Abstract

Submitted by Helene Reydet (helene.reydet@sciencespo.fr) on 2018-12-06T20:34:33Z No. of bitstreams: 1 MPGI Thesis Helene Reydet.pdf: 1330168 bytes, checksum: 3e2b87fc556622d447955d91b135b41a (MD5) Rejected by Josineide da Silva Santos Locatelli (josineide.locatelli@fgv.br), reason: Dear Hélène, Page 1: Put the title and your name in CAPITAL letter Page 2: Organize the text because the lines are misaligned, in Knowledge Field put your adviser field: Gestão e Competitividade em Empresas Globais Page 4: Put the title and your name in CAPITAL letter, Organize the text because the lines are misaligned, in Knowledge Field put your adviser field: Gestão e Competitividade em Empresas Globais, in data da aprovação, put your presentation date: 13/11/2018, in banca examinadora below the line put just the name of professors, it is necessary all professors All titles like Acknowldgments, Abstract and Resumo must to be in CAPITAL and on the middle of page. I am sending again the model, please, make the corrections and post again on 2018-12-07T14:23:55Z (GMT) Submitted by Helene Reydet (helene.reydet@sciencespo.fr) on 2018-12-10T22:31:57Z No. of bitstreams: 1 Thesis Helene Reydet vF.pdf: 988433 bytes, checksum: e870adbc6ff5f67163d43dba6a070316 (MD5) Rejected by Josineide da Silva Santos Locatelli (josineide.locatelli@fgv.br), reason: Dear Hélène, Please, see below what is necessary to correct: Why your name is different your documents? In the documents have a sharp accent: HÉLÈNE REYDET Page 2: See the model and difference between your work, it is misaligned: Thesis presented to Escola de Administração de Empresas de São Paulo of Fundação Getulio Vargas, as a requirement to obtain the title of Master in International Management (MPGI). Page 3: The Ficha Catalográfica must to have all the informations with the name of person that made it. Page 4: Your name is twice, withdraw one; It is not necessary raise the letters of these words: ACKNOWLDGMENTS, ABSTRACT, RESUMO, CONTENTS, LIST OF FIGURES, LIST OF TABLES, ABBREVIATIONS. The KEYWORDS must to be in the same page of the ABSTRACT and the same size. The “PALAVRAS-CHAVE” must to be in the same page of the “RESUMO” and the same size. The number of pages just can start at the introduction considering the numbers before and put them on the superior right side of the page. Please, correct and post again on 2018-12-11T12:07:10Z (GMT) Submitted by Helene Reydet (helene.reydet@sciencespo.fr) on 2018-12-21T10:37:36Z No. of bitstreams: 1 MPGI Thesis Helene Reydet.pdf: 1249386 bytes, checksum: 51d0705decf1aa1454eb0e764f36f4a0 (MD5) Approved for entry into archive by Josineide da Silva Santos Locatelli (josineide.locatelli@fgv.br) on 2018-12-21T10:59:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MPGI Thesis Helene Reydet.pdf: 1249386 bytes, checksum: 51d0705decf1aa1454eb0e764f36f4a0 (MD5) Approved for entry into archive by Suzane Guimarães (suzane.guimaraes@fgv.br) on 2018-12-21T13:45:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MPGI Thesis Helene Reydet.pdf: 1249386 bytes, checksum: 51d0705decf1aa1454eb0e764f36f4a0 (MD5) Made available in DSpace on 2018-12-21T13:45:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MPGI Thesis Helene Reydet.pdf: 1249386 bytes, checksum: 51d0705decf1aa1454eb0e764f36f4a0 (MD5) Previous issue date: 2018-11-13 The early and widespread adaptation of Flex-Fuel vehicles (FFVs) in Brazil has enabled the country to be a leader for ethanol production and use in the light vehicle segment. However, given the country’s natural resources and today’s technological progress when it comes to Electric vehicles (EVs), electricity is an energy source that owes to be considered as an alternative to ethanol for light vehicles. To the best of our knowledge, no study has been performed to compare the country’s price of electricity and ethanol as energy sources for this vehicle segment. This is a first attempt to consider both alternatives in the Brazilian market. The goal of this market study is to provide the reader with an understanding of both ethanol and electricity’s price attractivity as energy sources for light vehicles in Brazil. The United States were used as a benchmark in order to evaluate both energy source relative attractivity. The results obtained demonstrated a clear competitive advantage of electricity over ethanol and gasoline in the light vehicle segment in Brazil. When considering median price of energy sources alone, electricity is 6.6 times cheaper than ethanol and 6.7 times cheaper than gasoline. What’s more, the price gap between energy sources is much higher in Brazil compared to the US, making electricity comparatively more attractive in Brazil. Thus, when considering prices alone, electricity is therefore an desirable option to look into in Brazil for the light vehicle segment, both in terms of absolute and relative numbers. While this market study is a first attempt at comparing electricity and ethanol as energy sources for light vehicles in Brazil, further research will be needed in order to evaluate the total cost of ownership for FFVs and EVs as well as to understand the challenges ahead in terms of infrastructure, electric grid capacity and EV subsidies, etc. A adaptação inicial e generalizada de veículos Flex-Fuel (FFVs) no Brasil permitiu ao país ser líder na produção e uso de etanol no segmento de veículos leves. No entanto, dados os recursos naturais do país e o atual progresso tecnológico em relação aos veículos elétricos (VE), a eletricidade ´e uma fonte de energia que deve ser considerada como uma alternativa ao etanol para veículos leves. Até onde sabemos, nenhum estudo foi realizado para comparar o pre¸co no país da eletricidade e do etanol como fontes de energia para esse segmento de veículos. Esta ´e uma primeira tentativa de considerar as duas alternativas no mercado brasileiro. O objetivo deste estudo de mercado ´e de fornecer ao leitor uma compreensão do mercado de veículos leves comparando a atratividade do pre¸co do etanol e da eletricidade como fontes de energia para o referido segmento no Brasil. Os Estados Unidos foram utilizados como referência para avaliar a atratividade relativa da fonte de energia. Os resultados obtidos demonstraram uma clara vantagem competitiva da eletricidade sobre o etanol e a gasolina no segmento de veículos leves no Brasil. Quando se considera o preço médio das fontes de energia sozinha, a eletricidade é 6,6 vezes mais barata que o etanol e 6,7 vezes mais barata que a gasolina. Além do mais, a diferença de preço entre essas fontes de energia ´e muito maior no Brasil em compara¸c˜ao com a diferença observada nos Estados Unidos, tornando a eletricidade comparativamente ainda mais atraente no Brasil. Assim, ao considerar apenas os preços, a eletricidade é uma opção atrativa a ser considerada para o mercado brasileiro de veículos leves, tanto em números absolutos quanto relativos. Enquanto este estudo de mercado ´e uma primeira tentativa de comparar a eletricidade e o etanol como fontes de energia para veículos leves no Brasil, mais pesquisas serão necessárias para avaliar o custo total de propriedade para FFVs e EVs, bem como para entender os desafios futuros em termos de infra-estrutura, capacidade de rede elétrica e subsídios de EV, etc.

Abstract

O interesse por veículos elétricos voltou a crescer nos últimos anos, principalmente, devido às questões ambientais e de eficiência energética. Aliado ao desenvolvimento de fontes e acumuladores de energia com densidades de energia e potência maiores que viabilizam a utilização de veículos elétricos em substituição parcial dos veículos com motores a combustão interna, já surgem comercialmente no mercado alguns modelos de veículos elétricos. Neste contexto, também cresce a necessidade de recursos humanos capacitados e ferramentas auxiliares para o dimensionamento dos componentes dessa nova geração de veículos automotores. Este trabalho apresenta uma metodologia simples e direta de dimensionamento do sistema de tração para veículos elétricos autônomos, bem como os resultados de uma aplicação prática da utilização desta metodologia no desenvolvimento de veículos elétricos fora de estrada para transporte de pessoas e de material. A comparação entre os resultados práticos obtidos com os cálculos realizados mostra que a metodologia, com o equacionamento completo e abrangente apresentado, fornece resultados com excelente exatidão. The interest in electric vehicles is growing again in recent years, mainly due to environmental concerns and energy efficiency issues. Combined with the development of energy storage devices with higher power and energy densities that enable the use of electric vehicles, some models already appear commercially in the market replacing vehicles with internal combustion engines in specific applications. In this context, it also increases the need for trained human resources and auxiliary tools for designing the components of this new vehicles generation. This dissertation presents a simple and direct methodology of propulsion system design for autonomous electric vehicles as well as the results of a practical application of using this methodology in the development of off-road electric vehicles for people and material transport. The comparison between the practical results obtained with the calculations shows that the methodology, with the complete and comprehensive equations presented, provides results with excellent accuracy.

Abstract

Orientadores: André Ricardo Fioravanti, Ely Carneiro de Paiva Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Made available in DSpace on 2018-08-30T15:24:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ribeiro_AlexandreMonteiro_M.pdf: 4869710 bytes, checksum: 4c796f6cdd5d3e49215ad65105b6b0c9 (MD5) Previous issue date: 2016 Resumo: Este trabalho documenta a concepção e desenvolvimento de estratégias de controle de distribuição de torques para veículos elétricos multitração. O estudo se concentra em um veículo elétrico convencional com rodas motrizes traseiras e tem como finalidade incrementar a estabilidade do veículo em situações adversas. A distribuição independente de torque pode ser obtida através do uso de diferencial eletrônico, também conhecido na literatura por vetorização de torque. Esta técnica é capaz de gerar forças adicionais nos pneus e criar um momento de guinada sobre o veículo através da aplicação de torques individuais nas rodas de um eixo, sem deteriorar seu desempenho longitudinal. Nesta dissertação são apresentadas três estratégias de controle para o diferencial eletrônico. A primeira abordagem é realizada através de um controlador clássico PI. A segunda consiste em um controlador LQR embasada em um modelo simplificado do veículo, denominado modelo planar. Finalmente, a terceira abordagem é desenvolvida através de controle ótimo em tempo finito, em que, em cada instante de tempo, calcula-se a melhor atuação de torques para o veículo. Desta forma, agrega-se informações da dinâmica dos pneus e os efeitos de rolagem e distribuição de carga nos pneus do veículo ao realizar curvas. O trabalho inclui a modelagem utilizada na construção de um simulador em Matlab/Simulink. Escolheu-se um modelo capaz de avaliar os movimentos nos três eixos do veículo e com respostas precisas ao longo da execução de manobras. Para este propósito são apresentados os modelos dos motores elétricos, do sistema de propulsão, a dinâmica de corpo rígido, o sistema de amortecedores e a interação pneu-solo Abstract: This dissertation documents the conception and development of control strategies to allocate independent traction forces in an electric vehicle equipped with two rear driving wheels, for the purpose of enhancing the vehicle stability control system. The independent torque distribution can be achieved through the use of electronic differential, also know in the literature by torque vectoring. This approach is capable to generate optimal additional tire forces and yaw moment over the vehicle through the application of individual wheel torques without deteriorating the longitudinal performance of the vehicle. In this work three different torque vectoring control algorithms will be presented. The first control algorithm is a classical PI controller. The second controller is an LQR controller based upon a two-track model. Finally, the third controller is an optimal control based in quadratic programming, considering a two-track model. Therefore, the tyre dynamics, the load distribution and the roll over motion are considered during the curves. The work includes the concept of the mathematical model used in the construction of a simulator that has the ability to evaluate the vehicle dynamics and responses of maneuvers. For this purpose, a complete simulation model including motors, propulsion system, body dynamics, damper system and tire-ground interaction is developed Mestrado Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico Mestre em Engenharia Mecânica 33003017 CAPES FAPESP

Abstract

Orientador: Marcos Julio Rider Flores Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Made available in DSpace on 2018-09-02T04:44:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ruiz_JohnEdissonCardona_M.pdf: 2084039 bytes, checksum: 64b5907264043f865020187e07020ca3 (MD5) Previous issue date: 2017 Resumo: Neste trabalho é apresentada uma nova estratégia de gerenciamento do carregamento de Veículos Elétricos (VEs) através de um enfoque de controle descentralizado, considerando-se apenas o conhecimento do histórico da magnitude de tensão em cada ponto de carga onde um VE pode ser conectado. Procurou-se garantir os limites operacionais de magnitude de tensão e minimizar a sobrecarga dos transformadores de distribuição. Para diminuir o custo da energia fornecida aos VEs foi incorporada uma estratégia de carregamento com base na preferência de carga do usuário, no custo da energia e no histórico do caminho percorrido pelos veículos, informações que podem ser obtidas via internet das coisas (IoT). O método foi avaliado em um sistema teste de distribuição trifásico desequilibrado de 178 nós, que considera tanto o sistema primário quanto o secundário, onde são analisados variados níveis de penetração de VEs e o funcionamento ante a operação de um regulador de tensão (RT). Para avaliar o desempenho da metodologia proposta foram utilizadas simulações de Monte Carlo (MC), considerando diferentes cenários estocásticos de carregamento dos VEs, estado inicial das baterias e demandas convencionais; também analisando diferentes cenários de operação, como o carregamento sem controle e o carregamento descentralizado com e sem prioridade de usuário. Finalmente, os resultados do esquema de carregamento proposto são comparados com uma técnica de carregamento centralizada baseada num modelo de programação linear inteiro misto Abstract: A new decentralized approach for the charging coordination of electric vehicles (EVs) connected to electrical distribution systems (EDS) is presented. The proposed charging coordination uses historic information of the voltage magnitudes at each load node in which an EV is being charged to guarantee that voltage magnitudes will be above their lower limits and distribution transformers will not reach their overload capacity. Furthermore, information gathered via Internet of Things (IoT), such as user¿s priorities, cost of energy and EV¿s historic routes can be used by the proposed decentralized approach to diminish the cost of the energy supplied to the EVs. The method was tested using an unbalanced three-phase EDS with 178 nodes, different EV penetration levels and a fixed voltage regulator case. Monte Carlo simulations have been implemented to analyze the performance of the proposed approach in different stochastic EVs charging scenarios, initial state of the batteries, and conventional demands. Also analyzing operating scenarios with and without charging control, and with or without user¿s priorities. Finally, results are compared with the solution found by a centralized EV charging coordination approach based on a mixed-integer linear programming mode Mestrado Energia Eletrica Mestre em Engenharia Elétrica CAPES

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Orientador: Walmir de Freitas Filho Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Made available in DSpace on 2018-09-02T07:50:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cunha_ViniciusCarnelossiDa_M.pdf: 4038550 bytes, checksum: 6170470e5d9ebd88b976d4f7f9b052d7 (MD5) Previous issue date: 2017 Resumo: A modernização dos sistemas de distribuição de energia elétrica e a redução dos custos associados aos sistemas de armazenamento de energia tem impulsionado a adoção destes equipamentos como forma de aumentar a flexibilidade de operação das redes de distribuição, com potencial para modificar um tradicional paradigma dos sistemas elétricos de potência: a geração instantânea de energia deve-se equiparar ao consumo. Tendo em vista que a crescente inserção nas redes de distribuição de tecnologias emergentes, tais como geradores fotovoltaicos e veículos elétricos, torna ainda mais desafiadora a tarefa de equilibrar geração e consumo, os sistemas de armazenamento de energia atraem o interesse de concessionárias devido à flexibilidade que estes equipamentos propiciam à operação dos modernos sistemas de distribuição. Considerando este cenário, a presente dissertação propõe-se a investigar os possíveis benefícios para as concessionárias de distribuição de energia elétrica referentes à instalação de sistemas de armazenamento de energia ao longo das redes de distribuição. Para tanto, avaliaram-se dois potenciais casos de aplicações destes sistemas, sendo estes: sistemas de armazenamentos de energia controlados pelos consumidores e sistemas de armazenamentos de energia controlados pela concessionária. Para o primeiro caso, avaliam-se os benefícios indiretos que a concessionária teria em caso de os consumidores que possuíssem tecnologias renováveis adotassem também os sistemas de armazenamento de energia para deslocamento do pico de demanda motivados pela tarifa horossazonal. Já para o segundo caso, desenvolveram-se duas estratégias de controle para sistemas de armazenamento controlados pelas concessionárias, sendo estes alocados nos transformadores de média/baixa tensão. Estas estratégias de controle visam à operação do sistema de armazenamento para redução do pico de demanda e melhora do fator de carga do transformador além de permitir o aumento de potência máxima de geração fotovoltaica nos consumidores sem que houvesse violações dos limites operacionais impostos por regulação. A principal vantagem das estratégias propostas consiste na desnecessidade de previsão de carregamento do transformador, o que evita investimentos em infraestrutura para coleta de dados, e de previsão de demanda/geração de energia ao longo da rede. Para os estudos realizados, utilizou-se uma abordagem probabilística baseada no método de Monte Carlo, motivada pela característica estocástica das tecnologias emergentes bem como pelas incertezas dos perfis de demanda dos consumidores. Por fim, as estratégias propostas foram simuladas em redes reais de distribuição empregando o ambiente de programação e análise Python juntamente com o software OpenDSS. Essa possibilidade de emprego dos sistemas de armazenamento de energia propicia um nível de flexibilidade nunca antes experimentado nos sistemas de energia elétrica, tanto na ponta da geração quanto na ponta do consumo e, de certo modo, rompe o paradigma histórico de que a geração deve responder instantaneamente ao consumo Abstract: The modernization of electric power distribution grids and the price reduction of energy storage systems are boosting the usage of such equipment as a way to increase the flexibility of distribution systems operation, with potential to change a traditional power systems paradigm establishing that generation should instantaneously match the consumption. Considering that the increasing penetration of emerging technologies at the distribution level, such as rooftop photovoltaic (PV) generators and electric vehicles (EV), increases the challenges in matching generation and consumption, energy storage systems attract the utilities interest due to the flexibility they bring to the operation of modern distribution systems. Based on this scenario, this M.Sc. thesis presents an investigation of potential benefits that utilities may have related to the usage of energy storage systems along the distribution networks. Two potential scenarios of energy storage operation were evaluated: energy storage systems controlled by customers and energy storage systems controlled by utilities. For the former, utilities may be indirectly beneficiated due to the mitigation of technical impacts related to the penetration of PV and EV propitiated by energy storage systems operating to shift the customers peak demand. Regarding the second energy storage application, two complementary methods were proposed to control storage operation for transformer peak shaving, improving its load factor and also unlocking the connection of more PV generation into the secondary low voltage networks. For this case, the storage is allocated on the secondary side of the medium/low voltage transformer. The main advantage of the proposed methods is the load and generation forecasting are not required. Finally, a Monte Carlo-based probabilistic assessment, able to cope the inherent uncertainties of modern distribution networks, is presented using Python scripts to simulate in OpenDSS the operation of those storage systems in a real distribution network, demonstrating the performance of the proposed control modes Mestrado Energia Eletrica Mestre em Engenharia Elétrica CNPQ

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Orientador: Joaquim Eugênio Abel Seabra Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Made available in DSpace on 2018-08-31T14:38:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vargas_JorgeEnriqueVelandia_M.pdf: 3745713 bytes, checksum: 23fddad2e5ff9793fdec59f2691a1de8 (MD5) Previous issue date: 2016 Resumo: O interesse na redução das emissões de gases de efeito estufa (GEE) têm promovido a adoção de veículos elétricos (VE). Porém, os potenciais benefícios ambientais da adoção desses veículos dependem do perfil de geração de eletricidade (o que inclui a matriz de geração do local) e como as baterias serão recarregadas. Este trabalho teve como objetivo geral a comparação dos potenciais impactos ambientais do transporte de passageiros através de VE e veículos de combustão interna (VCI) (flex, usando etanol e gasolina) no contexto brasileiro, considerando tanto o ciclo de vida dos veículos (mas desconsiderando sua desmontagem), quanto das fontes de energia. A análise avaliou as condições atuais (2014) e condições futuras (2030), adotando 1 km como unidade funcional. Foi considerada uma abordagem atribucional, com alocação em base energética, e o CML-2000 Baseline como método de AICV. Nove categorias de impacto ambiental foram avaliadas: aquecimento global, depleção da camada de ozônio, toxicidade humana, ecotoxicidade terrestre, oxidação fotoquímica, acidificação e eutrofização. O software Simapro 8 foi utilizado como ferramenta de suporte para as análises. Para o cenário 2014, analisaram-se dois casos de recarga do VE: na média e no horário de maior demanda (HMD) de energia elétrica. Os resultados no caso atual mostram que, no caso do elétrico, a maior parte dos impactos potenciais ao meio ambiente estão associados à produção do veículo. O VE em 2014 apresenta os piores resultados em cinco de nove categorías de impacto. Para oxidação fotoquímica, a manutenção do veículo contribui com mais de 80% para o impacto (devido às emissões de etileno), e somente para aquecimento global a contribuição relacionada à geração de energia elétrica responde por mais da metade dos impactos. Apesar do predomínio da fonte hídrica na matriz elétrica brasileira, relevantes emissões de metano e CO2 decorrentes da mudança do uso da terra são atribuídas aos reservatórios, afetando assim o perfil ambiental do VE. Quando da consideração do perfil de geração de eletricidade no horário de maior demanda, e.g., que corresponderia à recarga do veículo durante o horário de ponta, as mesmas conclusões são aplicáveis, uma vez que o perfil de geração no HMD e na média apresentam variação relativamente pequena Já para o cenário 2030, analisam-se dos cenários, baixas e maiores emissões, para cada um estuda-se a recarga na média e no HMD. No geral ocorre uma redução de todos os impactos potenciais por km rodado em 2030. Como também é esperada uma evolução da eficiência dos VCI (mas proporcionalmente menor do que a do VE), seus perfis ambientais também foram consideravelmente reduzidos. No caso do etanol, um efeito adicional advém da evolução da eficiência agroindustrial da cadeia da cana de açúcar. Para aquecimento global, por exemplo, espera-se que o impacto potencial do transporte elétrico em 2030 seja reduzido em mais de 40% quando comparado a 2014. Por fim, espera-se que o VE apresente uma melhoria mais acentuada do que as demais opções, com exceção da oxidação fotoquímica e da eutrofização. Dessa forma, o transporte com etanol se mostra como a melhor alternativa com relação a aquecimento global e toxicidades, enquanto que o elétrico se torna a melhor opção nas categorias de acidificação e depleções fósseis e da camada de ozônio (mas com vantagem marginal) Abstract: The interest in reducing the greenhouse gases (GHGs) emissions has promoted the adoption of electric vehicles. However, the potential environmental benefits of adopting electric cars will strongly depend on electricity generation mix (which includes the local electricity generation matrix) and how the batteries will be recharged. This study aimed to compare the potential environmental impacts of passenger transport in both electric vehicles (EVs) and internal combustion vehicles (ICVs) (flex-fuel, using ethanol and gasoline) in the Brazilian context, considering both the life cycle of vehicles and the energy sources. The analysis assessed the current conditions (2014) and future conditions (2030), adopting 1 km as a functional unit. An attributional approach was considered, as well as an energy-base allocation criterium, and CML-2000 Baseline as LCIA method. Nine categories of environmental impact were evaluated: global warming, depletion of the ozone layer, human toxicity, terrestrial ecotoxicity, photochemical oxidation, acidification and eutrophication. Simapro 8 was selected as software tool for the analysis. Two cases of EV recharging for 2014 scenario were analyzed: mean conditions (non-peak) and higher demand hours (HDH). The results show that, with regards to EV for 2014, most of the potential environmental impacts are associated with the production of the vehicle. The EV 2014 shows the worst results in five of nine categories. For photochemical oxidation, vehicle maintenance contributes for over 80% to the impact (due to ethylene emissions), electricity generation related contribution accounts for more than half of impacts for global warming. Despite hydroelectricity predominance in the Brazilian energy matrix, significant emissions of methane and CO2 resulting from land use change are attributed to reservoirs, thus affecting the environmental profile of the electricity. When considering the electricity generation mix in higher demand hours, e.g., which would correspond to vehicle recharge during peak consumption hours, the same conclusions are applicable, since the generation profile in HDH and non-peak hours present relatively little variations. As for the 2030 scenario, we analyzed low and higher emission scenarios, considering battery recharge for average (non-peak) hours and HDH. Overall there is a reduction of all potential impacts per km in 2030 as compared to 2014, as it was expected, as a consequence of ICV use-phase efficiency evolution (although proportionately less than the EV). In the case of ethanol, an additional effect arises from the evolution of agroindustrial efficiency of sugarcane chain. For global warming, for example, it is expected that the potential impact of electric transport 2030 is reduced by over 40% compared to 2014. Finally, it is expected that the VE will achieve greater improvements than ethanol and gasoline options, except for photochemical oxidation and eutrophication. That way, ethanol transportation is shown as the best alternative with respect to global warming and toxicities, while the electric car becomes the best option in acidification and fossil depletion and ozone layer depletion categories ( although only marginal advantage) Mestrado Planejamento de Sistemas Energeticos Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos 97550-15 Funcamp CAPES

Abstract

O objetivo deste trabalho é avaliar qual seria o impacto da inserção dos veículos elétricos nos sistemas de distribuição de energia elétrica de duas distribuidoras brasileiras, a EDP Bandeirante e EDP ESCELSA. Como esta tecnologia ainda não se encontra em utilização no Brasil, será adotada uma abordagem prospectiva, de modo a projetar o crescimento da frota de veículos elétricos até o ano de 2020. Para que se possa simular em uma sub estação, qual será o impacto da adoção desta tecnologia. Utilizando-se das projeções de crescimento da frota, também serão quantificados o impacto na matriz energética nacional e nas emissões de gases do efeito estufa. This work, aims to evaluate the impact of the electric vehicles insertion on two power distribution utilities, EDP Bandeirante and EDP ESCELSA. How the electric vehicles aren´t a reality on Brazil, an prospective approach will be adopted, to project the growth of the electric vehicles fleet until the 2020 year, so that can be simulated in one substation, the impact that would be caused by the adoption of this technology. Using these projections, the impact on Brazilian energetic matrix, and the greenhouse gas emissions will be calculated to.

Abstract

Orientador: Marcelo Gradella Villalva Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Made available in DSpace on 2020-07-16T12:34:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_TatianeSilva_M.pdf: 10047263 bytes, checksum: 72cb9e310104d577b00347ccc8658f51 (MD5) Previous issue date: 2019 Resumo: Os sistemas híbridos de energia tem atraído o uso de consumidores dentro e fora da rede elétrica por dispor de aspectos de confiabilidade, sustentabilidade e agregar o uso de múltiplas fontes como de sistemas de energia solar, sistemas eólicos, redes elétricas interligadas e grupo geradores a diesel. Apesar desses sistemas terem atingido certo grau de maturidade, as pesquisas a cerca desse tema em relação aos estudos de dimensionamento, desempenho, controle e gerenciamento dos sistemas continuam sendo atuais por diversos motivos, como a diminuição de emissão de gases de efeito estufa, a popularização de geração distribuída, a inserção de novas cargas como veículos elétricos e a universalização da energia elétrica. Nesta dissertação é abordado dois estudos de caso sobre sistemas híbridos conectados à rede e autônomos utilizando a ferramente de modelagem Homer Energy com o uso de cargas típicas residenciais e de veículos elétricos. O primeiro caso é um sistema fotovoltaico-diesel na Reserva Extrativista Tapajós-Arapiuns e o segundo caso trata do sistema fotovoltaico-bateria conectado à rede para a alimentação de um eletroposto do projeto de mobilidade elétrica da UNICAMP. As simulações apresentam para ambos os casos resultados sobre balanço energético, validação e participação dos recursos energéticos, perfomance dos componentes e viabilidade técnica dos projetos Abstract: Hybrid power systems have attracted the use of consumers on and off the grid because of their reliability, sustainability and aggregate use of multiple sources such as solar power systems, wind power systems, interconnected power grids, and diesel generator sets. Although these systems have reached a certain degree of maturity, research on this topic about systems sizing, performance, control, and management studies is still current for several reasons, such as the reduction of greenhouse gas emissions, popularization. distributed generation, the insertion of new loads such as electric vehicles and the universalization of electric energy. This dissertation discusses two case studies on autonomous and grid-connected hybrid systems using the Homer Energy modeling tool using typical residential loads and electric vehicles. The first case is a photovoltaic-diesel system in the Tapajós-Arapiuns Extractive Reserve and the second case deals with the photovoltaic battery system connected to the grid to power an charging station from the UNICAMP electric mobility project. The simulations present for both cases results on energy balance, validation, and participation of energy resources, the performance of the components and technical viability of the projects Mestrado Energia Eletrica Mestra em Engenharia Elétrica 88882.329359/2019-01 CAPES

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Orientador: Flávia Luciane Consoni de Mello Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências Made available in DSpace on 2018-08-27T17:31:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barassa_Edgar_M.pdf: 1763490 bytes, checksum: 150d4a1e9b699993d6ea840d34588afa (MD5) Previous issue date: 2015 Resumo: A indústria automobilística global está passando por um período de reestruturação, a qual deverá contemplar o uso de tecnologias alternativas às tradicionais com o propósito de aumentar a eficiência energética dos veículos e paralelamente reduzir as emissões de poluentes. Neste contexto, os veículos elétricos (VE) caracterizam-se como uma das alternativas possíveis frente a este cenário de novas demandas. Essa dissertação avança nesta temática ao investigar, descrever e analisar a trajetória histórica, tecnológica e de mercado do veículo elétrico. Para o aprofundamento ao tema, observou-se a competição tecnológica pelo sistema de propulsão dominante, que ocorreu entre: 1) o motor a vapor; 2) os conversores eletromecânicos de energia (motores elétricos); e 3) os motores a combustão interna, sendo o último caracterizado como vencedor. Ao longo dos 50 anos que seguiriam a partir do fechamento do motor a combustão interna em 1920 como paradigma tecnológico, os veículos elétricos praticamente desaparecem. O projeto do veículo elétrico só foi retomado a partir da década de 1970, com os estímulos vindos da agenda ambiental, da poluição do ar e seus impactos na saúde pública e do aumento do uso dos combustíveis fósseis. Porém, será a partir do século XXI que o segmento dos veículos elétricos irá ascender tanto do lado tecnológico quanto de mercado. Foram observadas três configurações mais promissoras a respeito da tecnologia dos veículos elétricos: a bateria, híbrido e a células a combustíveis. As três configurações apresentam barreiras e desafios, os quais estão sendo sistematicamente trabalhados pelas empresas que estão dispensando esforços para o segmento. Isto é observado com base na evolução das patentes publicadas sobre veículos elétricos e suas tecnologias. Sendo assim, é possível, ainda, constatar a evolução das vendas dos veículos elétricos nos Estados Unidos, Japão e em um pequeno número de países europeus. O êxito mercadológico fica para os modelos híbridos, com vendas sete vezes superiores aos veículos elétricos a bateria. Transpondo esta discussão para o contexto brasileiro atual, salientamos que o Brasil possui os atores (órgãos governamentais, empresas e instituições públicas de pesquisa) e condições (mercado automobilístico consolidado e know-how) necessários para a formação de um complexo automobilístico voltado aos veículos elétricos, porém as ações em curso no país são pontuais. Ainda que tais iniciativas possam favorecer a criação de competências específicas para o veículo elétrico, elas se mostram pouco efetivas para criar as condições que permitam o Brasil ocupar posição de destaque neste mercado. Ao menos que se projete um rol de políticas claras de apoio e suporte ao desenvolvimento de tecnologias locais destinadas ao veículo elétrico, poucos avanços serão conquistados neste campo tecnológico Abstract: Automobile industry across the world is undergoing structural change. Advances in emission regulations and the effects of oil price fluctuations are forcing carmakers towards new product programs that use new technologies in order to increase the energy efficiency of vehicles, reduce emissions and decrease environment impacts. In this context, electric vehicles have been considered as one of the possible alternatives for this scenario of new demands. This dissertation advances on this topic to investigate, describe and analyze the historical and technological trajectories and market behavior of the electric vehicle. It was observed a technological competition by dominant propulsion system, that had occurred among: 1) the steam engine; 2) electromechanical energy converters (electric motors); and 3) internal combustion engines, the last being characterized as the most used. Throughout the following 50 years from the engine closure based on the internal combustion in 1920, electric vehicles practically disappeared. The electric vehicle project was only resumed after the 1970s, due to the environmental agenda, the air pollution and its impacts on public health and the increase of fossil fuels prices. However, in the 21st century, the segment of electric vehicles has ascended in both technological and market fields. Therefore, it is possible to identify the three most promising settings about electric vehicle technology: battery electric vehicle, hybrid vehicle and fuel cells vehicle. The three configurations have obstacles and challenges, which are being systematically tackled by companies that are dispensing efforts for the segment, based on the evolution of patents published concerning the electric vehicles and their technologies. Thus, it is possible to verify the evolution of the electric vehicles selling in the United States, Japan and a few European countries. The world market success is related to hybrids models, selling seven times more than the battery electric vehicle. In the current Brazilian context, the country has the government agencies, companies and public research intuitions and had the conditions (mature automobile market and know-how) for the formation of an automobile complex of electric vehicles, with off actions. Although such initiatives may favor the creation of specific competencies for electric vehicle, they show little effective to create conditions for the Brazil occupy a prominent position in this market. It should be projected a list clear policies to support the development of local technologies for the electric vehicle, or few advances will be achieved in this technological field Mestrado Politica Cientifica e Tecnologica Mestre em Política Científica e Tecnológic

Abstract

Orientador: Fernanda Caseño Trindade Arioli Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Made available in DSpace on 2018-09-02T05:29:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinto_YuriGabriel_M.pdf: 1651703 bytes, checksum: c68a3254df9ba995dd14c03c4933fa93 (MD5) Previous issue date: 2017 Resumo: Devido a questões ambientais e a incentivos econômicos, a utilização de veículos elétricos plug-in (VEPs) está avançando em muitos países. A bateria dos VEPs é carregada quando conectada à rede de distribuição, e a potência e a energia necessárias durante a recarga do VEP são maiores do que as cargas residenciais típicas. Consequentemente, a demanda dos sistemas de distribuição aumenta consideravelmente, levando ao agravamento de diversos aspectos técnicos das redes de distribuição. Nesta dissertação de mestrado, readequações e melhorias na infraestrutura das redes de distribuição, considerando ações que fazem parte do dia-a-dia dos engenheiros das concessionárias, são utilizadas para contrapor os impactos da recarga dos VEPs em mais de 25.000 redes secundárias brasileiras reais. Um algoritmo de Monte Carlo é proposto para auxiliar os engenheiros na análise e na tomada de decisão das soluções necessárias em diferentes níveis de penetração de VEPs. Também é apresentado o investimento financeiro necessário em cada solução. O resultado obtido para as redes estudadas e para os preços praticados no Brasil mostram que para readequar as redes brasileiras e viabilizar a utilização de até 30% de penetração de VEPs é necessário um investimento de cerca R$ 200,00 a R$ 1.900,00 por VEP para soluções que não envolvam desmembramento do circuito (apenas utilizando recondutoramento e substituição do transformador existente) e cerca de R$ 500,00 a R$ 5.000,00 para soluções que envolvam desmembramento Abstract: Due to environmental and economic incentives, the use of plug-in Electric Vehicles (PEVs) is growing in several countries. The batteries of the PEVs are recharged by being connected to distribution networks, and the power and energy required during the recharges are high compared to the typical loads. Consequently, the load levels can increase considerably, incurring in negative impacts to the distribution networks. In this work, infrastructural solutions, which are part of the daily practices of utility engineers, are used to solve the impacts of 25,000 LV networks of a real Brazilian utility. A Monte Carlo algorithm is proposed for the analyses providing the engineers an estimate of the required solutions for a given penetration level of PEVs and the required investment per PEV. The results obtained for the analyzed networks and the prices practiced in Brazil show that the infrastructural solutions for up to 30% of penetration level can cost from R$ 200.00 to R$ 1,900.00 per PEV without the installation of a new transformer and division of the circuit (just replacing the conductors and the transformers), and about R$ 500.00 to R$ 5,000.00 per PEV with the installation of a new transformer and division of the circuit Mestrado Energia Eletrica Mestre em Engenharia Elétrica 519.292-1 FAEPEX