This study analyzes the economic impact of Vehicle-to-Grid (V2G) on a distribution network with a case study to potentially reduce energy consumption costs and upgrade grid stability. Utilizing simulations and linear integer programming conducted with OpenDSS, two scenarios were analyzed: Scenario 1 involved V2G vehicles discharging energy into the grid of a federal university in Brazil during daytime hours (9:00 a.m. to 2:20 p.m.) to lower contracted demand costs, while Scenario 2 examined energy discharge during peak consumption periods (6:30 p.m. to 9:30 p.m.) for this same university to reduce electricity rates. The results demonstrated a significant reduction in maximum demand and associated costs, with the daytime discharge leading to improved voltage stability and reduced peak demand. The intent is to highlight the viability of V2G as a tool for energy management, emphasizing innovative charging strategies and the integration of distributed energy resources (DERs). The findings contribute to the assurance of this technology on smart grids and accentuate the importance of collaboration among the market actors to facilitate the successful implementation of V2G, ultimately paving the way for a more resilient and sustainable energy future.

GABRIEL ABEL MASSUNANGA MOREIRA, JOÃO VICTOR ALVES DOS REIS, JONATHAN MUÑOZ TABORA, FILIPE MENEZES DE VASCONCELOS, UBIRATAN HOLANDA BEZERRA, MARIA EMÍLIA DE LIMA TOSTES

As edificações representam 50% do consumo da produção da energia elétrica do Brasil. O estudo propõe o retrofit do sistema de iluminação para um prédio público, buscando demonstrar a eficácia desse tipo de projeto que incorpora medidas de eficiência energética para a redução do consumo de energia, especialmente no contexto de um retrofit. Por meio de uma abordagem metodológica robusta, que inclui a coleta de dados in loco, simulação computacional e etiquetagem do sistema de iluminação por meio da INI-C, foi possível avaliar de forma precisa o impacto dessas intervenções na redução do consumo do sistema. Ao final, a aplicação da referida se mostrou efetiva, pois a redução de consumo foi de 68,15%, porcentual maior que o associado a edificações construídas que é de 30%, segundo a literatura. Realizou-se o cálculo dos custos associados à implementação e da viabilidade financeira, que mostra a viabilidade econômica do projeto, tendo um payback de 1,28 anos. Estes resultados mostram o potencial de redução de consumo da edificação e demonstram que o investimento nesse tipo de projeto propaga a eficiência energética e são benéficos para o conforto dos usuários do local, pois demonstra com dados palpáveis a redução de consumo de projetos que associam retrofit e eficiência energética.

BIANCA BEATRIZ SILVA CORRÊA, KLAYTON MARCONDES FERREIRA, ANA BEATRIZ ROCHA SOUSA, ANA CAROLINA DIAS BARRETO DE SOUZA, FILIPE MENEZES DE VASCONCELOS, MARIA EMÍLIA DE LIMA TOSTES, CARMINDA CÉLIA MOURA DE MOURA CARVALHO

O cálculo de carga térmica de forma correta é importante para dimensionar adequadamente a climatização de ambientes. Há diversas formas de realizar este cálculo para um espaço, entre elas, a forma analítica, através das instruções disponibilizadas pelas NBRs e a utilização de simulação computacional, por meio de softwares como o EnergyPlus, o qual entrega seus resultados em carga térmica. Este trabalho tem como objetivo realizar uma comparação de resultados entre as formas analítica e por simulação computacional deste cálculo, utilizando-se de uma edificação modelo hipotética, localizada em Belém do Pará, Brasil. Como principais resultados, comparando a carga térmica obtida dos três ambientes da edificação, pode-se perceber que os valores de carga térmica finais são similares, apresentando diferença percentual entre 4 e 15%, enquanto cálculos de fluxo de calor entre os dois métodos não são comparáveis. Conclui-se que, para ambientes pouco complexos, o método escolhido não influencia significativamente na escolha de soluções de climatização e que mais testes precisam ser conduzidos em outras edificações.

FILIPE MENEZES DE VASCONCELOS, SERGIO MURILLO DE ALMEIDA SOUZA, BERNARDO CONTENTE PEREIRA, MARIA EMÍLIA DE LIMA TOSTES, CARMINDA CÉLIA MOURA DE MOURA CARVALHO, BIANCA BEATRIZ SILVA CORRÊA

Muitas cidades brasileiras vêm sofrendo um forte crescimento vertical, que impacta diretamente na adoção de Sistemas Fotovoltaicos em regiões urbanas. Há uma grande carência de soluções que atendam as unidades consumidoras quando não há área de cobertura disponível, seja para edificações residenciais, comerciais ou públicas. Nesse contexto, vem ganhando espaço a técnica de sistemas fotovoltaicos integrados às edificações, que visam contornar a problemática da falta de espaço útil para instalações fotovoltaicas. No Brasil, a técnica não é muito explorada devido à ausência de tecnologias disponíveis no mercado e ao aparato profissional para a instalação desses sistemas. Esse estudo busca visualizar o desempenho e o retorno financeiro de um mesmo sistema fotovoltaico instalado em diversas orientações da fachada de uma edificação pública localizada na cidade de Belém-PA. Para a realização do estudo serão adotados programas de simulação de edificações tridimensionais e avaliação de sistemas fotovoltaicos. Os resultados demonstraram os cenários que possuem mais eficiência da geração de energia elétrica considerando a degradação dos SF, implicando no retorno financeiro de cada sistema.

AYRTON LUCAS LISBOA DO NASCIMENTO, MIDORI UEOKA CARVALHO, BRUNO SANTANA DE ALBUQUERQUE, CARMINDA CÉLIA MOURA DE MOURA CARVALHO

O estudo de novas ações e estratégias de integração fotovoltaica (FV) além das coberturas pode contribuir para a ampliação da geração de energia FV, mesmo que o sistema não seja capaz de gerar a máxima energia, a integração é vantagem pois apresenta o cumprimento de requisitos estéticos e o conforto ambiental para a edificação. Desse modo, o módulo FV pode substituir materiais tradicionais e ainda gerar energia para o consumo. O objetivo deste trabalho é apresentar a análise técnica com relação ao desempenho energético e térmico, e a análise ambiental de um sistema fotovoltaico (SFV) integrado na fachada desempenhando dupla função: de geração de energia e de fachada ventilada, em uma edificação universitária localizada na cidade de Belém-PA-Brasil. Para o desempenho energético foram realizados simulações utilizando o software PVSyst com 04 tecnologias de módulos FV: de silício monocristalino (m-Si), de telureto de cádmio (CdTe), de silício amorfo (a-Si) e de disseleneto de cobre, índio e gálio (CISG), obtendo valores para a taxa de desempenho (PR) muito próximos do valor de referência adotada para a elaboração do mapa do potencial de geração solar FV do Atlas Brasileiro de Energia Solar; para o desempenho térmico utilizou-se o software Energyplus e constatou-se que com a integração da fachada FV ventilada na edificação, apresentou uma redução média na temperatura interna entre 1 oC e 1,80 oC nos horários enre 14:00h e 18:00h; na análise ambiental foi calculada a redução de emissão de gases do efeito estufa (GEE) considerando a utilização da energia FV em substituição às fontes de geração de energia utilizadas na matriz energética brasileira. Os resultados desse estudo para integração de fachadas FV na Amazônia corroboraram com os realizados em outras regiões do Brasil com características climáticas diferentes e em países onde a tecnologia já se encontra em estágio mais avançado.

MIDORI UEOKA CARVALHO, CARMINDA CÉLIA MOURA DE MOURA CARVALHO, FILIPE MENEZES DE VASCONCELOS, JACKQUELINE CRISTINA DO NASCIMENTO AZEVEDO, AYRTON LUCAS LISBOA DO NASCIMENTO

Renewable energy hybrid mini-grids have experienced significant growth in power systems, driven primarily by the need for more resilient and reliable distributed resources in modern power systems. However, despite their many benefits, the combined operation of PV and storage systems can pose challenges in system management and coordination, especially in radial distribution networks. This paper examines the operation of microgrids in a real medium-voltage radial feeder in Brazil, incorporating distributed generation and capacitor banks. Additionally, it assesses network losses with and without implementing distributed energy resources. The study considers the role of battery energy storage systems in energy and demand response, in addition to various load and an island mode operation scenario. The findings emphasize the advantages of effectively managing hybrid microgrids, highlighting enhanced reliability and service continuity in the face of diverse disturbances.

JOÃO VICTOR ALVES DOS REIS, GABRIEL ABEL MASSUNANGA MOREIRA, JONATHAN MUÑOZ TABORA, BIANCA BEATRIZ SILVA CORRÊA, ANDRÉ LUÍS RODRIGUES BARBOSA, LAURO CORREA DOS SANTOS JUNIOR

Energy demand is a variable in constant growth, influenced by economic, geographic, climatic, and other factors. Accurate forecasting of energy demand is crucial for developing electrical systems. It is particularly interesting to energy-generating plants, distributors, and final consumers aiming for optimized energy purchases. This study presents the results of long-term energy demand forecasting for a high-energy consumer in Brazil using Long Short-Term Memory (LSTM) neural networks. A database covering the period from 2017 to 2024 was used, and the forecasted results were compared with actual energy bills. The findings demonstrate the accuracy of the LSTM technique, though it shows weaknesses when faced with unforeseen events.

LAURO CORREA DOS SANTOS, JONATHAN MUÑOZ TABORA, CEZAR A. FIGUEREDO ROCHA, CARMINDA C. MOURA DE M. C., THIAGO M. SOARES, MARIA EMÍLIA DE LIMA TOSTES

This work analyzes a Hybrid Photovoltaic System (HPS) consisting of three photovoltaic systems operating in grid-connected mode and in off-grid conditions with the use of an energy storage system. For the analysis of the storage system, different scenarios with specific operating conditions have been considered, either with interruption of the electric grid or in normal operation mode, so that the Amazon Energy Efficiency Center (CEAMAZON) is fully supplied with energy during the year 2022. Finally, the analysis of the operating modes of the hybrid system is carried out, validating that the system is adaptable to the most diverse situations that the electricity grid offers to the system, always seeking stability in operation and energy supply.

AYRTON L. LISBOA DO NASCIMENTO, BRUNO SANTANA DE ALBUQUERQUE, EDILBERTO OLIVEIRA ROZAL FILHO, JONATHAN MUÑOZ TABORA, MIGUEL GOMES BRILHANTE, LUIZA DA ROCHA MARUM JORGE

Voltage imbalance remains one of the secret killers of electric motors considering its multiplying effect on current magnitudes. Its impacts on conventional induction motors have been widely addressed, however considering the new technologies existing commercially as a result of the search for higher efficiencies, the evaluation in non-ideal conditions also becomes of significant interest to users. This paper presents an evaluation of the voltage imbalance impacts on a line-start permanent magnet motor (LSPMM). For the study, the motor was fed under different voltage imbalance conditions and varying the motor load percentage. The results revealed that for high levels of voltage imbalance in the motor phases, the current imbalance in combination with the permanent magnet's constant magnetic field produces negative single-phase power under low-load conditions. Power quality impacts are also addressed from current oscillography.

JONATHAN MUÑOZ TABORA, ISAIAS FERREIRA, AYRTON L. L. DO NASCIMENTO, DANIELLY P. R. CARRERA, M.E.DE LIMA TOSTES, EDSON ORTIZ DE MATOS

The present work aims to develop a numerical model of a real solar boat system that will be implemented in UFPA, as part of the SIMA project. The MATLAB/Simulink modeling software was used in conjunction with PVSyst to obtain electric and physical operating parameters of the boat. Additionally, it is possible to perform an ecological and economic analysis of the boat, comparing similar models but with traditional internal combustion technology. The results demonstrate the simulated components, as well as the economic advantage in terms of fuel cost and reduced CO2 emissions.

AYRTON LUCAS LISBOA DO NASCIMENTO, MARIA EMÍLIA DE LIMA TOSTES, BRUNO SANTANA DE ALBUQUERQUE, CARMINDA CÉLIA MOURA DE MOURA CARVALHO, RAFAEL MENDES HIRAYAMA MACHADO, ANDRÉIA ANTLOGA DO NASCIMENTO