Avaliação e estudo de sistema de geração de eletricidade por meio da energia eólica.TRABALHOS CORRIGIDOS CONCEITO NOTA MÁXIMA (66) 9.9694-5762

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PRODUÇÃO TEXTUAL 
INTERDISCIPLINAR Engenharia Elétrica 
EM GRUPO – PTG PRODUÇÃO TEXTUAL 
INTERDISCIPLINAR 
EM GRUPO – PTG 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
E-MAIL: trabalhosnota10sp@gmail.com 
E-MAIL: consultoriaacessoriaacademica@gmail.com 
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FONE whatsApp (66) 99694-5762. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CURSO: Engenharia Elétrica 
PRODUÇÃO TEXTUAL 
INTERDISCIPLINAR Engenharia Elétrica 
EM GRUPO – PTG 
 
 
Curso: Engenharia Elétrica Semestre: 8º flex / 9º reg 
Competências:  Compreender e aplicar os conceitos de modelagem 
matemática na análise de um circuito de eletrônica de 
potência; 
 Dimensionar sistemas de transmissão de energia elétrica e 
instalações elétricas; 
 Aplicar soluções para garantir a compatibilidade 
eletromagnética de um equipamento. 
Habilidades: Ao concluir as etapas propostas neste desafio, você terá 
desenvolvido as seguintes competências e habilidades: 
 Possibilitar o desenvolvimento de trabalhos em grupo, 
promovendo a capacidade de adaptação, comunicação e 
integração do espírito de equipe. 
 Fornecer sólida formação humanística e visão global que 
habilite o acadêmico a compreender a aplicabilidade dos 
conceitos de engenharia em sua vida cotidiana. 
 Promover formação teórico-prática possibilitando a vivência 
concreta no desenvolvimento de soluções e problemas 
dentro da engenharia elétrica. 
 Formar profissionais com visão integral, capacidade de 
adaptação e flexibilidade, que atuem de forma 
interdisciplinar. 
 Capacitar para que os indivíduos possam tomar decisões 
baseados na lógica, solucionando problemas que otimizem 
o custo e priorizando a eficiência; 
 Permitir que os indivíduos consigam aplicar conhecimentos 
teóricos na solução de problemas de engenharia. 
Objetivos da 
Aprendizagem: 
 Saber reconhecer e definir problemas, equacionar soluções, 
pensar estrategicamente, introduzir modificações no projeto, 
atuar preventivamente, transferir e generalizar 
conhecimentos e exercer, em diferentes graus de 
complexidade, o processo da tomada de decisão. 
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 Desenvolver habilidades práticas associadas aos 
conhecimentos teóricos adquiridos durante nosso curso, em 
especial nas disciplinas ministradas no semestre. 
 Permitir que o aluno seja apto a desenvolver sistemas 
elétricos de transmissão, instalações elétricas e circuitos de 
eletrônica de potência, bem como a modelagem de 
sistemas e a teoria de compatibilidade e interferência 
eletromagnética. 
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EM GRUPO – PTG 
 
Prezados alunos, 
Sejam bem-vindos a este semestre! 
A proposta de Produção Textual Interdisciplinar em Grupo (PTG) terá como temática: Avaliação e 
estudo de sistema de geração de eletricidade por meio da energia eólica. A temática foi 
escolhida a fim de possibilitar a aprendizagem interdisciplinar dos conteúdos desenvolvidos nas 
disciplinas desse semestre. 
 
 ORIENTAÇÕES DA PRODUÇÃO TEXTUAL 
 
 
Formação dos grupos 
 O trabalho será realizado em grupos composto por no mínimo 2 e, no máximo, 7 
integrantes, do mesmo curso e mesmo semestre. 
 A formação dos grupos é de responsabilidade dos alunos. No entanto, solicitamos que sigam 
as orientações passadas pelo tutor sobre a formação dos grupos. 
 A produção textual é um trabalho original e, portanto, não poderá haver trabalhos idênticos 
ao de outros alunos ou grupos. 
 É importante que você leia os materiais disponíveis das disciplinas do semestre; 
 A Produção Textual deverá ser desenvolvida inteiramente dentro das Normas da ABNT 
(Capa, Folha de rosto, Sumário, Desenvolvimento, Conclusão, Referências, etc). 
 
 SITUAÇÃO GERADORA DE APRENDIZAGEM (SGA) 
 
 
Com o aumento da população e crescimento econômico existe um constante aumento da 
demanda por energia elétrica. Aliado a isso, a utilização de fontes energéticas renováveis é cada vez 
mais presente na matriz energética mundial. As fontes renováveis com maior visibilidade atualmente 
são a solar fotovoltaica e a eólica, devido ao mínimo impacto ambiental que causam. 
Um grande problema da geração de energia elétrica por meio de painéis fotovoltaicos é a 
descontinuidade na geração, já que ela irá acontecer somente quando houver sol. Tratando da 
geração eólica, acontece algo semelhante, mas não tão crítica. Por mais que as usinas eólicas sejam 
instaladas em locais onde há ventos por praticamente todo instante, como por exemplo em regiões 
litorâneas, ainda há uma variação na intensidade do vento. Essa variação requer técnicas para que 
a geração de energia elétrica não seja interrompida e siga os padrões de tensão e frequência 
necessários. 
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Um aerogerador pode ser conectado na rede elétrica de forma direta ou indireta, onde os 
sistemas de geradores podem operar com velocidade fixa ou variável. Na operação em velocidade 
fixa, utiliza-se uma caixa de multiplicação (engrenagens) acoplada à turbina eólica, que tem a função 
de adequar a velocidade de rotação da turbina para que ela seja aplicada no gerador (FADIGAS, 
2011). Normalmente, o gerador utilizado nesse tipo de funcionamento é do tipo síncrono, conforme 
pode ser visto no esquema apresentado na Figura 1. Nessa montagem, caixa de engrenagens, o 
número de polos do gerador e a frequência da rede fazem com que a velocidade de rotação da 
turbina seja fixa. 
Quando a turbina do aerogerador opera em velocidade variável, naturalmente haverá uma 
variação da frequência da tensão de saída do gerador alternado, necessitando de um inversor de 
frequência para adequar a frequência da corrente gerada. Pode se ainda, utilizar um gerador de 
corrente contínua, necessitando de um conversor eletrônico de potência mais simples. 
 
Figura 1 – Aerogerador com gerador elétrico síncrono acoplado diretamente na rede elétrica. 
 
Fonte: Fadigas (2011, p. 171). 
 
 
Dentro desse contexto, considere que você e um grupo de amigos montaram uma empresa 
de projetos de sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica, atuando também 
no projeto de instalações elétricas. A especialidade de vocês é o desenvolvimento de sistemas de 
geração de eletricidade utilizando energias renováveis, com foco na energia eólica. 
Nesse momento, a sua empresa foi contratada por uma grande indústria que tem interesse 
na instalação de um sistema de geração eólico para alimentar uma nova linha de produção. A 
indústria em questão fica localizada a alguns quilômetros de uma área, também de sua propriedade, 
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que possui ótimos índices de incidência de ventos, viabilizando a instalação de aerogeradores. 
Assim, a sua empresa deverá realizar o desenvolvimento de um sistema inovador de geração de 
eletricidade a partir da energia eólica, de uma linha de transmissão do grupo de aerogeradores a 
serem instalados até a indústria e também do projeto e dimensionamento da instalação elétrica que 
irá alimentar a nova linha de produção da indústria. 
 
Agora, é com vocês! 
 
 
REFERÊNCIAS 
FADIGAS, E. A. F. A. Energia eólica. 1.ed. Barueri, SP: Manole, 2011. 
 
 
 TAREFAS 
 
 
Pensando sobre a instalação dos aerogeradores, o primeiro passo foi determinar a topologia 
do gerador elétrico que será utilizado. Para isso, considere que você e seus colegas de trabalho 
concluíram que para garantir um caráter inovador e otimizado para o funcionamento do aerogerador, 
será utilizado um gerador CC, que terá a sua tensão de saída variável conforme a velocidade de 
rotação da turbina. Para fazer com que essa tensão CC se torne fixa, será utilizado um conversor 
CC/CC que deve ser projetado e modelado, junto com um conversor CC/CA comercial. Além disso, 
deverãoser determinados os parâmetros da linha de transmissão para a ligação do grupo de 
geradores até a sede da indústria e as instalações elétricas da nova linha de produção. Somado a 
isso, ainda deverá ser feito um estudo sobre a compatibilidade eletromagnética dos componentes. 
Todas essas etapas que são necessárias para a conclusão da PTG, estão descritas detalhadamente 
a seguir. 
 
TAREFA 1 
 
 
Como foi apresentado, para manter a tensão de saída constante, será necessário um 
conversor CC/CC. Para tanto, será utilizado um conversor Boost, que deve ser projetado e simulado. 
A topologia do conversor está apresentada na Figura 2 e ele deve ser projetado para ter uma tensão 
de saída CC fixa em 350 V, com frequência de acionamento da chave de 12 kHz e corrente de saída 
de 40 A. A tensão de saída pode possuir um ripple de até 35 V e os limites da tensão de entrada são 
dados pela faixa de variação da saída do gerador, que poderá variar entre 180 e 280 V. 
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Figura 2 – Conversor Boost. 
 
Fonte: disponível em: <https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Boost_converter.svg>. Acesso em 
15 jul. 2019. 
 
 
Apresente no relatório o passo-a-passo descritivo de projeto e funcionamento do conversor 
Boost, juntamente com a simulação realizada. Para a simulação utilize componentes ideais e 
apresente as ondas de saída de tensão e corrente de saída para as tensões de entrada de 180 V, 
230 V e 280 V. Utilize como carga um resistor que garanta que a corrente de saída do circuito seja 
de 40 A. Vale ressaltar que para permitir que a saída do conversor tenha uma tensão constante, 
independentemente do valor da tensão de entrada, será necessário se ajustar o valor da razão cíclica 
do sinal aplicado na chave S da Figura 2, que pode ser substituída por um transistor ou mosfet para 
a simulação. Assim, para cada valor de tensão de entrada, deverá ser feito o ajuste da razão cíclica, 
e o valor de ajuste deve ser apresentado no relatório. Documente também o circuito montado no 
software de simulação. 
 
TAREFA 2 
 
 
O conversor Boost pode ser modelado matematicamente, de forma a se obter a sua função 
de transferência (tensão de saída por tensão de entrada). Para a realização dessa modelagem 
devem ser considerados dois momentos, um com a chave aberta e outro com a chave fechada. Cada 
um desses momentos vai gerar duas equações pelas Leis de Kirchhoff, uma equação relacionando 
a tensão sobre o indutor e outra relacionando a corrente no capacitor. 
As equações obtidas da chave fechada devem ser multiplicadas pela razão cíclica D e as 
equações obtidas da chave em aberto devem ser multiplicadas pelo complemento da razão cíclica 
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(D – 1). Após isso, em um sistema de equações, soma-se as equações que relacionam a tensão do 
indutor e em outro sistema de equações soma-se as equações da corrente do capacitor. 
Com esses dois sistemas de equações, isola-se a corrente do indutor de uma delas e substitui 
no outro sistema de equações, em que com manipulações matemáticas é possível obter apenas uma 
equação que relaciona a tensão de saída pela tensão de entrada, de acordo com modelo genérico 
de um sistema de segunda ordem dado pela equação abaixo. 
 
Lembre-se que pelo circuito, a tensão no capacitor é a mesma que a tensão de saída do 
conversor Boost, isso será importante para obter a função de transferência. 
Desta forma, obtenha modelo dinâmico do conversor Boost da Figura 02, adote valores de L, 
C, R e D, conforme o circuito projetado anteriormente, e apresente no relatório dessa PTG a equação 
final no domínio da frequência e aplique um sinal degrau para avaliar o comportamento em regime 
permanente do sistema, apresentando os valores de tempo de subida, tempo de estabelecimento e 
o máximo valor de ultrapassagem (em porcentagem). 
Para analisar a resposta ao degrau utilize um software computacional para a simulação do 
sistema. Apresente no relatório o desenvolvimento matemático para a obtenção da função de 
transferência, os resultados (gráficos) da simulação e uma análise sobre tais resultados. 
 
 
TAREFA 3 
 
 
Assim como mencionado, as unidades geradoras eólicas não serão construídas nas 
instalações da indústria. A fim de aproveitar uma propriedade do grupo comercial dessa indústria, os 
donos optaram por construí-las em uma fazenda localizada a 200 km de distância do ponto 
consumidor. Isso é possível de ser feito, desde que a concessionária local fiscalize e autorize tais 
instalações. 
Essa topologia será aceita, desde que haja também uma central para elevar a tensão a níveis 
de transmissão de energia elétrica. Partindo do princípio de que as instalações foram aceitas, o 
resultado foi que a energia gerada será transmitida, após passar pela subestação elevadora, por 
uma linha de transmissão trifásica, 60Hz, completamente transposta, com tensão de 345 kV, 
comprimento de 200 km e composta por dois condutores por fase, sendo cada um de seção igual a 
795.00 cmil (403 mm²). As constantes da linha de transmissão são as seguintes: 
z = 0,0032 + j0,35 Ω/km 
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y = j4,2x10-6 S/km 
 
A potência total no terminal receptor da linha é de 800 MW com fator de potência igual a 0,99 
indutivo a 95% da tensão nominal. 
Para a correta análise de todos os parâmetros do SEP mostrado, é indispensável que você 
saiba modelar as malhas do sistema. Para isso, uma importante ferramenta é a modelagem com os 
parâmetros ABCD de linhas de transmissão. 
Assumindo um modelo de linha de transmissão média, determine as seguintes características: 
a. Os parâmetros ABCD do modelo π equivalente da linha de transmissão; 
b. Os seguintes parâmetros no terminal transmissor: tensão VS, corrente IS e potência ativa PS; 
 
 
Para resolver esta questão, você precisara utilizas as equações dos parâmetros ABCD que 
relacionam grandezas nas duas extremidades da linha de transmissão, além das equações básicas 
de potência, tensão e corrente trifásicas. Preste muita atenção nas contas, pois utilizam grandezas 
complexas. 
 
TAREFA 4 
 
 
Ao final da linha de transmissão, o objetivo é alimentar uma nova linha de produção da 
indústria contratante. Nesse sentido, a indústria irá ofertar um novo produto e sua aceitação depende 
de sua pré-venda. Então, você e sua equipe devem realizar uma proposta das instalações elétricas 
de uma edificação que funcionará como recepção e central de vendas desse produto. A Figura 3 
ilustra a planta baixa da referida edificação que possui uma alimentação trifásica a quatro fios (FFFN) 
de 220V (tensão de linha) proveniente de um outro quadro já existente, que alimenta toda a indústria. 
O alimentador da recepção deve ser distribuído por meio de eletroduto embutido no piso até o quadro 
de força que já possui uma posição definida pelo cliente conforme observa-se na Figura 3. 
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Figura 3 – Planta baixa proposta. 
 
 
Fonte: do autor. 
 
 
 
Você e sua equipe devem projetar a parte elétrica dessa edificação. Em reunião com seus 
parceiros, foi definido que o projeto seja realizado de acordo com os critérios mínimos estabelecidos 
pela normativa NBR 5410. Haverá 2 pontos de Tomada de Uso Específico (TUE) de um ar- 
condicionado bifásico (220V / 1400W) no cômodo 1 e um outro ar condicionado bifásico (220V / 
2200W) na recepção. Os circuitos de iluminação e de Tomada de Uso Geral (TUG) serão 
monofásicos (127V). Sua tarefa deve seguir algumas etapas, a definir: 
a) Calcular os pontos mínimos de iluminação e tomadas de uso geral; 
 
b) Realizar a divisão de cargas e definição da quantidade de circuitos; 
 
c) Realizar o diagrama unifilar contendo a disposição dos pontos, dos eletrodutos e enfiação, 
de preferência em softwareAutocad. 
 
 
TAREFA 5 
 
 
A interferência eletromagnética é um grande problema que projetistas de sistemas de 
eletrônicos devem se atentar. Sabe-se que o campo eletromagnético gerado pelas linhas de 
transmissão pode afetar o funcionamento de um circuito, devido a sua grande intensidade. Assim, 
existem algumas técnicas de projeto que garantem a compatibilidade eletromagnética de um 
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sistema, permitindo que ele funcione corretamente até mesmo em situações extremas, como a 
proximidade de uma linha de transmissão. Dentro desse contexto, existem três técnicas que podem 
ser aplicadas para minimizar a interferência eletromagnética: aterramento, blindagem e filtragem. 
Faça uma pesquisa e cite as características de cada uma dessas técnicas e como elas podem ser 
utilizadas para minimizar as interferências eletromagnéticas que podem ser causadas por uma linha 
de transmissão. 
 
 ORIENTAÇÕES 
 
 
Para nortear o desenvolvimento do que está sendo proposto, indicamos, que sejam 
apresentados no relatório um conjunto de tópicos a serem apresentados na seguinte sequência, 
segundo as normas da ABNT: 
1. Título: Título do trabalho. 
2. Introdução: Façam uma introdução envolvendo uma fundamentação teórica com os itens 
mais importantes referentes ao tema do trabalho (mínimo uma página). 
3. Desenvolvimento: Nesta seção deve-se realizar as tarefas descritas acima, com 
detalhamento dos cálculos (sempre indique as equações utilizadas), gráficos, etc. Cada 
Tarefa será um tópico do desenvolvimento, podendo ser nomeada através da disciplina. 
4. Conclusões: Nesta seção você fará a ligação entre os objetivos e os resultados 
alcançados, fazendo uma discussão dos resultados, dos métodos de medida utilizados, tendo 
em vista o objetivo do trabalho. De um modo geral, a conclusão deve ser redigida de tal modo 
que a ideia central do relatório se revele e se fixe claramente ao leitor. 
5. Referências bibliográficas: Toda a bibliografia utilizada para elaborar o relatório deverá 
ser citada. Utilize a norma ABNT para a colocação das referências. 
6. Anexos (se necessário): Os anexos são utilizados para colocar alguma dedução que seja 
importante e tenha sido utilizada nos cálculos das grandezas físicas da experiência, fotos do 
experimento, etc. 
 
 NORMAS PARA ELABORAÇÃO E ENTREGA DA PRODUÇÃO TEXTUAL 
 
A resolução da situação-problema deverá ser registrada em forma de um relatório descritivo 
que deverá ser postado em seu ambiente virtual. Neste texto você deverá obedecer às normas a 
seguir: 
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a) Abra um documento no Word seguindo as normas da ABNT. Acesse a Biblioteca Digital, 
clique em “Padronização” e escolha as opções “Trabalhos acadêmicos – Apresentação” e 
“Modelo para elaboração de Trabalho Acadêmico”; 
b) Este relatório deverá ser redigido na seguinte estrutura: capa de abertura, descrição separada 
de cada um dos itens solicitados na SP, acompanhada do detalhamento solicitado para cada 
um desses itens. 
c) Ao definir quem serão os participantes do grupo, informe seu tutor presencial. Isto é 
importante para ele acompanhar e saber quem são os grupos que já estão formados. 
Lembre-se que é responsabilidade do aluno acompanhar o cadastro do grupo pelo 
aluno responsável (aluno líder), bem como acompanhar a inserção da atividade. 
d) Quando o aluno responsável pelo cadastro do grupo e pelo cadastro de atividade não realiza 
os procedimentos dentro do prazo devido, todo o grupo fica prejudicado. 
e) A postagem do arquivo final relacionado a PTG no AVA deve ser em um único arquivo, no 
formato Word, pelo aluno líder. 
f) Salientamos que todos os alunos devem acompanhar a formação do grupo e a inserção da 
atividade direta de sua área restrita. 
g) Em caso de dúvida para elaboração do trabalho, você deverá buscar orientações com o tutor 
presencial e o seu tutor à distância. 
h) Atenção aos prazos de postagens! 
 
 
Critérios avaliativos: Apresentamos os critérios avaliativos que nortearão a devolutiva escrita e o 
conceito a ser dado pelo tutor a distância: 
 
 
Critério Significado Valor/peso 
Coerência, clareza 
e coesão 
A produção textual apresenta uma linguagem 
de fácil compreensão, apresentando os 
argumentos de modo claro e coeso. 
 
10% 
Aplicação dos 
conteúdos 
interdisciplinares 
no texto 
argumentativo 
No texto escrito (com as justificativas e 
argumentações) as ideias apresentam relação 
direta com a situação descrita e explicitam 
conteúdos trabalhados nas disciplinas de forma 
clara. 
 
 
50% 
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Riqueza de 
argumentação 
As ideias apresentadas no texto (com as 
justificativas e argumentações) têm relação 
direta com o tema e traduzem uma perspectiva 
crítica e variedade de pontos de vista. 
 
 
20% 
 
Conclusão 
Todo o registro de ideias foi feito com um 
mínimo de termos, sem repetições ou 
redundâncias. 
 
10% 
Normalização 
Respeito às normas da ABNT, respeito a escrita 
ortográfica e estrutura solicitada. 
10% 
 
Um ótimo trabalho! 
Equipe de professores