas possui menor eficiência de conversão e custos mais altos. Ao comparar os quatro sistemas verifica-se que as baterias de íon de lítio são mais eficientes e adequadas para aplicações específicas, enquanto armazenamento em ar comprimido e bombagem hidráulica são mais económicos para grandes volumes. O armazenamento térmico é eficiente para calor, e o hidrogénio oferece flexibilidade para várias aplicações, mas com maior custo e menor eficiência. A escolha ideal depende das necessidades específicas de escala, custo e eficiência.
- Projeto de máquina para teste de placas eletrónicas em linha de produção, com módulos intercambiáveisPublication . Neves, Diogo Filipe Amaral; Campilho, Raul Duarte Salgueiral GomesA indústria automóvel desempenha um papel crucial na economia global, tanto pela criação de empregos e desenvolvimento económico como pela inovação e avanços tecnológicos. Devido à enorme competitividade no setor automóvel, as empresas deste ramo necessitam de se reinventar constantemente através da adoção de inovações tecnológicas e automação de processos para se manterem relevantes e competitivas no mercado global. Adicionalmente, o foco no aumento da qualidade dos produtos e na satisfação dos clientes torna-se essencial para superar a concorrência. Desta forma, surge o teste elétrico automatizado em placas eletrónicas, que garante a validação das placas antes de estas serem instaladas no produto final, assegurando assim a fiabilidade e o desempenho dos sistemas automóveis. O trabalho desenvolvido na presente dissertação resultou da proposta da empresa acolhedora do estágio curricular, Divmac, em desenvolver uma nova máquina para incorporar ao seu catálogo de produtos. O principal objetivo está relacionado com o desenvolvimento do projeto mecânico, a construção do protótipo e a validação de uma máquina para teste de placas eletrónicas em linha de produção, com módulos intercambiáveis. Assim, a máquina deve operar de forma autónoma nas linhas de produção de PCBs, após a conclusão da montagem de componentes, sendo capaz de receber diferentes módulos de teste para possibilitar a realização de testes em circuito ou testes funcionais em vários tipos de PCBs. A construção da máquina consiste em três elementos principais. Primeiramente, refere-se o sistema de transporte (conveyor), responsável por movimentar as PCBs dentro da máquina, e capaz de ajustar a sua largura para acomodar PCBs de diferentes dimensões. De seguida, um sistema de prensagem, que promove o contacto entre os pontos de teste da PCB e as agulhas de teste, garantindo a realização do teste elétrico. Por fim, dois módulos intercambiáveis que contêm a matriz de agulhas, com a flexibilidade necessária para testar diferentes PCBs. Foi elaborado o projeto mecânico da respetiva máquina. Foi também iniciada a construção e validação do protótipo, que, devido ao elevado fluxo de trabalho na empresa acolhedora, não puderam ser concluídas. O projeto da máquina desenvolvida no presente trabalho seguiu a metodologia Design Science Research (DSR) e foi concluído com sucesso e validado pela entidade acolhedora. A análise financeira realizada sobre o protótipo da máquina de teste permitiu prever uma margem de lucro na venda entre os 79,6 % e os 169,4 %, valores extremamente favoráveis que indicam uma excelente oportunidade de retorno sobre o investimento.
- Transporte de hidrogénio via amoníacoPublication . Reis, Francisco Veloso; Ribeiro, Leonardo José da SilvaO mundo enfrenta desafios crescentes em termos de energia e emissões devido ao aumento do consumo de combustíveis fósseis. Para descarbonizar a economia, diferentes vetores energéticos, como o hidrogénio e o amoníaco, tem vindo a ser considerados. Esta dissertação visa avaliar a eficiência energética e as exigências de energia no transporte de hidrogénio via amoníaco, comparando-o com diferentes fluidos, nomeadamente o gás natural e o hidrogénio gasoso, para tubagens com diâmetros de 300, 400 e 500 mm, e um comprimento fixo de 200 km, operando a 298 K. A rugosidade interna das tubagens foi mantida constante em 0,015 mm, e a pressão de operação foi fixada em 5 MPa. Calcularam-se detalhadamente as perdas de carga ao longo das tubagens, assim como a potência de compressão e a taxa de energia despendida. Os resultados mostram que, para todos os diâmetros, o transporte de hidrogénio gasoso apresenta maiores perdas de carga do que o gás natural. Ambos apresentam perdas superiores às do amoníaco líquido nas mesmas condições de transporte, devido à viscosidade cinemática. Além disso, o transporte de hidrogénio gasoso requer maior trabalho de compressão comparado ao gás natural, enquanto o trabalho de compressão necessário para o gás natural e o hidrogénio é superior ao trabalho de bombagem para o amoníaco líquido nas mesmas condições. O transporte de hidrogénio via amoníaco requer menos energia por unidade de energia transportada em comparação com o gás natural e o hidrogénio. Isto deve-se à maior densidade volumétrica de energia do amoníaco, que permite um caudal volúmico menor, resultando numa perda de carga reduzida, tornando o amoníaco uma opção mais eficiente e economicamente viável para o transporte de energia a grandes distâncias. Também foram analisados os custos de capital relacionados com a construção e operação dos gasodutos. Para o gás natural e o hidrogénio gasoso, os custos de material foram idênticos, dado o uso do mesmo tipo de aço (L290) e condições de transporte. Contudo, o transporte de hidrogénio via amoníaco, que requer um aço de alta resistência (P265NL), apresentou custos de material superiores devido à maior espessura necessária e ao custo mais elevado do material. Os custos totais, incluindo material e instalação, aumentam significativamente com o diâmetro da tubagem. No caso do transporte de hidrogénio via amoníaco, os custos foram consistentemente mais altos em comparação com o gás natural e o hidrogénio, devido à complexidade do material e às especificações técnicas exigidas. A análise dos custos anuais de capital, nivelados ao longo de 40 anos com uma taxa de juros de 8%, destaca a diferença nos custos operacionais entre os fluidos. O transporte de hidrogénio via amoníaco, embora energeticamente mais eficiente, apresenta custos de capital mais elevados, especialmente para tubagens de maior diâmetro.
- Implementação física de um IP MIPI 3nm com recurso a AIPublication . Couto, Eduardo Alexandre Marques; Gericota, Manuel Gradim de OliveiraPara transmitir num ecrã uma imagem fluída e nítida, é necessário processar e tratar a informação captada por um sensor de imagem, dado ser informação analógica, e enviar para um host processor. De modo a processar essa informação é necessário um circuito que efetue a interface com extrema eficácia e eficiência. Esse circuito denomina-se um IP da plataforma MIPI, Mobile Industry Processor Interface. Um IP é um bloco de lógica, ou layout de um circuito, que pode ser reutilizável. Com o aumento exponencial da tecnologia, com o aumento da complexidade dos sistemas que possuem uma câmara, as dificuldades e desafios de implementação são cada vez mais acrescidos. Pretende-se que os IPs ocupem o menor espaço possível, isto é, que seja possível reduzir o nó tecnológico e consequentemente o tamanho do circuito, que funcionem a frequências maiores, que o seu consumo e performance sejam o melhor possível. Neste relatório são abordadas todas as fases da implementação física de um IP da plataforma MIPI e o desenvolvimento de um novo workFlow/metodologia de desenvolvimento com recurso a uma ferramenta da Synopsys que possuí inteligência artificial, o DSO.ai. É comparado o desenvolvimento de um IP de 3nm C-PHY com recurso à metodologia usada atualmente, com a nova metodologia que incorpora o DSO.ai de modo a avaliar se a incorporação da nova ferramenta na implementação física de um IP MIPI é positiva.