Relatório Lombada Geradora de Energia

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS CAMPUS DE ENGENHARIAS E CIÊNCIAS AGRÁRIAS CURSO DE NOME DO CURSO PROJETO DE TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO TÍTULO DO TRABALHO NOME DOA DISCENTE MATRÍCULA Rio Largo AL MÊSANO 1 INFORMAÇÕES GERAIS SOBRE O PROJETO DE TCC I Período de Execução MêsAno até MêsAno II Título Título do TCC III Área de Concentração ou de Estudo Inserir a área do TCC IV PalavrasChave três palavraschave V Autora Nome Nome doa estudante Email Telefone com DDD Assinatura VI Orientadora Nome Email Telefone com DDD Assinatura VII Coorientadora se houver Nome Email Telefone com DDD Curso Instituição Assinatura Do Coorientador Assinatura do Orientador atestando que o Coorientador atua na área de interesse ao tema do TCC Em caso de coorientação de professora de outras Instituições de Ensino Superior ou demais profissionais de nível superior 2 Diagrama do projeto 1 LOMBADA GERADORA DE ENERGIA veículos Quando os veículos passam pela lombada eles exercem pressão sobre a estrutura Lombada Piezoelétrica Estrutura equipada com sensores piezoelétricos embutidos Esses sensores transformam a pressão mecânica em energia elétrica Módulo de Conversão de Energia Converte a energia gerada pelos sensores piezoelétricos em eletricidade utilizável tornandoa adequada para consumo Circuito de Armazenamento Utiliza baterias ou capacitores para armazenar a energia elétrica gerada Essa energia pode ser usada posteriormente conforme a demanda Saída de Energia A eletricidade armazenada é direcionada para dispositivos de consumo como iluminação pública sinalização ou até para a rede de distribuição elétrica 1 INTRODUÇÃO Máximo de uma página 2 JUSTIFICATIVA Contextualização e justificativa de estudo pesquisa situando sua relevância e importância máximo de 2 páginas 3 OBJETIVOS Geral Específicos Se houver 4 MATERIAIS E MÉTODOS Detalhar local da pesquisa ou estudo materiais que serão utilizados durante a pesquisa e desenvolvimento do TCC metodologia a ser empregada para realização da pesquisa coleta e análise dos dados delineamento variáveis analisadas e obtenção dos resultados esperados Máximo de 2 páginas 5 RESULTADOS ESPERADOS Escrever o que se espera com o estudo ou pesquisa 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Listar as Referências Bibliográficas no formato ABNT atualizado 4 7 CRONOGRAMA DE EXECUÇÃO deve ser dimensionado de acordo com o período previsto para realização do estudo e defesa Exemplo de Cronograma a ser inserido 2019 ATIVIDADES MAR ABR MAI JUN JUL AG O SET OUT NOV DEZ Entrega do Projeto X Pesquisa e coleta de informações X X X X X Referencial Bibliográfico X X Desenvolvimento do trabalho X X X X X Levantamento de dados X X X X Processamento e análise dos dados X X X Elaboração e redação do TCC X X X X X X X Defesa do TCC X ENTREGA DO TCC X Observações 1 Projeto deve ser elaborado de acordo com o Padrão UFAL de normalização GUEDES et al 2013 2 O Projeto deve está formatado para página A4 com margens superior e inferior 25 cm esquerda de 30 cm e direita 25 cm 3 O Corpo do Projeto de TCC deve ser redigido na fonte Arial 11 ou Times New Roman 12 justificado e espaçamento 15 com parágrafos de 125 4 Alteração de projeto deverá ser comunicada a coordenação de TCC com antecedência 5 UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS CAMPUS DE ENGENHARIAS E CIÊNCIAS AGRÁRIAS CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA PROJETO DE TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO RELATÓRIO LOMBADA GERADORA DE ENERGIA NOME DOA DISCENTE MATRÍCULA Rio Largo AL OUTUBRO2024 INFORMAÇÕES GERAIS SOBRE O PROJETO DE TCC I Período de Execução 112024 até 112025 II Título Relatório lombada geradora de energia III Área de Concentração ou de Estudo Engenharia Elétrica IV PalavrasChave Piezoeletricidade Energia Renovável Geração de Energia V Autora Nome Nome doa estudante Email Telefone com DDD Assinatura VI Orientadora Nome Email Telefone com DDD Assinatura VII Coorientadora se houver Nome Email Telefone com DDD Curso Instituição Assinatura Do Coorientador Assinatura do Orientador atestando que o Coorientador atua na área de interesse ao tema do TCC Em caso de coorientação de professora de outras Instituições de Ensino Superior ou demais profissionais de nível superior SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO 2 JUSTIFICATIVA 3 OBJETIVOS Geral Específicos 4 MATERIAIS E MÉTODOS Local de pesquisa Materiais utilizados Cronograma de execução do projeto Orçamento previsto para projeto em média escala Diagrama do projeto Metodologia 5 RESULTADOS ESPERADOS 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1 INTRODUÇÃO A demanda crescente por fontes de energia limpa e renovável impulsiona o desenvolvimento de soluções inovadoras que se integram ao espaço urbano Este projeto propõe o desenvolvimento de uma lombada geradora de energia elétrica utilizando a tecnologia piezoelétrica para aproveitar o fluxo de veículos e gerar energia sustentável A piezoeletricidade que converte energia mecânica em elétrica por meio da pressão sobre certos materiais vem sendo cada vez mais explorada em projetos de infraestrutura urbana O princípio do projeto está na instalação de cristais piezoelétricos em lombadas que ao serem pressionados pelos veículos produzem uma carga elétrica Essa carga pode ser captada e convertida em eletricidade útil para aplicações urbanas como iluminação pública sistemas de semáforos ou monitoramento de tráfego Este tipo de solução tornase especialmente relevante no contexto de cidades sustentáveis onde a utilização de recursos naturais e as tecnologias de geração limpa são essenciais para reduzir impactos ambientais 2 JUSTIFICATIVA A necessidade de soluções sustentáveis em ambientes urbanos é evidente especialmente com o aumento da população e consequentemente do consumo energético Este projeto de lombada piezoelétrica justificase pela possibilidade de contribuir com a matriz energética de forma eficiente e sem gerar resíduos utilizando uma energia já existente no ambiente o movimento dos veículos Além disso o uso de tecnologia piezoelétrica em lombadas tem potencial para transformar o impacto das atividades cotidianas como o tráfego urbano em uma fonte de eletricidade limpa Essa abordagem oferece uma alternativa às fontes convencionais reduzindo a dependência de combustíveis fósseis e integrando a sustentabilidade ao cotidiano das cidades O projeto contribui para que a cidade explore alternativas de baixo custo de manutenção e com grande potencial de impacto ambiental positivo Dentre as aplicações possíveis destacamse o uso em áreas de alta circulação onde a energia gerada pela pressão de veículos pode ser direcionada a sistemas de iluminação pública semáforos câmeras de segurança e painéis de informação ao cidadão Além disso projetos como esse incentivam o desenvolvimento tecnológico na área de energias renováveis promovendo a pesquisa e a inovação em Engenharia Elétrica 3 OBJETIVOS Geral Desenvolver um protótipo de lombada piezoelétrica para a geração de energia elétrica a partir do tráfego de veículos em ambientes urbanos Específicos Identificar e selecionar os melhores materiais piezoelétricos com alta eficiência para uso em lombadas Projetar o sistema de conversão de energia incluindo os circuitos para armazenar e direcionar a eletricidade gerada Realizar testes para avaliar a durabilidade e eficiência do protótipo em condições simuladas de tráfego Analisar a viabilidade técnica e econômica do sistema em larga escala para implementação em vias públicas 4 MATERIAIS E MÉTODOS A metodologia do projeto envolve etapas de pesquisa desenvolvimento teste e análise dos resultados obtidos A seguir coloco em detalhe as principais etapas e materiais envolvidos Local de Pesquisa O projeto será conduzido em laboratório e em áreas de teste do campus onde serão instalados protótipos para simulação do tráfego veicular A última fase de testes prevê um ambiente de simulação em escala urbana para observar o desempenho do sistema em condições reais Materiais Utilizados I Cristais Piezoelétricos Selecionados com base na resistência e capacidade de conversão de energia II Circuitos de Conversão e Armazenamento Circuitos eletrônicos para captar converter e armazenar a carga elétrica III Sensores e Dispositivos de Teste Equipamentos para simular o impacto de veículos e registrar dados sobre a energia gerada IV Software de Análise e Simulação Ferramentas de simulação para analisar o comportamento do sistema sob diferentes intensidades de pressão Cronograma de execução do projeto Atividades 1124 1224 0125 0225 0325 0425 0525 0625 0725 0825 0925 Levantamento bibliográfico X X Seleção dos materiais piezoelétricos X X Projeto e desenvolvimento do protótipo X X X Testes de pressão e durabilidade X X X Análise dos resultados X X Ajustes e otimização do protótipo X X Simulação em ambiente urbano X X X Elaboração e finalização do relatório X X X Orçamento previsto para projeto em média escala Descrição Quantidade Valor Unitário R Total R Materiais Piezoelétricos Sensores piezoelétricos 50 200 10000 Módulo de conversão de energia inversores 10 150 1500 Circuitos de armazenamento Baterias 5 300 1500 Equipamentos de Instalação e Teste Ferramentas de instalação 1000 Equipamento de simulação de tráfego 1 500 500 Sensores de monitoramento 10 250 2500 Serviços Técnicos e Testes Mão de obra técnica Projeto e art de execução Profissionais da área de construção e instalação 1 5000 5000 Licenças de software de simulação 1 1000 1000 Outros Custos Transporte e logística 1000 Despesas diversas 1000 Total Estimado 25000 os valores podem sofrer alterações por influência de mercado fornecedores e regiões 2 Metodologia Pesquisa Teórica Revisão de literatura sobre tecnologias piezoelétricas e suas aplicações em ambientes urbanos Projeto e Montagem do Protótipo Desenvolvimento de um modelo de lombada com estrutura piezoelétrica que será testada em laboratório Testes de Pressão e Durabilidade Aplicação de pressão controlada para avaliar a resistência do material piezoelétrico e a eficiência de conversão Análise dos Dados Avaliação do volume de energia gerada eficiência do sistema e análise de viabilidade econômica para aplicação em escala real 5 RESULTADOS ESPERADOS Esperase que o protótipo de lombada piezoelétrica gere energia elétrica de forma eficaz ao ser submetido à pressão dos veículos em movimento Com isso o estudo pretende demonstrar a viabilidade do uso de materiais piezoelétricos em aplicações urbanas e fornecer uma base para projetos futuros de ampliação da tecnologia Além disso esperase que os dados obtidos indiquem a quantidade de energia que poderia ser produzida em vias públicas de alto tráfego possibilitando uma análise da redução de custos e da potencial contribuição à sustentabilidade urbana O projeto visa assim abrir caminhos para o uso de fontes energéticas renováveis integradas ao ambiente urbano 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ARMENDANI W A et al Conhecendo a Piezoeletricidade uma nova forma de geração de energia elétrica Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento São Paulo 2016 BARBI I Eletrônica de potência 6 ed Florianópolis Edição do Autor 2006 Disponível em httpivobarbicomPDFlivrosPotIPotIpdf CALLISTER W D Ciência e Engenharia dos Materiais uma Introdução 7 ed Rio de janeiro LTC 2008 Como funciona uma célula fotovoltaicaSolstício Energia 2022 Disponível em Solstício Energia Como funciona uma célula fotovoltaica Solsticio Energia CRAVO E Inversor de Frequência Como Funciona Tipos VantagensBlogKalatec 2018 Disponível em Inversor de frequência o que é como funciona e vantagens kalateccombr Acesso em 07 abr 2022 Filtros Capacitivos Lumilight do Brasil 2024 Disponível em httpfiltrocapacitivocombrfiltroscapacitivos GOMES A L Plataforma energética a partir de discos piezoelétricos 2015 Disponível em Centro Universitário de Brasília UniCEUB Plataforma energética a partir de discos piezoelétricos MOHEIMANI S O R FLEMING A JPiezoelectric Transducers for Vibration Control and Damping London Springer 2006 70 PEDRA C O que é um Inversor de Frequência Como e o seu Funcionamento BlogSE 2020 Disponível em O que é um inversor de frequência Como é o seu funcionamento UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS CAMPUS DE ENGENHARIAS E CIÊNCIAS AGRÁRIAS CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA PROJETO DE TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO RELATÓRIO LOMBADA GERADORA DE ENERGIA NOME DOA DISCENTE MATRÍCULA Rio Largo AL OUTUBRO2024 INFORMAÇÕES GERAIS SOBRE O PROJETO DE TCC I Período de Execução 112024 até 112025 II Título Relatório lombada geradora de energia III Área de Concentração ou de Estudo Engenharia Elétrica IV PalavrasChave Piezoeletricidade Energia Renovável Geração de Energia V Autora Nome Nome doa estudante Email Telefone com DDD Assinatura VI Orientadora Nome Email Telefone com DDD Assinatura VII Coorientadora se houver Nome Email Telefone com DDD Curso Instituição Assinatura Do Coorientador Assinatura do Orientador atestando que o Coorientador atua na área de interesse ao tema do TCC Em caso de coorientação de professora de outras Instituições de Ensino Superior ou demais profissionais de nível superior SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO 2 JUSTIFICATIVA 3 OBJETIVOS Geral Específicos 4 MATERIAIS E MÉTODOS Local de pesquisa Materiais utilizados Cronograma de execução do projeto Orçamento previsto para projeto em média escala Diagrama do projeto Metodologia 5 RESULTADOS ESPERADOS 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1 INTRODUÇÃO A demanda crescente por fontes de energia limpa e renovável impulsiona o desenvolvimento de soluções inovadoras que se integram ao espaço urbano Este projeto propõe o desenvolvimento de uma lombada geradora de energia elétrica utilizando a tecnologia piezoelétrica para aproveitar o fluxo de veículos e gerar energia sustentável A piezoeletricidade que converte energia mecânica em elétrica por meio da pressão sobre certos materiais vem sendo cada vez mais explorada em projetos de infraestrutura urbana O princípio do projeto está na instalação de cristais piezoelétricos em lombadas que ao serem pressionados pelos veículos produzem uma carga elétrica Essa carga pode ser captada e convertida em eletricidade útil para aplicações urbanas como iluminação pública sistemas de semáforos ou monitoramento de tráfego Este tipo de solução tornase especialmente relevante no contexto de cidades sustentáveis onde a utilização de recursos naturais e as tecnologias de geração limpa são essenciais para reduzir impactos ambientais 2 JUSTIFICATIVA A necessidade de soluções sustentáveis em ambientes urbanos é evidente especialmente com o aumento da população e consequentemente do consumo energético Este projeto de lombada piezoelétrica justificase pela possibilidade de contribuir com a matriz energética de forma eficiente e sem gerar resíduos utilizando uma energia já existente no ambiente o movimento dos veículos Além disso o uso de tecnologia piezoelétrica em lombadas tem potencial para transformar o impacto das atividades cotidianas como o tráfego urbano em uma fonte de eletricidade limpa Essa abordagem oferece uma alternativa às fontes convencionais reduzindo a dependência de combustíveis fósseis e integrando a sustentabilidade ao cotidiano das cidades O projeto contribui para que a cidade explore alternativas de baixo custo de manutenção e com grande potencial de impacto ambiental positivo Dentre as aplicações possíveis destacamse o uso em áreas de alta circulação onde a energia gerada pela pressão de veículos pode ser direcionada a sistemas de iluminação pública semáforos câmeras de segurança e painéis de informação ao cidadão Além disso projetos como esse incentivam o desenvolvimento tecnológico na área de energias renováveis promovendo a pesquisa e a inovação em Engenharia Elétrica 3 OBJETIVOS Geral Desenvolver um protótipo de lombada piezoelétrica para a geração de energia elétrica a partir do tráfego de veículos em ambientes urbanos Específicos Identificar e selecionar os melhores materiais piezoelétricos com alta eficiência para uso em lombadas Projetar o sistema de conversão de energia incluindo os circuitos para armazenar e direcionar a eletricidade gerada Realizar testes para avaliar a durabilidade e eficiência do protótipo em condições simuladas de tráfego Analisar a viabilidade técnica e econômica do sistema em larga escala para implementação em vias públicas 4 MATERIAIS E MÉTODOS A metodologia do projeto envolve etapas de pesquisa desenvolvimento teste e análise dos resultados obtidos A seguir coloco em detalhe as principais etapas e materiais envolvidos Local de Pesquisa O projeto será conduzido em laboratório e em áreas de teste do campus onde serão instalados protótipos para simulação do tráfego veicular A última fase de testes prevê um ambiente de simulação em escala urbana para observar o desempenho do sistema em condições reais Materiais Utilizados I Cristais Piezoelétricos Selecionados com base na resistência e capacidade de conversão de energia II Circuitos de Conversão e Armazenamento Circuitos eletrônicos para captar converter e armazenar a carga elétrica III Sensores e Dispositivos de Teste Equipamentos para simular o impacto de veículos e registrar dados sobre a energia gerada IV Software de Análise e Simulação Ferramentas de simulação para analisar o comportamento do sistema sob diferentes intensidades de pressão Cronograma de execução do projeto Atividades 1124 1224 0125 0225 0325 0425 0525 0625 0725 0825 0925 Levantamento bibliográfico X X Seleção dos materiais piezoelétricos X X Projeto e desenvolvimento do protótipo X X X Testes de pressão e durabilidade X X X Análise dos resultados X X Ajustes e otimização do protótipo X X Simulação em ambiente urbano X X X Elaboração e finalização do relatório X X X Orçamento previsto para projeto em média escala Descrição Quantidade Valor Unitário R Total R Materiais Piezoelétricos Sensores piezoelétricos 50 200 10000 Módulo de conversão de energia inversores 10 150 1500 Circuitos de armazenamento Baterias 5 300 1500 Equipamentos de Instalação e Teste Ferramentas de instalação 1000 Equipamento de simulação de tráfego 1 500 500 Sensores de monitoramento 10 250 2500 Serviços Técnicos e Testes Mão de obra técnica Projeto e art de execução Profissionais da área de construção e instalação 1 5000 5000 Licenças de software de simulação 1 1000 1000 Outros Custos Transporte e logística 1000 Despesas diversas 1000 Total Estimado 25000 os valores podem sofrer alterações por influência de mercado fornecedores e regiões 2 Metodologia Pesquisa Teórica Revisão de literatura sobre tecnologias piezoelétricas e suas aplicações em ambientes urbanos Projeto e Montagem do Protótipo Desenvolvimento de um modelo de lombada com estrutura piezoelétrica que será testada em laboratório Testes de Pressão e Durabilidade Aplicação de pressão controlada para avaliar a resistência do material piezoelétrico e a eficiência de conversão Análise dos Dados Avaliação do volume de energia gerada eficiência do sistema e análise de viabilidade econômica para aplicação em escala real 5 RESULTADOS ESPERADOS Esperase que o protótipo de lombada piezoelétrica gere energia elétrica de forma eficaz ao ser submetido à pressão dos veículos em movimento Com isso o estudo pretende demonstrar a viabilidade do uso de materiais piezoelétricos em aplicações urbanas e fornecer uma base para projetos futuros de ampliação da tecnologia Além disso esperase que os dados obtidos indiquem a quantidade de energia que poderia ser produzida em vias públicas de alto tráfego possibilitando uma análise da redução de custos e da potencial contribuição à sustentabilidade urbana O projeto visa assim abrir caminhos para o uso de fontes energéticas renováveis integradas ao ambiente urbano 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ARMENDANI W A et al Conhecendo a Piezoeletricidade uma nova forma de geração de energia elétrica Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento São Paulo 2016 BARBI I Eletrônica de potência 6 ed Florianópolis Edição do Autor 2006 Disponível em httpivobarbicomPDFlivrosPotIPotIpdf CALLISTER W D Ciência e Engenharia dos Materiais uma Introdução 7 ed Rio de janeiro LTC 2008 Como funciona uma célula fotovoltaicaSolstício Energia 2022 Disponível em Solstício Energia Como funciona uma célula fotovoltaica Solsticio Energia CRAVO E Inversor de Frequência Como Funciona Tipos VantagensBlogKalatec 2018 Disponível em Inversor de frequência o que é como funciona e vantagens kalateccombr Acesso em 07 abr 2022 Filtros Capacitivos Lumilight do Brasil 2024 Disponível em httpfiltrocapacitivocombrfiltroscapacitivos GOMES A L Plataforma energética a partir de discos piezoelétricos 2015 Disponível em Centro Universitário de Brasília UniCEUB Plataforma energética a partir de discos piezoelétricos MOHEIMANI S O R FLEMING A JPiezoelectric Transducers for Vibration Control and Damping London Springer 2006 70 PEDRA C O que é um Inversor de Frequência Como e o seu Funcionamento BlogSE 2020 Disponível em O que é um inversor de frequência Como é o seu funcionamento