Autor(es):
Pina, João Miguel Murta 
Data: 2010
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10362/5059
Origem: Repositório Institucional da UNL
Detalhes do Documento
Desenho e modelização de sistemas de energia empregando materiais supercondutor...
Descrição
Dissertação apresentada para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Electrotécnica, especialidade de Máquinas Eléctricas, pela Universidade Nova de Lisboa,Faculdade de Ciências e Tecnologia Os materiais supercondutores de alta temperatura apresentam-se como potenciais promotores de importantes desenvolvimentos na área da Energia. As suas características electromagnéticas, como o transporte de corrente com perdas reduzidas ou virtualmente nulas, quando comparadas com condutores convencionais; o seu nível de diamagnetismo, inexistente em qualquer outro tipo de material; ou o ancoramento de fluxo; possibilitam o desenvolvimento de novas tecnologias que de outra forma seriam impraticáveis ou impossíveis. De entre os problemas energéticos com que a sociedade se confronta actualmente, surgem a distribuição de energia em áreas urbanas densamente povoadas; a integração de fontes descentralizadas em redes existentes; a necessidade, não só económica mas também ambiental, de reduzir as perdas associadas à geração, transporte e distribuição de energia; ou mesmo certos problemas mais específicos, como a necessidade de dispor de máquinas mais leves e compactas. Para cada um dos problemas referidos, a supercondutividade fornece uma ou várias respostas. Contudo, as aplicações comerciais tardam em aparecer. Isto deve-se a diversos factores: o grau de maturação e fiabilidade da tecnologia eléctrica e electromecânica actual, que dificultam a penetração de novas alternativas; a dificuldade em dispor de ferramentas de projecto de utilização prática e eficiente; ou a necessidade de criogenia, talvez a mais importante, mas cuja banalização depende, também, do advento das próprias tecnologias supercondutoras. Esta dissertação pretende responder a algumas destas questões. Em primeiro lugar, apresenta-se uma metodologia para auxílio ao desenho de motores supercondutores sem materiais convencionais, nomeadamente cobre, alumínio e ferro, consubstanciada num motor síncrono linear com supercondutores na armadura e excitação. Os materiais são caracterizados experimentalmente,e essas características utilizadas no projecto do dispositivo. Em segundo lugar, descreve-se uma metodologia de modelização e desenho de limitadores de corrente indutivos, cuja finalidade é a simulação destes dispositivos integrados em redes mais ou menos complexas. Em todo o trabalho, uma das linhas orientadoras é a substituição de ferramentas de elementos finitos, nomeadamente o programa Flux2D, pelas metodologias desenvolvidas, incomparavelmente mais rápidas e, em certos casos, adequadas. Por outro lado, consideraram-se também só aplicações com materiais supercondutores de alta temperatura, em virtude da possibilidade de operação em azoto líquido (77 K), muito barato, comparativamente a outras tecnologias e gama de temperaturas.
Dissertação apresentada para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Electrotécnica, especialidade de Máquinas Eléctricas, pela Universidade Nova de Lisboa,Faculdade de Ciências e Tecnologia Os materiais supercondutores de alta temperatura apresentam-se como potenciais promotores de importantes desenvolvimentos na área da Energia. As suas características electromagnéticas, como o transporte de corrente com perdas reduzidas ou virtualmente nulas, quando comparadas com condutores convencionais; o seu nível de diamagnetismo, inexistente em qualquer outro tipo de material; ou o ancoramento de fluxo; possibilitam o desenvolvimento de novas tecnologias que de outra forma seriam impraticáveis ou impossíveis. De entre os problemas energéticos com que a sociedade se confronta actualmente, surgem a distribuição de energia em áreas urbanas densamente povoadas; a integração de fontes descentralizadas em redes existentes; a necessidade, não só económica mas também ambiental, de reduzir as perdas associadas à geração, transporte e distribuição de energia; ou mesmo certos problemas mais específicos, como a necessidade de dispor de máquinas mais leves e compactas. Para cada um dos problemas referidos, a supercondutividade fornece uma ou várias respostas. Contudo, as aplicações comerciais tardam em aparecer. Isto deve-se a diversos factores: o grau de maturação e fiabilidade da tecnologia eléctrica e electromecânica actual, que dificultam a penetração de novas alternativas; a dificuldade em dispor de ferramentas de projecto de utilização prática e eficiente; ou a necessidade de criogenia, talvez a mais importante, mas cuja banalização depende, também, do advento das próprias tecnologias supercondutoras. Esta dissertação pretende responder a algumas destas questões. Em primeiro lugar, apresenta-se uma metodologia para auxílio ao desenho de motores supercondutores sem materiais convencionais, nomeadamente cobre, alumínio e ferro, consubstanciada num motor síncrono linear com supercondutores na armadura e excitação. Os materiais são caracterizados experimentalmente,e essas características utilizadas no projecto do dispositivo. Em segundo lugar, descreve-se uma metodologia de modelização e desenho de limitadores de corrente indutivos, cuja finalidade é a simulação destes dispositivos integrados em redes mais ou menos complexas. Em todo o trabalho, uma das linhas orientadoras é a substituição de ferramentas de elementos finitos, nomeadamente o programa Flux2D, pelas metodologias desenvolvidas, incomparavelmente mais rápidas e, em certos casos, adequadas. Por outro lado, consideraram-se também só aplicações com materiais supercondutores de alta temperatura, em virtude da possibilidade de operação em azoto líquido (77 K), muito barato, comparativamente a outras tecnologias e gama de temperaturas.
Tipo de Documento
Tese de Doutoramento
Idioma Português
Orientador(es) Rodrigues, Leão; Neves, Ventim; Garcia, Alfredo
Idioma Português
Orientador(es) Rodrigues, Leão; Neves, Ventim; Garcia, Alfredo
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