Esta pesquisa de mestrado apresenta um estudo, baseado em corpus comparável, da terminologia da energia solar fotovoltaica (conversão direta da radiação solar em eletricidade) em português do Brasil e francês da França. A importância das novas tecnologias de obtenção de energia, a partir de fontes limpas e renováveis, tal como a energia solar fotovoltaica, leva à publicação de livros, manuais técnicos, catálogos, contratos, diferentes tipos de discurso nos quais se encontra a linguagem técnica da área. Esses textos especializados acabam chegando até o tradutor que, diante da tarefa de compreender os termos e versá-los para outra língua, necessita recorrer a materiais de referência, como dicionários técnicos e bancos de dados especializados. Considerando, assim, a importância dos estudos terminológicos e da compilação de materiais terminográficos monolíngues e bilíngues das mais diversas áreas do conhecimento, realizamos um estudo da terminologia da energia solar fotovoltaica fundamentado na Teoria Comunicativa da Terminologia (CABRÉ, 1999) com o auxílio das ferramentas de análise de corpora proporcionadas pela Linguística de Corpus (ANTHONY, 2014). O corpus de estudo é composto por textos escritos por especialistas da área em português do Brasil e em francês da França, dos quais foram coletados 433 termos simples e complexos, sendo 242 em português e 191 em francês. Pela análise dos contextos de uso dentro do corpus e em materiais de apoio, buscamos pelos ganchos terminológicos (DUBUC, 1985), traços descritores que permitem a verificação das relações de sinonímia e de equivalência mantidas entre as unidades terminológicas. Foram elaboradas fichas terminológicas, para fins terminográficos, nas quais figuram uma definição e exemplos (PAVEL; NOLET, 2002) para cada termo. A partir dessas fichas, será possível elaborar, na continuação da pesquisa num futuro próximo, um dicionário de energia solar fotovoltaica, o qual poderá auxiliar tradutores no processo tradutório de textos especializados da área. / The masters research herein provides a study based on a comparable corpus of photovoltaic solar energy terminology (direct solar radiation conversion into electricity) of Portuguese from Brazil and French from France. The importance of new energy generation technologies from clean and renewable sources, such as photovoltaic solar energy, leads the publication of books, technical manuals, catalogs, contracts, different types of text in which one can find the technical discourse of the field. These specialized texts reach the translator who, before having to understand the terms and translate them into another language, need to resort to reference materials, such as technical dictionaries and specialized database. Accordingly, considering the importance of terminological studies and the compilation of monolingual and bilingual terminographic material from the most varied fields of knowledge, a study of the photovoltaic solar energy terminology based on the Communicative Theory of Terminology (CABRÉ, 1999) was carried out, with the help of corpus analysis tools provided by Corpus Linguistics (ANTHONY, 2014). The corpus studied consists of texts written by experts in the field in Portuguese from Brazil and French from France, from which 433 simple and complex terms were collected: 242 terms in Portuguese and 191 in French. By analyzing usage contexts within the corpus and support materials, we searched in textual matches (DUBUC, 1985) for descriptive traits, which allow verifying the relation of synonymy and equivalence maintained among terminological units. Terminology records were created for terminographic purposes, featuring a definition and examples (PAVEL; NOLET, 2002) for each term. With these records, we will be able to compile, in a short future, a dictionary of photovoltaic solar energy which will help translators in the translating process of specialized texts from such field.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Vidros condutores tÃm sido usados como Ãxidos condutores transparentes (OCTâs). Por causa da transmitÃncia na regiÃo visÃvel e baixa resistÃncia de filme os OCTâs tÃm sido usados como componente de cÃlulas fotoeletroquÃmicas ativadas por corante. Neste trabalho à feito vidros condutores, em escala de laboratÃrio, de dimensÃes 2,6 cm x 7,6 cm pela tÃcnica âspray pyrolysisâ, os vidros condutores sÃo aplicados na construÃÃo da cÃlula fotoeletroquÃmica com eletrodos imersos e da cÃlula de GrÃtzel. Para isso, alÃm de fazer vidros condutores à feito a deposiÃÃo da camada de diÃxido de titÃnio dopado com prata (TiO2:Ag), preparaÃÃo de eletrÃlito, preparaÃÃo de corante, montagem das cÃlulas e caracterizaÃÃo por voltagem de circuito aberto (Vca) e corrente de curto circuito (Icc). O vidro condutor possui um filme de diÃxido de estanho dopado com flÃor (SnO2:F). A deposiÃÃo do filme de SnO2:F sobre vidro à feito a temperatura de 600ÂC a parti de uma soluÃÃo precursora. Como fonte de calor usa-se uma resistÃncia cerÃmica conectada a um forno. Para a deposiÃÃo da soluÃÃo precursora à usado um gerador de âspray. As tÃcnicas difraÃÃo de raios x (DRX), microscopia de varredura eletrÃnica (MEV), UV-vis, resistÃncia elÃtrica e dureza de MÃhr sÃo usadas para caracterizar o vidro condutor e o eletrodo SnO2:F/TiO2:Ag. O vidro condutor apresenta transmitÃncia ~70% (650 nm - 800 nm). O eletrodo de SnO2:F/TiO2:Ag apresenta refletÃncia ~20%. As cÃlulas sob iluminaÃÃo sÃo caracterizadas por Vca e Icc. A cÃlula de GrÃtzel com corante extrato de espinafre apresenta Vca = 0,264 V e Icc = 1,4 μA, enquanto que a cÃlula de GrÃtzel com corante azul de metileno apresenta Voc = 0,186 V e Icc = 3,5 μA. / The conductor glasses have been used as transparent conductor oxides (TCOâs). Due to its transmittance in the visible spectrum and low sheet resistance, TCOâs have been employed as a constituent component of photoeletrochemical cells activated with dye. This work is dedicated to the conductor glass fabrication, at a lab scale, on 2,6 cm x 7,6 cm glass substrates by spray pyrolyris method and application of the conductor glasses in photoeletrochemical cells of the type GrÃtzel and immense electrode. The work involve the fabrication of the conductor glasses, deposition of the silver-doped titanium oxide (TiO2:Ag) films on conductor glasses, preparation of the electrolyte, choice and preparation of the dye and then to close and to characterize of the cells by open circuit voltage (Voc) and short circuit current (Icc). The conductor glass is of the type fluorine-doped tin oxide (SnO2:F). The deposition of SnO2:F layer is make on the glass substrate with temperature of 600ÂC from precursor solution. The heat source is ceramic heater of flat surface in a stove. The spray gun is used for to deposit the precursor solution on glass substrate. The conductor glasses and electrodes of SnO2:F/TiO2:Ag are characterized by measures of x-ray diffraction (XRD), scanning electron micrograph (SEM), UV-vis, electric resistance and MÃhr strong. The average transmittance of the conductor glass 70 % in the wavelength regions of 650 nm â 800 nm. The average reflectance of 20 % in the electrodes SnO2:F/TiO2:Ag with extract of spinach in the wavelength regions of 650 nm â 700 nm. In the characterization of the cells, measures of Voc and Icc are obtained for cells under illumination. To hotoeletrochemical cell of the type GrÃtzel with extract of spinach the measures are Voc = 0,264 V and Icc = 1,4 μA; while that for the photoeletrochemical cell of the type GrÃtzel with methylene blue the measures are Voc = 0,186 V and Icc = 3,5 μA.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / The IxV curves tracers for PV modules are used as a method of diagnosis of problems such as shadowing, faulty connections and degradation conditions. There are several types and brands tracers commercially available, but their costs are quite high in the Brazilian market due to the need to import. This thesis describes the development and validation of a IxV curve tracer for PV modules based on the electronic load method using MOSFET as load to the module. By appropriate variation of the MOSFET gate-source voltage signal was possible to acquire the points of voltage and current of the PV modules terminals. These points were recorded using a data acquisition board with PIC18F2550, which is controlled by a computer via a USB with a graphical interface to the user. This interface was developed in MATLAB software ensuring greater flexibility and functionality to the device. For PV module temperature measurements PT100 sensors were used and measurements of solar irradiance was used a pyranometer LP02 model Hukseflux Thermal Sensor manufacturer, these sensors were connected to a supervisory system consists of a PC and a programmable logic controller (PLC). The validation process was conducted by comparing the electrical parameters provided by the developed tracer and the commercial tracer MINI-KLA. From this comparison an error was generated for each parameter. Three PV modules of different electrical characteristics (20 Wp, 87 Wp e 160 Wp) were used and there was similarity between the curves of the developed tracer with the curves of the commercial tracer. The average of errors of the electrical parameters for the 3 PV modules was less than 5% at no shading conditions. In two conditions of shading, the IxV curves provided by the two tracers for the KC 85 T PV module were compared and it was observed in the first situation that the MINI-KLA tracer could characterize only partially the curve while the tracer developed could characterize the curve fully, in the second situation there was great similarity between the curves of the two tracers with maximum percentage difference in the electrical parameters equal to 5.41%. / Os traÃadores de curva IxV para mÃdulos FV sÃo utilizados como um mÃtodo de diagnÃstico de problemas como sombreamento, conexÃes defeituosas e condiÃÃes de degradaÃÃo. Existem diversos tipos e marcas de traÃadores disponibilizados comercialmente, mas seus custos sÃo bastante elevados no mercado brasileiro devido à necessidade de importaÃÃo. A presente dissertaÃÃo aborda o desenvolvimento e a validaÃÃo de um traÃador de curva IxV para mÃdulos FV baseado no mÃtodo de carga eletrÃnica com uso de MOSFET como carga para o mÃdulo. AtravÃs da adequada variaÃÃo do sinal de tensÃo de gate-source do MOSFET foi possÃvel adquirir os pontos de tensÃo e corrente nos terminais dos mÃdulos FV. Estes pontos foram registrados atravÃs de uma placa de aquisiÃÃo de dados, com PIC18F2550, que à controlada via USB por um computador com uma interface grÃfica para usuÃrio. Esta interface foi desenvolvida com o software MATLAB, garantindo maior flexibilidade e funcionalidade ao dispositivo. Para mediÃÃes da temperatura do mÃdulo FV foram utilizados sensores PT100 e para as mediÃÃes de irradiÃncia solar foi utilizado um piranÃmetro modelo LP02 do fabricante Hukseflux Thermal Sensor; estes sensores foram utilizados atravÃs de um sistema supervisÃrio composto por um PC e um controlador lÃgico programÃvel (CLP). O processo de validaÃÃo foi realizado atravÃs da comparaÃÃo dos parÃmetros elÃtricos fornecidos pelo traÃador desenvolvido e pelo traÃador comercial MINI-KLA. A partir desta comparaÃÃo um erro foi gerado para cada parÃmetro. Foram utilizados 3 mÃdulos FV de diferentes caracterÃsticas elÃtricas (20 Wp, 87 Wp e 160 Wp) e observou-se proximidade entre as curvas do traÃador desenvolvido com as curvas do traÃador comercial. A mÃdia dos erros para os 3 mÃdulos relativa aos parÃmetros elÃtricos obtidos com os 2 traÃadores foi inferior a 5% em condiÃÃes sem sombreamento. Em duas condiÃÃes de sombreamento, as curvas IxV fornecidas pelos dois traÃadores relativas ao mÃdulo FV KC 85 T foram comparadas e observou-se na primeira situaÃÃo que o traÃador MINI-KLA conseguiu caracterizar apenas parcialmente a curva enquanto que o traÃador desenvolvido conseguiu caracterizar a curva totalmente, na segunda situaÃÃo observou-se grande proximidade entre as curvas dos dois traÃadores com diferenÃa percentual mÃxima nos parÃmetros elÃtricos igual a 5,41%.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A solar desalination system basically has two components: the heating unit (solar collectors) and the desalination unit (tower). Among its main advantages, this device does not need electrical power to operate, since it is driven by thermosiphon. In its operation, brackish water is heated and it evaporates. The evaporated vapor rises and hits the coller walls of the above tray, where it condensates and drains through a specially designed geometry, structure to be finally by in a set of gutter. The already demineralized water flows through a main channel where it is stored in a container, outside the desalination tower. The resulting water from this process is pure and free from contamination, either microorganisms or salt. This study analyzes the performance of a desalination system with a desalination tower and a set of three solar collectors. The heat transfer medium between the collector and the tower was thermal oil flow, Lubrax Utile OT-100. The experimental results demonstrate the operation of this type of desalinator, since ideal conditions for its correct functioning was only achieved after the installation of a positive displacement pump, which that promoted the oil circulation. Thermocouples installed in the stages of tower registered the temperature increase throughout the day. Peaks of 77 ÂC were measured in the storage tank of the tower. The mean values of production per day were 25 liters of desalinated water with an average conductivity always less than 10 μS / cm Â, representing a salt removal efficiency greater than 99%. In performance calculation, the best result was obtained when the pumping system was combined with the use of a solar reflector, achieving GOR value of 2.85. / Um dessalinizador solar possui basicamente duas unidades: a unidade de aquecimento (coletora) e a unidade de dessalinizaÃÃo (torre). Apresenta entre suas principais vantagens o fato de nÃo precisar de energia elÃtrica para seu funcionamento, pois à acionada por termossifÃo. A operaÃÃo se dà pelo aquecimento da Ãgua salobra atà que esta comece a evaporar. O vapor, ao subir e encontrar com uma superfÃcie com temperatura inferior, condensa e escorre atravÃs de estruturas em uma geometria especialmente projetada para este fim e sà entÃo à coletada por um sistema de calhas. A Ãgua jà desmineralizada segue por uma calha principal onde escorre e à armazenada em um recipiente, jà fora da torre de dessalinizaÃÃo. A Ãgua resultante desse processo à praticamente pura e isenta de contaminaÃÃo, tanto por microrganismos como por sais e outros contaminantes. O presente trabalho analisa o desempenho do dessalinizador composto por uma torre de dessalinizaÃÃo e um conjunto composto por trÃs coletores solares acionados por Ãleo tÃrmico Lubrax Utile OT-100. Os resultados experimentais comprovam o funcionamento desse tipo de dessalinizador, visto que condiÃÃes ideais para seu correto funcionamento sà foram atingidas graÃas à instalaÃÃo de uma bomba de deslocamento positivo que promoveu a circulaÃÃo do Ãleo. Termopares instalados nos estÃgios da torre registraram o aumento de temperatura ao longo do dia. Picos de 77ÂC foram medidos no tanque de armazenamento da torre. Valores mÃdios de produÃÃo por dia sÃo de 25 litros de Ãgua, com uma condutividade mÃdia sempre inferior a 10 μS/cmÂ, o que representa uma eficiÃncia na remoÃÃo de sais superior a 99%. No cÃlculo de desempenho, o melhor resultado foi obtido quando o sistema de bombeamento foi combinado com o uso de um refletor solar, obtendo o valor do GOR (RazÃo de ganho de saÃda) de 2,85.

O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um traçador de curvas I-V para aplicação em arranjos fotovoltaicos a serem medidos em campo. Este sistema utiliza a carga capacitiva como método de polarização do gerador fotovoltaico sendo o chaveamento realizado por transistores bipolares de porta isolada (IGBT). Para controle do chaveamento dos IGBTs e aquisição dos pontos I-V, a placa Arduino foi aplicada demostrando-se adequada para a proposta. Para tanto foi escrito, em uma variação da linguagem de programação C++, o programa de controle desta placa. Foram construídos circuitos auxiliares de amplificação de sinal para realizar as medidas de corrente e de irradiância, sendo nestes casos, usados como sensores um resistor shunt e uma célula de referência calibrada, respectivamente. Para medida da temperatura foi aplicado o sensor de temperatura LM35 que apresentou resultados satisfatórios. Os dados adquiridos pela placa Arduino são salvos em um cartão de memória para posterior análise. A análise de incertezas foi realizada usando métodos estatísticos, onde foram determinados os erros sistemáticos e aleatórios para cada canal de medição. O protótipo construído foi aplicado no levantamento da curva I-V de um gerador fotovoltaico composto de uma série de 3 módulos instalada no terraço do prédio que abriga o simulador solar do Laboratório de Energia Solar da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (LABSOL) e o seu resultado foi comparado com o sistema traçador de curvas do laboratório. O resultado, de maneira geral, foi satisfatório quando comparado com a medida a 2 fios pelo sistema do LABSOL, mas apresentou um erro maior quando comparado à medida a 4 fios. Este protótipo também foi submetido a um teste para avaliar sua capacidade de apresentar a curva I-V de forma adequada quando são provocados defeitos na série de módulos. O resultado apresentado pelo protótipo se mostrou bastante semelhante ao do apresentado pelo sistema do LABSOL. De maneira geral, pode-se afirmar que o protótipo, baseado em seus resultados, mostrou-se adequado para aplicação em medidas em campo de curvas I-V de arranjos fotovoltaicos. / This work presents the development of an IV tracer for in field measurement of PV arrays. This system uses a capacitive load as a method for polarizing the photovoltaic generator, with the switching being performed by insulated gate bipolar transistors (IGBT). To control switching of the IGBTs and acquisition of the IV curve, an Arduino board was applied, and was proved to be adequate for this purpose. The Arduino board control program was written in a variation of C++ language. Auxiliary circuits for amplifying the signal were built to measure electric current and irradiance, being in such cases used as sensors a shunt resistor and a calibrated reference solar cell, respectively. For obtaining the temperature, the LM35 temperature sensor was employed, presenting satisfactory results. The data acquired by the Arduino board are saved on a memory stick for later analysis. The uncertainty analysis was performed by using statistical methods, in which the systematic and random errors for each measurement channel were determined. The assembled prototype was applied for measuring the IV curve of a photovoltaic generator composed of a string of 3 modules located on the roof of one of the buildings from Solar Energy Laboratory of the Federal University of Rio Grande do Sul (LABSOL) and its result was compared with the IV tracer used on the laboratory. The result was, generally, satisfactory when compared with the two-wire measurement by the laboratory’s system, but showed a larger error when compared with the four-wire measurement. This prototype was also submitted to a test to evaluate its capacity of adequately presenting the IV curve when defects are induced on the string. The result presented by the prototype was quite similar to that obtained from LABSOL’s system. In general, it is possible to affirm that the prototype, based on its results, proved to be adequate for in field measurement of photovoltaic arrays.

Sistemas de aquecimento de água que utilizam a conversão de energia solar em energia térmica, além de serem um meio fácil e limpo de geração de energia, trazem benefícios econômicos ao país e principalmente a quem os utiliza. O elemento principal destes sistemas, o coletor solar, é objeto de estudo neste trabalho. Coletores planos são amplamente utilizados e possuem uma tecnologia consolidada, porém, um tipo de coletor composto por tubos de vidro, com isolamento a vácuo e superfície absorvedora seletiva vem se tornando uma opção cada vez mais viável economicamente. Com benefícios evidentes em climas de frio mais intenso, estes coletores devem ter seus parâmetros de desempenho térmico determinados segundo procedimentos normativos, para que possam ser dimensionados de forma correta os sistemas de aquecimento que os utilizarem. Este trabalho descreve o desenvolvimento de uma bancada de ensaios construída no Laboratório de Energia Solar da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, que tem o intuito de possibilitar o ensaio deste tipo de coletor. Esta bancada contou com uma instrumentação cuidadosamente calibrada e com um dispositivo, desenvolvido neste trabalho, capaz de realizar medidas da diferença de temperatura da água entre as seções de entrada e saída do coletor com uma incerteza inferior a 0,05 °C. Foram realizados ensaios individuais de dois tubos a vácuo de superfícies absorvedoras distintas desacoplados do coletor. Um ensaio determinou seu coeficiente de transferência de calor e outro avaliou as propriedades ópticas de cada tubo. A metodologia experimental utilizada se mostrou válida e possível de determinar alguns parâmetros para utilização em simulações. Um melhor desempenho do tubo com superfície seletiva de (Al-N/SS/Cu) em relação ao que utiliza (Al-N/Al) ficou evidente nestes ensaios. Foi realizado na bancada desenvolvida o ensaio de um coletor de tubos de vidro a vácuo que utiliza o principio de transferência direta. Sua curva de eficiência e seus parâmetros de desempenho foram determinados sob condições de regime permanente. Houve pequena diferença entre os valores obtidos e os fornecidos pelo fabricante, o que deve ter ocorrido, em parte, devido à diferença das condições de realização dos ensaios. A curva de desempenho obtida neste trabalho para o coletor de tubos de vidro a vácuo foi comparada às curvas de dois coletores planos. Nesta comparação ficou evidente que o coletor ensaiado é mais eficiente em situações onde a diferença entre a temperatura da água no interior do coletor e temperatura ambiente são maiores. / The use of solar systems for heating water brings economic benefits to the country and especially to the users. Furthermore, it is an easy and clean form of energy generation. The solar collector, the main element of such systems, is the object of the present study. Flat plane collectors are widely used and have a consolidated technology. However, the market share of tubular evacuated glass collectors is rapidly increasing. These collectors are constituted by elements consisting in two concentrical tubes with vacuum in between. Instead of using a black painted sheet of metal as the absorbing element, the internal glass tube is coated with a selective surface. The vacuum provides a high level insulation, with evident benefits in severe cold climates. In order to allow a correct sizing of systems employing such collectors, their thermal performance parameters must be determined according to standard procedures. This work show the description of a test system, built at Laboratório de Energia Solar of Universidade do Rio Grande do Sul, which enable the testing of this type of collector. This test system features a carefully calibrated instrumentation and a device, developed in this work, for measuring the water temperature difference between the collector inlet and outlet with an accuracy of 0.05 °C. A test for estimating the thermal losses and the optical properties of two evacuated tubes with different selective surfaces (Al-N/SS/Cu e Al-N/Al) was also performed. The better performance of the tube with the selective surface deposited on a copper layer was. The experimental methodology was proven to be valid and useful for determining some parameters used in simulations. A test based on the current Brazilian standard with a solar collector with twenty water-in-glass vacuum tubes was performed. Its efficiency curve and its performance parameters were determined under steady state conditions. Some differences between the obtained values and manufacturer data were detected, probably due to the difference between the test conditions. The efficiency curve obtained for the tubular solar collector was compared to the curves of two flat plane collectors. This comparison indicated that the tested collector is more efficient under situations in which the difference between the temperature of the water inside the collector and the ambient temperature are higher.

A potência produzida por um sistema fotovoltaico é altamente variável, pois depende das condições ambientais às quais o mesmo está submetido. Conhecendo-se os dados meteorológicos locais, em especial temperatura e irradiância, além de características dos componentes da instalação, é possível, a partir de modelos matemáticos, estimar a potência instantânea esperada do sistema. O objetivo desta dissertação é desenvolver um software que possua essa funcionalidade, a fim de supervisionar a operação de uma usina solar fotovoltaica que será instalada no âmbito do projeto “Inserção da Geração Solar Fotovoltaica Urbana Conectada à Rede em Porto Alegre”. Comparando-se os resultados calculados pelo software em tempo real com as condições medidas, será mais rápido identificar eventuais defeitos no sistema, e mais fácil seu diagnóstico. Para o desenvolvimento do programa, é alterado o software FVCONECT, que trabalha com dados climáticos médios de uma região para simular o funcionamento típico de um sistema naquele local, dando origem ao programa SPV - SuPerVisor, que, a partir da entrada das condições meteorológicas instantâneas, fornece diversos dados sobre as condições de operação que deveriam estar ocorrendo, tais como tensão elétrica, corrente elétrica e potência, em corrente contínua e em corrente alternada. Esse software é, então, validado a partir de comparações entre dados experimentais medidos em um sistema fotovoltaico conectado à rede instalado no LABSOL e uma simulação desse sistema realizada pelo SPV utilizando as mesmas condições de temperatura e irradiância verificadas no sistema real. Os resultados em geral apresentam concordância, tendo a comparação da potência produzida maior conformidade que as de tensão e corrente. Os pontos de maior dificuldade do programa são analisados e suas causas discutidas, sugerindose possíveis soluções. A usina solar fotovoltaica que será monitorada é apresentada, caracterizando-se seus componentes e a compatibilidade entre os mesmos. O espaço disponível para a instalação é examinado de forma a melhor acomodar os módulos fotovoltaicos, evitando ao máximo a ocorrência de sombreamentos, e os inversores, de maneira a facilitar sua conexão. O efeito do sombreamento no sistema é analisado, primeiro com uma estimativa em média anual, depois com a criação de uma rotina no programa SPV que possibilita considerar parte dos módulos da usina com sua radiação direta bloqueada. Com essa funcionalidade, é estudado um caso limite dos efeitos desse sombreamento, no qual é visto que a perda de potência em alguns casos pode ser significativa, sendo, portanto, fundamental sua consideração. Por fim, é discutido o sistema de medição necessário tanto para o monitoramento da usina quanto para o correto funcionamento do software SPV. / The power generated by a photovoltaic system is highly variable, since it depends on the ambient conditions to which it is submitted. Knowing the local meteorological data, especially temperature and irradiance, in addition to characteristics of the plant’s components, it is possible to estimate, using mathematical models, the expected instant power for the system. The aim for this master’s thesis is to develop a software with this functionality, in order to supervise the operation of a photovoltaic power plant to be built within the project “Inserção da Geração Solar Fotovoltaica Urbana Conectada à Rede em Porto Alegre”. By comparing the real time results simulated by the software with the measured conditions, it will be faster to identify eventual system defects, and easier their diagnosis. For the program’s development, it is modified another software called FVCONECT, which works with mean climatic data from a specific region to simulate the typical behaviour of a system on that place; originating the so-called SPV - SuPerVisor, which, from the input of instant meteorological conditions, provides several data about the operating conditions that should be occurring, such as voltage, current and power, in direct current and in alternate current. This software is, then, validated with comparisons between experimental data measured from a grid-connected photovoltaic system operating at LABSOL and a simulation of this system using the same temperature and irradiance conditions verified on the real plant. The results generally demonstrate agreement, with the produced power comparison having a greater accordance than the current and voltage ones. Situations in which the software presents greater difficulties are analyzed and its causes are discussed, and possible solutions are proposed. The photovoltaic power station which will be supervised is presented, with its components and the compatibility between each other studied. The available area for the setup of the plant is examined in order to better accommodate the photovoltaic modules avoiding as much as possible the occurrence of shading; and the inverters, in order to facilitate their connection. The effect of shading on the system is analyzed, first by an annual mean estimation, and later using the creation of a routine on SPV which enables to consider some of the modules on the plant with their direct solar radiation blocked. With this functionality, it is studied a case which represents the maximum effect from shading on the system, and it is seen that the power loss can be significant, being therefore essential its consideration. At last, it is discussed the measurement system necessary both for the power plant monitoring and for the correct operation of the SPV software.

A presente Tese de Doutorado apresenta uma análise de diversos fatores que influenciam nos resultados da caracterização elétrica de módulos fotovoltaicos e na obtenção de seus principais parâmetros. A principal análise refere-se aos efeitos que ocorrem ao traçar a curva I-V (corrente versus tensão) de um módulo fotovoltaico decorrentes da rapidez e da direção da varredura (de Isc para Voc e vice-versa) utilizada na tensão de polarização necessária para traçar a curva I-V. Quando a caracterização elétrica é realizada com tempo de varredura reduzido, como por exemplo, em simuladores solares pulsados, há desvios significativos nos resultados, dependendo da tecnologia de fabricação do módulo fotovoltaico. Também é analisada a importância do fator de descasamento espectral no resultado da caracterização elétrica de módulos fotovoltaicos. Uma comparação entre os resultados dos valores dos coeficientes térmicos determinados com simulador solar (indoor) e sob iluminação natural (outdoor) é realizada, concluindo-se que são equivalentes dentro do intervalo de incerteza das medidas. Finalmente é apresentada uma comparação entre medidas realizadas sob iluminação natural e com simulador solar, levando-se em conta os fatores investigados na tese, isto é, os efeitos decorrentes da rapidez da varredura de tensão, da medida da temperatura do módulo e do descasamento espectral no momento da caracterização. / This doctoral thesis presents an analysis of several issues that influences the electrical characteristics of photovoltaic modules and its parameters. The main analysis is about sweep time effects that arise due to the speed and direction (Isc to Voc and vice versa) used to polarize the module in order to trace the I-V curve. A fast voltage sweep, as used in pulsed solar simulators, can cause discrepancies in the results of some photovoltaic module technologies. It is also analyzed the importance of the spectral mismatch factor in the characterization of photovoltaic devices. A comparison of indoor and outdoor measurements of thermal coefficients is performed and it is concluded that they are equivalent and the results are equivalent among the experimental uncertainties. Finally a comparison between indoor and outdoor measurements of photovoltaic modules is presented where it is discussed the issues studied in the thesis, i.e., sweep time effects, temperature measurement and spectral mismatch factor.

Submitted by Eduarda Figueiredo (eduarda.ffigueiredo@ufpe.br) on 2015-03-13T12:44:38Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissert_gustavo_silva_PROTEN_2012.pdf: 1309861 bytes, checksum: 6a0a8d6c2de4ec3b485fa51e8293cfc1 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-13T12:44:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissert_gustavo_silva_PROTEN_2012.pdf: 1309861 bytes, checksum: 6a0a8d6c2de4ec3b485fa51e8293cfc1 (MD5) Previous issue date: 2012-03-08 / CNPq e CAPES / Neste trabalho analisa-se o comportamento dos parâmetros fator de polarização e coeficiente de permeabilidade de um sistema de osmose reversa (OR) acionado por uma fonte de alimentação variável como, por exemplo, um gerador fotovoltaico. No processo de OR as condições de entrada determinam o fluxo de água permeada. Em sistemas ligados à rede elétrica convencional, as condições iniciais são fixas. Porém em sistemas de OR alimentados por geradores FV sem baterias, além da variação das condições internas, são introduzidas variações na vazão e pressão de entrada e, consequentemente, na vazão e salinidade do permeado. As variações de vazão e pressão produzidas pela fonte resultam em variações dos parâmetros que regem o processo: a) O coeficiente de permeabilidade (Kper) que expressa a maior ou menor capacidade que a membrana tem de permitir que as moléculas, neste caso de água, se difundem através dela e b) O fator de polarização (fp), que produz uma diminuição do fluxo do permeado devido à acumulação de íons na parede da membrana. Na maioria dos trabalhos que permitem simular o comportamento de sistemas de OR esses parâmetros são considerados constantes. Neste trabalho foram realizados experimentos em um sistema de OR configurado para operar com um gerador FV. Entretanto, no intuito de manter o controle sobre as condições operacionais dos ensaios, um conversor de frequência ligado à rede elétrica foi empregado para simular o comportamento do gerador fotovoltaico. Dois procedimentos foram utilizados para a determinação dos parâmetros fp e Kper. No primeiro, equações disponíveis na literatura para o cálculo desses parâmetros, a partir da vazão de permeado, foram utilizadas para estimar os parâmetros (fp e Kper). Um modelo de desempenho do sistema de OR desenvolvido no Grupo de Pesquisas em Fontes Alternativas de Energia da Universidade Federal de Pernambuco (FAE-DEN-UFPE) foi utilizado para estimar a vazão de permeado. Nesse caso, apenas condições de entrada do sistema (vazão, pressão, salinidade) são necessárias. No segundo procedimento, os parâmetros (fp e Kper) foram obtidos pelo método denominado de “extração de parâmetros”. Uma comparação entre a vazão de permeado calculada (por meio do mesmo modelo do sistema OR citado anteriormente) e a experimental, que permanece invariável, permite estimar os valores de fp e Kper que minimizam os desvios entre os valores calculados e os valores experimentais. Uma análise dos resultados obtidos para os parâmetros, fp e Kper, por meio de ambos os procedimentos, para o sistema operando em condições variáveis mostrou que a pressão transmembrânica é a variável que permite uma melhor representação do comportamento desses parâmetros. Duas expressões provenientes do ajuste das curvas de fp e Kper em função da pressão transmembrânica foram propostas para o sistema de OR estudado. A validade da utilização das expressões foi verificada com um segundo conjunto de dados experimentais. Para verificar os benefícios da utilização de parâmetros variáveis na determinação do comportamento do sistema foram realizados cálculos da vazão do permeado obtida com os dois procedimentos propostos e comparados com o caso em que Kper e fp são considerados constantes para todas as pressões. Os resultados mostram que os desvios entre os valores da vazão de permeado estimados e experimentais diminuem drasticamente quando as variações de Kper e fp são introduzidas. Desvios médios de até 23% foram observados para elevados valores de salinidade quando Kper e fp são considerados fixos e desvios médios menores que 2% quando utilizados os parâmetros variáveis.

Submitted by MARCOS LEANDRO TEIXEIRA DE OLIVEIRA (marcosteixeira@ufv.br) on 2018-10-09T12:35:28Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2380788 bytes, checksum: 6786ae497ba88ba9e7ba1903d6231300 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-09T12:35:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2380788 bytes, checksum: 6786ae497ba88ba9e7ba1903d6231300 (MD5) Previous issue date: 2018-07-16 / Devido ao crescimento da população mundial, o uso da terra se tornou uma valiosa commodity, criando a necessidade de se estudar maneiras de diminuir a ocupação de área para assegurar o desenvolvimento de futuras gerações. Sistemas fotovoltaicos fixos ao solo possuem a desvantagem de ocupar grandes áreas que poderiam ser utilizadas para a agricultura, construção de indústrias, edifícios, etc. Nesse sentido, surge uma forma alternativa de posicionamento de placas na forma de uma árvore fotovoltaica, uma nova e promissora maneira de integrar a energia solar fotovoltaica às construções e ao espaço urbano em geral, otimizando ao máximo o espaço necessário. Uma árvore fotovoltaica é basicamente como uma árvore natural, mas com células solares posicionadas no lugar das folhas. Entretanto, o sombreamento causado pelas “folhas” neste tipo de disposição pode causar uma queda na geração de energia do conjunto. Dessa forma, o objetivo desta dissertação foi realizar a comparação do sistema tradicional de painéis com a árvore fotovoltaica. Para isso, foi projetado um sistema automático de aquisição de dados para se computar a energia gerada por cada conjunto. Além disso, três diferentes arranjos de árvores fotovoltaicas foram comparados: árvore 1, com 16 células; árvore 2, com 20 células; árvore 3, com 30 células, a fim de se encontrar o melhor design de sistema, balanceando o número de células com a geração de energia. O sistema de aquisição de dados construído foi utilizado para a realização do experimento, medindo a geração de energia de cada conjunto. Ao final, a árvore 2 foi o sistema que mais gerou energia, apesar de não possuir o maior número de células. Estima-se então, que para este estudo, a distância ótima de posicionamento dos galhos de uma árvore fotovoltaica equivale a 5% do comprimento total da estrutura central de sustentação. Comparando-se as Árvores 1 e 3, concluiu-se que a construção da Árvore 3 não é vantajosa, uma vez que se pode obter uma geração de energia equivalente (apenas 3% inferior) ao se construir a Árvore 1, que é cerca de 35% mais barata. Pode-se dizer que a Árvore 3 está melhor desenhada para os períodos da manhã e da tarde. Por volta do meio dia, a ocorrência de sombreamento é maior devido à maior altura solar, diminuindo assim a energia gerada pela Árvore 3. / Due to the growth of the world population, land use has become a valuable commodity, creating a need to study ways to reduce area occupation to ensure the development of future generations. Photovoltaic systems fixed to the ground have the disadvantage of occupying large areas that could be used for agriculture, construction of industries, buildings, etc. In this sense, there is an alternative form of panel positioning in the form of a photovoltaic tree, a new and promising way to integrate photovoltaic solar energy into buildings and urban space, optimizing the space used as much as possible. A photovoltaic tree is basically like a natural tree, but with solar cells positioned in the place of the leaves. However, the shading caused by the "leaves" in this type of arrangement can decrease energy generation of the system. Thus, the objective of this work was to compare the traditional panel system with the photovoltaic tree. For that, an automatic data acquisition system was designed to compute the energy generated by each set. In addition, three different arrangements of photovoltaic trees were compared: tree 1, with 16 cells; tree 2, with 20 cells; and tree 3 with 30 cells in order to find the best system design, balancing the number of cells with the generation of energy. The proposed data acquisition system was used to perform the experiment, measuring the energy generation of each set. In the end, tree 2 was the system that generated the most energy, despite not having the largest number of cells. It is estimated that for this study, the optimal positioning distance of the branches in a photovoltaic tree is equivalent to 5% of the total length of the central support structure. Comparing Trees 1 and 3, it was concluded that the construction of Tree 3 is not advantageous, since an equivalent energy generation (only 3% lower) can be obtained by constructing Tree 1, which is about 35% cheaper. It can be said that Tree 3 is best designed for the morning and afternoon periods. Around noon, shade occurrence is higher due to the higher solar height, thus decreasing the generated energy by Tree 3.