Universidade Nova de Lisboa

Universidade Nova de Lisboa

Faculdade de Ciências e Tecnologia

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

Total de horas

58

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

  1. Materiais condutores elétricos (princípio da condução elétrica, fatores que a influenciam, efeito pelicular e aplicações em energia com ênfase nos cabos elétricos)
  2. Materiais semicondutores (princípio da condução, tipos de materiais e tecnologia de produção de células fotovoltaicas)
  3. 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

  1. Origem do magnetismo
  2. Classificação dos materiais magnéticos. Tipos de magnetismo.
  3. 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).
  4. 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

    1. Introdução à supercondutividade
    2. Supercondutores dos tipos I e II
    3. Supercondutividade de alta temperatura
    4. Materiais supercondutores maciços e fitas 1G e 2G
    5. Modelização de supercondutores
    6. 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 - Tecnologias de armazenamento de energia elétrica

  1. Baterias  
  2. Bombagem hídrica
  3. Pilhas de combustível
  4. Supercondensadores

Parte 5 – Corrosão em Sistemas de Energia

  1. Fundamentos de corrosão eletroquímica
  2. 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.
  3. 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 na disciplina poderá ser feita por:

 a) 2 Minitestes (MT) + Trabalho de pesquisa (TP)

Class. Final (CF) = 0,70*Média MT+ 0,30*TP

 com Média MT >= 9,5 val, MT2 >= 7,0  e TP >= 9,5 val.

 b) Exame Final  (Ex) + Trabalho de pesquisa (TP)

  Classificação Final (CF) = 0,70*Ex + 0,30*TP

com Nota Ex. Final  >= 9,5 val.   e    TP >= 9,5 val.

Num caso ou noutro, o aluno/a aprovará à disciplina se e só se a sua classificação final for igual ou superior a 9,5 valores (escala 0 a 20).

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