
Tecnologia de Materiais para a Energia
Código
10509
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Engenharia Electrotécnica
Créditos
6.0
Professor responsável
Anabela Monteiro Gonçalves Pronto
Horas semanais
4
Língua de ensino
Português
Objectivos
Esta disciplina tem como objetivos gerais dotar os alunos de conhecimentos e competências na área da tecnologia dos principais materiais utilizados em sistemas de energia, de modo a que sejam capazes de selecionar e/ou dimensionar os sistemas e materiais mais adequados para uma dada aplicação.
Pré-requisitos
Aconselha-se vivamente a que:
- Os alunos tenham completado na íntegra os três anos de licenciatura;
- Os alunos tenham conhecimentos sólidos em Eletrotecnia.
Conteúdo
Parte 1 – Tecnologia dos Materiais Eléctricos
- Materiais condutores elétricos (princípio da condução elétrica, fatores que a influenciam, efeito pelicular e aplicações em energia com ênfase nos cabos elétricos)
- Materiais semicondutores (princípio da condução, tipos de materiais e tecnologia de produção de células fotovoltaicas)
- Materiais dielétricos
- Materiais isolantes (noção de polarização elétrica, definição e cálculo de capacidades, ângulo de perdas do dielétrico, influência da temperatura e aplicações, nomeadamente cabos, linhas de transporte de energia e transformadores)
- Materiais piezoelétricos (princípio de funcionamento e aplicações em energia)
- Materiais ferroelétricos
Parte 2 – Tecnologia dos Materiais Magnéticos
- Origem do magnetismo
- Classificação dos materiais magnéticos. Tipos de magnetismo.
- Materiais ferromagnéticos macios para dispositivos de potência (curva de magnetização e ciclo de histerese, perdas magnéticas e fatores que as influenciam, critérios de seleção de materiais para dispositivos de potência).
- Materiais ferromagnéticos duros (magnetos permanentes) para dispositivos de potência (caracterização, classificação, processo de fabrico e dimensionamento de magnetos permanentes para máquinas elétricas).
Parte 3 – Novos Materiais em Energia
1. Tecnologia dos materiais supercondutores
- Introdução à supercondutividade
- Supercondutores dos tipos I e II
- Supercondutividade de alta temperatura
- Materiais supercondutores maciços e fitas 1G e 2G
- Modelização de supercondutores
- Aplicações de supercondutores em máquinas elétricas, transformadores, limitadores de corrente, armazenamento de energia e cabos elétricos.
2. Materiais de mudança de fase (PCM-phase change materials)
-
Composição, princípio de funcionamento e aplicações em energia/eficiência energética.
Parte 4 – Corrosão em Sistemas de Energia
- Fundamentos de corrosão eletroquímica
- Principais tipos de corrosão em sistemas de energia. Análise de aerogeradores em regime offshore, torres de alta tensão, subestações terrestres e marítimas, transformadores, entre outros.
- Proteção de sistemas de energia contra a corrosão.
Bibliografia
Pronto, A. Gonçalves, Diapositivos preparados para as aulas da disciplina de Tecnologia de Materiais para a Energia, 2013/2014.
Pronto, A. Gonçalves, Análise de perdas em sistemas de energia que empregam materiais supercondutores de alta temperatura, Tese de doutoramento,Ed. FCT, 2010. http://run.unl.pt/handle/10362/5116
Leão Rodrigues, A., Apontamentos da disciplina de Materiais da Eletrotecnia, Caparica, 2000.
Bolton, W., Eletrical and magnetic properties of materials, 1st Ed., Longman Scientific & Technical, UK, 1992.
Jones, Ian P., Materials science for eletrical ans eletronic engineers, Ed. Oxford University Press, UK, 2001.
Método de ensino
A disciplina será leccionada em aulas teóricas e teórico-práticas tendo a colaboração, sempre que assim se entender, de especialistas em tópicos específicos do programa.
Método de avaliação
A avaliação nesta disciplina será efectuada por 3 Minitestes (MT) nas datas agendadas na reunião de coordenação do MIEEC. O peso de cada miniteste para a nota final será 35%, 35% e 30%, respetivamente. A classificação final (CF) na disciplina será portanto:
CF = 0,35*MT1+0,35*MT2+0,3*MT3
Para obter aprovação e dispensa do Exame de Recurso da disciplina o aluno deverá ter uma média de notas dos MT igual ou superior a 9,5 valores, sendo que o último teste terá que ter uma classificação >= 7 valores (escala de 0-20 valores).