ISEP - Departamento de Engenharia Eletrotécnica
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Percorrer ISEP - Departamento de Engenharia Eletrotécnica por Domínios Científicos e Tecnológicos (FOS) "Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática"
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- Algoritmo genérico para controladores de painéis solares fotovoltaicosPublication . Puga, Ricardo; Ferreira Azevedo Brandão, Elsa JuditeNeste trabalho é desenvolvido e apresentado um algoritmo geral de controlo para colocar os painéis solares fotovoltaicos a funcionar no ponto óptimo, isto é de máxima potência, perante condições ambientais variáveis ou mesmo quando o painel é substituído por outro com diferentes características eléctricas. O nível de radiação solar e a temperatura ambiente em que os painéis solares fotovoltaicos funcionam, bem como as suas características eléctricas determinam as coordenadas do ponto óptimo de funcionamento destes dispositivos. Painéis solares com diferentes características nominais obrigam a diferentes interfaces de potência ou a interfaces configuráveis. Este algoritmo permite detectar a posição do ponto de funcionamento do painel e determinar o valor da variável de referência que, sendo seguido, leva o painel a funcionar no ponto de máxima potência. É também identificado o coeficiente de parametrização deste algoritmo que permite fazer a adaptação a sistemas com diferentes características dinâmicas.
- A automatização dos sistemas de produção industrialPublication . Santos, Victor CorreiaA Integração no Mercado Europeu coloca à Indústria Nacional a necessidade do estabelecimento de mecanismos que a dotem de competitividade num mercado de grande dimensão. Esses mecanismos incluem a automatização do Sistema de Produção e a utilização de novas tecnologias e métodos de gestão, nomeadamente o CAD (Computer Aided Design), o CAM (Computer Automated Manufacturing), o CIM (Computer Integrated Manufacturing), as Células de Fabricação Flexível, a Armazenagem Inteligente, etc. No entanto, o perfil do mercado sofreu, ao longo da década actual, significativas modificações pelo que qualquer decisão de investimento na ampliação, reconversão ou instalação de um Sistema de Produção (Linha de produção) deve ser singularmente analisada de modo a obter-se uma resposta adequada às necessidades especificadas e a mais elevada rentabilidade possível.
- Autonomia energética local: Dimensionamento de comunidades de energias renováveisPublication . Correia, Cristiano Manuel Oliveira; Nogueira, TeresaCom as metas ambiciosas de neutralidade climática da União Europeia até 2050, as Comunidades de Energia Renovável (CER) surgem como solução estratégica para descentralizar a produção e consumo de energia limpa, gerando benefícios ambientais, económicos e sociais. Este artigo identifica os elementos essenciais para o dimensionamento otimizado de uma CER, abrangendo planeamento técnico, financeiro, integração com políticas locais e superação de obstáculos como regulamentações e investimentos iniciais. Através do caso prático da comunidade Alta de Lisboa, demonstra-se como decisões técnicas e organizacionais maximizam a eficiência, reduzem custos e promovem a autonomia energética, contribuindo para uma transição sustentável em Portugal.
- Controlo de trajectórias de robots redundantes através de matrizes pseudoinversasPublication . Duarte, Fernando; Tenreiro Machado, J. A.Este artigo apresenta os aspectos matemáticos fundamentais da teoria das matrizes inversas generalizadas, analisa as suas principais propriedades e explora a sua aplicação no controlo de trajectórias de robots redundantes. Os robots redundantes apresentam vantagens em relação aos robots clássicos nomeadamente na optimização de trajectórias, no espaço livre ou na presença de obstáculos e na resolução de singularidades. No entanto, para este tipo de robots o controlo cinemático requer o uso de matrizes pseudoinversas. Assim, conceitos associados com o controlo através de pseudoinversas serão apresentados bem como alguns exemplos que mostram as dificuldades que, por vezes, a sua utilização acarreta. Nesta perspectiva, é estudado o controlo de robots planares com três, quatro e cinco graus de liberdade e é analisado o seu comportamento em pontos de singularidade, mostrando-se que, em alguns casos, se obtêm configurações não desejáveis.
- Conversão de centrais termoelétricas em compensadores síncronos como medida de estabilidade da frequência dos sistemas elétricos de energiaPublication . Mendes, António Tiago Ribeiro; Beleza Carvalho, José AntónioAs metas de neutralidade carbónica estabelecidas pela União Europeia e por diversos países em todo o mundo impulsionaram uma transformação dos Sistemas Elétricos de Energia (SEE), caracterizada pela substituição gradual da geração térmica síncrona por Fontes de Energia Renovável (FER), como a eólica e a solar. A transição energética, embora necessária para alcançar as metas estabelecidas, introduz desafios significativos à estabilidade dos SEE, uma vez que as FER ainda não contribuem para a estabilidade em níveis equiparáveis aos de um gerador síncrono, seja ao nível da inércia, que tem registado uma redução assinalável nos últimos anos, seja no controlo de tensão ou na potência de curto-circuito. Neste contexto, os compensadores síncronos apresentam-se como uma solução promissora para assegurar, de forma eficaz, o papel de estabilidade até agora desempenhado pela produção termoelétrica. Entre as soluções de compensação síncrona destacam-se duas abordagens: a conversão de centrais termoelétricas em compensadores síncronos e a construção de novos compensadores. A solução de conversão representa uma oportunidade única para rentabilizar ativos que seriam, de outro modo, descomissionados, apresentando custos de investimento até 50 % inferiores e prazos de implementação mais reduzidos, comparativamente à construção de novos compensadores síncronos. Porém, esta potencial vantagem económica e operacional deve ser avaliada face aos requisitos técnicos exigidos e à viabilidade de conversão específica a cada central. Neste artigo, faz-se uma análise da viabilidade técnica e económica da conversão de centrais termoelétricas em compensadores síncronos, identificando os principais desafios e modificações técnicas, os aspetos económicos envolvidos, e comparando as vantagens e desvantagens desta opção face à construção de novos compensadores. Na realidade, as centrais termoelétricas podem desempenhar um papel essencial na transição energética, através da sua conversão em compensadores síncronos, proporcionando os benefícios económicos e as condições técnicas necessárias para que a crescente integração das FER decorra sem colocar em causa os níveis de fiabilidade dos Sistemas Elétricos de Energia.
- Conversor CC-CC elevador (boost)Publication . Brito, Rui Miguel Monteiro de; Chibante, Rui Filipe Marques; Silveira, AlexandreEste artigo aborda os conversores CC-CC elevadores, também conhecidos como conversores boost, que são dispositivos eletrónicos de potência usados para converter uma tensão contínua de entrada numa tensão contínua de saída de valor superior. É explicado o funcionamento básico do conversor boost, que envolve componentes como uma bobina, um interruptor, um díodo e um condensador. O texto detalha o princípio de funcionamento no modo de condução contínua (CCM), onde a corrente na bobina nunca se anula durante um período de comutação. Além disso, é abordada a técnica da modulação por largura de impulso(PWM), que é usada para controlar o interruptor do conversor, e são apresentadas as equações matemáticas que descrevem o comportamento do conversor. É feito o dimensionamento dos componentes passivos, como a bobina e o condensador para responder aos requisitos pré-estabelecidos de ondulação de corrente e tensão do conversor. Também são abordados os efeitos das não-idealidades dos componentes no ganho estático do conversor.
- Criar robots à sua imagem e semelhançaPublication . Tenreiro Machado, J. A.[Excerto] No âmbito das ciências da engenharia a robótica tem uma situação paradoxal. Por um lado, a sua aplicação industrial é do maior interesse mas tem uma acção ainda algo limitada, seja pelos altos custos envolvidos, seja pela complexidade das soluções que acarreta. Seguramente, esses dois aspectos, o preço e a facilidade de utilização, representam os pontos mais relevantes para o progresso da robótica industrial. Por outro lado, existem numerosas instituições de investigação que se dedicam a estudar aspectos “teóricos” em áreas que um leigo na matéria poderá classificar de esotéricas.
- Dimensionamento de sistemas fotovoltaicos ligados à rede: Portugal vs FrançaPublication . Vieira, Gonçalo Loureiro da Rocha; Nogueira, Teresa; Nogueira, TeresaOs sistemas fotovoltaicos ligados à rede emergem como solução estratégica para atender à crescente procura energética, reduzindo a dependência de combustíveis fósseis e alinhando-se às metas europeias de quota renovável e eficiência energética. Este artigo carateriza os componentes essenciais desses sistemas, analisando o impacto de fatores como irradiação solar, temperatura, orientação e inclinação na produção elétrica, e detalha o dimensionamento técnico para otimizar inversores, fileiras e módulos conforme a potência da instalação. O caso de estudo a ser analisado neste artigo tem como objetivo a comparação da variação de irradiância a que o sistema fotovoltaico está sujeito assim como a consequente variação de energia produzida pelo mesmo para dois países da Europa: Portugal e França. Através de simulações PVGIS comparando, demonstra-se as vantagens desta tecnologia para as próximas décadas.
- Dinâmica de manipuladores flexíveisPublication . Martins, José F. Luiz; Machado, J. A. TenreiroNeste artigo aborda-se a dinâmica directa de manipuladores robóticos com membros flexíveis. A estrutura mecânica do manipulador é composta de membros constituídos de segmentos interligados por juntas rotacionais. Os segmentos são considerados activos ou passivos. A junta rotacional que interliga o segmento activo de um membro, em relação ao membro anterior, representa um grau de liberdade activo, isto é, corresponde ao eixo onde está inserido o actuador. Os segmentos subsequentes podem apresentar deformação (torção e/ou flexão em um ou dois planos) que é compensada nas articulações fictícias dos mesmos. As juntas rotacionais que interligam esses segmentos representam os graus de liberdade passivos, ou seja, correspondem aos eixos onde são considerados os ângulos de deformação. A partir desta concepção da estrutura elabora-se a dinâmica inversa utilizando-se uma formulação numérica recursiva de Newton-Euler. Com a avaliação da dinâmica directa faz-se a simulação temporal do sistema utilizando diversos métodos de integração numérica. São apresentadas comparações relativas a eficiência e precisão do sistema, assim como alguns resultados obtidos com os métodos de integração utilizados.
- Dinâmica de manipuladores flexíveis: Parte 2Publication . Martins, José Luiz F.; Tenreiro Machado, J. A.Neste artigo aborda-se a dinâmica directa de manipuladores robóticos com membros flexíveis. A estrutura mecânica do manipulador é composta de membros constituídos de segmentos interligados por juntas rotacionais. Os segmentos são considerados activos ou passivos. A junta rotacional que interliga o segmento activo de um membro, em relação ao membro anterior, representa um grau de liberdade activo, isto é, corresponde ao eixo onde está inserido o actuador. Os segmentos subsequentes podem apresentar deformação (torção e/ou flexão em um ou dois planos) que é compensada nas articulações fictícias dos mesmos. As juntas rotacionais que interligam esses segmentos representam os graus de liberdade passivos, ou seja, correspondem aos eixos onde são considerados os ângulos de deformação. A partir desta concepção da estrutura elabora-se a dinâmica inversa utilizando-se uma formulação numérica recursiva de Newton-Euler. Com a avaliação da dinâmica directa faz-se a simulação temporal do sistema utilizando diversos métodos de integração numérica. São apresentadas comparações relativas a eficiência e precisão do sistema, assim como alguns resultados obtidos com os métodos de integração utilizados.