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- Análise do desempenho energético de um edifício de serviços – o caso do quartel dos bombeiros voluntários de BragançaPublication . Cova, Sónia; Soares, Orlando; Andrade, Carlos A.R.Resumo - Atualmente o consumo energético dos edifícios é um tema de elevada importância, pois estes são os principais responsáveis pelo consumo de energia global e assim também pelo aumento da poluição, emissão de gases e aquecimento global. Consequentemente as fontes de energia fósseis escasseiam rapidamente, e o seu período de renovação é lento, não conseguindo acompanhar a constante demanda de suprir as necessidades energéticas. Tornando-se fundamental tomar medidas para reduzir o impacto do consumo global de energia, incitando a uma utilização racional das fontes de energia, promovendo a eficiência energética e o desenvolvimento sustentável. O presente trabalho tem como principal objetivo a simulação dinâmica de um edifício de serviços, com recurso ao software DesignBuilde®r para modelação 3D e, o EnergyPlus® como plataforma de cálculo. Com estas ferramentas são analisadas soluções na configuração de medidas de melhoria, de forma a aumentar as condições de conforto e permitir uma diminuição nos gastos de energia do edifício. Para este trabalho foi necessário realizar um levantamento de todos os equipamentos elétricos, sistemas de climatização e de iluminação presentes no edifício, com o objetivo de fazer uma caracterização muito aproximada da realidade com o edifício.
- Analysis and NN-based control of doubly fed induction generator in wind power generationPublication . Soares, Orlando; Gonçalves, Henrique; Martins, António A.; Carvalho, AdrianoWith the increasing size of wind power generation it is required to perform power system stability analysis that uses dynamic wind generator models. In this paper are presented all the wind power system components, including the turbine, the generator, the power electronic converter and controllers. The aim is to study the Doubly Fed Induction Generator (DFIG) operation and its connection to the power system, either during normal operation or during transient grid fault events. Two different control system design technologies are present, the first is performed by standard PI controllers and the second is based on artificial neural networks
- Analysis and NN-based control of doubly fed induction generator in wind power generationPublication . Soares, Orlando; Gonçalves, Henrique; Martins, António A.; Carvalho, AdrianoWith the increasing size of wind power generation it is required to perform power system stability analysis that uses dynamic wind generator models. In this paper are presented all the wind power system components, including the turbine, the generator, the power electronic converter and controllers. The aim is to study the Doubly Fed Induction Generator (DFIG) operation and its connection to the power system, either during normal operation or during transient grid fault events. Two different control system design technologies are present, the first is performed by standard PI controllers and the second is based on artificial neural networks.
- Analysis of DC-DC converters for integrated photovoltaic solar-powered electric bus charging systemsPublication . Soares, Orlando; Forigo, Paula W.This article presents a theoretical study and validation of the feasibility of integrating photovoltaic (PV) systems to charge electric vehicles, with a focus on an electric bus as the model for analysis. The work further explores the design of an energy conversion system employing DC-DC converters, analyzing various converter types and configurations to maximize energy transfer efficiency. The study identifies optimal converter topologies and control strategies to enhance system performance. Finally, the proposed models are validated through simulations in Matlab/Simulink, incorporating lithium-ion batteries as the energy storage system. The article aims to demonstrate how integrating photovoltaic energy into electric vehicle charging can serve as a sustainable and environmentally friendly solution, offering practical insights for improving energy efficiency in public transportation systems.
- Desempenho energético do edifício dos Bombeiros Voluntários de BragançaPublication . Cova, Sónia; Andrade, Carlos A.R.; Soares, OrlandoAtualmente o consumo energético dos edifícios é um tema de elevada importância, pois estes são os principais responsáveis pelo consumo de energia global, logo pelo aumento da poluição, emissão de gases e aquecimento global. Consequentemente as fontes de energia fósseis escasseiam rapidamente, e o seu período de renovação é lento, não conseguindo acompanhar o aumento da procura para suprir as necessidades energéticas. Torna-se fundamental tomar medidas para reduzir o impacto do consumo global de energia, incitando a uma utilização racional da energia, promovendo a eficiência energética e o desenvolvimento sustentável. Este artigo pretende demonstrar uma metodologia para avaliar o desempenho energético do edifício dos Bombeiros Voluntários de Bragança através da simulação dinâmica multizona, com recurso a um programa acreditado pela Norma ASHRAE 140-2004, que no caso em estudo foi o DesignBuilder'" que usa como motor de cálculo o EnergyPlus®. Para a modelação do edifício foi necessário realizar um levantamento de todas as soluções construtivas, das cargas elétricas e térmicas, assim como dos perfis de utilização/atividade em todas as zonas do edifício, para fazer uma caraterização exaustiva e aproximada da realidade do edifício. Com os resultados obtidos foi possível efetuar a avaliação do desempenho energético do edifício, verificando que existe um grande desperdício de energia devido às perdas pela envolvente e à baixa eficiência dos sistemas de produção de AQS. Além disso, são avaliadas as implementações de medidas de melhoria que visam, por um lado, melhorar as condições e conforto dos utilizadores e, por outro, a redução dos consumos da energia do edifício.
- Development of a photovoltaic MPPT control based on neural networkPublication . Abderrahmane, Elhor; Abdelfettah, Kerboua; Fouad, Boukli Hacen; Soares, OrlandoThe Maximum Power Point Tracking (MPPT) is an important factor to increase the efficiency of the solar photovoltaic (PV) system. This paper presents a solar PV system containing a solar PV array, a DC/DC boost converter and a load. Di↵erentMPPT algorithms have been established with their features. The conventional algorithms (Perturb and Observe, Incremental Conductance and Open Circuit Voltage) show a lot of drawbacks. The major issue is the tracking of the Maximum Power Point (MPP) when environmental conditions change faster. So, a MPPT technique based on Neural Network (NN) was developed and which can enhance the efficiency and gathers the advantages of a lot of techniques. A multi layer neural network with back-propagation algorithm is used in order to have a small Mean Squared Error (MSE). The inputs of NN are irradiance, temperature and the output is the duty cycle that controls the boost converter. Finally, it is discussed the results and made comparison in terms of performance of the di↵erent algorithms, covering the overshoot, time response, oscillation and stability.
- Development of a photovoltaic MPPT control based on neural networkPublication . Abderrahmane, Elhor; Abdelfettah, Kerboua; Fouad, Boukli Hacen; Soares, OrlandoThe Maximum Power Point Tracking (MPPT) is an important factor to increase the efficiency of the solar photovoltaic (PV) system. This paper presents a solar PV system containing a solar PV array, a DC/DC boost converter and a load. Different MPPT algorithms have been established with their features. The conventional algorithms (Perturb and Observe, Incremental Conductance and Open Circuit Voltage) show a lot of drawbacks. The major issue is the tracking of the Maximum Power Point (MPP) when environmental conditions change faster. So, a MPPT technique based on Neural Network (NN) was developed and which can enhance the efficiency and gathers the advantages of a lot of techniques. A multi layer neural network with back-propagation algorithm is used in order to have a small Mean Squared Error (MSE). The inputs of NN are irradiance, temperature and the output is the duty cycle that controls the boost converter. Finally, it is discussed the results and made comparison in terms of performance of the different algorithms, covering the overshoot, time response, oscillation and stability.
- Estado da arte da incorporação de um sistema de cogeração de energia em uma planta de produção de biodiesel e hidrogênioPublication . Nobrega, Glauco; Boloy, Ronney Arismel Mancebo; Soares, OrlandoThe steady increase in energy use across the globe forces society to seek alternatives to traditional sources of energy, since these are not only considered to be finite but also have a significant environmental impact. In this context, alternative forms of fuels that are renewable and ecologically sustainable are gaining notoriety. In this way, the article aims to present the raw material and products generated in a hydrogen and biodiesel production plant and, in addition, demonstrate how a cogeneration process has the potential to make this production even more sustainable and economical.
- Estado da arte sobre as inovações na cadeia de processamento da mandioca para produção de farinha secaPublication . Chaves, Yasmim; Boloy, Ronney Arismel Mancebo; Soares, OrlandoA mandioca é uma cultura tropical que tem grande importância na segurança alimentar e supre exigênicas nutricionais, por isso seu plantio está crescendo a cada ano. A produção mundial de mandioca é de cerca de 276,7 milhões de toneladas por ano, sendo a Nigéria o maior produtor mundial com 19,5% de produção, seguida da Tailândia com 10,9% e da Indonésia com 8,6% de produção. O Brasil está em 4º lugar com 7,7% da produção mundial. O principal produto produzido a partir de mandioca é a farinha seca, atingindo níveis acima de 90%. Como um subproduto deste processo, temos um efluente industrial chamado "manipueira", que é liberado durante o processo de prensagem. Esse efluente é muito tóxico e poluente quando não tratado, apresentando também alto potencial em gás metano e, portanto, podendo ser usado como recurso energético para a produção de biocombustíveis.
- Evaluation of cost-optimal retrofit investment in buildings: the case of Bragança fire station, PortugalPublication . Cova, Sónia; Andrade, Carlos A.R.; Soares, Orlando; Lopes, JorgeOffice buildings built before the entry into force of the first thermal regulation in 1991 constitute a relevant group for analysing the energy performance of the Portuguese building sector. A dynamic energy simulation was used to assess the energy performance of an existing office building located in the town of Bragança, Portugal. Four energy efficiency measures were selected and a financial evaluation through the internal rate of return (IRR) method was undertaken to choose the best retrofit option for improving the building’s energy performance. An investment package consisting of the roof insulation and a new equipment for the domestic hot water system presented an IRR higher than the discount rate used in the analysis, and, thus, a positive financial return. The results of the study also suggest that the EU’s comparative methodology framework is not particularly suitable for assessing building retrofit investment at the private investor’s perspective and further refinement in the cost-effective approach to renovations is needed to help stimulate building’s energy renovation market. Suggestions for further studies conducted for office buildings in the different climate zones in Portugal are also proposed.
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