O objetivo desse estudo é analisar e sistematizar os elementos necessários à modelagem da energia primária solar para geração fotovoltaica em escala. Metodologicamente, investigam-se os assuntos inerentes à solarimetria e a caracterização da radiação solar, desde a formação das equações que definem a incidência da radiação no topo da atmosfera, o desenvolvimento tecnológico de radiômetros, até as normas e critérios de classificação desses equipamentos. Também são elementos metodológicos a caracterização do irradiância solar, incluindo algoritmos de tratamento de dados de irradiância, os processos de estimativa de irradiação para a agricultura e análises probabilísticas de índices de transmitância atmosférica. Busca-se a aplicação das etapas de caracterização e a análise do recurso, definidas neste estudo, por meio da utilização dos dados fornecidos por duas estações solarimétricas: ESUPP e ESPEL. Como resultados são definidos a média diária parcial anual de disponibilidade do recurso para uma região no interior do estado de São Paulo (localização da ESUPP) em 5,29 kWh/m² e a média diária anual de disponibilidade do recurso para a região metropolitana da cidade de São Paulo (localização da ESPEL) em 4,41 kWh/m², além disso verifica-se que a relação entre as componentes global horizontal, difusa horizontal e direta vertical varia para os dados das duas estações solarimétricas, de modo que, parte significativa dos dados da ESPEL apresenta medições de irradiância global horizontal (IGH) entre 12% e 13% superiores à respectiva componente difusa horizontal (IDH) somada a parcela vertical da respectiva componente direta normal (IDNcos?z), enquanto que, essa mesma relação para os dados da ESUPP atendem à relação IGH=IDH+IDNcos?z dentro do intervalo aceitável de mais ou menos 10%. Verifica-se também caráter trimodal das curvas de densidade de probabilidade do índice de transmitância da irradiância global para os dados da ESPEL, enquanto os dados da ESUPP refletem em curva de caráter bimodal. Assim é possível constatar a necessidade de definição de um modelo universal de previsibilidade do recurso e verifica-se que os insumos mais relevantes para o modelo podem variar de região para região dada a caracterização geográfica e de microclima. Conclui-se, portanto, a indiscutível necessidade de dados radiométricos confiáveis medidos em solo para avanços científicos, tecnológicos e comerciais do aproveitamento do recurso solar como fonte energética diante do atual contexto da busca por fontes alternativas de energia limpa e evidencia-se o grande caminho a ser percorrido para a consolidação de uma rede confiável, monitorada e amplificada de medições solarimétricas no Brasil e no mundo. / The purpose of this study is to analyze and to systematize the elements required for modeling primary solar energy for photovoltaic generation in large scale. Solarimetric subjects and subjects related to solar irradiance flux characterization, from the formation of the equations that define the incidence of radiation at the top of the atmosphere, the technologic development of radiometers and the rules and criteria for the classification of these measurement instruments, are methodologically investigated. The characterization of the irradiance flux, including irradiance data treatment algorithms, the irradiance estimate processes for agriculture, and the probability analyses of atmosphere transmittance indexes are also methodological elements. The steps of characterization and resource analysis defined in this study are applied, using data provided for two solarimetric stations: ESUPP and ESPEL. Results showed that the partial annual daily average for resource availability in the countryside of São Paulo State (ESUPP location), is 5.9 kWh/m², and the annual daily average for resource availability in the metropolitan area of São Paulo City (ESPEL location) is 4.41 kWh/m². Moreover, it was observed that the relation between the global horizontal, diffuse horizontal and direct vertical components varies between both solarimetric stations, such that a significant part of the ESPEL data shows global horizontal irradiance (GHI) between 12% and 13% above the respective diffuse horizontal irradiance (DHI) plus the vertical portion of the respective direct normal component (DNIcos?z), while the same relation for the ESUPP data attend the GHI=DHI+DNIcos?z relation within the acceptable range of 10%, give or take. ESPEL data presented trimodal characteristics for the probability density curves of the transmittance index for global irradiation, while ESUPP data reflect on the same curve, with bimodal characteristics. Therefore, it is possible to verify the need of the determination of a universal predictability model of the resource and it is possible to affirm that the more relevant inputs to the model can vary from region to region, depending on the geographic character and microclimate. In conclusion, there is an unquestionable need for reliable radiometric data, measured in ground, for scientific, technologic and commercial advances to improve the use of solar resource as energy source, considering the current scenario, which demands alternative sources for clean energy. It is also evident that there is still a long path to be tracked in order to consolidate a reliable, monitored and amplified network for solarimetric measurements in Brazil and in the world.

A utilização de secadores de produtos agrícolas é oportuna às necessidades do pequeno produtor rural, pois o produto desidratado possui maior valor agregado em relação ao mesmo produto fresco, requer menor espaço de armazenamento e tem maior durabilidade. É necessário, no entanto, oferecer ao produtor familiar equipamentos economicamente viáveis e, se possível, que utilizem recursos naturais e renováveis como fonte de energia, aliando sustentabilidade e crescimento econômico. Diante disso, os objetivos foram estudar o comportamento da temperatura e da umidade relativa do ar no interior de um secador solar misto de ventilação natural em função das condições meteorológicas externas, e os períodos e épocas do ano mais ou menos favoráveis ao processo de secagem, em função da combinação das variáveis meteorológicas. Pode-se concluir que nem sempre elevados valores de radiação resultam em elevados valores de temperatura dentro do secador. Dias nublados e, principalmente chuvosos, comprometem mais o desempenho do secador do que, por exemplo, as perdas térmicas decorrentes da velocidade do vento que o circunda. O secador cumpre o papel de manter sua temperatura maior que a temperatura externa, predominantemente, entre 06h e 18h, enquanto que no restante do dia o comportamento da temperatura e da umidade relativa, dentro e fora do equipamento, assemelha-se. Períodos com elevada incidência solar e pouca chuva são os mais favoráveis à secagem. No entanto, é possível que meses de inverno e de pouca chuva tenham melhor desempenho do que meses situados ou próximos do verão que possuam dias nublados e chuvosos constantemente. / The use of dryers to dehydrate agricultural products is appropriate to the needs of small farmers, because the dehydrated product has higher added value compared to the fresh ones, requires less storage space and lasts longer. It is necessary, however, offer to the small farmer economically viable equipment and, if possible, using natural and renewable energy sources , combining sustainability and economic growth. Therefore, the objectives were to study the behaviour of temperature and relative humidity inside a mixed-mode solar dryer with natural ventilation due to external weather conditions. And also the periods more or less favorable to the drying process, depending on the combination of meteorological variables. It was concluded that not always higher solar radiation results in higher temperature values inside the dryer. Cloudy and mainly rainy days may disturb the performance of the dryer, more than, for example, thermal losses due to the wind speed surrounding it. The data showed also that It was possible for the dryer to maintain its temperature higher than the outside temperature, predominantly between 06h and 18 h, while in the rest of the day the behaviour of temperature and relative humidity inside and outside of the equipment, resembles. Periods of high sunlight intensity and little rain are the most favorable to drying. However, winter months with little rain may present better performance than months situated near or in the summer but having cloudy and rain constantly.

A geração de eletricidade fundamentada na complementariedade pelas fontes renováveis como a solar fotovoltaica distribuída, tem se tornado relevante e essencial para o fornecimento de energia elétrica no modelo atual das redes elétricas em ambientes urbanos. Porém, tendem a ser impactadas por diversos fatores, tais como sujidade, temperatura, degradação, ângulo de orientação e inclinação, bem como topografia do terreno e qualidade de fabricação do módulo. Somasse o sombreamento parcial de elementos do entorno, o qual é o principal fator que afeta a produtividade do sistema fotovoltaico. Esta tese tem como objetivo propor um método para posicionar módulos fotovoltaicos de maiores potências nominais nas regiões com maiores índices de irradiação da planta, para formar associações de módulos que iram operar em semelhantes condições de irradiação durante todo o ano e quantificar a influência da incompatibilidade elétrica devido as diferenças de fabricação dos módulos. Métodos tradicionais de simulação da estimativa de produção anual consideram módulos idênticos e não permitem importar arquivos flash test de cada módulo utilizado na planta fotovoltaica. O método proposto incluiu a análise de irradiação (sombreamento) global média diária anual de cada módulo e desenvolvimento de algoritmo em MATLAB para estudo da incompatibilidade elétrica e posicionamento. O método foi desenvolvido para um estudo de caso teórico de um estacionamento fotovoltaico com sombreamento parcial na cidade São Paulo, no qual o catálogo do módulo e os flash tests foram disponibilizados pelo fabricante. Os resultados do estudo mostram para uma associação série da planta, variação entre -1,4 e +1,2 Wp entre os valores máximos e mínimos da PMPP, indicando um desvio em relação ao valor médio de 0,57% e 0,48%, resultando uma queda da tolerância relativa à qualidade do módulo em comparação com os valores praticado nas simulações. Sendo obtida uma potência total média teórica de 5,922 kWp, enquanto que em uma ordenação aleatório teríamos uma potência total média teórica de 5,880 kWp, ou seja, -40,49 Wp (0,7%) inferior em comparação com a associação série na qual foi aplicado o algoritmo de ordenação. / The energy generation based on the complementary renewable sources as distributed photovoltaic solar energy, has become relevant and essential for current model of energy supply in the urban environment. However, tend to be impacted for several conditions whereby soiling, temperature, degradation, ground topology, orientation and tilt angle, manufacturing tolerances of photovoltaic module. In addition, the partial shading due to the surrounding elements, which is the main factor that decrease the yield of photovoltaic systems. The objective of this thesis is to propose a method to positioning the higher nominal power photovoltaic modules in the regions with higher homogeneous solar irradiance of the plant, to form a string of photovoltaic modules that will operate in a similar ambient condition during the whole year and quantify the influence of electrical mismatch due to small manufacturing differences. Traditional solar simulation tools not allow flash test dataset inputs, often modeled them as an identical devices to estimate the annual energy production. The method consists in identifying and quantifying the reduction of electrical mismatch tolerance, relating the irradiance (shading) on each photovoltaic module and propose a Matlab algorithm to study the electrical mismatch. The method was developed through a theoretical study case of a parking-integrated photovoltaic with partial shading simulated in São Paulo city for which module datasheets as well as flash test data are available. The results show that the percentage deviation of mismatch tolerance for a string of 24 modules when applied the sorting algorithm was reduced among 0.57% (1.4 Wp) and 0.48% (1.2 Wp), between the lowest and highest value of the average nominal maximum power of 245 Wp, when compared with randomly ordered of ± 2.5% (± 6 Wp). In terms of energy production for the string, these values represents an average theoretical nominal power of 5.922 kWp for sorting algorithm and 5.880 kWp considering the random ordered, which represents a PV string energy production of -40.49 Wp (0.7%) lower without the method proposed.

Esta dissertação tem por objetivo determinar a contribuição de uma unidade habitacional unifamiliar, que utiliza o sol como fonte principal de energia, e adota premissas e estratégias de uma Casa Solar, para a conservação e geração de energia, e redução de emissões de GEE. O Sistema Interligado Nacional (SIN) de eletricidade é analisado considerando as fontes de geração, emissões de GEE associadas e as previsões de expansão. São estudados o potencial e as limitações para a inserção da fonte solar fotovoltaica na matriz de energia elétrica brasileira. O consumo de eletricidade do setor residencial é caracterizado, considerando as previsões de aumento da demanda por eletricidade. São elencadas e estudadas as premissas e estratégias de uma Casa Solar, com foco no aproveitamento do sol na arquitetura e no uso de sistema de aquecimento solar (SAS) e sistema fotovoltaico (SFV). Estas premissas e estratégias são demonstradas de forma aplicada por meio do protótipo Ekó House, um modelo de residência de energia zero (REZ) que incorpora as premissas e estratégias de uma Casa Solar. As estratégias bioclimáticas e os sistemas solares são analisados considerando sua aplicação na cidade de São Paulo. A análise qualitativa de estratégias passivas e de baixo consumo para o condicionamento térmico demonstram um potencial de se aumentar em até 70% as horas de conforto no ano. Dentro dos parâmetros definidos e considerando um valor médio de consumo residencial, a adoção de tecnologias mais eficientes para iluminação demonstra um potencial de reduzir o consumo de eletricidade em até 12,5%, e o uso de SAS apresenta um potencial para conservar até 16,3% da eletricidade consumida. A geração de energia elétrica por SFV, associada à adoção medidas de eficiência energética, demonstra potencial para atingir um balanço energético próximo a zero ou positivo. Com isso, estima-se um potencial de se evitar até 1,66 t CO2 de emissões ao ano por unidade habitacional. / This dissertation aims to determine the contribution of a single-family dwelling unit that harnesses the sun as a main energy source, and adopts guidelines and strategies of a Solar House, aiming energy conservation and generation, and GHG emissions reduction. The Brazilian interconnected electricity system is analyzed regarding energy sources, associated GHG emissions and expansion projection. The electricity consumption in residential sector is characterized, considering the projections of increase in electricity demand. The guidelines and strategies for a Solar House are studied, focusing on the harnessing of sun in architecture and solar systems for domestic hot water (DHW) and electricity generation by photovoltaic (PV) systems. The practical application of these guidelines and strategies is exemplified by the Ekó House prototype, a zero energy dwelling housing model that incorporates Solar House guidelines and strategies in its design. Bioclimatic strategies and solar systems are analyzed considering their application in São Paulo city. The qualitative analysis of passive and low consumption strategies points out a potential of increasing 70% of comfort hours in a year. Within the parameters defined and considering the Brazilian average consumption for dwellings, it is shown that the adoption of efficient technologies for lighting can save up to 12.5%, and solar systems for DHW can save up to 16.3% of electricity consumption. The PV electricity generation associated to energy efficiency measures can reach a near zero energy balance or even a positive energy balance. Thus, it is estimated a potential of avoiding up to 1.66 t CO2/year for each dwelling.

Esta tese apresenta a análise de resultados teóricos, correspondentes a simulações numéricas para várias localidades brasileiras, e experimentais, relativos ao sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica (SFCR), de 11,07 kWp, instalado na fachada do prédio da administração do Instituto de Eletrotécnica e Energia da Universidade de São Paulo (IEE/USP), enfatizando-se a influência da capacidade relativa entre o inversor e o gerador fotovoltaico, também conhecido como Fator de Dimensionamento do Inversor (FDI). Apesar das diferentes localidades estudadas e dos diferentes tamanhos dos geradores fotovoltaicos, constatou-se que, para uma determinada faixa de FDI, as produtividades anuais obtidas em kWh/kWp não diferem significativamente, indicando que o cuidado com a escolha de bons equipamentos torna-se mais relevante em termos energéticos do que a própria relação FDI. / This thesis presents the analysis of theoretical results, corresponding to numeric simulations for several locations in Brazil, and experimental results, relative to the grid-connected photovoltaic system (GCPVS) of 11.07 kWp, installed in the facade of the administration building of the Instituto de Eletrotécnica e Energia da Universidade de São Paulo (IEE/USP), emphasizing the influence of the relative size between the inverter and the photovoltaic generator, also known as Sizing Factor of the Inverter (SFI). In spite of the different location studied and of the different sizes of the photovoltaic generators, it was verified that for a SFI\'s certain range, the annual yields obtained in kWh/kWp do not differ significantly, indicating that the care with the choice of good equipament, becomes more important in terms of energey production than the relation SFI itself.

Submitted by admin tede (tede@pucgoias.edu.br) on 2018-08-23T10:49:49Z No. of bitstreams: 1 FELIPE RABELO RODRIGUES ALVES.pdf: 2420637 bytes, checksum: 29b86a56944a6b8d8dd2f04052fb7420 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-23T10:49:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FELIPE RABELO RODRIGUES ALVES.pdf: 2420637 bytes, checksum: 29b86a56944a6b8d8dd2f04052fb7420 (MD5) Previous issue date: 2018-06-06 / The dependence on nonrenewable sources and concern about high levels of pollutant emissions encourage the use of systems that are derived from renewable resources. In this way, photovoltaic systems are seen as promising because they depend on a clean and abundant source, especially in areas of tropical climate, the solar radiation. However, the accumulation of soiling on the surfaces of photovoltaic modules is one of the main environmental factors that cause of the loss of efficiency of these systems, together with irradiance, temperature and shading. In this sense, the present work seeks to verify the soiling effects on the efficiency of photovoltaic modules, through data collection, measurement of specific parameters, statistical analysis and comparisons of scenarios of dirty and clean modules. For the verification and quantification of soiling interference in the efficiency of photovoltaic modules, the electrical and environmental parameters capable of characterizing them are obtained: Isc - Short circuit current (A); Voc - Open circuit voltage (V); G - Solar irradiance (W/m²); T - Module temperature (°C). From the results it can be observed that the intensity of the solar radiation has greater influence on the current of the module, while the temperature directly affects the voltage. This work showed that, in the universe studied, soiling has reduced the power generation efficiency of modules by 3,2% for accumulated soiling in periods of 45 days, and by 18% for accumulated soiling in a longer period of 3,5 years. The characterization of the soiling showed that in addition to mineral particles, there is also organic matter derived from biofilms, which makes it difficult to clean the modules by natural methods (rains and winds). Based on the bibliography and the tests realized, it is estimated that the periodicity of the hygiene should not exceed 60 days, with that, the effects of the soiling are reduced significantly. / A dependência por fontes não renováveis e a preocupação com os elevados níveis de emissões de poluentes estimulam o uso de sistemas que são provenientes de recursos renováveis. Com isso, são vistos como promissores os sistemas fotovoltaicos, por dependerem de uma fonte limpa e abundante, em especial em áreas de clima tropical, a radiação solar. Porém, o acúmulo de sujeira nas superfícies de módulos fotovoltaicos é um dos principais fatores ambientais que causam perda de eficiência desses sistemas, juntamente com irradiância, temperatura e sombreamento. Neste sentido, o presente trabalho busca verificar os efeitos da sujidade na eficiência dos módulos fotovoltaicos, por meio de coletas de dados, medições de parâmetros específicos, análise estatística e comparações de cenários de módulos sujos e limpos. Para a comprovação e quantificação da interferência da sujidade na eficiência de módulos fotovoltaicos são obtidos os parâmetros elétricos e ambientais capazes de caracterizá-los, são eles: Isc - Corrente de curto-circuito (A); Voc - Tensão de circuito aberto (V); G - Irradiância solar (W/m²); T - Temperatura do módulo (°C). A partir dos resultados pode-se observar que a intensidade da radiação solar tem maior influência sobre a corrente do módulo, enquanto que a temperatura afeta diretamente a tensão. Este trabalho comprovou que, no universo estudado, a sujidade diminuiu a eficiência dos módulos em até 3,2% para sujeira acumulada em períodos de 45 dias, e em até 18% para sujidades acumuladas por um período mais longo, de 3,5 anos. A caracterização da sujidade demonstrou que além de partículas minerais, há também matéria orgânica derivada de biofilmes, que dificulta a limpeza dos módulos pelos métodos naturais (chuvas e ventos). Com base na bibliografia e nos ensaios realizados, estima-se que a periodicidade de higienização não deva exceder 60 dias, assim os efeitos da sujidade são reduzidos significativamente.

Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2017-01-30T16:36:42Z No. of bitstreams: 1 CESAR RENNO GONCALVES.pdf: 3578389 bytes, checksum: b967557c9eb24711b29a5cab98281d4b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-30T16:36:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CESAR RENNO GONCALVES.pdf: 3578389 bytes, checksum: b967557c9eb24711b29a5cab98281d4b (MD5) Previous issue date: 2016-12-16 / Brazil is one of the countries with the largest territorial extension in the world. Not only because of this characteristic, but also because of the favorable climate, agriculture is developed in much areas of the country. It is very important that this activity be conducted in a sustainable manner and with the least possible waste, optimizing the use of water resources. In view of this scenario, the objective of this work was to develop a control and automation unit for application in irrigation systems interconnected to a network of wireless sensors in order to minimize the waste of water resources and electric energy. In this context, it was also proposed the use of solar energy as the power supply of the proposed system. This led to the construction of a control unit with two differentials, using the energy provided by the sun as a source of power and water saving as a function of each crop to be irrigated. The prototype uses solar panels for the generation of electrical energy that is stored in a battery feeding a water pump when necessary. The system is controlled by an "open source" platform coupled to ground moisture sensors, air humidity, temperature and battery voltage. All this data collected by the sensor network is made available via Wi-Fi in real time and also in a retroactive database. With this base it was possible to observe weather trends and check if the system is functioning correctly as stipulated in the installation, besides measuring the battery life. The motivation of the work came from the need to save water resources that was minimized with the use of a soil moisture sensor, thus indicating when the system will be on or off. Another very important point of the work is the exploration of solar energy as a power source. / O Brasil ? um dos pa?ses com maior extens?o territorial do mundo. N?o somente por esta caracter?stica, mas tamb?m em fun??o do clima prop?cio, desenvolve-se em grande parte do pa?s a agricultura. ? de suma import?ncia que essa atividade seja conduzida de forma sustent?vel e com menores desperd?cios poss?veis, otimizando a utiliza??o dos recursos h?dricos. Em vista desse cen?rio, o objetivo desse trabalho foi desenvolver uma unidade de controle e automa??o para aplica??o em sistemas de irriga??o interligado a uma rede de sensores sem fio com o intuito de minimizar o desperd?cio de recursos h?dricos e de energia el?trica. Nesse contexto, tamb?m foi proposta a utiliza??o de energia solar como fonte de alimenta??o do sistema proposto. Com isso foi constru?do uma unidade de controle com dois diferenciais, utiliza??o da energia provida pelo sol como fonte de alimenta??o e economia de ?gua em fun??o de cada cultura ? ser irrigada. O prot?tipo utiliza pain?is solares para a gera??o de energia el?trica que por sua vez ? armazenada em uma bateria alimentando uma bomba d??gua quando necess?rio. O acionamento do sistema ? controlado por uma plataforma ?open source? acoplada a sensores de umidade de terra, umidade do ar, temperatura e tens?o da bateria. Todos esses dados coletados pela rede de sensores s?o disponibilizados via Wi-Fi em tempo real e tamb?m em uma base de dados retroativa. Com essa base foi poss?vel observar tend?ncias meteorol?gicas e checar se o sistema est? funcionado de maneira correta como foi estipulado na instala??o, al?m de mensurar a vida ?til da bateria. A motiva??o do trabalho veio da necessidade de economia de recursos h?dricos que foi minimizada com a utiliza??o de um sensor de umidade de terra, indicando assim quando o sistema ser? ligado ou desligado. Outro ponto muito importante do trabalho ? a explora??o da energia solar como fonte de alimenta??o.

Reactive power support by photovoltaic farms has been under discussion in several countries. This kind of operation has been proposed because the photovoltaic farm converter is an expensive asset that is often used well below its power rating. This paper proposes a methodology for estimating the reactive power support capability and the associated technical cost of operating a photovoltaic installation as a STATCOM at nighttime. The technical cost is related to the need to buy active power from the grid to compensate for power losses. A precise estimation of this cost is of interest for both photovoltaic farm owners and grid operators to be able to evaluate the economic feasibility of this kind of operation. In order to illustrate the proposed methodology, a 1.5 MWp photovoltaic farm is considered. By evaluating the losses of each component (converter, tie reactor, filter and transformer), a reactive power support capability map integrating the technical cost for each point of operation is obtained. The analysis outlines key points to operate a PV farm as a STATCOM at nighttime: the system must include a blocking diode, the capability map is asymmetric, an operation with variable DC-link voltage is desirable and can lead to savings of up to 8.9 % in comparison with operation at fixed nominal DC-link voltage. / O suporte de potência reativa por fazendas solares fotovoltaicas está sob discussão em diversos países. Este tipo de operação foi proposta pois o conversor das fazendas solares é um equipamento de custo elevado que é usualmente utilizado abaixo de sua potência nominal. Este trabalho propõe uma metodologia para estimar a capabilidade de suporte de reativos e o custo técnico associado na operação de uma fazenda solar fotovoltaica como um STATCOM durante o período da noite. O custo técnico desta operação está associado à necessidade da compra de potência ativa da rede elétrica para suprir as perdas de energia para compensar as perdas nos equipamentos. Uma estimativa precisa deste custo técnico é de interesse tanto dos empreendedores que possuem fazendas fotovoltaicas como dos operadores da rede elétrica para que se avalie a viabilidade econômica deste tipo de operação. Para ilustrar a metodologia proposta, uma fazenda solar fotovoltaica de 1.5 MWp é considerada. Através da avaliação das perdas em cada componente (conversor, reator, filtro e transformador), um mapa de capabilidade de suporte de potência reativa é obtido integrando os custos técnicos para cada ponto de operação. A análise realizada neste trabalho destaca os pontos chave para a operação noturna de uma fazenda solar como STATCOM: o sistema deve incluir um diodo de bloqueio, o mapa de capabilidade é assimétrico, a operação com tensão do circuito CC é desejável e resulta em economia de energia de 8.9 % em comparação com operação com a operação em tensão nominal fixa do circuito CC.

A utilização de energia solar fotovoltaica é amplamente difundida no mundo e possui caráter promissor no Brasil atualmente. Apesar do grande potencial brasileiro, esta fonte de energia ainda apresenta baixos níveis de utilização. A competitividade da geração fotovoltaica de grande porte em usinas solares fotovoltaicas ainda não atingiu patamares admissíveis com taxas de retorno financeiro atrativas ao mercado nacional. Por se tratar de uma fonte de energia renovável, sua utilização no cenário mundial tem apresentado crescimento nos últimos anos. Mesmo em países que apresentam potenciais solares inferiores aos do Brasil, esta fonte de energia tem se mostrado competitiva devido aos incentivos oferecidos. Tendo em vista este prisma, o presente trabalho busca apresentar possibilidades de inserção de usinas solares fotovoltaicas no Estado do Rio Grande do Sul. A usina proposta possui capacidade de geração de 30 MWp. Este estudo visa apresentar uma proposta de diversificar a geração de energia elétrica no estado do Rio Grande do Sul, apresentando uma nova alternativa de geração de energia renovável. Para tal realização, foram estudadas as linhas de transmissão e subestações existentes no estado do Rio Grande do Sul como forma de avaliar a possibilidade de conexão direta da nova usina, tendo como objetivo a redução do custo de instalação. Foi realizado o cálculo da produtividade fotovoltaica para o estado do Rio Grande do Sul e a análise dos custos de instalação desta fonte no Estado, bem como a relação de preço da geração centralizada no estado. / The use of photovoltaic solar energy is widespread in the world and has promising character in Brazil today. Despite the large Brazilian potential, this energy source still shows low levels of utilization. The competitiveness of photovoltaic generation in large solar photovoltaic power plants has not yet reached acceptable levels with attractive rates of financial return to the national market. Because it is a renewable source of energy, its use in the world has been increasing in recent years. Even in countries that have lower solar potential than Brazil, this source of energy has been competitive due to the incentives offered. Given this perspective, this paper seeks to show the possibilities for integration of photovoltaic solar plants in the state of Rio Grande do Sul. The proposed plant has a generation capacity of 30 MWp . This study aims to present a proposal to diversify the electricity generation in the state of Rio Grande do Sul, presenting a new alternative source of renewable energy . For this achievement, the existing transmission lines and substations were studied in the state of Rio Grande do Sul as a way to evaluate the possibility of direct connection of the new plant, with the objective of reducing the cost of installation. The calculation of photovoltaic productivity for the state of Rio Grande do Sul and cost analysis of installing this source was held as well the price ratio of centralized generation.

Made available in DSpace on 2017-07-10T15:14:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Willian_Rottava.pdf: 1085103 bytes, checksum: 2e8e2f0008a606c2c158e781ccd9907b (MD5) Previous issue date: 2016-04-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work aimed to develop and evaluate an electrolytic reactor system for the production of hydrogen gas by applying an electromotive force from solar energy. Solar energy is converted into electrical energy through photovoltaic panels and the method of electrolysis was generated hydrogen gas. To carry out the work, different electrodes and electrolytes were tested to determine the best combination to be applied in the reactor on a pilot scale. Developed an electrolytic reactor with unipolar electrodes and graphite using formic acid electrolyte with added glycerol. After a series of tests, the graphite electrode was chosen primarily for its ease of acquisition and use, and also due to the good performance. The electrolyte with higher hydrogen production using graphite was added formic acid with glycerol at 40 °C, with the addition of 0,1% glycerol at 25 °C gave a 313,2% increase in hydrogen production compared to using only formic acid / Este trabalho desenvolveu e avaliou um sistema de reator eletrolítico para a produção de gás hidrogênio aplicando uma força eletromotriz proveniente de energia solar. A energia solar foi convertida em energia elétrica por meio de painéis fotovoltaicos e, pelo método da eletrólise, gerou-se o gás hidrogênio. Para a realização do trabalho, foram testados diferentes eletrodos e eletrólitos para determinar a melhor combinação a ser aplicado no reator em escala piloto. Desenvolveu-se um reator eletrolítico do tipo unipolar com eletrodos de grafite e utilizando-se de eletrólitos de ácido fórmico com adição de glicerol. Após uma série de testes, o eletrodo de grafite foi escolhido, principalmente pela facilidade de aquisição e utilização e também devido ao bom desempenho. O eletrólito com maior produção de hidrogênio utilizando o grafite foi o ácido fórmico com adição de glicerol a 40° C, sendo que a adição de 0,1% de glicerol a 25° C proporcionou um aumento de 313,2% na produção de hidrogênio em relação à utilização de somente ácido fórmico.