Orientador: Prof. Dr. João Batista de Aguiar / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, 2016. / No Haiti, bem como em regiões do norte e nordeste do Brasil, os recursos florestais são utilizados como lenha ou transformado em carvão vegetal para fins de cocção, principalmente pela população de baixa renda. Através desta ideia, este trabalho é desenvolvido apresentando um conceito de um fogão solar acessível de tipo caixa, utilizando materiais de baixo custo e técnicas simples de construção. A fim de desenvolver uma primeira análise de ordem do fogão, o problema de transferência de calor transiente é formulado e o sistema de equações diferenciais são escritos e resolvidos. Diferentes cenários e parâmetros são considerados para compreender a importância do problema. Foram utilizadas dimensões, formas e materiais alternativos ao apresentado na literatura. Um modelo físico do fogão solar foi construído no local em questão "Haiti" e medições de temperaturas realizadas e comparadas com as previsões numéricas. A partir da analise dos resultados, chegou-se às conclusões. Outras adições à solução também foram incluídas, a resposta obtida foi demostrada, de forma a apresentar se os resultados são aceitáveis. / In Haiti as well as in northern and northeastern of Brazil, forest resources are used as wood or transformed into charcoal for cooking, mostly by poor people. Through this idea, this work presents a concept of an affordable box type solar oven, using cheap materials and easy construction techniques. In order to develop a first order analysis of the oven, the transient heat transfer problem is formulated, the system of differential equations written and solved. Different scenarios and parameters are used to understand the importance to the problem. Variations range from dimensions, forms and materials. A physical model of the oven is constructed in locus "Haiti" and temperature measurements performed and compared to numerical predictions. The results are analyzed and conclusions drawn. Other additions to the solution are included, obtained answer is presented in order to show whether it is acceptable.

Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um programa computacional que simula o desempenho térmico de um sistema de aquecimento solar de água com circulação forçada, adequado para uso em edificações. O programa trabalha realizando o balanço de massa e de energia no reservatório térmico a cada hora, tendo como valores de entrada dados do ano meteorológico típico da localidade selecionada e a vazão de água quente de consumo. Os componentes do sistema são o reservatório térmico de água quente com aquecedor auxiliar interno, o coletor solar e a bomba de circulação. A base de dados meteorológicos escolhida foi a do projeto SWERA, que contém arquivos no formato padrão TMY disponíveis na internet para um número considerável de cidades, incluindo diversas localidades brasileiras. Foi proposto um modelo de temperatura de água da rede de abastecimento relacionado com a temperatura do solo, dado disponível nos arquivos de entrada utilizados. O programa utilizou como referência para a validação dos modelos de cálculo resultados obtidos pelo programa comercial de simulação TRNSYS. Foram comparados resultados para os modelos de irradiação incidente em superfície inclinada, do coletor solar e do sistema completo. Para isto foram simulados sistemas localizados em quatro cidades distintas com climas diferentes. O tempo total usado nas simulações foi de um ano e os resultados das comparações dos valores resultantes foram considerados satisfatórios. / This paper presents the development of a software that simulates the thermal performance of a solar water heating system with forced circulation, suitable for buildings. The implemented model computes the mass and energy balance in the thermal tank every hour. Its input data are values from a typical meteorological year of a chosen location and the hot water load. The system components are the thermal tank, the solar collector and the circulation pump. The Swera project was used as the meteorological database, which contains files in the standard TMY format. Those are available on the internet for a number of cities, including several Brazilian locations. A model for the network water supply temperature was proposed. It is related with the ground temperature, available in the data input files. The validation of the models used results obtained by the commercial simulation software TRNSYS. Results for the incident radiation on tilted surface, the solar collector and the complete system models were compared. For that, systems were simulated in four cities with different climates. The total time used in the simulations was one year and the results obtained from this comparison were satisfactory.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2013-07-16T04:07:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 285675.pdf: 4090154 bytes, checksum: ab9997390ea1458647ae76004294d4e1 (MD5) / As últimas etapas da geração de eletricidade por tecnologias de energia solar concentrada são semelhantes aos processos convencionais de geração termoelétrica, uma vez que se utiliza também vapor ou gás para a movimentação de turbinas ou pistões. A diferença fundamental reside no fato de que se gera o vapor ou o gás aquecido a partir de radiação solar em vez de combustíveis fósseis ou energia nuclear. O menor custo para a eletricidade gerada com energia solar tem sido obtido através de usinas de grande escala baseadas nesse conceito, conhecidas como centrais heliotérmicas. Simulações de computador representam uma opção de baixo custo para o projeto de sistemas térmicos. O presente estudo tem o objetivo de desenvolver uma metodologia para a simulação transiente de uma central heliotérmica de micro escala (120 kWe) que seja adequada em termos de precisão e esforço computacional. A planta considerada opera opcionalmente com cogeração de potência elétrica e água gelada, empregando calhas parabólicas para a captação da radiação solar, um ciclo de Rankine orgânico para a geração de energia elétrica e um ciclo de refrigeração por absorção para a produção de água gelada. O ciclo de Rankine orgânico é interessante por proporcionar uma planta de estrutura relativamente simples e com operação automatizada. A metodologia proposta neste estudo é implementada no software de simulação TRNSYS com novos módulos (TYPEs) desenvolvidos para o campo de coletores e para os ciclos térmicos. O módulo do campo de calhas parabólicas é baseado em uma curva de eficiência experimental para o coletor solar. No caso do ciclo de Rankine e do ciclo de absorção, os módulos são baseados em polinômios de desempenho gerados no software EES a partir de modelos termodinâmicos detalhados, os quais são calibrados com dados de desempenho dos fabricantes. Distintas configurações para a planta são consideradas. Um algoritmo de otimização é usado para a busca de um ponto ótimo de operação em cada caso. Resultados são apresentados para os municípios brasileiros de Fortaleza, Petrolina e Bom Jesus da Lapa, sendo que o último oferece o melhor desempenho global para a planta. Uma análise da influência do armazenamento térmico sobre a eficiência e o fator de capacidade anuais mostra tendências semelhantes aos resultados encontrados na literatura. Uma análise com o ciclo de absorção demonstra a inviabilidade de aproveitamento do calor residual do condensador do ciclo de Rankine para a produção de água gelada. A simulação da planta revela-se numericamente estável, sendo adequada para a análise do comportamento dinâmico e do desempenho de longo prazo de uma central heliotérmica de micro escala. / The final steps of generating electricity from concentrated solar power (CSP) technologies are similar to conventional thermal processes, since steam or gas is also employed for moving turbines or pistons. The fundamental difference lies on the fact that steam or hot gas is generated by solar radiation instead of fossil fuels or nuclear heat. The cheapest electricity generated from solar energy has been achieved with large-scale power stations based on this concept. Computer simulations represent a low-cost option for the design of thermal systems. The present study aims to develop a methodology for the transient simulation of a micro-scale solar-thermal power plant (120 kWe) which should be appropriate in terms of accuracy and computational effort. The facility considered can optionally operate as a cogeneration plant producing electric power as well as chilled water. Solar radiation is collected by parabolic troughs, electricity is generated by an organic Rankine cycle (ORC) and chilled water is produced by an absorption cooling cycle. The organic Rankine cycle is of interest because it allows for a plant with relatively simple structure and automated operation. The simulation methodology proposed in this study is implemented in TRNSYS with new components (TYPEs) developed for the solar field and thermal cycles. The parabolic trough field component is based on an experimental efficiency curve of the solar collector. In the case of the Rankine and absorption cycles, the components are based on performance polynomials generated with EES from detailed thermodynamic models, which are calibrated with performance data from manufacturers. Distinct plant configurations are considered. An optimization algorithm is used for searching the best operating point in each case. Results are presented for the following Brazilian sites: Fortaleza, Petrolina and Bom Jesus da Lapa. The latter offers the highest global plant performance. An analysis about the influence of the thermal storage on the annual efficiency and capacity factor shows trends that are similar to results found in literature. An analysis with the absorption cycle demonstrates that it is not feasible to recover waste heat from the Rankine cycle condenser in order to produce chilled water. The simulation of the facility proves to be numerically stable and appropriate for analyzing the dynamic behavior and the long-term performance of a micro-scale solar-thermal power plant.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-06T00:17:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013Bitstream added on 2014-09-24T20:21:39Z : No. of bitstreams: 1 320311.pdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Este trabalho determina o comportamento energético de um edifício residencial à energia neto positiva nas condições climáticas de Madri, Espanha. O trabalho resume os procedimentos experimentais adotados nas medições dos parâmetros de desempenho de um sistema solar fotovoltaico conectado à rede elétrica (SFVCR) no estudo de caso proposto. Avalia a distribuição diária e anual de energia elétrica analisando a interação entre o sistema solar fotovoltaico, a carga elétrica e a rede elétrica. Também compara a geração e produtividade fotovoltaica e a correlação temporal de geração-consumo entre cinco edificações da competição Solar Decathlon. Através de simulações computacionais no programa EnergyPlus são realizadas análises de desempenho operacional do sistema solar fotovoltaico, assim como de consumo de energia elétrica da edificação. Comparações paramétricas entre dois modelos verificam resultados dos testes de compatibilidade entre o caso real e simulado. <br> / Abstract: This work determines the energetic behavior of a positive-net-energy residential building in Spain conditions. It summarizes experimental procedures adopted to measure grid-connected photovoltaic system performance parameter in the proposed case study. It investigates the daily and annual distribution of electrical energy analyzing the interaction between the PV system, electric charge and electric power grid. It also compares PV generation, final yield and temporary generation-consumption correlation between five buildings of the Solar Decathlon competition. Through EnergyPlus software simulations are performed grid-connected PV system operational performance analysis, as well as building electrical energy consumption analysis. Parametric comparisons between two models verify compatibility test results between the real and simulated case.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T10:33:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 192007.pdf: 5161773 bytes, checksum: 82e7accc7a7db62eb123da8584b8f7cc (MD5) / : O presente trabalho se propõe a desenvolver e analisar formas de tratamento da energia elétrica produzida por módulos fotovoltaicos. Ele enfatiza a aplicação de conversores estáticos de energia para a obtenção de soluções simples e eficientes para este tratamento. A energia solar possui um comportamento muito variável e seu aproveitamento na forma de energia elétrica depende, de forma incontestável, da Eletrônica de Potência, ciência que possui um conjunto de conhecimentos adequados para torná-la útil e competitiva. Iniciando com uma revisão bibliográfica, são conhecidas as principais características dos sistemas fotovoltaicos, além das formas de abordagem adotadas, os principais avanços tecnológicos já consolidados visando a concepção de sistemas eletrônicos econômicos, robustos e eficientes. Dentre inúmeros sistemas estudados observa-se problemas ainda não resolvidos tais como a eficiência de conversão de energia, a complexidade da topologia de potência, controle mais adequado, vida útil, qualidade da energia produzida e custo final do conversor. Considerando-se as principais deficiências das estruturas mais usuais, são propostas soluções baseadas em estudos teóricos e resultados experimentais de sistemas de elevado rendimento, objetivando a simplicidade topológica e de controle. É realizado também um estudo sobre os sistemas de busca do ponto de máxima potência de operação dos módulos fotovoltaicos. Adicionalmente desenvolve-se controladores para este fim.

Made available in DSpace on 2016-03-07T19:21:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-08-24. Added 1 bitstream(s) on 2016-03-07T19:25:07Z : No. of bitstreams: 1 000858286.pdf: 1499039 bytes, checksum: 460d689a66461ea0c561d04801e8de3b (MD5) / O presente trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de um sistema de desinfecção solar com adição de diferentes doses de peróxido de hidrogênio (H2O2) na desinfecção de águas residuárias domésticas para fins de reúso na agricultura irrigada, usando como parâmetro de qualidade as recomendações da Organização Mundial da Saúde (WHO). Além disso, foi analisada a ocorrência de reativação bacteriana 24 e 48 horas após o fim do processo de desinfecção solar. Foram testadas cinco doses de H2O2 (25, 50, 75, 100 e 125 mg L-1) além do grupo controle (0 mg L-1), com seis repetições de cada, em duas lâminas de efluente (10 e 20 cm). Em quatro repetições, as coletas foram feitas em intervalos de cinco horas (8:00, 13:00 e 18:00 h). Nas duas repetições restantes, as coletas foram feitas em intervalos de duas horas (8:00, 10:00, 12:00, 14:00, 16:00 e 18:00 h). Foi desenvolvido um modelo matemático para cada dose avaliada e um modelo geral para todas as doses de H2O2. Os resultados mostram um aumento considerável da eficiência da desinfecção solar com adição de doses de H2O2 maiores de 25 mg L-1, com consequente redução no período de exposição necessário para a obtenção de efluente com qualidade para reúso irrestrito na agricultura irrigada. Na maior dose avaliada e nos meses mais quentes do ano, o período de desinfecção chega a ser inferior a um dia, dependendo das demais condições ambientais e do afluente. No grupo controle, esse período chega a ser maior do que três dias. A reativação bacteriana ocorreu em todos os grupos avaliados, exceto para ... / The aim of this study was to evaluate the efficiency of a solar disinfection system with addition of different doses of hydrogen peroxide to disinfect domestic wastewater for reuse purposes in irrigated agriculture, using as quality parameter the World Health Organization (WHO) recommendations. Furthermore, the occurrence of bacterial reactivation was analyzed 24 and 48 hours after the disinfection process. Five doses of hydrogen peroxide (25, 50, 75, 100 and 125 mg L-1) were tested plus the control group (0 mg L-1), with six replicates of each in two effluent depths (10 and 20 cm). In four replicates, the samples were taken at intervals of five hours (8:00, 13:00 and 18:00 h). The remaining two replicates, samples were taken at intervals of two hours (8:00, 10:00, 12:00, 14:00, 16:00 and 18:00 h). A mathematical model for each dose evaluated and a general model for all doses were developed. The results showed a considerable increase in the efficiency of solar disinfection with the addition of hydrogen peroxide greater than 25 mg L-1, with consequent reduction in the exposure time required to obtaining effluent with quality for unrestricted use in irrigated agriculture. For the highest dose evaluated and in the warmer months of the year, the disinfection period remained below one day, depending on environmental conditions and the affluent's characteristic. In the control group, the period was longer than three days. Bacterial reactivation occurred in all groups except for the 125 mg L-1 dose and 10 cm wastewater depth. It may be concluded than, that the use of controlled doses of hydrogen peroxide is capable of considerably increase the efficiency of the disinfection process, especially in the higher dose evaluated. In addition, the effluent of such treatment can be allocated to irrigated agriculture for products that can be eaten uncooked, according to WHO (2006).

Submitted by GUILHERME BIAZZI GONÇALVES null (guibgoncalves.mec@gmail.com) on 2016-03-22T14:34:40Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Guilherme_Goncalves.pdf: 2105715 bytes, checksum: ad6f128191029ac5c1e1ce18a782cf4e (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-03-23T12:11:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 golcalves_gb_me_bauru.pdf: 2105715 bytes, checksum: ad6f128191029ac5c1e1ce18a782cf4e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-23T12:11:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 golcalves_gb_me_bauru.pdf: 2105715 bytes, checksum: ad6f128191029ac5c1e1ce18a782cf4e (MD5) Previous issue date: 2016-02-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nas últimas décadas, o crescente aumento do preço dos combustíveis fósseis associado às crescentes preocupações ambientais têm incentivado as pesquisas sobre o uso de fontes de energia renováveis e os aprimoramentos de seus sistemas e equipamentos. Dentre as fontes alternativas existentes, a energia solar merece ser destacada pelo seu grande potencial de exploração. Os dispositivos solares permitem um amplo espectro de uso, podendo ser utilizados desde operações de grande porte, como hotéis e indústrias, até em sistemas menores típicos de residências. Dentre as aplicações possíveis de energia solar, o sistema de aquecimento de água residencial utilizando coletores solares planos ainda é o mais comum. Este tipo de dispositivo capta a radiação solar por meio de seus coletores e aquece a água que escoa no seu interior e a armazena dentro de um reservatório. Este trabalho propõe estudar uma geometria de coletor alternativa para a captação de energia baseada no coletor de absorção direta. Neste tipo de dispositivo, o fluido de trabalho escoa entre uma placa absorvedora negra e uma placa de vidro e é aquecido indiretamente pela placa absorvedora. Para a avaliação da geometria um modelo numérico bidimensional utilizando o OpenFOAM® foi elaborado. As análises realizadas visaram determinar as condições de contorno ideais para as simulações envolvendo escoamentos de vazão constante e devido ao efeito de termossifão. Com o modelo estabelecido, determinou-se a curva de rendimento da geometria estudada com o intuito de determinar a espessura ideal de fluido que deve escoar dentro do coletor. Pela análise dos resultados obtidos, pode-se concluir que a influência da espessura no rendimento térmico é pequena, sendo que, na faixa avaliada, a espessura de 5,0 mm apresentou os melhores valores de rendimento térmico. / On last decades, the increasing price of fossil fuels associated with the growing concern with the environmental have encouraged researches about renewable energy sources and improvements to its systems and equipment. Among the available alternative sources, solar energy deserves to be highlighted for its great exploitation potential. Solar devices allow a wide range of use, since large operations, such as hotels and industries, to typical smaller residences systems. Among possible applications for solar power, residential water heating systems using flat solar collectors are the most common ones. This type of devices capture solar radiation through their collectors, heat the inside flowing water and stores it in a reservoir. The present work intends to study an alternative collector geometry for energy harvesting based on the direct absorption collector. In this device, the working fluid flows between a black absorber plate and a glass cover and is heated indirectly by the absorber plate. For the geometry evaluation a two-dimensional numeric model was created using OpenFOAM. The analysis aimed to determine the optimal boundary conditions for simulations involving a constant flow and a thermosiphon effect flow. With the model stablished, it was determined the efficiency curve for the geometry in order to find the optimal fluid thickness that flows inside the collector. After the analysis, it can be concluded that the thickness effect on the thermal efficiency is small and, among the evaluated thickness, the 5.00 mm one obtained the best results.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-05-20Bitstream added on 2014-06-13T20:13:56Z : No. of bitstreams: 1 stefanelli_atp_me_bauru.pdf: 920548 bytes, checksum: c9a8a3f2e36438158756df4730e1a079 (MD5) / A preocupação com o meio ambiente e o aumento do custo da energia tem representado um estímulo na busca por fontes alternativas e renováveis de energia. Embora várias alternativas tenham sido cogitadas durante o processo, a energia solar sempre teve um papel importante nesta nova conjuntura. Este tipo de energia aumentou significativamente a sua participação na forma que é mais utilizada: o aquecimento direto de água. Embora outros usos da energia solar, como para geração de eletricidade, estejam em estudo no Brasil, os projetos neste sentido ainda são incipientes. No país, os principais aproveitamentos sustentáveis estão direcionados para o uso de várias formas de biomassa. Se em grande escala o uso da energia solar ainda não merece destaque, o seu uso em residências representa um caso de sucesso. Os sistemas de aquecimento baseados em energia solar podem ser direcionados tanto para uso doméstico como para uso em piscinas possui inúmeras vantagens como: a economia de outras fontes de energia e uma eficiência energética adequada. Uma das maiores restrições à difusão destes sistemas é o seu elevado custo inicial. Uma tentativa de reduzir este custo é substituição dos coletores solares tradicionais por um sistema de custo menor e, de preferência, boa eficiência. Considerando esta situação, neste trabalho propõe-se a análise da eficiência de um modelo de coletor solar para piscina composto de tubos de polietileno arranjados numa geometria em espiral. Estudos mostram que a utilização deste novo conceito de coletor solar para piscina pode reduzir o custo inicial de instalação, permitindo seu uso em substituição a modelos comerciais. Visando a eficiência térmica do coletor, foi montando um experimento de acordo com o padrão da norma brasileira e um modelo teórico baseado em expressões disponíveis na literatura... / Concern about the environment and the increasing in energy cost has been representing an incentive in finding alternative and renewable energy sources. Although several alternatives had been congitated during this times, solar energy was always an important role in this new context. This energy form has significantly increased its participation in the group that it is most commonly used: the water heating. While other uses of solar energy, such as for electricity generation, are being studied in Brazil, the tests in this direction are still incipient. In the country, the main sustainable energy source is the direct use of biomass. If large-scale use of solar energy don't deserves mention it use on residential devices is a sucess. Heating systems based on solar energy can be directed for both domestic use and for use in swimming pools. The heating of swimming pool water has many advantages such as: the economy of other energy sources and energy efficiency appropriate. One of the major constraints to the diffusion of these systems is their high initial cost. An attempt to reduce this cost is to replace the traditional solar collector system for a lower cost, and preferably good efficiency. Considering this situation, this work analyzes the efficiency of a solar collector device constructed with polyethylene tubes arranged in a spiral geometry. Studies show that the use of this new concept of solar collector for swimming pool can reduce the initial cost of installation, allowing its use in replacement of commercial models. To evaluate the thermal efficiency of the collector, an experiment was set up according to the Brazilian standards and a theoretical model based on expressions available in the literature. Using these tools, it was performed a comparative analysis between the homemade spiral type and a commercial collector. Based on the results obtained it was found that the thermal behavior of the two devices is very similar

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-12-16Bitstream added on 2014-06-13T21:02:56Z : No. of bitstreams: 1 siqueira_jac_dr_botfca.pdf: 1139206 bytes, checksum: fa362c8ed41f1611714cccd53dfd49ca (MD5) / A geração de energia elétrica a partir de fontes renováveis começou a apresentar maior interesse a partir da crise do petróleo na década de 70. De lá pra cá, entre outros recursos energéticos renováveis, a utilização do potencial da energia solar e eólica tem crescido significativamente. A integração de sistemas de geração eólica e fotovoltaica com armazenamento de energia em baterias tem-se apresentado como uma forma de geração em que os problemas decorrentes da variabilidade na intensidade da energia eólica e solar, tornam-se possíveis de mitigação, seja pela complementação entre uma fonte e outra, ou pela maior estabilidade configurada à geração do sistema. Com base neste contexto, este trabalho teve o objetivo de avaliar o desempenho um sistema híbrido de energia eólico-fotovoltaico de pequeno porte, para a eletrificação de uma propriedade rural, avaliando-se o efeito das variáveis climáticas sobre a produção energética do sistema. O trabalho foi desenvolvido no Laboratório de Energização Rural do Departamento de Engenharia Rural da UNESP-FCA. Para a realização do trabalho, foi instalado um sistema híbrido (solar + eólico), composto por um aerogerador e um painel fotovoltaico, complementado por uma bateria para armazenamento da energia elétrica gerada, controlador de carga e inversor de tensão. O sistema foi configurado para atender as cargas de uma pequena residência rural. Para avaliação das características do potencial da energia solar e eólica, utilizaram-se os dados de uma estação meteorológica instalada no local. Um sistema de aquisição de dados foi programado para coletar os parâmetros meteorológicos e elétricos do experimento a cada 10 segundos, apresentando a média dos valores coletados a cada 5 minutos. A coleta dos dados foi realizada durante um ano, diuturnamente, para avaliar a influência das horas... / The electric energy generation from renewable sources, began to present larger interest in the petroleum crisis in 1970 decade. Since then, among other renewable energy resources, the use of the solar energy and wind energy potential have been growing significantly. The integration of wind and photovoltaic generation systems has been presenting as a generation form where the current problems of the variability in the wind and solar energy intensity, become possible of mitigation due to the complementation of both a sources, or for the larger stability given to the generation system. Based in this context, this work had the objective of evaluating a small wind-photovoltaic hybrid energy system for a rural electrification, with the evaluation of the climatic variables effect on the system energy production. The work was developed in the Laboratory of Rural Electrification of the UNESP-FCA Rural Engineering Department. For the accomplishment of the work, a small wind-photovoltaic hybrid system was installed, composed by an wind generator and a photovoltaic panel, complemented with a battery for the generated electric energy storage, a charge controller and an inverter. The system was configured for small rural residence load supply. For solar and wind energy potential characteristics evaluation, the data of a meteorological station installed in the place were used. A data acquisition system was programmed to collect the meteorological and electric parameters of the experiment every 10 seconds, calculating the average values collected every 5 minutes. The data collection was carried out during one year, daily, to evaluate the influence of the day hours and of the seasons changes on the hybrid system energy generation and its components. The collected data were integrated, and it was determined the values of the solar energy, wind energy, photovoltaic generation, wind generation and hybrid system...(Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-06-14Bitstream added on 2014-06-13T19:02:05Z : No. of bitstreams: 1 fraga_jrcp_dr_botfca.pdf: 1204439 bytes, checksum: 2e8372a8c8355a32a2d914e2553fc20b (MD5) / O presente trabalho teve como objetivo a análise do sistema de armazenamento de energia elétrica gerada a partir de um sistema fotovoltaico, composto por baterias de chumbo-ácido. A crescente demanda de energia no mundo, além da necessidade de utilização de recursos renováveis de forma a preservar o nosso meio ambiente, obriga o desenvolvimento de técnicas de eficiência na produção e controle dessa energia. A escassez apresentada atualmente na área energética ao redor do mundo chama a atenção de toda a comunidade científica que se preocupa em desenvolver projetos alternativos para suprir as necessidades do ser humano de um modo produtivo, não poluente e de baixo custo. Para o desenvolvimento desse trabalho, foram utilizados dois sistemas fotovoltaicos, o primeiro, convencional, com painel solar estacionária e o segundo com um sistema de posicionamento automático com relação ao sol. Esta análise comparativa permitirá avaliar as vantagens ou não de um sistema, em relação ao outro. Além disso, foram levantadas as curvas de carga, descarga, capacidade da bateria, determinação da taxa hora-funcional, a reação de auto-descarga (através do estado de flutuação) entre outras informações relevantes que permitam entre outras coisas, obter uma maior vida útil da bateria estacionária em questão. Esse trabalho levantará as características elétricas, como tensão, corrente, potência e energia, utilizará ferramentas de modelagem através de circuitos elétricos equivalentes para simulação do comportamento da bateria, em situações de carga e descarga, e principalmente o levantamento experimental das baterias funcionando nos dois sistemas distintos. Este trabalho evidencia as diferenças comportamento da bateria, e mostra a configuração que permite a operação da bateria em condições mais favoráveis. Os resultados obtidos, indicam que a bateria ligada... / This work aimed at analyzing the electric energy storage system generated from a photovoltaic system with lead-acid batteries. The increasing claim for energy in the world in addition to the need of utilizing renewable sources of energy in order to preserve the environment makes necessary the development of efficient techniques for energy generation and control. The energy shortage experienced in today’s world attracts attention from the scientific community, which is concerned about developing alternative projects towards the human being’s need in a productive way, without pollution and low cost. Two photovoltaic systems were used in this work, a conventional one with stationary solar panel and another with automatic solar position system. The comparative analysis has allowed assessing the advantages of both systems. The following characteristics were obtained during the development of this work: charge, discharge, battery capacity, operating time rate, auto-discharge reaction (through fluctuation state), among other important information that allowed to attain an extended life to the stationary battery studied. The characteristics described in the references of this work have been obtained, and modeling techniques through electric circuits were used to simulate the battery behavior for charge and discharge conditions. The experimental tests of the battery operation in both systems were carried out. This research has searched for showing the main differences of the battery behavior in order to get the configuration in which the battery operation is developed in more favorable conditions.