MESTRADO EM SISTEMAS APLICADOS A ENGENHARIA E A GESTÃO

Você está aqui: Página Inicial > Pesquisa > Pós-graduação Stricto Sensu > Mestrado em Sistemas Aplicados a Engenharia e a Gestão > Pasta de Dissertações > Dissertações Defendidas em 2018 > SIMULAÇÃO A EVENTOS DISCRETOS EM SISTEMAS INDUSTRIAIS COM MODELAGEM DE CONSUMO E GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

SIMULAÇÃO A EVENTOS DISCRETOS EM SISTEMAS INDUSTRIAIS COM MODELAGEM DE CONSUMO E GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

por Cássio Rangel Paulista publicado 24/09/2020 14h52, última modificação 18/01/2021 23h14

João José de Assis Rangel (Orientador)

As indústrias têm buscado aumentar a eficiência energética (EE), gerenciando e reduzindo o consumo de energia em seus processos, e a ferramenta de Simulação a Eventos Discretos (SED) tem sido aplicada em modelagem de sistemas industriais a fim de otimizar a gestão de utilização da eletricidade. Além disso, o uso de fontes alternativas de energia tem aumentado nas indústrias que possuem como um de seus pilares, a sustentabilidade. Essa dissertação apresenta a aplicação de SED em uma unidade industrial para analisar o comportamento do consumo e geração de energia elétrica fotovoltaica (FV) em conjunto com outras variáveis típicas das operações de processos industriais. Uma indústria de laticínios de porte médio foi considerada como base referencial, e as principais variáveis de processo consideradas foram o tempo de abastecimento de tanques, tempo de processamento da matéria-prima e a capacidade das bombas. A modelagem do processo foi realizada levando em consideração tanto o consumo de energia nos equipamentos quanto a geração de energia FV no local. Foram detalhados os mecanismos de modelagem de sistemas contínuos em ambiente discreto. Uma modelagem matemática de curvas de consumo elétrico foi mostrada. A utilização de um programa de código livre e aberto foi considerada uma alternativa de baixo custo para pequenas e médias empresas, ainda que a ausência de recursos gráficos tenha aumentado a complexidade do processo de modelagem do sistema. Os mecanismos de simulação propostos permitiram a utilização de mais de um recurso de consumo, mesmo que tenha sido mostrado apenas o uso de energia elétrica de alguns equipamentos. Além disso, pôde-se gerar resultados em relação a equipamentos com um perfil de consumo variável ao longo do tempo. Os resultados da dissertação demonstraram que é possível utilizar SED como ferramenta de análise do consumo e geração de energia em conjunto com as diversas variáveis do processo de produção. O mecanismo elaborado para a simulação de geração FV permitiu a utilização de dados reais de irradiação solar em diferentes dias. O estudo pode ser ampliado com a utilização de variáveis financeiras; ampliação da utilização de recursos comuns nas indústrias, tais como lenha e água; utilização do indicador de pegada do carbono, a ser contabilizado a cada unidade de energia elétrica consumida; alteração do planejamento diário de produção tendo em vista dias mais chuvosos ou mais ensolarados, o que impactaria na quantidade de
energia FV gerada.

Palavras-chave: Energia renovável; Simulação discreta; Manufatura sustentável.

Industries have been seeking to increase energy efficiency (EE) by managing and reducing energy consumption in their processes and the Discrete Event Simulation (DES) tool has been applied in industrial systems modeling to optimize usage management of electricity. In addition, the use of alternative energy sources has grown in the industries that have as one of its pillars, the sustainability. This dissertation presents the application of DES in an industrial unit to analyze the behavior of the consumption and generation of photovoltaic electric energy (PV) in conjunction with other variables typical of industrial process operations. A mediumsized dairy industry was considered as a reference base, and the main process variables considered were, tank supply time, raw material processing time and pump capacity. The process modeling was performed taking into account both the energy consumption of the equipment and the generation of PV energy in loco. The modeling mechanisms of continuous systems in a discrete environment were detailed. A mathematical modeling of electric consumption curves was shown. The use of a free and open code program was considered a low cost alternative for small and medium enterprises, although the lack of graphic resources has increased the complexity of the system modeling process. The proposed simulation mechanisms allowed the use of more than one consumption resource, even if only the use of electric energy of some equipment was presented. In addition, it was possible to generate results in relation to equipment with a variable consumption profile over time. This work results demonstrated that DES is a useful tool to analyze the consumption and generation of energy together with the various variables of a production process. The mechanism developed for the PV generation simulation allowed the use of real solar radiation data on different days. The study can be expanded with the use of financial variables; expansion of the use of common resources in industries such as firewood and water; utilization of the carbon footprint indicator, to be accounted for to each unit of electric energy consumed; change in daily production planning in view of rainier or sunny days, which would impact on the amount of PV energy generated.

Keywords: Renewable energy; discrete simulation; sustainable manufacturing.

PDF documentCÁSSIO RANGEL PAULISTA.pdf — PDF document, 1.39 MB

There are currently no items in this folder.