Trabalho de Conclusão de Curso

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Simulação de uma planta típica de produção de hidrogênio com eletrolisador PEM suprida por geração solar fotovoltaica, eolioelétrica e híbrida
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2024-09-06) Barbosa, Santiago Silveira; Sica, Everthon Taghori; -; -; -; -; -; -; -; -; -; https://orcid.org/0000-0003-1525-8218; "http://lattes.cnpq.br/3384034259269673 "; -; http://lattes.cnpq.br/9319253002532613; Lira, Claudia; https://orcid.org/0000-0002-1989-4396; http://lattes.cnpq.br/4708996108575775; Vieira, Fabíola Sena; -; http://lattes.cnpq.br/5621200510125992; Avila, Sérgio Luciano; https://orcid.org/0000-0002-0018-196X; http://lattes.cnpq.br/7864845374871073; -; -; -; -; -; -
A transição energética é um meio para que possamos mudar a matriz energética baseada em combustíveis fósseis para uma matriz que atenue fortemente a emissão de Gases de Efeito Estufa (GEE), com base em recursos energéticos primários não esgotáveis, renováveis e sustentáveis. O hidrogênio, como vetor energético, ao ser produzido a partir de eletrolisadores e por meio de fontes como eólica e solar, possui pegada de carbono reduzida ao Avaliar o Ciclo de Vida (ACE) integral do processo produtivo energético. O Brasil, conforme evidenciado pelo Balanço Energético Nacional, apresenta 88% da oferta interna de energia elétrica baseada em energias renováveis e está em constante expansão de sua capacidade de geração. A produção do hidrogênio, quando realizada através de eletrolisadores alimentados por energia fotovoltaica e eolioelétrica, reduzem a emissão de GEE drasticamente, que auxiliam a atingir a meta net-zero, estabelecido no Acordo de Paris, realizado em 2015. O eletrolisador PEM, quando comparado com os demais tipos de eletrolisadores, apresenta vantagens como uma maior eficiência energética, produção de hidrogênio com maior pureza e um design compacto, tornando-o adequado para produção descentralizada. Neste trabalho foram utilizados dados de geração de energia eolioelétrica através de um aerogerador localizado em um parque eólico no nordeste do Brasil, coletados no dia 16 de janeiro de 2024, com discretização em segundos. Por conta da alta variabilidade das energias renováveis, avaliou-se também dados de um conjunto de módulos fotovoltaicos para utilização em conjunto da energia eolioelétrica, com intuito de evitar lacunas no suprimento de eletricidade ao eletrolisador. Através dos dados de geração de apenas um aerogerador, é possível a alimentação simultânea de vinte eletrolisadores com potência nominal de 100 kW. Desta forma, analisou-se as peculiaridades da alimentação elétrica do simulador, onde a energia eolioelétrica e fotovoltaica devem ser capazes de alimentar o eletrolisador PEM com pelo menos 20% da potência nominal, a fim de impedir danos permanentes e transitórios por conta da operação em alta-pressão. Para os casos em que há alimentação inferior a um fator de segurança de 40% do valor nominal, estudou-se a utilização de baterias de backup, que seriam alimentadas com 30% da energia fotovoltaica. Caso os módulos fotovoltaicos não consigam suprir o carregamento das baterias, verificou-se a utilização do Sistema Interligado Nacional (SIN), juntamente com a Certificado Internacional de Energia Renovável (I-REC), para que a nomenclatura verde se mantenha para o hidrogênio produzido. O simulador mostra que, para uma alimentação elétrica com menor variância de potência, a eficiência de consumo é superior, onde o caso estudado apresenta uma produção total de 37,58 toneladas de hidrogênio para o parque híbrido simulado, com uma eficiência de 46,55 kWh por quilo.
Estudo das perspectivas futuras da mobilidade elétrica por meio de uma abordagem prática utilizando a bancada didática do Toyota Corolla híbrido
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2024-08-30) Knopik Junior, Lourenço; Bresolin, Adriano de Andrade; -; -; -; -; -; -; -; -; -; https://orcid.org/0000-0003-0703-1179; http://lattes.cnpq.br/8862209760730631; -; http://lattes.cnpq.br/2286248396344359; Fuerback, André Luiz; -; http://lattes.cnpq.br/3862647745324201; Costa, Daniel Godoy; https://orcid.org/0000-0002-5928-9035; http://lattes.cnpq.br/4524087814768022; -; -; -; -; -; -; -; -; -
O presente trabalho aborda a evolução dos veículos automotores, destacando a transição para tecnologias mais sustentáveis, especialmente nos veículos híbridos e elétricos, buscando retratar suas características, desafios e oportunidades. O estudo é iniciado com uma breve retrospectiva histórica dos veículos elétricos, desde o primeiro veículo criado em 1881 até o presente momento, exemplificando os avanços notáveis em termos tecnológicos como a velocidade do Tesla Roadster e a autonomia da Mercedes-Benz (modelo Vision EQXX). Em seguida buscou-se evidenciar a transição dos motores à combustão para motores elétricos por meio de seus componentes, acessórios e demais sistemas necessários para o seu funcionamento. O objetivo principal deste trabalho é explicitar o universo atual dos veículos híbridos, discutindo sua estrutura e tipos, como híbridos em série, paralelo, axle split e power split, visando uma compreensão mais abrangente das diversas tecnologias empregadas na integração de motores elétricos com motores à combustão, e demonstrado os conceitos teóricos com experimentos práticos nas bancadas Beifang do laboratório de mobilidade elétrica do IFSC - Emol. Esse objetivo foi alcançado por meio do aprofundamento do estudo de veículos híbridos com a utilização das bancadas didáticas no estudo dos veículos eletrificados, mais especificamente a bancada do veículo Toyota Corolla híbrido. Os componentes fundamentais dos veículos híbridos foram examinados, incluindo a bateria de tração, o inversor, o conversor DC/DC auxiliar, o motor elétrico, o sistema de gerenciamento de bateria (BMS) e a rede Controller Area Network (CAN), visando sempre uma melhor compreensão do funcionamento de cada componente. A avaliação das bancadas didáticas vai além da demonstração da sua diversidade técnica e seus componentes, mas também busca determinar a sua importância do ponto de vista educacional visando a capacitação de profissionais na manutenção desses sistemas, evidenciando a sua relevância no cenário atual e no futuro da mobilidade veicular elétrica híbrida, por meio da metodologia STEAM, ou seja, aprender fazendo.
Análise econômica comparativa entre geração distribuída e autoprodutor de energia fotovoltaica: viabilidade de investimentos em usinas fotovoltaicas
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2024-09-11) Passos, Bianca dos; Sica, Everthon Taghori; -; -; -; -; -; -; -; -; -; https://orcid.org/0000-0003-1525-8218; "http://lattes.cnpq.br/3384034259269673 "; -; http://lattes.cnpq.br/7436066942657559; Tenfen, Daniel; https://orcid.org/0000-0002-5884-0120; http://lattes.cnpq.br/6591161696306728; Aranha Neto, Edison Antonio Cardoso; https://orcid.org/0000-0001-9236-2241; http://lattes.cnpq.br/5349980798840778; -; -; -; -; -; -; -; -
A crescente demanda por fontes de energia renováveis e a busca por sustentabilidade energética têm impulsionado o interesse em tecnologias de geração de energia fotovoltaica. Este trabalho de conclusão de curso tem como objetivo analisar economicamente e comparar a geração distribuída e o autoprodutor de energia fotovoltaica, avaliando a viabilidade de investimentos em usinas fotovoltaicas. A pesquisa aborda os aspectos técnicos, regulatórios e econômicos de ambos os modelos de geração. A metodologia adotada envolve a coleta de dados, utilizando fontes como estudos de caso e análises de mercado. A análise econômica é realizada através de métodos consagrados como o Valor Presente Líquido VPL), a Taxa Interna de Retorno (TIR) e o Payback, além de considerar os custos iniciais, operacionais, de manutenção e os possíveis incentivos e subsídios disponíveis. Os resultados da pesquisa revelam as vantagens e desvantagens de cada modelo em termos de custo-benefício, riscos associados e retorno sobre o investimento. De um lado, a geração distribuída se mostra vantajosa para consumidores residenciais e pequenas empresas devido à simplicidade regulatória e aos incentivos financeiros. Por outro lado, o modelo de autoprodutor de energia é mais adequado para grandes empresas e indústrias, permitindo maior independência energética e a possibilidade de comercialização do excedente de energia. As conclusões indicam que, embora ambos os modelos sejam viáveis economicamente, a escolha entre geração distribuída e autoprodução depende do perfil de consumo e das necessidades específicas do investidor. O estudo também aponta para a importância de políticas públicas e incentivos governamentais na promoção da energia fotovoltaica como uma solução sustentável e economicamente atrativa. Este trabalho contribui para o entendimento das diferentes opções de geração de energia fotovoltaica, fornecendo uma base sólida para investidores, tomadores de decisão e pesquisadores interessados em explorar o potencial das usinas fotovoltaicas no Brasil.
O papel dos sistemas de armazenamento de energia em baterias em comunidades de energia: modelação e avaliação técnica por simulação
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2026-06-16) Silva, Danrlei Davi da; Soares, João André Pinto; Ramos, Sérgio Filipe Carvalho; -; -; -; https://orcid.org/0000-0002-1120-5656; http://lattes.cnpq.br/2799142490398456; Ortmann, Márcio Silveira; https://orcid.org/0000-0001-8975-6995; http://lattes.cnpq.br/4886106213204362; https://orcid.org/0000-0002-4172-4502; http://lattes.cnpq.br/7619334032393863; -; http://lattes.cnpq.br/0461268888438262; Dias, Fernando Maurício Teixeira de Sousa; -; -; Hernández, Jesús de la Casa; https://orcid.org/0009-0003-2216-6570; -; Tenfen, Daniel; https://orcid.org/0000-0002-5884-0120; http://lattes.cnpq.br/6591161696306728; -; -; -; -; -; -
A crescente integração de geração renovável e o avanço das comunidades de energia reforçam a necessidade de soluções capazes de aumentar a flexibilidade operacional das redes de baixa tensão. Nesse contexto, esta dissertação analisa o papel de um sistema comunitário de armazenamento de energia com baterias de lítio em uma comunidade de energia, considerando o enquadramento técnico, regulatório e operacional associado à sua aplicação. O objetivo do trabalho foi avaliar o impacto técnico da integração desse sistema de armazenamento sobre o fluxo de potência, os níveis de tensão e as perdas técnicas da rede, por meio de simulação no OPAL-RT HYPERSIM. Para isso, foi modelada uma comunidade composta por oito unidades residenciais, organizada em dois grupos e alimentada por um transformador de 15 kV/0,4 kV e 400 kVA, com base em dados reais de consumo e de geração fotovoltaica, com resolução temporal de 15 minutos. A análise considerou cenários representativos para os meses de fevereiro e junho, com diferentes níveis de penetração fotovoltaica e com integração do sistema de armazenamento de energia em baterias - Battery Energy Storage System (BESS). Os resultados mostraram que o impacto do armazenamento depende da condição sazonal e do nível de geração fotovoltaica disponível. Em fevereiro, a geração fotovoltaica isoladamente apresentou efeito limitado sobre o pico de potência no transformador, enquanto o BESS mostrou maior influência na modulação do perfil de importação da rede. Em junho, a maior disponibilidade fotovoltaica alterou de forma mais clara a operação da comunidade, com redução dos picos de potência, ocorrência de fluxo reverso e melhoria do perfil de tensão. Nesse cenário, o armazenamento atuou de forma complementar, sobretudo na suavização temporal do perfil de potência e na redução adicional das perdas. Conclui-se que a integração de um sistema comunitário de armazenamento pode contribuir tecnicamente para a operação de comunidades de energia em baixa tensão, mas o seu efeito não é uniforme para todos os indicadores analisados. No caso estudado, a geração fotovoltaica foi o principal fator de melhoria do desempenho elétrico em condições de maior recurso solar, enquanto o BESS se destacou como recurso complementar para deslocamento temporal de energia e modulação do intercâmbio com a rede.
Impactos na operação do sistema interligado nacional com a integração da linha de transmissão em 500 kV entre as subestações Xingu e Serra Pelada
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2024-09-09) Dalbosco, Ana Carolina; Aranha Neto, Edison Antonio Cardoso; Moreale, Michel dos Santos; -; -; -; -; http://lattes.cnpq.br/4529059396790840; -; -; -; https://orcid.org/0000-0001-9236-2241; http://lattes.cnpq.br/5349980798840778; -; http://lattes.cnpq.br/2607019896400833; Luciene Costa; -; http://lattes.cnpq.br/6296150150504105; Scuzziato, Murilo Reolon; https://orcid.org/0000-0002-4047-3780; http://lattes.cnpq.br/0940716462707317; -; -; -; -; -; -; -; -; -
O Sistema Interligado Nacional (SIN) é o sistema elétrico que conecta usinas geradoras, subestações e linhas de transmissão em quase todo o território brasileiro, garantindo a segurança e a continuidade do fornecimento de energia ao compartilhar recursos energéticos de forma eficiente entre as diversas regiões do país. Nesse contexto, a linha de transmissão (LT) de 500 kV entre as subestações Xingu e Serra Pelada foi concebida para solucionar atrasos em obras de transmissão críticas para o SIN. Localizada na região Norte, essa linha desempenha um papel essencial no escoamento da energia gerada na região, que abriga importantes fontes de geração, como a usina hidrelétrica de Belo Monte. Essa integração trouxe mudanças significativas nos fluxos de energia entre diferentes regiões do SIN, exigindo adaptações na operação e monitoramento do sistema. Nesse sentido, o objetivo principal deste trabalho é aprimorar o entendimento das alterações e seus impactos no monitoramento e na operação dos fluxos de energia na região Norte do SIN. Para isso, foram analisados relatórios da Empresa de Pesquisa Energética (EPE) e do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), além de comparações das Instruções de Operação (IOs) antes e após a nova linha de transmissão entrar em operação, bem como compreensão de como são monitorados esses fluxos. Os resultados indicam que a LT em 500kV entre as subestações Xingu e Serra Pelada solucionou restrições no escoamento de energia, ampliando a capacidade de exportação de energia da região Norte para as regiões Nordeste e Sudeste. As novas IOs adaptaram os parâmetros operacionais do SIN, incluindo ajustes nos procedimentos de controle de tensão e redistribuição dos fluxos de potência ativa, essenciais para manter a operação dentro dos limites de segurança e garantir a continuidade do fornecimento de energia.
Estudo de um sistema de diferencial eletrônico para um protótipo em pequena escala de tração individual nas rodas traseiras
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2024-12-06) Pereira, João Pedro Pacheco; Sebastião, Leandro de Medeiros; -; -; -; -; -; -; -; -; -; https://orcid.org/0000-0002-8622-9134; http://lattes.cnpq.br/7932397023703520; https://orcid.org/0009-0000-6170-7411; http://lattes.cnpq.br/0870509254641249; Bresolin, Adriano de Andrade; https://orcid.org/0000-0003-0703-1179; http://lattes.cnpq.br/8862209760730631; Fuerback, André Luiz; -; http://lattes.cnpq.br/3862647745324201; -; -; -; -; -; -; -; -; -
O artigo descreve o desenvolvimento de um protótipo em pequena escala com tração individual nas rodas traseiras, focando na implementação de um Sistema de Diferencial Eletrônico (SDE) para coordenar os motores e permitir velocidades independentes em curvas. Utilizando um Arduino como unidade de controle e criando um protótipo em escala reduzida de quatro rodas, onde a gestão da velocidade das rodas é feita pelo algoritmo de Ackerman, simulado no software Matlab. Este estudo visa comparar a trajetória simulada com resultados experimentais, obtidos ao registrar a trajetória do protótipo em uma folha com eixos métricos, utilizando canetas de cores diferentes para marcar as trajetórias em três etapas distintas, com direções esterçadas específicas. O estudo tem foco na análise do erro relativo entre os pontos simulados e os obtidos experimentalmente com o protótipo. Como resultado dos ensaios, obteve-se um erro médio máximo de 6%, o que atesta a preditibilidade da trajetória do veículo quando utiliza-se o algoritmo de Ackerman.
Powertrain de veículos elétricos: um estudo prático utilizando a bancada de treinamentos do BYD Qin EV
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-02-21) Assunção, Djulian; Bresolin, Adriano de Andrade; -; -; -; -; -; -; -; -; -; https://orcid.org/0000-0003-0703-1179; http://lattes.cnpq.br/8862209760730631; -; -; Costa, Daniel Godoy; https://orcid.org/0000-0002-5928-9035; http://lattes.cnpq.br/4524087814768022; Sorato, Edson; -; http://lattes.cnpq.br/7247475472546208; -; -; -; -; -; -; -; -; -
O presente trabalho aborda os principais tipos de powertrain utilizados em veículos elétricos, destacando suas características e oportunidades de melhorias, tendo por objetivo realizar uma revisão bibliográfica explorando conceitos atrelados ao powertrain de um VE (veículo elétrico) e complementá-lo com um estudo prático utilizando a bancada que simula o sistema de acionamento do motor do BYD Qin EV. Inicialmente, é feita uma breve contextualização histórica dos VEs, partindo de 1800 com o desenvolvimento da primeira bateria, passando pelo período entre 1880 e 1900 em que houve um forte crescimento da indústria dos veículos elétricos até o momento atual do mercado automotivo. Em seguida, são apresentadas as topologias de VEs comumente utilizadas, discutindo os aspectos do veículo elétrico a bateria, híbrido e plug-in, e a célula de combustível. Em relação aos VEHs (Veículos Elétricos Híbridos), abordou-se apenas as arquiteturas clássicas que o automóvel pode ter, sendo elas: série, paralelo, série- paralelo e complexo. A fim de introduzir o objetivo principal do trabalho, estudo sobre o powertrain de VEs, são discutidos os conceitos únicos sobre motor centralizado, tração próxima às rodas e tração no cubo das rodas, que são configurações utilizadas para confecção do trem de força. Os componentes fundamentais do powertrain elétrico foram estudados, incluindo motor, inversor e caixa de redução. O objetivo final é atendido pela execução de uma série de testes práticos, que envolvem o sistema de aceleração, frenagem, carregamento CA e comunicação CAN (Controller Area Network) do VE BYD Qin, nos quais foi possível verificar o comportamento dos sistemas e os impactos que algumas falhas específicas podem causar no funcionamento do veículo. A realização de experimentos utilizando as bancadas didáticas da Beifang adquiridas através do projeto P&D ANEEL-CELESC denominado por projeto Converte. Além de proporcionar conhecimento técnico, a utilização das bancadas didáticas contribui significativamente na questão educacional, auxiliando na capacitação de estudantes e profissionais na área de manutenção de sistemas automotivos, mais especificamente nos componentes e sistemas que constituem um VE, mostrando a sua relevância no cenário atual, em que a busca por soluções mais sustentáveis para a mobilidade urbana tem impulsionado o interesse na área.
Viabilidade técnico-econômica da integração de sistemas BESS em complexos solares fotovoltaicos submetidos ao curtailment: um estudo de caso
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2026-07-14) Souza, Peterson Fernando de; Saran, Marco Aurélio Moreira; -; -; -; -; -; -; -; -; -; https://orcid.org/0000-0002-1703-0711; http://lattes.cnpq.br/6281132773203526; -; -; Schreiber, Fábio Victor; http://lattes.cnpq.br/6213600098069459; http://lattes.cnpq.br/6213600098069459; Vieira, Arthur Taranto; -; http://lattes.cnpq.br/6508359203516115; -; -; -; -; -; -; -; -; -
Este trabalho analisa o impacto técnico-econômico da implementação de um Sistema de Armazenamento de Energia por Baterias (Battery Energy Storage System – BESS) em um complexo solar fotovoltaico submetido a eventos de curtailment, avaliando o aproveitamento da energia restringida por meio da estratégia de deslocamento temporal de energia. A pesquisa foi desenvolvida a partir de um estudo de caso baseado em dados reais de geração, curtailment e Preço de Liquidação das Diferenças (PLD) de um complexo solar fotovoltaico brasileiro. Inicialmente, foram caracterizados o empreendimento e os eventos de curtailment, sendo posteriormente dimensionados sistemas BESS para cenários de recuperação de 10%, 30% e 50% da energia restringida. Em seguida, foi modelada a operação do sistema considerando o armazenamento da energia durante os períodos de restrição e sua comercialização nos horários de maior valor do PLD. Para avaliar a viabilidade técnico-econômica, foram calculados os indicadores Valor Presente Líquido (VPL), Taxa Interna de Retorno (TIR) e Payback Descontado, considerando diferentes cenários de investimento baseados em custos atuais e em um cenário prospectivo de redução do custo da tecnologia. Os resultados demonstraram que o sistema BESS apresenta viabilidade técnica para recuperar a energia submetida ao curtailment e aumentar a receita por meio do deslocamento temporal da energia. Entretanto, com os custos atuais da tecnologia, todos os cenários analisados mostraram-se economicamente inviáveis. No cenário prospectivo, apenas a recuperação de 50% da energia restringida apresentou indicadores econômicos favoráveis, evidenciando que a redução do custo de investimento constitui o principal fator para a viabilidade econômica da tecnologia no contexto brasileiro.
Análise sobre o aproveitamento da eletricidade frustrada do curtailment por meio de mineração de criptomoedas: um estudo de caso e modelagem por dinâmica de sistemas
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2026-07-13) Iahn, Caio; Sica, Everthon Taghori; -; -; -; -; -; -; -; -; -; https://orcid.org/0000-0003-1525-8218; http://lattes.cnpq.br/3384034259269673; -; -; Saran, Marco Aurélio Moreira; https://orcid.org/0000-0002-1703-0711; http://lattes.cnpq.br/6281132773203526; Vaz, Otávio Maciel; -; http://lattes.cnpq.br/3925687242399621; -; -; -; -; -; -; -; -; -
Este trabalho insere-se no contexto da transição energética brasileira, marcada pela crescente participação de fontes renováveis variáveis, em especial eólica e solar fotovoltaica, cuja expansão tem intensificado episódios de curtailment e, consequentemente, a frustração do aproveitamento econômico e energético da geração renovável no Sistema Elétrico Brasileiro. Nesse cenário, discute-se o uso da eletricidade excedente, usualmente desperdiçada, como insumo para a mineração de criptomoedas, atividade eletrointensiva que pode, ao mesmo tempo, mitigar perdas econômicas e desviar a energia renovável de finalidades alinhadas à descarbonização. Assim, o objetivo deste trabalho é analisar o aproveitamento da energia frustrada pelo curtailment por meio da mineração de criptomoedas, avaliando a dinâmica energética, econômica e suas implicações para a transição energética e para os sinais de preço da eletricidade. Para atingir esse objetivo, adota-se uma abordagem de natureza quantitativa, com caráter exploratório, fundamentada em pesquisa bibliográfica e um estudo de caso que consiste na modelagem, por dinâmica de sistemas, de um cenário representativo, com dados típicos e reais, tendo como base a geração e o curtailment de uma usina fotovoltaica real, por meio de dados públicos do ONS, e utilizando variáveis de estoque e fluxo para descrever a dinâmica da energia frustrada e dos processos de mineração ou validação de criptomoedas, de modo a permitir a análise integrada dos impactos econômicos e energéticos associados a essa forma de aproveitamento da eletricidade excedente. Os resultados obtidos indicam que, no cenário com mineração de Bitcoin sem sistema BESS, considerando os dados reais de curtailment, foi possível aproveitar aproximadamente 8,18 GWh da energia frustrada, reduzindo em 15,52% o montante de energia que permaneceria sem aproveitamento e resultando na produção estimada de 8,988 bitcoins durante o período simulado. Já no cenário com mineração de Bitcoin e sistema BESS, o aproveitamento aumentou para aproximadamente 13,65 GWh, reduzindo em 25,90% a energia frustrada não aproveitada e resultando na produção estimada de 14,998 bitcoins. Nesse cenário, a receita bruta adicional com a mineração foi estimada em R$ 4,72 milhões, proporcionando um aumento de aproximadamente 10,36% na receita total em relação ao cenário de referência. Entretanto, os resultados também demonstram que o desempenho econômico depende da disponibilidade horária da energia frustrada, da capacidade dos equipamentos de mineração, do sistema de armazenamento e da variação do preço do Bitcoin.
Análise do custo marginal de operação para diferentes condições operativas em um sistema termelétrico simplificado
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2026-07-09) Soares, Gabriel de Fraga; Scuzziato, Murilo Reolon; -; -; -; -; -; -; -; -; -; https://orcid.org/0000-0002-4047-3780; http://lattes.cnpq.br/0940716462707317; -; http://lattes.cnpq.br/9113931960717393; Santiago, Veronica Etchebehere; -; http://lattes.cnpq.br/9570638671283513; Vieira, Pedro César Cordeiro; https://orcid.org/0009-0007-6671-5358; http://lattes.cnpq.br/5553740776215117; -; -; -; -; -; -; -; -; -
A introdução do preço de liquidação das diferenças (PLD) em base horária, conforme estabelecido pela Portaria do Ministério de Minas e Energia de nº 301/2019, marcou uma mudança relevante na precificação da energia no mercado de curto prazo brasileiro. Como o PLD é matematicamente derivado do Custo Marginal da Operação (CMO), compreender os mecanismos físicos que formam esse sinal de preço torna-se fundamental. Diante desse cenário, este trabalho tem como objetivo analisar o comportamento do CMO sob diferentes condições operativas, por meio do desenvolvimento de um modelo computacional simplificado de despacho termelétrico. A metodologia emprega um problema de otimização estruturado em Programação Linear Inteira Mista (PLIM), desenvolvido em linguagem Python, visando minimizar o custo total de operação do sistema mediante a extração da variável dual associada ao balanço de geração. O estudo avalia, de forma incremental, o impacto de restrições operativas, como limites de capacidade, rampas de geração, decisões de Unit Commitment (variáveis binárias) e inercia térmica (tempos mínimos de permanência). Os resultados demonstram que a inflexibilidade operativa das usinas afeta drasticamente a alocação do despacho e provoca resultados contraintuitivos na determinação do CMO, resultando em fenômenos complexos, como picos de CMO superiores ao CVU da usina mais cara e a formação de preços sombras negativos, evidenciando o forte efeito do acoplamento intertemporal na determinação do CMO.
Acordo de Paris, mercados de crédito de carbono e avaliação de projetos por fontes renováveis: proposição de um modelo multicriterial de apoio à decisão
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2026-07-14) Gonçalves, Mateus Verani; Sica, Everthon Taghori; -; -; -; -; -; -; -; -; -; https://orcid.org/0000-0003-1525-8218; "http://lattes.cnpq.br/3384034259269673 "; -; -; Suski, Cássio Aurélio; https://orcid.org/0000-0002-3965-4373; http://lattes.cnpq.br/8936682488088262; Avila, Sérgio Luciano; https://orcid.org/0000-0002-0018-196X; http://lattes.cnpq.br/7864845374871073; -; -; -; -; -; -; -; -; -
A crescente urgência em mitigar os efeitos das mudanças climáticas tem impulsionado a promoção dos mercados de carbono como instrumentos econômicos para incentivar a redução ou compensação de emissões de gases de efeito estufa. Diante desse cenário, este trabalho analisa sobre os impactos do Acordo de Paris no mercado de crédito de carbono e sua relevância para o setor elétrico brasileiro com o objetivo de desenvolver e aplicar um modelo multicriterial de apoio à decisão para a avaliação de projetos de crédito de carbono. Para tanto, inicialmente, é apresentada a evolução dos mecanismos internacionais de mitigação climática, com ênfase no Artigo 6 do Acordo de Paris e seus desdobramentos nos mercados regulado e voluntário de carbono, tanto no âmbito global quanto nacional. Em seguida, são apresentados os métodos de apoio à decisão, com destaque para o AHP (Analytic Hierarchy Process) e o MAUT (Multiple Attribute Utility Theory), baseado em indicadores associados à linha de base e à adicionalidade de projetos de carbono, estruturado a partir de diferentes Pontos de Vista Fundamentais (PVFs) e seus respectivos descritores. Por fim, o modelo é aplicado em um estudo de caso com cinco projetos de diferentes tecnologias de geração de energia e mitigação de emissões, permitindo a avaliação comparativa por meio dos critérios definidos, a agregação dos resultados e a análise de sensibilidade para verificação da robustez da avaliação.
Estudo e análise de sensores para o aperfeiçoamento do sistema de direção de veículo elétrico e autônomo
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2026-07-10) Leite, Carlos Augusto; Bresolin, Adriano de Andrade; Fuerback, André Luiz; -; -; -; -; http://lattes.cnpq.br/3862647745324201; -; -; -; https://orcid.org/0000-0003-0703-1179; http://lattes.cnpq.br/8862209760730631; -; http://lattes.cnpq.br/4975430776323424; Costa, Daniel Godoy; https://orcid.org/0000-0002-5928-9035; http://lattes.cnpq.br/4524087814768022; -; -; -; -; -; -; -; -; -; -; -; -
O trabalho de conclusão de curso aborda um estudo analítico do comando de estacionamento automatizado para veículos elétricos (VEs), utilizando sensores de proximidade, câmeras de auxílio do sistema de direção, tendo como base a análise comportamental de uma bancada de treinamento e a adaptação de um algoritmo em Arduino. O crescente interesse na transição de veículos à combustão para VEs, impulsionada pela expansão do mercado de veículos elétricos e pela demanda por novas tecnologias e mão de obra especializada no Brasil é a justificativa para este estudo que pretende contribuir para a transição energética e também para segurança operacional dos veículos. O estudo foi realizado no Laboratório de Mobilidade Elétrica (EMOL), que é pioneiro no Brasil ao adotar a tecnologia Beifang para treinamento em veículos elétricos e híbridos, com bancadas fornecidas por empresas como BYD e Toyota. A metodologia combina uma investigação bibliográfica sobre sensores e sistemas de direção em VEs com atividades práticas no laboratório, onde o funcionamento dos componentes do sistema de direção foi detalhado, e falhas relacionadas aos sensores foram simuladas. A pesquisa visa adaptar e testar um algoritmo em Arduino para simular a funcionalidade básica, para entender sua aplicabilidade prática em sistemas maiores. As conclusões apontam para a viabilidade do projeto e a importância das atividades práticas no desenvolvimento de soluções inovadoras em engenharia elétrica.
Estudo da viabilidade técnica de substituição das células do banco de baterias de íon-lítio do veículo Mitsubishi i-Miev – ano 2010
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2026-07-14) Garcia, Yara Karoline; Bresolin, Adriano de Andrade; Fuerback, André Luiz; -; -; -; -; http://lattes.cnpq.br/3862647745324201; -; -; -; https://orcid.org/0000-0003-0703-1179; http://lattes.cnpq.br/8862209760730631; -; http://lattes.cnpq.br/0070584930419198; Costa, Daniel Godoy; https://orcid.org/0000-0002-5928-9035; http://lattes.cnpq.br/4524087814768022; -; -; -; --; -; -; -; -; -; -; -; -
O crescimento da mobilidade elétrica estimulou o desenvolvimento de sistemas de armazenamento cada vez mais eficientes, tornando as baterias de íon-lítio componentes fundamentais para o desempenho e a autonomia dos veículos elétricos, devido à sua elevada densidade energética, boa eficiência e capacidade de proporcionar níveis satisfatórios de autonomia. Entretanto, assim como ocorre em qualquer sistema eletroquímico, essas baterias estão sujeitas a processos de degradação ao longo do tempo. O envelhecimento natural das células e a repetição dos ciclos de carga e descarga resultam na redução gradual da capacidade de armazenamento de energia, impactando diretamente o desempenho e a autonomia do veículo. Diante desse cenário, o presente trabalho teve como objeto de estudo o sistema de baterias de um veículo elétrico Mitsubishi i MiEV, ano 2010, pertencente à frota da CELESC (Centrais Elétricas de Santa Catarina). O objetivo principal consistiu em analisar detalhadamente a arquitetura elétrica do conjunto de baterias, os sistemas responsáveis pelo monitoramento e gerenciamento das células e os procedimentos necessários para a substituição do banco de baterias original. Inicialmente, foi realizado um levantamento bibliográfico abordando a evolução histórica das baterias, os princípios de funcionamento da tecnologia de íons de lítio, os sistemas de gerenciamento de baterias (BMS) e as unidades de monitoramento (BMU), bem como os principais mecanismos de degradação observados em aplicações voltadas à mobilidade elétrica. Na etapa seguinte, foi efetuada a desmontagem do banco de baterias do veículo, permitindo a análise de sua estrutura interna, dos dispositivos de proteção empregados e da disposição dos módulos que compõem o conjunto. Com base nas informações obtidas durante essa análise, foi desenvolvido o dimensionamento de um novo banco de baterias. A proposta consistiu na utilização de células com tensão nominal compatível com o sistema original e dimensões adequadas para a instalação no compartimento existente, porém com capacidade de armazenamento superior. Dessa forma, buscou-se aumentar a quantidade de energia disponível sem comprometer a compatibilidade com os sistemas eletrônicos originalmente instalados no veículo. Os resultados obtidos demonstraram que a substituição das células apresenta viabilidade técnica, preservando a arquitetura elétrica original e mantendo a comunicação com os sistemas de gerenciamento do veículo. Os cálculos realizados indicaram um aumento significativo da capacidade energética do banco de baterias, contribuindo para a ampliação da autonomia operacional do Mitsubishi i-MiEV. Além disso, procurou-se documentar detalhadamente os procedimentos de desmontagem, inspeção e análise do sistema, constituindo uma referência técnica que poderá auxiliar futuras intervenções e estudos relacionados a veículos elétricos com características semelhantes.
Gestão de penalidades regulatórias em distribuidoras de energia: análise do expurgo de interrupções e seus impactos nos indicadores de continuidade
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2026-07-08) Rodrigues, Lucas Formentão; Aranha Neto, Edison Antonio Cardoso; -; -; -; -; -; -; -; -; -; https://orcid.org/0000-0001-9236-2241; http://lattes.cnpq.br/5349980798840778; -; http://lattes.cnpq.br/4839621118962978; Sica, Everthon Taghori; https://orcid.org/0000-0003-1525-8218; "http://lattes.cnpq.br/3384034259269673 "; Nienkoetter Junior, Vanderlei; -; http://lattes.cnpq.br/9753775162912796; -; -; -; -; -; -; -; -; -
A gestão dos indicadores de continuidade do fornecimento de energia elétrica representa um desafio relevante para as distribuidoras, especialmente diante da complexidade dos critérios regulatórios associados ao expurgo de interrupções e dos impactos operacionais e financeiros decorrentes dessas decisões. Diante disso, o presente trabalho analisa o processo interno de gestão das penalidades regulatórias associadas aos indicadores DEC e FEC, com foco na tomada de decisão referente ao expurgo desses indicadores. A escolha do tema se justifica pela relevância operacional e financeira desses indicadores, cuja apuração envolve critérios complexos e impacta de maneira direta a conformidade regulatória das distribuidoras, configurando uma demanda real identificada durante o estágio do autor na Divisão de Pós-Operação da Celesc. O trabalho aborda os critérios regulatórios de expurgo relacionados às ferramentas de Dia Crítico e Interrupção em Situação de Emergência, por meio de revisão bibliográfica das normas vigentes e da análise dos procedimentos internos adotados pela distribuidora. Além da fundamentação teórica, foi desenvolvido um relatório em Power BI e realizado um estudo de caso com dados reais de interrupções, possibilitando a comparação prática entre os diferentes critérios de expurgo e seus impactos sobre os indicadores de continuidade. Os resultados obtidos evidenciam que a análise comparativa pode contribuir para uma tomada de decisão mais consistente no contexto da pós-operação, auxiliando na redução dos impactos regulatórios associados a eventos de grande escala e ampliando a margem de segurança em relação aos limites regulatórios.
Avaliação de transformadores a seco frente à presença de harmônicos: aplicação do fator k e estudo de caso no IFSC - Câmpus Florianópolis
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2026-07-09) Santos, Raiani Ferrari; Ries, Lisandra Kittel; Schreiber, Fábio Victor; -; -; -; http://lattes.cnpq.br/6213600098069459; http://lattes.cnpq.br/6213600098069459; -; -; https://orcid.org/0000-0003-3708-9582; http://lattes.cnpq.br/836886995163640; -; http://lattes.cnpq.br/9325135353279236; Kretzer, Beatriz; -; http://lattes.cnpq.br/8717106651490746; Lila, Fernando; -; http://lattes.cnpq.br/8316028834287422; Castro, Maria Cláudia de Almeida; -; http://lattes.cnpq.br/7704693297443919; -; -; -; -; -; -
Devido ao crescimento do uso de dispositivos não lineares e à ampla utilização de transformadores no sistema elétrico, o presente trabalho mostra-se relevante por apresentar conceitos e normas importantes para a compreensão e avaliação de transformadores a seco frente às harmônicas de corrente presentes em instalações elétricas. O tema surgiu da experiência da autora durante atividades profissionais na empresa Belman Transformadores, nas quais o fator K foi verificado em análises de energia realizadas para clientes, despertando o interesse pelo aprofundamento do assunto. O objetivo geral consistiu em realizar um estudo de caso para avaliar se a carga solicitada aos transformadores a seco do IFSC – Câmpus Florianópolis (Centro) excede os limites térmicos estabelecidos pela desclassificação das normas UL 1561 da Underwriters Laboratories (UL), EN 50541-2 do Comité Européen de Normalisation Électrotechnique (CENELEC) e C57.110 do Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), utilizando como base as análises de energia realizadas entre os dias 27 de fevereiro e 27 de março de 2026 nos quadros gerais de baixa tensão (QGBTs). Para a compreensão dessas normas, foi realizada uma revisão bibliográfica referente às distorções harmônicas e aos transformadores, a fim de verificar como as componentes harmônicas interferem nas perdas de um equipamento real. Os resultados foram obtidos com o auxílio de planilhas eletrônicas e evidenciaram quais normas mostraram-se mais conservadoras, bem como determinaram que os transformadores se encontram adequadamente dimensionados em relação à desclassificação decorrente da presença de harmônicas de corrente, sendo recomendado o monitoramento contínuo das temperaturas máximas dos equipamentos via relé de proteção térmica.
Avaliação de evento monitorado na operação em paralelo de transformadores em subestação real: modelagem, simulação e estudo de caso
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2026-07-07) Raimundo, Rodrigo Paulo; Sica, Everthon Taghori; Tenfen, Daniel; -; -; -; https://orcid.org/0000-0002-5884-0120; http://lattes.cnpq.br/6591161696306728; -; -; -; https://orcid.org/0000-0003-1525-8218; http://lattes.cnpq.br/3384034259269673; https://orcid.org/0000-0002-0373-9711; http://lattes.cnpq.br/0235234100734181; Schreiber, Fábio Victor; https://orcid.org/0009-0004-0861-6130; http://lattes.cnpq.br/6213600098069459; Lúcio, João Carlos Martins; -; http://lattes.cnpq.br/3295763152839405; -; -; -; -; -; -; -; -; -
Este trabalho apresenta um estudo de caso sobre um evento monitorado na operação em paralelo de dois transformadores trifásicos de 300 kVA, em subestação real. Tem o objetivo de analisar a partilha de carga entre os transformadores a partir de medições em campo, formulação teórica analítica e simulação computacional, investigando a influência da impedância percentual e da posição do comutador de derivação sobre o comportamento elétrico do sistema nas fases pré-evento, evento e pós-evento. A campanha experimental foi realizada com analisadores de energia Fluke 1738 ao longo de 14 dias consecutivos, monitorando tensão, corrente e potência aparente em cada transformador. Os resultados indicaram que, na fase pré evento, o sistema operava em regime estável com uma divisão de carga compatível com a diferença das impedâncias nominais dos transformadores com uma diferença de aproximadamente 11% na distribuição de carga. Durante o período monitorado, foi identificado um evento de transição abrupta e permanente na distribuição de carga, após o qual um dos transformadores passou a assumir, de forma persistente, a maior parcela da carga, com períodos de sobrecarga e pico máximo de 602,96 kVA, correspondente a 200,99% da capacidade nominal do equipamento. A comparação entre dados medidos, cenários teóricos e modelos simulados no software PLECS demonstrou elevada concordância entre as abordagens analítica e computacional, com baixos erros percentuais em todos os cenários avaliados. O cenário pós-evento mostrou maior aderência ao modelo de alteração estrutural da impedância equivalente de um dos transformadores. Conclui-se que o evento registrado alterou de forma significativa e persistente a dinâmica de compartilhamento de carga da subestação, expondo o sistema a condição crítica de operação e reforçando a importância do monitoramento contínuo e da avaliação diagnóstica em instalações de infraestrutura essencial
Detecção de defeitos em componentes de placa de circuito impresso com aprendizado profundo
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-02-24) Mendonça, Lucas Souza Oliveira; Avila, Sérgio Luciano; -; -; -; -; -; -; -; -; -; https://orcid.org/0000-0002-0018-196X; http://lattes.cnpq.br/7864845374871073; https://orcid.org/0009-0004-4476-0471; http://lattes.cnpq.br/9177062885352586; Macedo, Gabriel Beu Nogueira de; -; http://lattes.cnpq.br/0426358284464587; Stivanello, Maurício Edgar; https://orcid.org/0000-0002-2800-6477; http://lattes.cnpq.br/9883924718938623; -; -; -; -; -; -; -; -; -
Montagens de Placas de Circuito Impresso – Printed Circuit Board Assemblies (PCBAs) são uma etapa crítica na fabricação de produtos eletrônicos, onde mesmo pequenos defeitos podem levar a falhas significativas no produto final. Embora diversas soluções tenham sido realizadas sobre inspeção de defeitos em nível de superfície para Placas de Circuito Impresso, há uma lacuna notável em estudos e metodologias voltadas especificamente para a detecção de defeitos em componentes durante a montagem das placas com técnicas de aprendizado profundo. A detecção precisa e a localização exata de defeitos são essenciais para garantir a qualidade do produto, pois as placas apresentam desafios mais complexos devido à sua estrutura tridimensional e à variedade de componentes. Este trabalho aborda essa lacuna, propondo uma nova metodologia que utiliza detecção de objetos com YOLOv11, aprimorada com uma arquitetura personalizada que integra o mecanismo de Atenção com Embaralhamento para melhorar a detecção de defeitos. O modelo proposto foi desenvolvido com um conjunto de dados reais de uma instalação de fabricação de eletrônicos em larga escala, sendo capaz de detectar e localizar defeitos de forma eficaz em diversos componentes. Os resultados demonstram a eficiência dessa abordagem na identificação e localização de defeitos em PCBAs, atingindo uma precisão de 96, 93% e um tempo de inferência de apenas 2,20 ms, contribuindo significativamente para avanços no controle de qualidade automatizado na fabricação de eletrônicos em grande escala
Impactos da alta injeção de potência advindas da geração distribuída na rede de distribuição
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-02-24) Silva, Matheus Souza e; Aranha Neto, Edison Antonio Cardoso; -; -; -; -; -; -; -; -; -; https://orcid.org/0000-0001-9236-2241; http://lattes.cnpq.br/5349980798840778; -; http://lattes.cnpq.br/9489073780830590; Tenfen, Daniel; https://orcid.org/0000-0002-5884-0120; http://lattes.cnpq.br/6591161696306728; Saran, Marco Aurélio Moreira; https://orcid.org/0000-0002-1703-0711; http://lattes.cnpq.br/6281132773203526; -; -; -; -; -; -; -; -; -
Com o crescimento acelerado adjunto ao grande potencial existente da implementação de geração distribuída (GD) no Brasil e no mundo, assuntos envolvendo impactos positivos e negativo deste tipo de geração estão cada vez mais presentes no setor elétrico. A fim de entender melhor esses impactos, além de proporcionar uma implementação da geração distribuída de forma mais otimizada possível (onde os impactos positivos sejam maiores que os impactos negativos), é que estudos acerca desse tema tornam-se imprescindíveis nos tempos atuais. Devido à grande parte da geração distribuída no Brasil ser composta por solar fotovoltaica, boa parte dos impactos gerados pela alta injeção de potência advindas de geração distribuída no país são relacionados aos níveis de irradiação. Com isso, este trabalho visa apresentar um levantamento dos impactos já conhecidos na literatura, acerca da alta injeção de potência advindas da alta implementação de geração distribuída, e complementar apresentando um estudo de caso teórico, onde foi modelado um sistema de distribuição radial, composto por uma geração centralizada, e implementados, neste sistema, três cenários distintos de injeção de potência advindas da GD, onde o objetivo foi extrair os resultados dos parâmetros de perfil de tensão nas barras, fluxo de potência nas linhas e perdas totais no sistema, para que pudesse ser feita uma análise do comportamento desses parâmetros frente as variações de potência injetada pela GD, proposta por cada cenário, e por fim analisar quais impactos esse sistema foi acometido.
Desafios e perspectivas para o desenvolvimento de comunidades energéticas no Brasil: uma análise regulatória para a democratização da energia sustentável
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-02-27) Enokawa, Karina Sayuri; Fernandes, Rubipiara Cavalcante; -; -; -; -; -; -; -; -; -; https://orcid.org/0000-0001-7991-8321; http://lattes.cnpq.br/7126706115765174; -; http://lattes.cnpq.br/7975209093170957; Scuzziato, Murilo Reolon; https://orcid.org/0000-0002-4047-3780; http://lattes.cnpq.br/0940716462707317; Santiago, Veronica Etchebehere; -; http://lattes.cnpq.br/9570638671283513; Siqueira, Renan Batista; -; http://lattes.cnpq.br/9429740570990922; -; -; -; -; -; -
O setor energético brasileiro enfrenta desafios crescentes relacionados à diversificação da matriz energética, ampliação do acesso à energia e redução de impactos ambientais. Neste contexto, as comunidades energéticas (CEs) surgem como uma alternativa inovadora para descentralizar a produção e democratizar o acesso à energia sustentável. Este trabalho tem como objetivo analisar o cenário regulatório brasileiro, identificando as oportunidades e desafios para a implementação de CEs. A pesquisa inclui uma revisão das políticas públicas e marcos regulatórios, como a Lei nº 14.300/2022 e a Resolução Normativa nº 1.059/2023. São explorados exemplos internacionais de implementações e propostas recomendações para viabilizar as CEs no Brasil, com foco em inclusão social, sustentabilidade e autonomia energética. Conclui-se que, embora as CEs possuam grande potencial para promover a transição energética, sua consolidação depende de investimentos, políticas públicas robustas e maior clareza e expansão regulatória.
Funcionalidades e potencialidades da bancada de ensaios de máquinas elétricas girantes para o ensino e a inovação tecnológica
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2025-02-25) Pegoraro, Tiago Fernando; Avila, Sérgio Luciano; -; -; -; -; -; -; -; -; -; https://orcid.org/0000-0002-0018-196X; http://lattes.cnpq.br/7864845374871073; -; http://lattes.cnpq.br/1016508979111263; Lúcio, João Carlos Martins; -; http://lattes.cnpq.br/3295763152839405; Padilha, Juliano Bittencourt; https://orcid.org/0000-0003-2219-6836; http://lattes.cnpq.br/7454537433931848; -; -; -; -; -; -; -; -; -
Este trabalho tem como objetivo, apresentar as funcionalidades e potencialidades de uma bancada didática de ensaio de máquinas elétricas, composta por dois motores de indução trifásicos e uma máquina síncrona, todas acopladas mecanicamente. A bancada é essencial para o laboratório de máquinas elétricas, para promover o ensino em unidades curriculares de cursos Técnicos, de Tecnologia e de Engenharia Elétrica oferecidas pelo Instituto Federal de Santa Catarina (IFSC), permitindo emular ambientes complexos em escala reduzida, como por exemplo a conversão eletromecânica necessária nas indústrias e a geração de energia elétrica por geradores de hidroelétricas, termoelétricas, aerogeradores, etc. O objetivo foi compreender e operacionalizar a bancada, realizar ensaios, explorar suas potencialidades e gerar roteiros de ensaios. Ao final, validou-se a bancada, assegurando seu pleno funcionamento por meio de verificações, medições elétricas, ajustes de instrumentos, configuração do inversor de frequência e ensaios com diferentes cargas.

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