Supercondutividade Aplicada a Sistemas de Energia Elétrica
Objetivos
No final desta unidade curricular o estudante terá adquirido conhecimentos, aptidões e competências que lhe permitam:
- Compreender os conceitos e fenómenos fundamentais da supercondutividade e materiais supercondutores.
- Compreender as especificidades dos diferentes tipos de materiais supercondutores (alta e baixa temperatura, tipo I e tipo II).
- Ser capaz de realizar cálculos termodinâmicos relacionados com o projeto de sistemas criogénicos.
- Ser capaz de analisar sistemas com materiais supercondutores pelo método dos elementos finitos.
- Conhecer as principais aplicações de supercondutores de alta temperatura em sistemas de energia elétrica (produção, transporte, distribuição, utilização e armazenamento de energia).
- Conceber e fazer cálculos relativos ao dimensionamento prévio das aplicações de supercondutores em sistemas de energia elétrica.
- Conhecer as principais técnicas experimentais associadas à supercondutividade, para medição de grandezas eletromagnéticas.
Caracterização geral
Código
12715
Créditos
6.0
Professor responsável
João Miguel Murta Pina
Horas
Semanais - 4
Totais - 56
Idioma de ensino
Português
Pré-requisitos
Noções de Física e Eletrotecnia adequadas a um mestrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores.
Bibliografia
- Y. Wang, “Fundamental Elements of Applied Superconductivity in Electrical Engineering”, John Wiley & Sons, 2013
- Yukikazu Iwasa, "Case Studies in Superconducting Magnets Design and Operational Issues", Springer, 2009 (disponível em https://link.springer.com/book/10.1007/b112047)
- J. Murta Pina, “Desenho e Modelização de Sistemas de Energia Empregando Materiais Supercondutores de Alta Temperatura”, Dissertação de Doutoramento, FCT NOVA, 2010.
- Vários artigos e sítios da Internet disponibilizados ao longo do semestre.
Método de ensino
Os diferentes conceitos, técnicas e teorias são explicadas pelo professor com o auxílio de diapositivos e de demonstradores disponíveis na FCT NOVA (nas aulas teóricas), com os quais os alunos realizarão atividades laboratoriais ou de demonstração (nas aulas práticas). Ambos são preparados para as aulas pelo professor, sendo que os últimos permitem verificar ou analisar distintos comportamentos e regimes de operação.
Os alunos resolvem problemas disponibilizados nos diapositivos, de forma semiautónoma, assim como pequenos projetos relacionados com as matérias abordadas.
A avaliação é feita mediante realização de pequenos projetos nas aulas (30% da nota), dois testes individuais no Moodle (30% da nota), assim como um projeto feito em grupo, relativo a uma aplicação de supercondutores em sistemas de energia elétrica, incluindo apresentação e discussão (até três elementos, 40% da nota).
Se necessário, lecionar-se-á em Inglês.
Método de avaliação
Componentes da avaliação:
- Pequenos projetos realizados nas práticas: 40% da nota
- Teste individual: 30% da nota final (ou exame de recurso, 30% da nota)
- Projeto final (em grupo, máximo de 3 elementos): 30% da nota
Frequência:
- Participação nas demonstrações práticas
- Nota mínima de 10 na média aritmética dos projetos das práticas
- Nota mínima de 10 no teste ou exame de recurso
- Nota mínima de 10 no projeto final
Conteúdo
- Propriedades fundamentais da supercondutividade.
- Materiais supercondutores e seus processos de fabrico.
- Técnicas experimentais em ambiente criogénico.
- Perdas AC.
- Simulação de sistemas supercondutores por elementos finitos.
- Sistemas criogénicos.
- Aplicações supercondutoras para geração, transporte, distribuição, utilização e armazenamento de energia elétrica: estudo de casos e modelização.
Cursos
Cursos onde a unidade curricular é leccionada: