Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη μίας διάταξης φωτοβολταϊκών πλαισίων εναλλασσόμενου ρεύματος (AC-PV module) και τη σύνδεση αυτής στο δίκτυο χαμηλής τάσης. Επιπρόσθετα πραγματεύεται την κατασκευή του μονοφασικού αντιστροφέα που ενσωματώνεται στην εν λόγω τοπολογία. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Απώτερος σκοπός της εργασίας είναι η συνολική κατασκευή μίας διάταξης δύο βαθμίδων για τη διασύνδεση ενός φωτοβολταϊκού πλαισίου (Φ/Β) με το δίκτυο χαμηλής τάσης. Οι διατάξεις αυτές περιλαμβάνουν μια πρώτη βαθμίδα ανύψωσης της τάσης του Φ/Β πλαισίου και μια δεύτερη βαθμίδα που μετατρέπει τη συνεχή τάση σε εναλλασσόμενη (αντίστροφέας) και παράγει ρεύμα συμφασικό με την τάση του δικτύου (μοναδιαίος συντελεστής ισχύος). Αρχικά παραθέτουμε συγκρίνουμε τις τεχνολογίες διασύνδεσης Φ/Β στο δίκτυο χαμηλής τάσης στοχεύοντας στο να εντάξουμε ομαλά τον αναγνώστη στην υπό μελέτη τοπολογία. Στη συνέχεια παραθέτουμε μια βήμα προς βήμα θεωρητική ανάλυση όλων των εμπλεκομένων μονάδων της τοπολογίας. Πιο συγκεκριμένα πέραν της ανάλυσης των φωτοβολταικών χαρακτηριστικών, συγκρίνουμε και προσομοιώνουμε δύο τοπολογίες μετατροπέων συνεχούς τάσης σε συνεχή (boost και flyback). Επιπρόσθετα μελετούμε και προσομοιώνουμε τη μέθοδο παλμοδότησης του μονοφασικού αντιστροφέα, που είναι γνωστή υπό τον όρο "Ημιτονοειδής Διαμόρφωση του Εύρους Παλμών" (sPWM). Επόμενο βήμα αποτέλεσε η λεπτομερής διαστασιολόγηση ολόκληρου τού υπό μελέτη συστήματος και η μετέπειτα προσομοίωση της κάθε μονάδας του ξεχωριστά. Αφού διασφαλίσουμε ότι οι αυτοτελείς μοντελοποιημένες μονάδες λειτουργούν με επιτυχία προχωρούμε στην προσομοίωση της πλήρους διάταξης τόσο απουσία κλειστού βρόχου ελέγχου όσο και παρουσία αυτού. Τέλος αναλύουμε τα τεχνικά χαρακτηριστικά του αντιστροφέα που κατασκευάστηκε, καθώς και των κυκλωμάτων από τα οποία αποτελείται. και περιγράφουμε τη διαδικασία παραγωγής του κώδικα προγραμματισμού του μικροελεγκτή. Παράλληλα παραθέτουμε παλμογραφήματα και μετρήσεις που προέκυψαν από τα πειράματα που διενεργήσαμε μετά την ολοκλήρωση της κατασκευής σε εργαστηριακό περιβάλλον. / Analysis and practical implementation of a two stage topology for connection between PV modules and the common grid.

Les électrodes transparentes sont intégrées dans de nombreux dispositifs optoélectroniques tels que (les OLED, les cellules photovoltaïques, les écrans tactiles...). De nos jours, l’électrode transparente la plus utilisée est l’oxyde d’indium dopé étain (ITO : Indium Tin Oxide) qui présente une transparence élevée et une faible résistance carrée. Malgré ces propriétés optoélectroniques exceptionnelles, l’ITO présente des inconvénients tels que la rareté de l’indium et sa fragilité qui est incompatible avec les substrats flexibles. Les nanofils d’argent (AgNWs) sont considérés comme une alternative potentielle pour remplacer l’ITO en vue de leur excellentes propriétés optoélectroniques et leur flexibilité. Néanmoins, les AgNWs souffrent de certains inconvénients (adhérence au substrat, rugosité). Dans ce travail nous proposons une structure de type Oxyde/Métal/Oxyde (OMO) en insérant une couche d’AgNWs comme couche métallique entre deux couches de nanoparticules d’oxydes (ZnO, AZO, WO3) pour fabriquer des électrodes tricouches de type ZAZ, AAA et WAW. Ces dernières ont montré transmission élevée combinée à une faible résistance carrée, ce qui leur permet d’être considérées comme des électrodes alternatives à l’ITO. De plus, les électrodes ZAZ et AAA ont été intégrées avec succès dans des cellules solaires organiques. En outre, un outil numérique potentiel utilisant la méthode FDTD (Finite Difference Time Domain) nous permis de confirmer les résultats expérimentaux pour les électrodes ZAZ. Ainsi, l’amélioration de l’absorption au sein de la couche active via l’effet plasmonique des AgNWs a été démontrée également. Finalement, nous avons pu modéliser un réseau semi-aléatoire des AgNWs inséré entre deux couches de ZnO tout en démontrant la différence en transmission entre une couche dense et une en nanoparticules de ZnO. / Transparent Electrodes (TEs) are crucial components of wide variety of optoelectronic devices as (OLEDs, photovoltaic cells, touch screen…). Nowadays, the transparent electrode widely used is Indium Tin Oxide (ITO), due to its good optoelectronic properties. However, it presents some drawbacks such as the indium scarcity and its brittleness which is not compatible with flexible substrates. Silver nanowires (AgNWs) were considered as potential alternative to replace ITO because of their good optical and electrical properties. Although promising, the AgNWs presents some drawbacks, including the poor adhesion to substrate and the surface roughness. In this work, we propose a sandwich structure Oxide/Metal/Oxide (OMO), where the metallic layer is based on AgNWs. We embedded AgNWs between two nanoparticles oxide layers of (ZnO, AZO, WO3) in order to fabricate trilayer electrodes which are ZAZ, AAA, WAW. These trilayer electrodes show a high transmittance and a low sheet resistance, which lead to consider them on of the alternative to the ITO. In addition, the ZAZ and AAA electrodes were successfully integrated in organic solar cells with good photovoltaic performance. Moreover, using the potential numerical method FDTD (Finite Difference Time Domain) we demonstrated a good agreement between the experimental and numerical results for the ZAZ electrodes. Therefore, the enhancement of absorption inside active layer due to the plasmonic effect of AgNWs was also demonstrated. Finally, we can model a randomly network of AgNWs embedded between two layers of ZnO, with investigating the difference between a dense and nanoparticles layer of ZnO.

Ces dernières années, l’intérêt croissant porté aux considérations environnementales et à la sécurité des procédés pose la question de l’utilisation de solvants pétrochimiques nocifs non renouvelables tels que l’hexane, mais aussi de la quantité d’énergie investie dans le procédé de trituration des graines oléagineuses. L’objectif de cette thèse a donc consisté en la recherche et le développement de procédés d’éco-extraction d’huile végétale, issue de graines oléagineuses, grâce à des technologies innovantes (ultrasons et micro-ondes) et des solvants alternatifs plus respectueux de la santé et de l’environnement. La première partie de ce manuscrit propose en premier lieu l’optimisation du procédé d’extraction à l’hexane d’huile de colza à partir d’écailles de pression avec des ultrasons. Bien que ceux-ci aient un impact positif sur les rendements, le temps d’extraction et la consommation de solvant, l’utilisation de l’hexane reste problématique. Dans une deuxième partie, la substitution de l’hexane par des solvants alternatifs plus « verts » a donc été considérée. Une première approche expérimentale a été complétée par une approche prédictive grâce à l’utilisation d’outils d’aide à la décision : les paramètres de solubilité de Hansen et le modèle COSMO-RS. Cette démarche a conduit à la sélection d’un solvant, le 2-méthyltétrahydrofurane, pour la réalisation d’une étude complète allant de l’échelle laboratoire à l’échelle pilote. Dans une troisième et dernière partie, la combinaison de solvants alternatifs avec une technique innovante, les micro-ondes, pour l’extraction d’huile colza à partir d’écailles de pression a été envisagée. Cette étude a mis en évidence l’intérêt des micro-ondes dans le cas d’une sélectivité de chauffage entre la biomasse et le solvant. / In recent years, the growing interest in environmental considerations and process safety raises the issue of the use of non-renewable petrochemical harmful solvents such as hexane, but also the amount of energy invested in the process of oilseed crushing. The objective of this thesis has consisted in the research and development of green extraction processes of vegetable oil from oil seeds through innovative technologies (ultrasonic and microwave) and alternative solvents more respectful of health and environment. The first part of this manuscript describes the optimization with ultrasound of the extraction process, using hexane, of oil from rapeseed cake. Although ultrasound have a positive impact on extraction yield, extraction time and solvent consumption, the use of hexane remains questionable. In the second part, substituting hexane by "green" alternative solvents has been considered. A first experimental approach was supplemented by a predictive approach through the use of decision tools: Hansen solubility parameters and COSMO-RS model. This led to the selection of a solvent, 2-methyltetrahydrofuran, for conducting a comprehensive study from laboratory to pilot scale. In a third and final part, the combination of alternative solvents with an innovative technology, microwaves, for the extraction of oil from rapeseed cake was investigated. This study highlighted the benefit of microwaves in the case of a selective heating between biomass and solvent.

La situation durable de volatilité des prix du pétrole est considérée à la fois comme une menace et un défi par l'industrie pétrolière. Au cours de cette crise, les compagnies pétrolières ont l’opportunité de se recentrer sur la recherche de solutions de production rentables, ce qui implique souvent l’apport des nouvelles technologies, en plus de l'amélioration des processus.Ce travail présente une avancée pour la synthèse d’une nouvelle génération de fluides de forage pétrolier sans surfactants/émulsifiants pour des applications dans le forage des puits profonds et ultra profonds. Cette nouvelle génération repose sur l’introduction des émulsions de Pickering dans la formulation des fluides de forage. Ces dernières sont des émulsions stabilisées uniquement par des particules solides (dans ce cas des particules de silice). Différents types de nano particules de silice de différentes hydrophobicités ont été utilisées pour stabiliser des fluides de forage de types huile-dans-eau et eau-dans-huile. Ces fluides ont été conçus pour être utilisés dans des conditions hostiles de température et de pression. Par conséquent, une caractérisation expérimentale de leur stabilité ainsi que de leurs propriétés rhéologiques sous ces conditions extrêmes étaient nécessaires. Au cours de ce travail, les profils rhéologiques de ces fluides reflétant leurs capacités de nettoyage du puits, leur coulabilité ainsi que leurs capacités à transporter les débris jusqu'à la surface, ont été établis. D’autre part, la stabilité électrique des émulsions ainsi que leur morphologie (distribution de taille des gouttelettes) ont été étudiées et une comparaison avec celles stabilisées par des agents tensioactifs a été établie. Les fluides ont été exposés à un processus de vieillissement qui permet d’étudier l'effet de l'environnement du réservoir hostile sur la stabilité et la rhéologie des nouveaux fluides préparés. Ces fluides de haute qualité se sont révélés très fiables, offrant une grande stabilité et une capacité à résister à des conditions extrêmes de réservoir. Ils représentent une nouvelle génération de fluides de forage ouvrant la voie à une exploitation optimisée de réservoirs profonds et ultra profonds. / This enduring situation of volatile oil prices has been seen as a decline and a challenge at the same time for the oil and gas industry. It is during this slump that the oil and gas companies own the opportunity to focus on cost-effective production solutions, which very often means bringing new technologies and further improving processes.This work presents a novel frontier of surfactant-free drilling and completion fluids for deep and ultra-deep wells. This new generation of drilling fluids is based on the principle of Pickering emulsions (emulsions stabilized solely by solid nano particles). Hydrophobic and hydrophilic silica nano particles were used to stabilize Oil-Based Mud and Water-Based Mud. These fluids were designed to be used under hostile conditions of temperature and pressure. Therefore, a concrete characterization of their stability as well as their rheological properties under HTHP conditions was mandatory. Rheological profiles reflecting the flowability, hole cleaning capacity as well as cutting transport ability of the fluids were established. On the other hand, the electrical stability as well as the morphology (Droplet Size Distribution) of the emulsions were studied and compared with surfactant-stabilized drilling fluids. The fluids were submitted to an aging process allowing one to study the effect of hostile reservoir environment on the stability and rheology of the new fluids prepared.These high quality fluids were seen very reliable offering high stability as well as high capacity to withstand extreme reservoir conditions giving rise to a new generation of drilling fluids allowing breaking the frontiers of deep and ultra-deep reservoirs.

Tot el que ens envolta és quiral, per tant, una de las propietats més importants que recau en la disposició i la acció de fàrmacs ve donada por la quiralitat de la substància activa. En conseqüència, la estereoquímica representa un camp actiu, canviant i desafiant que combina diferents disciplines de las ciències naturals que condueixen als resultats més espectaculars. En aquest context, la present tesis es centra en: i) el desenvolupament de nous sistemes catalítics per a la producció de substàncies quirals, ii) la comprensió dels mecanismes de reacció posteriors, i iii) el disseny de processos més ecològics i sostenibles. Bio-nanohíbrids amb una alta varietat de propietats van ser obtinguts mitjançant la immobilització de la L-leucina i la poli-L-leucina en l’espai entre capes de materials del tipus hidrotalcita. Aquests catalitzadors són ecològics, fàcils de sintetitzar i no requereixen pre-activació. Substàncies amb una aplicació potencial en la indústria química i farmacèutica van ser obtingudes utilitzant aquests nanohíbrids com a catalitzadors, emprant un únic reactor, en la reacció d’addició aldòlica i la reacció de condensació de Claisen-Schmidt /epoxidació Juliá-Colonna. La cooperació entre la ciència de superfícies i la catàlisis va permetre revelar el verdader mecanisme de Juliá-Colonna mitjançant l’anàlisi amb micro-balança de cristall de quarts amb dissipació (QCM-D). Per últim, però no menys important, els reactors híbrids de membrana catalítica es poden utilitzar en la transformació de reaccions complexes en altres més trivials, com la producció de peròxid d’hidrogen in-situ i la posterior epoxidació de la calcona. / Todo lo que nos rodea es quiral, por lo tanto, una de las propiedades más importantes que subyace en la disposición y la acción de fármacos está dada por la quiralidad de la sustancia activa. En consecuencia, la estereoquímica representa un campo activo, cambiante y desafiante que combina diferentes disciplinas de las ciencias naturales que conducen a los resultados más espectaculares. En este contexto, la presente tesis se centra en: i) el desarrollo de nuevos sistemas catalíticos para la producción de sustancias quirales, ii) la comprensión de los mecanismos de reacción posteriores, y iii) el diseño de procesos más ecológicos sostenibles. Bio-nanohíbridos con una alta variedad de propiedades se obtuvieron mediante la inmovilización de L-leucina y poli-L-leucina en el espacio entre capas de materiales del tipo hidrotalcita. Estos catalizadores son ecológicos, fáciles de sintetizar y no requieren pre-activación. Sustancias con una aplicación potencial en la industria química y farmacéutica se obtuvieron utilizando estos nanohíbridos como catalizadores, empleando un único reactor, en la reacción de adición aldólica y la reacción de condensación de Claisen-Schmidt /epoxidación Juliá-Colonna. La cooperación entre la ciencia de superficies y la catálisis permitió revelar al verdadero mecanismo de Juliá-Colonna mediante el análisis con micro-balanza de cristal de cuarzo con disipación (QCM-D). Por último, pero no menos importante, los reactores híbridos de membrana catalítica se pueden emplear en la transformación de reacciones complejas en otras más triviales, como la producción de peróxido de hidrógeno in-situ y posterior epoxidación de la calcona. / Everything around us is chiral, thus, one of the most important properties which underlies the drug disposition and action is given by the chirality of the active substance. Consequently, stereochemistry represents an active, changing, and challenging field which combines different disciplines of natural sciences that lead to the most spectacular findings. In this context, the present thesis focuses on: i) the development of new catalytic systems for the production of chiral substances, ii) the understanding of the subsequent reaction mechanisms, and iii) the design of greener sustainable processes. Bio-nanohybrid materials with a high variety of properties were obtained by immobilizing L-leucine and poly-L-leucine in the interlayer space of hydrotalcite-type materials. These catalysts are eco-friendly, are facile to synthesize, and no pre-activation is required. Substances with potential application in pharmaceutical or fine chemical industries were obtained using these nanohybrids as catalysts in the aldol addition reaction and the one-pot Claisen-Schmidt condensation / Juliá-Colonna epoxidation reaction. Cooperation between surface science and catalysis revealed the real Juliá-Colonna mechanism by using quartz crystal microbalance with dissipation (QCM-D) analysis. Last but not the least, hybrid catalytic membrane reactors can be employed in transforming complex reactions into simpler ones, like the production of hydrogen peroxide in-situ and subsequent epoxidation of chalcone.

Combiné à une demande en énergie croissante, les ressources limitées de pétrole et de gaz naturel nous obligent à rechercher des alternatives plus propres et de plus en plus efficaces pour la production d'énergie. L'hydrogène (H2) est considéré comme un vecteur énergétique prometteur. Cependant, il existe plusieurs problèmes liés à l'utilisation de H2, depuis son transport jusqu'à sa distribution. La transformation de la molécule de H2 peut s’effectuer par la synthèse d’un composé contenant du carbone, à savoir du méthane (CH4), offrant ainsi la possibilité d'utiliser le réseau de transport existante. En effet, la réaction de Sabatier, qui est fortement exothermique, implique la réaction du dioxyde de carbone (CO2) et du dihydrogène afin de produire du méthane et de l’eau. Ce procédé, appelé méthanation, représente une approche réalisable contribuant à la réduction des émissions de CO2 dans l'atmosphère, à travers un cycle fermé du carbone impliquant la valorisation du CO2. Cependant, en dessous d’une température de 200 °C, la conversion devient proche de zéro, tandis qu’à des températures plus élevés (>300 °C), des réactions secondaires favorisant la formation du CO et d’H2 apparaissent. C’est une des raisons pour laquelle de nouveaux types de catalyseurs doivent être étudiés dans le but de maximiser la sélectivité du méthane à des basses températures et à pression atmosphérique. Par conséquent, en utilisant des catalyseurs associés aux plasmas DBD, l’activation de la réaction de méthanation peut ainsi être améliorée. Plusieurs catalyseurs contenant du Ni ont donc été synthétisés en utilisant différents oxydes de Ce-Zr en tant que supports, avec un ratio Ce-Zr variable. Les résultats obtenus dans des conditions adiabatiques à basses températures (comprises entre 120 et 150 °C), en présence de catalyseurs activés par plasma, sont prometteurs. La conversion du CO2 en CH4 est d’environ 85 % avec une sélectivité proche de 100 %. En l’absence de catalyseurs activés par plasma, cette même conversion est observée à 350 °C, tandis qu’à basses températures et sans plasma, celle-ci est presque nulle. Ce système à basse consommation d’énergie permet donc de diminuer le coût de production du méthane synthétique avec une durée de vie du catalyseur prolongée. / The limited resources of oil and natural gas, together with an increasing energy demand, forces us to seek more and more efficient and cleaner energy production alternatives. Hydrogen has been recently considered as a promising energy carrier. However, there are several inherent problems to the utilization of H2, from its transportation to its distribution. Transformation of the H2 molecule by fixing into a carbon-containing compound, i.e. CH4, will offer the possibility of using the conventional transportation network. Indeed, the Sabatier reaction, which is highly exothermic, involves the reaction of carbon dioxide and hydrogen gas in order to produce methane and water. This process, called methanation, represents a feasible approach contributing to the reduction of the CO2 emissions in our atmosphere, through a closed carbon cycle involving the valorization of CO2, i.e. from capture. However, below a temperature of 250 °C, the conversion becomes practically close to 0 %, whereas at higher temperatures, i.e., (>300 ºC), the co-existence of secondary reactions favours the formation of CO and H2. This is the reason why new catalysts and process conditions are continuously being investigated in order to maximize the methane selectivity at low reaction temperatures at atmospheric pressure. Therefore, by using catalysts combined to Dielectric Barrier Discharge plasmas (DBD), the activation of the methanation reaction can be enhanced and overcome the drawbacks of existing conventional processes. Several Ni-containing catalysts were prepared using various ceria-zirconia oxides as supports, with different Ce/Zr ratios. The results obtained in the adiabatic conditions at low temperatures (ranging between 100-150 °C), in the presence of catalysts activated by plasma, are promising. Indeed, the conversion of CO2 to CH4 is about 85 % with a selectivity close to 100 %. The same conversion in the absence of the plasma activation of the catalyst is observed at 350 °C. At low temperatures (120-150 °C) and without plasma, conversion is almost close to zero. This low consumption energy system helps reduce the cost of production of synthetic methane together with an extended life of the catalyst.

El trabajo de investigación que se expone en esta Tesis Doctoral presenta la síntesis de una nueva familia de compuestos trinucleares de fórmula general [M3Q4X3(difosfina)3]+ (M = Mo, W; Q = S, Se; X = Cl, Br, H) y son el punto de partida para la preparación de nuevos derivados heterodimetálicos M3M'Q4 (M' = Cu, Pd y Ni). Atendiendo a la naturaleza del ligando difosfina incorporado a la unidad, estos compuestos poseen diferentes propiedades. Concretamente, se han incorporado difosfinas solubles en agua y difosfinas ópticamente activas con el fin de estudiar y evaluar las cualidades de los nuevos derivados en catálisis bifásica (de bajo impacto medioambiental) y en catálisis asimétrica, respectivamente. También se presenta la asociación de los aniones quirales TRISPHAT, BINPHAT y TMT(Ph) con los sistemas racémicos [Mo3S4Cl3(difosfina)3]+ y [Mo3M'S4Cl3(dmpe)3]+ (con difosfina = dmpe, dppe) para su resolución. Finalmente, se detallan todos los estudios teóricos llevados a cabo sobre diferentes sistemas. Concretamente, la epimerización del catión [Mo3S4Cl3(dppe)3]+, la protonación del clúster hidruro [Mo3S4H3((R,R)-Me-BPE)3]+, el equilibrio ácido-base del clúster [Mo3S4Cl3(dhmpe)3]+ y la evaluación de la actividad catalítica de los derivados ópticamente puros Mo3CuQ4 en reacciones de ciclopropanación.

Se describe la síntesis de una serie de complejos de Pd(II) con ligandos arilo que contienen en orto los grupos vinilo (CH=CH2), formilo (CHO), acetilo (C(O)Me) y nitrilo (CN), sin sustituyentes adicionales, y se estudia su reactividad frente a moléculas insaturadas: alquinos, isocianuros y monóxido de carbono. De esta forma se obtienen compuestos orgánicos de interés, difíciles de preparar por otros métodos. La tesis contiene un capitulo dedicado a la investigación mediante Resonancia Magnética Nuclear del enlace C-Pd en estos complejos. El último capítulo describe la síntesis del primer ligando pincer derivado del ferroceno, para su uso en catalisis homogénea. / The synthesis of a series of Pd(II) aryl complexes with vinyl (CH=CH2), formyl (CHO), acetyl (C(O)Me) and nitrile (CN) groups in ortho, is described. The reactivity of these complexes towards unsaturated molecules: alkynes, isocyanides and carbon monoxide, is investigated. The formation of interesting and otherwise difficult to obtain organic compounds is described. A chapter is dedicated to the investigation of the C-Pd bond in some of these complexes using Nuclear Magnetic Resonance. The last chapter describes the synthesis of the first ferrocene-derived pincer ligand, of interest in homogeneous catalysis.

La investigación de los materiales constitutivos de obras de arte, en la que se encuadra esta tesis, es una de las aplicaciones de la espectroscopía Raman que ha ido creciendo en importancia en las últimas décadas. El éxito de la aplicación de esta técnica al campo del arte reside en que es una de las técnicas analíticas que, por sus características de no-destructividad y posibilidad de análisis in-situ, mejor se adapta a las exigencias de este tipo de estudio. Así pues, mediante este análisis, se pueden llegar a identificar los materiales que constituyen una obra, lo cual resulta de vital importancia tanto para su datación, autentificación y catalogación, como para poder realizar con rigor su conservación y restauración.La espectroscopia Raman es una técnica fotónica que se basa en el análisis de la pequeña fracción de luz dispersada por la muestra analizada al incidir sobre ella un haz de luz monocromático; la luz dispersada presenta unos cambios frecuenciales (bandas Raman) respecto a la luz incidente que son característicos de la composición molecular del material analizado. Concretamente, la identificación de un material pictórico utilizando la espectroscopia Raman se consigue mediante la localización de la posición frecuencial de las bandas Raman presentes en su espectro. El conjunto de bandas Raman es característico y particular de cada material y permite la identificación unívoca del mismo. Así pues, una vez obtenido el espectro Raman de una muestra y extraída la posición de las bandas que aparecen, si se comparan con las bandas características de pigmentos patrones conocidos se puede identificar a cuál de ellos corresponde. En el laboratorio de espectroscopia Raman del TSC se han obtenido y almacenado los espectros Raman de una amplia colección de pigmentos patrones, por lo que se dispone de una extensa base de datos para comparar con la información Raman contenida en el espectro de un material bajo análisis. Sin embargo, la obtención de esta información Raman no es siempre fácil ya que el espectro medido contiene, además de la señal Raman, ruido inherente tanto al proceso de medida como a la naturaleza del material analizado, que puede llegar a enmascarar la señal Raman. Para mejorar la relación señal-ruido de un espectro Raman se pueden utilizar diversas técnicas de procesado de señal y, de entre ellas, en esta tesis se investiga la utilidad del procesado basado en técnicas de lógica difusa. En este trabajo se ha utilizado esta técnica de procesado para filtrar y así mejorar la relación señal-ruido en espectros Raman ya que permite tratar con la incertidumbre introducida por el ruido inherente a la propia medida, y procesar el espectro sin pérdida de la información, es decir, sin que se vea modificada la posición de las bandas Raman. Por otra parte, la identificación de un material pictórico es realizada habitualmente por el propio analista mediante la inspección visual del espectro, la localización de las bandas presentes en el espectro y la comparación de estas bandas con la base de datos de bandas características de pigmentos patrones de que se disponga. Esta tarea no es fácil y se requiere un observador experimentado que, bajo el prisma de su experiencia y conocimiento adquirido, realice las tareas de localización e identificación. En este proceso se introduce, inevitablemente, una componente de subjetividad ligada a la interacción del investigador. Además suele ser un trabajo costoso y que requiere un elevado consumo de tiempo. Para intentar evitar los errores que esta metodología de trabajo puede conllevar, en esta tesis se han utilizado las posibilidades que ofrece la lógica difusa para desarrollar un sistema que sea capaz de llevar a cabo la localización automática de bandas Raman y su posterior identificación mediante la comparación con una base de datos de patrones, eliminando así el factor de subjetividad e independizando tanto localización como identificación del juicio del investigador.

Σκοπός της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας είναι η εξομοίωση ενός φωτοβολταϊκού συστήματος διασυνδεδεμένου στο τριφασικό δίκτυο με σκοπό τη μελέτη της λειτουργίας του και του καλύτερου σχεδιασμού του. Το σύστημα περιλαμβάνει τη φωτοβολταϊκή γεννήτρια, ένα φίλτρο διασύνδεσης της γεννήτριας με τον αντιστροφέα και ένα απλοποιημένο μοντέλο του τριφασικού συστήματος. Για την εξομοίωση του κυκλώματος το οποίο είναι χρονικά μεταβαλλόμενο λόγω της διακοπτικής λειτουργίας του μετατροπέα αναπτύσσεται μια συστηματική και αποτελεσματική μέθοδος για την ανάλυση κυκλωμάτων που περιέχουν e-R-L, C κλάδους και ιδανικούς διακόπτες. Χρησιμοποιώντας την τοπολογία του κυκλώματος και κατάλληλες μήτρες μετασχηματισμού οι εξισώσεις που περιγράφουν το αγώγιμο και μη αγώγιμο τμήμα του κυκλώματος προκύπτουν αυτόματα. Οι χρησιμοποιούμενες μήτρες μετασχηματισμού προκύπτουν με απλό και συστηματικό τρόπο από τις θεμελιώδης μήτρες του κυκλώματος. Σε κάθε βήμα προκύπτουν τα ρεύματα όλων των κλάδων του κυκλώματος από την επίλυση του αγώγιμου τμήματος αυτού και οι τάσεις των βαλβίδων που δεν άγουν από την επίλυση του μη αγώγιμου τμήματός του. Η μέθοδος είναι γενική και μπορεί να εφαρμοστεί για την μελέτη τυχόντων σφαλμάτων σε οποιοδήποτε τμήμα του κυκλώματος. Παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της εξομοίωσης για λειτουργία του μετατροπέα ως ανορθωτή, ως αντιστροφέα, ως αντιστροφέα με φωτοβολταϊκή γεννήτρια και ως αντιστροφέα με φωτοβολταϊκή γεννήτρια και με ανιχνευτή σημείου μέγιστης ισχύος. Το χρησιμοποιηθέν μοντέλο θα μπορούσε να βελτιωθεί αν στην θέση του τριφασικού συστήματος χρησιμοποιηθεί ακριβέστερη αναπαράσταση του τριφασικού δικτύου στην οποία να περιλαμβάνεται και ο τριφασικός μετασχηματιστής ισχύος που διασυνδέει το φωτοβολταϊκό σύστημα με το AC δίκτυο. / The objective of this “Diploma Thesis” is the simulation of a grid connected photovoltaic (PV) system and the study of its operation. The system consists of a PV generator, a DC filter and a simplified model of the three-phase system. The method which was used for the simulation of the circuit (which is a varying topology circuit due to the switching operation of the converter) is a systematic, efficient and conceptually simple method for the analysis of circuits consisting of linear e, R, L, C elements and ideal switches. On the basis of well known network topological concepts a suitable transformation tensor is constructed at every step. This tensor constitutes a flexible and powerful tool to assemble automatically the necessary on-switch current and off-switch voltage equations required for any conduction pattern. The method is general and can be applied for the study of any random faults in any part of the circuit. Results of the simulation for operation of the converter as rectifier, as inverter with battery, as inverter with PV generator and as inverter with PV generator and with MPPT are presented. The used model could be improved if the three-phase system is more precisely represented by a power three-phase transformer which connects the PV system with the AC network.