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The use of renewable energy sources such as, solar, wind, fuel cells, biomass, among others, have attracted great interest in the field of power generation, as a consequence of the environmental problems that have affected the whole Earth. Brazil presents a great potential in solar electric power generation which has been used by some public and private institutions, despite the high initial implementation costs. In this context, the integration of photovoltaic energy as an alternative power source in the Brazilian energy matrix gained considerable emphasis in the years 2011 and 2012 in the national and international scenarios. After the approval of the Normative Resolution 482 in April 17th, 2012, ANEEL established the general conditions for microgeneration (up to 1MW) and minigeneration (up to 100kW) accessing the electric power distribution systems, as well as the net-metering compensation system of the electric power generated. Since then, several applications for grants for connecting PV systems to the low and medium voltage grid have been performed. In this context, this dissertation presents the design of a 6.58kWp photovoltaic system in the city of Uberlândia, Minas Gerais, following the standards established by that Normative Resolution and in accordance with the ND 5.30, which establishes the criteria for connecting new micro and mini distributed generation systems to the low-voltage grid. The photovoltaic system was installed in the company PGM Suporte em Tecnologia LTDA in partnership with ECONOVA Sistemas de Energia LTDA and Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) at Universidade Federal de Uberlândia (UFU). Within this subject, design criteria of PV systems, measurement results of the electric power generation, environmental and economic impacts are presented in this work. Design criteria, measurement results of the electricity generated, tons of CO2 not emitted through the use of PV systems compared to power sources that depend on combustion of fossil fuels, costs and results of the assessments about power quality at the point of common coupling of the installation are presented in this work. A utilização de fontes renováveis, tais como, solar, eólica, células a combustível, biomassa, entre outras, têm atraído grande interesse na área de geração de energia, em decorrência dos problemas ambientais que tem afetado o planeta. O Brasil apresenta um grande potencial para a geração de energia elétrica solar, que tem sido aproveitada por algumas instituições públicas e privadas, mesmo com os elevados custos iniciais de implantação. Nesse contexto, a inserção da energia fotovoltaica como fonte alternativa de energia na matriz energética brasileira ganhou destaque considerável nos anos de 2011 e 2012 no cenário nacional e internacional. Através da Resolução Normativa Nº 482, de 17 de Abril de 2012, a ANEEL estabeleceu as condições gerais para o acesso de microgeração (até 1MW) e minigeração (até 100kW) aos sistemas de distribuição de energia elétrica, assim como o sistema de compensação tarifário da energia elétrica gerada. Desde então, vários pedidos de outorga para conexão de sistemas fotovoltaicos à rede elétrica de baixa e média tensão tem sido realizados. Neste contexto, este trabalho apresenta o projeto de um sistema fotovoltaico de 6,58kWp na cidade de Uberlândia, Minas Gerais, seguindo os padrões estabelecidos pela referida resolução normativa e em conformidade com a ND 5.30 da CEMIG, a qual estabelece os critérios para conexão de novos acessantes ao sistema de distribuição em baixa tensão. Este foi instalado na PGM Suporte em Tecnologia LTDA em parceria com a ECONOVA Sistemas de Energia LTDA e o Núcleo de Pesquisas em Eletrônica de Potência (NUPEP) da Universidade Federal de Uberlândia. Critérios de projeto, resultados de medições acerca da produção de energia elétrica, toneladas de CO2 não emitidas utilizando-se sistemas FV se comparados a fontes que dependem queima de combustíveis fósseis, custos e resultados das avaliações acerca da qualidade da energia elétrica no ponto de acoplamento comum da instalação são apresentados neste trabalho. Mestre em Ciências

Foi realizado neste trabalho, o pré-tratamento do bagaço do fruto da palma de óleo (BFP) com solução aquosa de ácido acético (AcOH) e uso de pressão, visando a obtenção de açúcares (glicose, xilose, arabinose) e produtos de valor agregado (furfural e hidroximetilfurfural). O BFP “in natura” apresentou 14,3% de celulose, 18,7% de hemiceluloses, 27,5% de lignina, 30,7% de extrativos e índice de cristalinidade de 42,41 %. O estudo foi realizado com base em um planejamento fatorial fracionário 24-1, seguido de um planejamento composto central (PCC), otimização através de gráfico de superfície de resposta e otimização simultânea via método de programação não linear. O software Statística 7.0 foi usado para análise dos dados. Através do planejamento 24-1 foram avaliados os efeitos da temperatura (100,0-180,0 °C), tempo (15,0-60,0 min.), razão sólido/líquido (4,0-16,0 mg mL- 1) e concentração de AcOH (1,0-5,0 % v/v) sobre a perda massa. O PCC foi executado na faixa de temperatura de 140,0 a180,0 °C e concentração de AcOH de 3,0 a 5,0 % v/v, sendo tempo e razão sólido/líquido fixados em 37,5 min e 4,0 mg mL-1, respectivamente. Um reator tipo batelada sob atmosfera de argônio a 20 bar foi usado no pré-tratamento. Os teores de açúcares e produtos de degradação presentes nas frações líquidas obtidas após o pré-tratamento, foram analisadas por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência-HPLC. O BFP “in natura” e prétratados foram caracterizados quanto ao teor de umidade, cinzas, extrativos, celulose, hemicelulose, lignina total, análise elementar, termogravimetria, difração de raios-X, índice de cristalinidade, análise de superfície e de poder calorífico superior. Umestudo cinético da reação de hidrólise da fração hemicelulósica do BFP nas condições otimizadas foi executado. O prétratamento com AcOH mostrou-seeficiente na redução mássica do BFP, sendo a maior perda de massa (68,9%) ocorrida em 190,0 °C e 4,4 % v/v de AcOH. A condição otimizada para os açúcares totais (171,0 °C e 4,3 % v/v de AcOH) apresentou 67,06 mgL - 1 de açúcares (valor próximo do predito pelo modelo) e baixa concentração de furfural e HMF. A condição de otimização simultânea (187 °C; 4,9% v/v AcOH) apresentou 49,71 mg L- 1 de açúcares totais, 27,90 mg L- 1 de furfural e 1,85 mg L- 1 de hidroximetilfurfural, valores estes próximos dos valores preditos pelo modelo. O experimento realizado a 200 °C e 6,0% v/v de AcOH, para verificar o comportamento da concentração de furfural e hidroximetilfurfural, apresentaram concentrações de 42,40 e 2,44 mg L-1, respectivamente, também próximas dos valores preditos. Após o pré-tratamento, a biomassa apresentou elevados aumentos nos teores de celulose e lignina, e redução de 90,0% da fração extrativa e 45,0% das estruturas hemicelulósicas, para o ensaio realizado a 200 °C e 6,0 % v/v de AcOH. O pré-tratamento promoveu um aumento máxima de 29,39% no índice de cristalinidade do material. Foi observado um aumento da área superficial e volume de poros. As análises de MEV mostraram alterações na superfície do material em todos os ensaios. Foram observados quatro eventos de degradação térmica para as curvas termogravimétricas (TGA) das biomassas “in natura”e pré-tratada, e um aumento nas temperatura de degradação após o pré-tratamento. Para a remoção das hemiceluloses, os resultados obtidos mostraram que a reação de hidrólise ácida, nas condições estudadas, foi dependente das variáveis temperatura e tempo. A máxima extração de xilose (160 mg L -1 ) ocorreu a 160 °C após 150 min de reação e a máxima para a arabinose foi obtida a 160 °Capós 120 min. A análise cinética mostrou que a constante de velocidade de reação, k, para a reação de desaparecimento de xilana e arabinana presentes na hemicelulose, aumentou com o aumento da temperatura. O valor obtido para a energia de ativação (Ea) de formação da xilose foi 102,1 kJ mol-1 e para arabinose foi de 66,4 kJ mol-1. The pretreatment of oil palm fruit bagasse (PFB) with aqueous acetic acid solution (AcOH) and the use of pressure, in order to obtain sugars (glucose, xylose, arabinose) and products of value Aggregate (furfural and hydroxymethylfurfural). The "in natura" bagasse had 14.3 % of cellulose, 18.7 % of hemicellulose, 27.5 % of lignin, 30.7 % of extractives and crystallinity index of 42.41 %. The study was performed based on a fractional factorial design 24-1, followed by a central composite design (CCD), optimization through surface response graph and simultaneous optimization via nonlinear programming method. Statistical software 7.0 was used for data analysis. The effects of temperature (100.0-180.0 °C), time (15.0-60.0 min.), Solid/liquid ratio (4.0-16.0 mgmL-1) and AcOH concentration (1.0-5.0 % v/v) on the mass loss. The DCC was run in the temperature range of 140.0 to 180.0 ° C and the AcOH concentration of 3.0 to 5.0 % v/v, with time and solid/liquid ratio being set at 37.5 min and 4.0 mg mL-1, respectively. A batch reactor under argon atmosphere at 20 bar was used in pretreatment. High Performance Liquid Chromatography (HPLC) analyzed the sugars and degradation products present in the liquid fractions obtained after pretreatment. The PFB “in natura”and pre-treated were characterized as moisture content, ashes, extractives, cellulose, hemicellulose, total lignin, elemental analysis, thermogravimetry, X-ray diffraction, crystallinity index, surface analysis and higher calorific value . A kinetic study of the hydrolysis reaction of the hemicellulosic fraction of PFBunder optimized conditions was performed. The pretreatment with AcOH was efficient in the mass reduction of PFB, with the largest loss of mass (68.9%) occurring at 190.0 °C and 4.4 % v/v AcOH. The optimized condition for total sugars (171.0 °C and 4.3 % v/v AcOH) presented 67.06 mg L-1 sugars (close to that predicted by the model) and low concentration of furfural and HMF. The simultaneous optimization condition (187 °C and 4.9 % v/v AcOH) showed 49.71 mg L-1 of total sugars, 27.90 mg L-1 of furfural and 1.85 mg L-1 of hydroxymethylfurfural, values close to the values predicted by the model. The experiment performed at 200 °C and 6.0 % v/v of AcOH, to verify the behavior of the concentration of furfural and hydroxymethylfurfural, presented concentrations of 42.40 and 2.44 mg L-1, respectively. Also close to the values Predicted. After the pretreatment, the biomass presented high increases in the cellulose and lignin contents, and a reduction of 90.0 % of the extractive fraction and 45.0% of the hemicellulosic structures, for the test performed at 200 °C and 6.0 % v/v AcOH. Pretreatment promoted a maximum increase of 29.39 % in the index of crystallinity of the material. An increase in surface area and pore volume was observed. SEM analyzes showed changes in the surface of the material in all assays. Four thermal degradation events were observed for the thermogravimetric curves (TGA) of the "in natura" and pretreated biomasses, and an increase in degradation temperature after pretreatment. For the removal of the hemicelluloses, the results obtained showed that the acid hydrolysis reaction, under the conditions studied, was dependent on temperature and time variables. The maximum extraction of xylose (160 mg L- 1) occurred at 160 °C after 150 min of reaction and the maximum for arabinose was obtained at 160 °C after 120 min. The kinetic analysis showed that the reaction rate constant, k, for the disappearance reaction of xylan and arabinane present in hemicellulose, increased with increasing temperature. The value obtained for the activation energy (Ea) of xylose formation was 102.1 kJ mol-1 and for arabinose was 66.4 kJ mol-1. Dissertação (Mestrado)

FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais No contexto das instalações de energia renovável, os parques eólicos ocupam posição de destaque na composição da matriz energética do cenário mundial e do Brasil. Não obstante os atrativos oferecidos, quando da inserção destes complexos de geração nos sistemas elétricos em operação, estudos avaliativos da integração entre as novas instalações e as existentes se fazem necessários. Estas questões abrangem um conjunto de análises, que visam, sobretudo, a garantia operacional da Rede Básica em consonância com as legislações aplicáveis. Dentre os estudos da correlação entre os novos acessos e seus impactos sobre a rede de conexão destacam-se aqueles diretamente afeitos à Qualidade da Energia. Neste cenário, à luz do reconhecimento que as unidades de geração eólicas são interligadas às redes elétricas através de tecnologias envolvendo inversores eletrônicos, estes arranjos culminam, indubitavelmente, na produção e injeção de componentes harmônicas de corrente. Visando, pois, a garantia dos padrões de desempenho aceitáveis, os mencionados órgãos reguladores definem condições impostas aos novos acessantes, as quais devem ser avaliadas ainda na fase de planejamento das instalações. Nesta etapa inicial, os estudos de desempenho são, à princípio, embasados em bancos de dados fornecidos pelos fabricantes. Tais informações, devidamente tratadas, resultam, assim, nos impactos sobre as distorções harmônicas de tensão no Ponto de Acoplamento com as redes preexistentes. Não obstante este seja o procedimento praticado, o fato é que, após o comissionamento das instalações, valores de correntes medidas e associadas com o funcionamento dos aerogeradores podem se mostrar bastante discrepantes daquelas inicialmente utilizadas. Dentre os vários motivos que podem justificar tais diferenças sobressai a presença de pré-distorções existentes nas barras de conexão. Inserido pois neste cenário, a presente dissertação encontra-se centrada numa análise crítica entre as ordens e níveis das correntes harmônicas efetivamente encontradas nas medições e aquelas inicialmente associadas com os bancos de dados dos fabricantes. Estudos envolvendo processos de análise tradicionais no domínio da frequência, corroborados com avaliações de desempenho no domínio do tempo são utilizados para consubstanciar as análises feitas. In the context of renewable energy generation schemes, wind farms occupy a prominent position in the composition of the electrical energy matrix of the world scenario and of Brazil. Notwithstanding the attractive features, when integrating these generation complexes into the electric systems in operation, studies of the integration between new and existing facilities are necessary. These issues cover a range of analyses, which aim above all to ensure the operational guarantee of the AC grid in line with the applicable legislation. Among the studies of the correlation between the new accesses and their impacts upon the connection network stand out those related to the Quality of Energy. In this scenario, in light of the recognition that the wind power units are interconnected to the electrical networks through technologies involving electronic inverters, these arrangements undoubtedly culminate in the production and injection of current harmonic components. In order to guarantee acceptable standards of performance, the regulatory bodies define conditions imposed on new accesses, which must be evaluated in the planning stage of the installations. At this early step, performance studies are initially based on databases provided by manufacturers. Such information, duly treated, thus results in the impacts on the harmonic distortions of voltage at the Coupling Point with the pre-existing grid. Although this is the procedure in practice, the fact is that after the commissioning of the installations, values of current measured and associated with site operation of the wind turbines can be quite different from those initially used. Among the several reasons that may justify such differences, the presence of background distortions at the PCC stands out. In this scenario, the present dissertation is focused on a critical analysis between the orders and levels of the harmonic currents actually found in the measurements and those initially associated with the manufacturers' databases. Studies involving traditional analysis made up based on the frequency domain techniques, corroborated with performance evaluations in the time domain are use to support the analyses made. Dissertação (Mestrado)

Orientador: Prof. Dr. Marcos de Souza Coorientador: Prof. Dr. Sérgio Henrique Bernardo de Faria Dissertação (mestrado em Engenharia Química) - Universidade Estadual de Maringá, 2019 RESUMO: A mudança climática e o esgotamento dos combustíveis fósseis são os principais motivos que levam à tecnologia do hidrogênio. A produção de hidrogênio a partir do etanol é considerada um caminho promissor para o desenvolvimento sustentável de energia, que está passando por um crescimento explosivo na última década. O etanol é um candidato sustentável devido à sua natureza renovável, disponibilidade crescente, natureza biodegradável, baixa toxicidade e facilidade de transporte. Pode ser facilmente convertido em uma mistura rica em hidrogênio por meio do processo de reforma catalítica do etanol com vapor d'água. Além das condições de operação, o rendimento de hidrogênio depende muito da natureza do metal e do suporte selecionado. O presente trabalho trata da preparação, caracterização e avaliação da reação utilizando catalisadores estruturados para geração de hidrogênio via reforma a vapor do etanol. Para estes fins, monólitos de cordierita de 400 cpsi com comprimento de 5 cm e 10 cm foram revestidos com os catalisadores CuNi/CeO2 e CuNi/Na2O/Nb2O5 pelo método de dip-coating. Os catalisadores foram caracterizados por absorção atômica, análise textural, RTP, MEV e DRX. As condições operacionais foram temperatura de 450 °C e razão molar de água:etanol de 10:1. A conversão e seletividade do hidrogênio foram verificadas para o sistema utilizando catalisadores monolíticos e em pellets. O MEV mostrou uma camada de catalisador uniforme e bem coberta. Os monólitos foram testados com sucesso para produção de gás hidrogênio a partir da reforma a vapor do etanol. A principal rota de obtenção de H2 em todos os casos foi a decomposição do etanol. Nenhum dos catalisadores teve conversão completa de etanol, mas todos tiveram uma geração pequena de subprodutos (acetaldeído, acetona, etano, etileno). Os catalisadores apresentaram comportamentos distintos, devido às suas características de suporte diferentes. Para os catalisadores suportados em Nb2O5, foi favorecida a formação de etileno pela desidratação do etanol. Para os catalisadores suportados em CeO2, houve formação de acetona devido a influência do suporte. Os catalisadores de CuNi/CeO2 em pellets (PCNC6) e revestidos na cordierita (MCNC10) com carga de 6,5 g apresentaram maior conversão e seletividade ao H2, além de menor distribuição de produtos, o que os tornam melhores candidatos a produção de hidrogênio pela reforma a vapor do etanol ABSTRACT: Climate change and fossil fuel depletion are the main reasons leading to hydrogen technology. Hydrogen production from ethanol is regarded as a promising way for energy sustainable development, which is undergoing na explosive growth over the last decade. Ethanol is a sustainable candidate because of its renewable nature, increasing availability, biodegradable nature, low toxicity, and ease of transport. It can be easily converted to a hydrogen rich mixture through catalytic steam reforming process. Besides operating conditions, hydrogen yield greatly dependent on the nature of metal and the support selected. The present work reports on the preparation, characterization and reaction evaluation of structured catalysts toward hydrogen generation via ethanol steam reforming. To these ends, 400 cpsi cordierite monoliths of 5 cm and 10 cm were coated with CuNi/CeO2 and CuNi-Na2O/Nb2O5 catalyst by dip-coating method. The catalysts were characterized by textural analysis, TPR, SEM/EDS and XRD. Operating conditions were temperature of 450 °C and water:ethanol molar ratio of 10:1. The conversion and hydrogen selectivity were verified for the system using monoliths and pellets catalysts. SEM showed a uniform and well-covering catalyst layer. The monoliths were successfully tested for hydrogen production from ethanol steam reforming. The main route for H2 obtainment in all cases was ethanol decomposition. None of the catalysts had complete ethanol conversion but all had a low generation of by-products (acetaldehyde, acetone, ethane, ethylene). The catalysts presented distinct behaviors, due to their different support characteristics. For the catalysts supported in Nb2O5, ethylene formation was favored by ethanol dehydration. For the catalyst supported in CeO2, there was formation of acetone due to the influence of the support. The CuNi/CeO2 in pellets (PCNC6) and coated on cordierite (MCNC10) catalysts with load of 6,5 g showed higher conversion and selectivity to H2 and lower product distribution, which makes them the best candidate for hydrogen production by ethanol steam reforming 71 f. : il. (algumas col.).

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Este trabalho apresenta a análise e o desenvolvimento experimental de uma estrutura topológica de Retificador Híbrido Monofásico Bidirecional (RHMB) com elevado fator de potência (FP) e reduzida Distorção Total de Corrente (DTI) para aplicação em microrredes de Corrente Contínua (CC). A estrutura proposta oferece as características operacionais de retificador ou de inversor de acordo com a demanda do sistema, drenando uma corrente em conformidade com a norma de qualidade de energia IEC 61000-3-2 durante a retificação e injetando uma corrente em conformidade com a norma IEEE 1547 durante a injeção. Para analisar o comportamento da topologia, implementou-se um modelo computacional na plataforma PSIM® através do qual foi possível verificar a eficiência da estratégia de controle para imposição de corrente senoidal baseada no cálculo da DTI em tempo real durante as condições normais de operação (operação como retificador) e ainda o fornecimento de um barramento CC constante e injeção de potência ativa na rede durante a condição de excedente de energia (operação como inversor). Por fim, com o intuito de corroborar com a teoria proposta, desenvolveu-se um protótipo para potência nominal de 1kW com estratégia de controle digital implementada a partir de um DSP (Digital Signal Processor). Foram realizados ensaios individuais em cada uma das etapas de operação além de ensaios apresentando a transição entre os dois modos de forma a comprovar suas características de estrutura híbrida e bidirecional. This work presents the analysis and the experimental development of a topological structure of a Bidirectional Single-Phase Hybrid Rectifier (BSHR) with High a Power Factor (PF) and reduced Total Harmonic Distortion (THD) for applications in DC Microgrids. The proposed structure offers the rectifier or inverter operating characteristics according to system demand by draining a current in accordance with the IEC 61000-3-2 power quality standard during a rectification and injecting a current in accordance with the IEEE 1547 standard during the injection. In order to analyze the behavior of the proposed topology, a computational model was implemented in the PSIM® platform through which it was possible to verify the efficiency of the control strategy for sinusoidal current imposition based on real-time THD calculation during normal operating conditions (working as a rectifier) and also the supply of a constant DC bus and active power injection in the grid during the surplus energy condition (power inverter operation). Finally, in order to corroborate with the proposed theory, a prototype was developed for nominal power of 1kW with digital control strategy implemented from a DSP (Digital Signal Processor). Individual tests were carried out in each of the stages of operation besides tests presenting the transition between the two modes in order to prove its characteristics of hybrid and bidirectional structure. Dissertação (Mestrado)

This work has as main objective the installation and technical - financial evaluation of a hybrid wind - photovoltaic system applied to water pumping . In addition, a sizing methodology is proposed based on renewable sources considering low cost and available potential. The hybrid system was installed in front of the Pici Campus reservoir of the Federal Univers ity of Ceará (UFC) in Fortaleza /CE, Brazil. The hybrid system consists of 01 wind turbine of 1 kW, 04 photovoltaic modules of 87 Wp, a battery bank with 05 units of 150 Ah. The pumping system con sists of a motor - pump 0, 5 cv . Technical analysis was performed by analyzing the data (electric and non - electric) collected by sensors to a supervisory system. The results indicate that the wind resource variation for the site is higher, when compared to the solar resource, and the availability of the potential of both resources are concomitant during the daytime period, a characteristic also observed in the anal yzed period. T he generation system with battery bank, operating in either the hybrid configuration or individual, assured the supply of electricity to the pumping system during operating time . From the indicators of efficiency, it was found that the conver sion units showed divergence between estimated and measured electricity generation, and wind unit which presented greater divergence. The electricity cost of the hybrid system (wind - solar) installed with battery bank is 0.86 R$/kWh. The sizing of the generating system indicated that the hybrid configuration at the site does not fit due to the high solar potential available and the low availability of wind resources in the 1 st trimester of the year . The sizing generation system indicated that th e hybrid configuration has the lowest cost (1.52 R$/kWh) when sizing with the resources of October month . Indicating thus , that when more than one renewable source stands out , the hybrid configuration can be viable alternative A presente dissertação apresenta como objetivo principal a instalação e avaliação de desempenho técnico-financeiro de um sistema híbrido eólico-fotovoltaico aplicado ao bombeamento de água. Adicionalmente, é proposta uma metodologia de dimensionamento de sistema híbrido de geração baseado em fontes renováveis em função do menor custo e do potencial disponível. O sistema de geração híbrido foi instalado na jusante do açude do Campus do Pici da Universidade Federal do Ceará (UFC), em Fortaleza/CE, Brasil. O sistema híbrido é composta por 01 aerogerador de 1 kW, 04 módulos fotovoltaicos de 87 Wp, sistema de banco de baterias com 05 unidades de 150 Ah. O sistema de bombeamento é composto por um conjunto moto-bomba de 0,5 cv. A análise técnica foi efetuada mediante análise dos dados (elétricos e não elétricos) coletados através de sensores instalados a um sistema supervisório. Os resultados indicam que a variação do recurso eólico para o local é mais elevada, quando comparado ao recurso solar, e que a disponibilidade do potencial de ambos os recursos são praticamente concomitantes ao longo do período diurno, característica esta também observada no período analisado. O sistema de geração com banco de baterias, operando tanto na configuração híbrida ou individual, assegurou o fornecimento de eletricidade para o sistema de bombeamento no período de funcionamento da carga. A partir dos indicadores de eficiência, verificou-se que as unidades de conversão apresentaram divergência entre a geração de eletricidade estimada e a mensurada, tendo a unidade eólica a qual apresentou maior divergência. O custo da energia elétrica do sistema híbrido instalado (eólico-solar) com banco de baterias é de 0,86 R$/kWh. O dimensionamento do sistema de geração indicou que a configuração híbrida para o local não se ajusta em virtude do elevado potencial solar disponível e da baixa disponibilidade do recurso eólico no 1º trimestre do ano. O dimensionamento indicou que a configuração híbrida foi a de menor custo (1,52 R$/kWh) quando dimensionada em função dos recursos do mês de Outubro. Indicando assim que quando mais de uma fonte renovável se destaca a configuração híbrida pode ser sim uma alternativa viável

Orientadora: Prof.ª Dr.ª Nádia Regina Camargo Fernandes-Machado Coorientador: Prof. Dr. Marcos de Souza Dissertação (mestrado em Engenharia Química) - Universidade Estadual de Maringá, 2014 Diante do aumento da demanda energética atual, o mundo carece de novas tecnologias que forneçam energia sustentável, renovável e não poluente. A produção de hidrogênio para células a combustível a partir do etanol tem demonstrado atender a essas necessidades. Com esse intuito, o presente trabalho tratou da produção de hidrogênio a partir de reações de reforma com vapor d’água e oxidativas para células a combustível, obtendo assim energia renovável e pura. Para esse fim foram sintetizados dois catalisadores por impregnação: Cu/Ni/CeO2 e Cu/Ni/Na2O/Nb2O5. Esses catalisadores foram caracterizados por várias técnicas: absorção atômica, difração de raios - X (DRX), redução à temperatura programada (RTP), dessorção de amônia à temperatura programada (DTP - NH3), análise textural, termogravimetria (TG), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As análises de DRX e RTP demonstraram que houve interação das fases ativas no catalisador suportado em cério e do suporte com o cobre no catalisador suportado em Nb2O5. A caracterização de acidez (DTP - NH3) demonstrou acidez nos dois catalisadores, acidez essa que foi maior em ambos os suportes antes da impregnação dos catalisadores. A análise textural apresentou o CeO2 como um material mesoporoso e altamente poroso em comparação ao Nb2O5, que demonstrou menor área e características de microporos. Tais propriedades texturais influenciaram as análises de MEV, pois o catalisador Cu/Ni/CeO2 apresentou maior dispersão, ou seja, menor formação de clusters, além de ter mascarado o aparecimento do precursor metálico. Os testes catalíticos realizados com o catalisador Cu/Ni/CeO2 em ausência de atmosfera oxidativa teve como principais produtos H2, CO2 e acetona, isso devido à grande influência do suporte. Na presença do oxigênio os produtos CO, CO2, CH4 e acetaldeído foram encontrados em maior quantidade. O catalisador Cu/Ni/Na2O/Nb2O5 não apresentou acetona como produto, mas favoreceu a formação de CO, CO2, CH4, H2 e acetaldeído em maiores quantidades. Porém a 400 °C o produto de maior seletividade foi o eteno, o que levou a supor um mecanismo para esse catalisador, no qual esse produto está envolvido. Esse catalisador suportado em Nb2O5 apresentou certa instabilidade, pois notou-se grande formação de coque sobre o mesmo. Alguns testes foram realizados sem a ativação prévia dos catalisadores. Esses testes não apresentaram alta conversão, mas a seletividade dos produtos neles encontrada foi boa em relação aos outros testes realizados com ativação prévia dos catalisadores In face of current trends in nowadays energy demands, the world is in need of new technologies able to provide sustainable, renewable and nonpolluting energy. Hydrogen production for fuel cells from ethanol has shown to satisfy these requirements. In this way, the present work dealt with hydrogen production from steam reforming and oxidative steam reforming reactions for fuel cells as a form of renewable and pure energy. For that purpose, two catalysts were synthesized by wet impregnation: Cu/Ni/CeO2 and Cu/Ni/Na2O/Nb2O5. These catalysts were characterized by several techniques, namely: atomic absorption, X-ray diffraction (XRD), temperature programed reduction (TPR), temperature-programed ammonia desorption (TPD-NH3), textural analysis, thermogravimetry (TG), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM). XDR and TPR analyses showed interactions between the active phases in the Ce supported catalyst and between the support and Cu in the catalyst supported in Nb2O5. The acidity characterization (TPD-NH3) revealed acidity in both catalysts. This acidity was greater in both supports before impregnation of the catalysts. Textural analysis revealed CeO2 as a mesoporous material and highly porous in comparison with Nb2O5, which showed smaller area and micropore characteristics. These textural properties influenced the SEM analyses, since the catalyst Cu/Ni/CeO2 has presented higher dispersion, i.e., less cluster formation, and also masked the appearance of metallic particles. The catalytic tests performed with Cu/Ni/CeO2 in absence of oxidative atmosphere had H2, CO2 and acetone as the main products, due to the great support influence. In the presence of oxygen, the products CO, CO2, CH4 and acetaldehyde were found in greater proportions. The catalyst Cu/Ni/Na2O/Nb2O5 did not present acetone among its products, but favored the formation of CO, CO2, CH4, H2 and acetaldehyde in greater proportions. Nevertheless, at 400 oC, the product of higher selectivity was ethane, what led to a possible mechanism for this catalyst in which this product is involved. The catalyst supported in Nb2O5 presented some instability, since great formation of coke was observed over the catalyst. Some tests were performed without previous activation of the catalysts. These tests did not presented high conversion, but products selectivity was good relative to the other tests performed with previous activation of the catalysts