Esta tese tem como objetivo o estabelecimento de bases técnicas para o dimensionamento de aproveitamentos híbridos hidrelétricos fotovoltaicos. Nesse sentido, investigam-se o funcionamento e a viabilidade técnica de uma configuração para esses aproveitamentos quanto aos efeitos de diferentes capacidades das baterias ou perfis de demanda, entre outros fatores. A tese traz à tona a questão da complementariedade entre fontes de energia, avaliando a influência de diferentes gradações de complementação entre as energias hídrica e solar e caracterizando essa complementariedade ao longo do Estado do Rio Grande do Sul. O sistema estudado é constituído por dois aproveitamentos, um hidrelétrico e outro fotovoltaico, operando em paralelo para atender a demanda. O desempenho foi investigado a partir da proposição de uma metodologia de análise, que consiste em um balanço energético baseado em disponibilidades energéticas idealizadas, resultando em um parâmetro para comparação de desempenho (um índice de falhas no atendimento). A idealização dos dados permite investigar a influência de determinado parâmetro, “filtrando” os efeitos de outros fatores (como condições climáticas). A avaliação dos efeitos da complementariedade foi efetuada pela proposição de índices matemáticos adimensionais. As simulações confirmaram tendências esperadas, como o aumento das falhas para baterias de menor capacidade e para menor complementariedade no tempo ou a redução das falhas para perfis com picos de demanda ao meio dia, entre outras, e mostraram como pequenas variações na capacidade das baterias, na potência hidrelétrica instalada ou na área dos módulos fotovoltaicos podem influenciar o desempenho do sistema. Uma avaliação da “aderência” dessas idealizações com a realidade foi obtida com simulações a partir de dados reais e com uma simulação experimental. Em ambos os casos houve forte semelhança qualitativa dos resultados, mostrando a influência de efeitos climáticos e de outros fatores sobre o comportamento dos componentes do sistema. Os ensaios experimentais foram realizados em duas bancadas, uma no Laboratório de Energia Solar, da Escola de Engenharia, e a outra no Laboratório de Ensino de Hidráulica, do Instituto de Pesquisas Hidráulicas, ambos nesta Universidade. Os resultados experimentais forneceram também subsídios para definir o controle do sistema, mostrando como deve ser o controle de carga das baterias e a inserção da corrente fornecida pelo gerador hidrelétrico. Enfim, foram estabelecidas diretrizes para o dimensionamento de aproveitamentos hidrelétricos fotovoltaicos com base na aplicação da metodologia proposta para análise, além de ter sido avaliada de forma expedita a aplicabilidade desse tipo de sistema de geração no Estado. / This thesis purposes to establish the technical bases for component sizing of hydroelectric photovoltaic hybrid plants. In this sense, the operation and technical viability of a specific configuration of these plants were investigated with regard to the effects of different battery capacities or demand profiles, among others. The thesis deals with the question of complementarity between energy resources, evaluating the influence of different complementarity gradations between hydro and solar energies and describing this complementarity along the State of Rio Grande do Sul. The studied system consists of two plants, a hydroelectric and a photovoltaic, operating in parallel to supply the consumers. The performance was investigated from the proposition of an analysis methodology, based on an energetic balance with idealized resources availability, resulting into a comparison parameter (a supply failure index). The data idealization allows to investigate the influence of each parameter, filtering off another effects (as climatic conditions). The complementarity effects were evaluated from the proposition of adimensional mathematical indexes. Expected tendencies, like an increase of failures due to smaller battery capacities and smaller time complementarity, or a decrease due to demand profiles with peak of demand concentrated at noon, were confirmed by the computational simulations, as well as how small variations of battery dimension, of installed hydro power and of photovoltaic area affects the system performance were also demonstrated by these simulations. The simulation with real meteorological data and an experimental simulation provides an evaluation of the adherence of idealizations with reality. In both cases, there was a strong qualitative similarity between results, showing the influence of climatic conditions and other factors on the system performance. The experimental tests were performed at Laboratório de Energia Solar, Escola de Engenharia, and at Laboratório de Ensino de Hidráulica, Instituto de Pesquisas Hidráulicas, in this University. The laboratory experiments results in information to define the control of the system, showing how to control the charge of batteries and how to insert the hydro power into the dc bus. Finally, technical bases for sizing methodology of hydro photovoltaic plants were established, based on the analysis methodology proposed. The aplicability of these kind of energy system was also evaluated.

Orientador: Ennio Peres da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-20T13:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Strangueto_KarinaMaretti_M.pdf: 19906367 bytes, checksum: cfc584b8248827cae84c86e393a1870f (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Desde a Revolução Industrial, as atividades desenvolvidas pelo homem têm provocado um crescimento maciço das emissões de gases de efeito estufa e poluentes para a atmosfera da Terra, devido, entre outros fatores, à constante e crescente necessidade de energia. Um grande esforço vem sendo realizado nas últimas décadas para a redução dessas emissões, com especial atenção ao setor de transporte, principalmente pelos efeitos provocados nas populações das grandes cidades devido à concentração de veículos em espaços reduzidos. Neste caso, busca-se aumentar: a eficiência dos veículos convencionais, o uso de biocombustíveis e de veículos híbridos, e, mais recentemente, o uso de veículos elétricos (VEs). Com o avanço da utilização de veículos elétricos como meio de transporte "limpo", são necessários maiores estudos para avaliar a quantidade de energia necessária para o abastecimento das frotas destes veículos e, também, uma análise da quantidade evitada de emissões de gases de efeito estufa (gás carbônico) comparativamente aos modelos à combustão interna. Assim, esse trabalho teve como objetivo desenvolver esses temas. A geração de energia através painéis fotovoltaicos foi a escolha para essa dissertação, onde foi realizado um estudo de caso para uma usina de 1 MWP, determinando a quantidade de energia efetivamente produzida, considerando a usina localizada em Campinas, São Paulo. Dessa forma, pôde-se estimar que a frota de veículos que poderia ser abastecida com a energia gerada por essa usina teria um valor entre 955 e 1.118 veículos, dependendo de diferentes logísticas de abastecimento consideradas. Com a frota estimada, também foi possível calcular que emissões de até 2.004 toneladas anuais de CO2 poderiam ser evitadas pela substituição dos veículos convencionais pelos por esta frota de VEs / Abstract: Since the Industrial Revolution, human activities have been causing a massive growth in greenhouse gases and pollutants emissions to the Earth's atmosphere, due to, between other factors, the continuing and growing need for energy. A great effort has been made in recent decades to reduce these emissions, with special attention to the transport sector, mainly caused by the effects on populations of large cities due to the concentration of vehicles in confined spaces. In this case, seeks to improve: the efficiency of conventional vehicles, the use of biofuels and hybrid vehicles, and, more recently, the use of electric vehicles (EVs). With advancing of Electric Vehicle use as a means of "green" transport, more studies are needed to assess the amount of energy required to supply fleets of this kind of vehicles and, also, an analysis of the amount of avoided emissions of greenhouse gases (carbon dioxide) compared with internal combustion models. Thus, this study aimed to develop these themes. The generation of energy through photovoltaic panels was the choice for this dissertation, which was conducted a case study for a generating station of 1 MWP, determining the amount of energy effectively produced, considering the generating station located in Campinas, Sao Paulo. Thus, it was estimated that the fleet of vehicles that could be supplied with energy generated by this plant would have a value between 955 and 1.118 vehicles, depending on different logistical supply considered. With the fleet estimated, it was also possible to calculate that 2.004 tons of CO2 could be avoided by the replacement of conventional vehicles by EVs / Mestrado / Engenharia Mecanica / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-05-24T17:44:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338270.pdf: 203285788 bytes, checksum: 6ca03398fa02cd4cbc52da6a15993415 (MD5) Previous issue date: 2015 / O sistema fotovoltaico conectado à rede apresenta-se como uma alternativa promissora para a geração de energia elétrica próximo ao local do consumo, principalmente em um país com grande potencial de irradiação solar como o Brasil. No entanto, a aplicação dos sistemas fotovoltaicos nos centros urbanos pode ser prejudicada pela verticalização das cidades e consequente obstrução solar. Por essa razão, esta dissertação tem como objetivo avaliar níveis de irradiação solar em quatro edificações residenciais inseridas no contexto urbano. O uso de programas para simulação dos mapas de irradiação solar nas envoltórias dessas edificações e a estimativa de geração de energia elétrica através de painéis fotovoltaicos aplicados nessas superfícies fazem parte desta pesquisa de caráter exploratório. O processo para realização do método está dividido em quatro etapas e obedece à seguinte sequência: identificação das tipologias residenciais para os estudos de caso; análise da disponibilidade solar incidente nas envoltórias das edificações; quantificação do potencial de geração de energia; delimitação das áreas úteis nas envoltórias a partir do limite mínimo estabelecido de irradiação solar. Quatro diferentes edificações residenciais foram selecionadas, sendo uma residência com dois pavimentos e três edificações multifamiliares com alturas distintas com três, oito e treze pavimentos tipo de apartamentos. Os modelos foram desenvolvidos no programa Rhinoceros e simulados através do plug-in DIVA, que permitiu a quantificação de irradiação solar nas partes opacas desses edifícios através de mapas de irradiação. Os resultados, para a latitude considerada de 27o S, apresentaram a cobertura (plano horizontal) como a área com maior irradiação solar e com o menor tempo de equivalência entre o valor investido no sistema fotovoltaico e o valor que deixa de ser pago pela energia elétrica da concessionária. Porém, com a verticalização dos edifícios, as áreas de coberturas foram insuficientes para a atender à geração fotovoltaica desejada. As fachadas (plano vertical) com maior disponibilidade de área foram analisadas e, quando orientadas para logradouro, apresentaram uma menor interferência do entorno. A média anual de irradiação de todas as fachadas resultou nos quatro estudos de caso, valores entre 49% e 62% inferiores às médias anuais das coberturas. A delimitação das áreas úteis para geração fotovoltaica, identificadas neste trabalho como as áreas com irradiação solar superior a 679 kWh/m2/ano, desqualificou as fachadas com as orientações SE-S e S-SO para aplicação do sistema fotovoltaico. Os edifícios com dimensionamentos diferentes e não alinhados horizontalmente, mesmo com as fachadas obstruídas, representaram um percentual maior de áreas (úteis) favoráveis para geração de energia. As áreas úteis selecionadas para a residência e o edifício multifamiliar com três pavimentos constituíram apenas as áreas na cobertura (plano horizontal), pois já foram suficientes para geração de energia fotovoltaica desejada. No edifício multifamiliar com oito pavimentos, além da cobertura, fez-se uso do plano vertical de toda a fachada NE-L (frontal), e a geração de energia fotovoltaica correspondeu a 71% do consumo. Com esse caso, observou-se que a disposição dos painéis fotovoltaicos não precisa restringir-se aos pavimentos superiores. Em situações com a fachada limítrofe com logradouro, orientada entre Noroeste e Nordeste, os pavimentos inferiores também apresentaram as áreas úteis para geração fotovoltaica. Na maior edificação, com treze pavimentos, as áreas úteis selecionadas foram a cobertura e os cinco últimos pavimentos das orientações O-NO e N-NE, e com essa configuração passou a gerar energia fotovoltaica correspondente a 57% do consumo. Observou-se que a irradiação solar na envoltória das edificações sofre interferência direta do partido arquitetônico residencial adotado nos centros urbanos, e que é possível, com adequada aplicação de formas e disposições arquitetônicas (e urbanas), obter maiores benefícios da conversão fotovoltaica, aplicada ou integrada às edificações.<br> / Abstract : The photovoltaic system connected to the power grid is a promising alternative for electrical power generation near the consuming premises, especially in a country with great solar irradiation potential such as Brazil. However, the application of photovoltaic systems in urban centers can be impaired by the verticalization of cities, and its consequent solar obstruction. For this reason, this dissertation has as objective to evaluate the levels of solar irradiation in four residential buildings in an urban context. The use of simulation programs of solar irradiation in the surroundings of the buildings and the estimate of electrical power generation using photovoltaic panels applied to these surfaces are also part of this exploratory research. The process of execution of the method is divided in four stages, and follows the sequence: identification of the residential typologies for the case studies; analysis of solar incidence availability in the surroundings of the buildings; quantification of the power generation potential; delimitation of the useful area in the surroundings based on the minimal threshold determined for solar irradiation. Four different residential buildings were selected, being one residence with two floors and three multifamily buildings with different heights of three, eight and thirteen apartment-type floors. The models were developed with the software Rhinoceros, and simulated through the plug-in DIVA, which allowed the quantification of solar irradiation in the opaque areas of these buildings using irradiation maps. The results, for the considered latitude of 27o S, presented the rooftop (horizontal plane) as the area with the greatest solar irradiation, and with the least equivalent time between the value invested in the photovoltaic system and the value saved in payments for the electrical service utility. However, with the building verticalization, the rooftop areas were insufficient to meet the desired photovoltaic generation. The façades (vertical plane) with greater area availability were analyzed and, when oriented to street, presented less interference from the surroundings. The annual irradiation average from all façades resulted, in the four case studies, in values between 49% and 62% less than the annual averages of the rooftops. The delimitation of the useful areas for photovoltaic generation, identified in this work as the areas with solar irradiation greater than 697 kWh/m2/year, disqualified the façades with orientation SE-S and S-SW for photovoltaic system application. The buildings with different dimensionings, and not horizontally aligned, even with obstructed façades, presented a greater percentage of useful area favorable to power generation. The useful areas selected in the residence and in the multifamily building with three floors consisted only of the rooftop (horizontal plane), because they were already sufficient for the desired photovoltaic power generation. In the multi-family building with eight floors, besides the rooftop, the whole vertical plane of the NE-E (frontal) façade was used, and the photovoltaic power generation corresponded to 71% of the consumption. In this case, it was observed that the disposition of the photovoltaic panels does not need to be restricted to the upper floors.In situations with façades adjacent to patios, oriented between Northwest and Northeast, the lower floors also presented useful areas for photovoltaic generation. In the tallest building, with thirteen floors, the selected useful areas were the rooftop and the five highest floors with orientations W-NW and N-NE, and with this configuration the photovoltaic power generation corresponded to 57% of the consumption. It was observed that the solar irradiation in the surroundings of the buildings suffers a direct interference from the architectural standards adopted in urban areas, and that it is possible, with adequate application of architectural (and urban) forms and dispositions, to obtain greater benefits from the photovoltaic conversion, applied or integrated in the buildings.

Orientador: Luiz Carlos Pereira da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T01:49:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Geraldi_Douglas_M.pdf: 3918130 bytes, checksum: a6b640b4707af6b9173674deab29eece (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Existe atualmente um consenso de que as Redes Inteligentes favoreçam a solução de diversos problemas presentes no dia a dia das concessionárias distribuidoras de energia elétrica, tais como a gestão inteligente do carregamento e o gerenciamento automático na recuperação do fornecimento de energia (self-healing). Por outro lado, a implantação de tecnologias de redes inteligentes também pode criar novas dificuldades para as distribuidoras. Especial atenção deve ser dada à facilidade do acesso ao sistema elétrico por parte da microgeração - quer seja solar, eólica, micro turbinas a gás, etc. - possibilitada pela substituição dos medidores atuais por medidores inteligentes e por legislação específica recentemente publicada pela ANEEL. Neste trabalho busca-se apontar e quantificar alguns impactos técnicos relacionados à injeção de potência em um circuito secundário de distribuição. Através do estudo de cenários com crescente nível de penetração de microgeradores fotovoltaicos residenciais (tetos solares) são analisados os impactos na curva de carga do prossumidor, no perfil de tensão da rede, nas perdas elétricas e no desequilíbrio de tensão. As simulações dos cenários supracitados são realizadas através do software livre Gridlab-D, desenvolvido pela Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) para estudos de aspectos de redes inteligentes via simulação computacional. Uma das vantagens desse pacote é a integração com base de dados meteorológicos, permitindo, por exemplo, a estimativa da geração fotovoltaica mês a mês para um determinado ano constante na base de dados / Abstract: Nowadays, there is a consensus that the Smart Grid can promote the solution of various problems present in distribution utilities, such as intelligent load management and self-healing. How-ever, the deployment of smart grid technologies can also create new difficulties. Special attention should be given to the open access to the electrical grid from the micro-generation plants, such as solar photovoltaic, wind turbines and gas micro-turbines, which will be possible with the re-placement of the current meters for smart meters and by specific regulation recently published by ANEEL. This work intends to identify and quantify some technical impacts related to power injection from micro-generators in a secondary distribution circuit. Through the study of scenarios with increasing penetration of residential photovoltaic micro-generators (solar roofs) some impacts are analyzed: impacts on the load profile of the prosumer; impacts on the voltage profile of the network; impacts on the electrical losses and voltage imbalance. The simulations of the above scenarios are performed by using Gridlab-D, free software developed by Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) to study aspects of smart grids via computer simulation. One ad-vantage of this package is the integration with meteorological database, enabling, for example, the estimation of photovoltaic generation every month for a given year contained in the database / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Jorge Muniz Junior / Resumo: A eficiência energética nos diversos setores consumidores do extremo norte brasileiro e a opção adjacente voltada à produção de energia fotovoltaica e a sua injeção na rede local têm consequências positivas, tanto pela mitigação relacionada às emissões de gases de efeito estufa (GEE), quanto pelo consumo e uso de energia. A necessidade de energia residencial, comercial, industrial e poder público em Roraima consiste principalmente de requisitos de energia elétrica para iluminação, ar-condicionado, geladeira e freezer, juntamente com a energia dedicada aos eletrodomésticos, diferentes estratégias que visam estimular o uso eficiente de energia precisam ser reforçadas em todos os níveis da atividade humana local. A radiação solar é uma das principais fontes de energia limpa e renovável do Estado, com o potencial de fornecer energia limpa e abundante a longo prazo para a crescente população roraimense. Este trabalho tem como objetivo compreender o consumo médio em edifícios residencial, comercial e poder público dos Estados de Roraima e São Paulo, tendo como objetos de estudo: um campus do IFRR, um campus da UNESP, três residências localizadas na capital Boa Vista, uma residência situada em Guaratinguetá e uma fonte de energia fotovoltaica distribuída com potência instalada de 66 kWp (quilowatt-pico). Esta pesquisa seguiu as seguintes etapas: em primeiro lugar foi realizado uma ampla pesquisa bibliográfica na base de dados da Web of Science, Scopus, Google Acadêmico e outras base... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Orientador: Teófilo Miguel de Souza / Coorientador: José Luz Silveira / Banca: Ivonete Ávila Francisco / Banca: José Grandinetti / Banca: Márcio Zamboti Fortes / Banca: José Rui Camargo / Resumo: A preocupação com o meio ambiente e com a qualidade do ar tem sido o foco de vários trabalhos nos meios acadêmico e governamental, sabendo-se que e um dos grandes fatores dessa degradação é o meio de transporte. O poder aquisitivo do cidadão brasileiro unido à facilidade da compra de novos carros está crescendo a cada ano, com isso o número de veículos por habitante também tem aumentado; nesse sentido, é essencial que novas tecnologias mais eficientes e com melhor rendimento sejam estudadas e analisadas. Partindo deste conceito, nota-se que os carros elétricos são uma alternativa inteligente para diminuir a degradação provocada pelos combustíveis fósseis. A produção de energia elétrica por meio de fontes renováveis tais como fotovoltaica, biogás, etc., aliada ao baixo custo de manutenção e à longa vida útil, está se tornando uma alternativa atrativa. Neste trabalho são aplicadas metodologias para dimensionamento e análise do custo da geração de energia elétrica através de fontes renováveis: fotovoltaicas e biogás. Considera-se também o custo operacional do carro elétrico sendo abastecido com a eletricidade fornecida por essas fontes e pela energia da concessionária rede, comparado ao custo operacional de um carro de motor de combustão interna. Também é determinado o CO2eq emitido pela utilização da usina fotovoltaica, usina a biogás, energia da rede e pela gasolina e etanol utilizado no carro de MCI. Foi ainda calculado o passivo ambiental associado a cada tipo de tecnologia ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The concern about the environment and the quality of the air has been the focus of several studies in both academic and government fields, showing that one of the main responsible ones for the degradation of the environment is transportation. The acquisition power of Brazilian people coupled with the ease of buying new vehicles is growing every year; as a result, the rate of vehicles per inhabitant has also increased; in this sense, it is of essence that new and more efficient technologies be studied and analyzed. Starting from this concept, electric vehicles are a smart alternative to reduce the degradation caused by fossil fuels. The production of electricity from renewable sources such as photovoltaic, biogas, etc., combined with the fact that those systems have low maintenance costs and long service life is becoming an attractive alternative. In this study, methodologies are applied to calculate and analyze the costs of electricity generation by renewable sources: solar and biomass energy. It is also considered the operating cost of the electric car being fed with the electricity provided by these sources and by grid energy, compared to the operating cost of an internal combustion engine car. The CO2eq emitted by the use of the photovoltaic plant, the biogas plant, the grid energy and the gasoline and ethanol used in the ICE car is also determined. It was also calculated the environmental liabilities associated with each type of renewable electricity generation technology... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Antonio Cesar Germano Martins / Resumo: Nos últimos anos a energia solar fotovoltaica tem mostrado forte crescimento dentre as fontes renováveis em várias partes do mundo. O Brasil vem discutindo mais intensamente desde 2012 formas de incentivo para a inserção da energia solar fotovoltaica bem como a adequação do modelo centralizado e distribuído na matriz elétrica nacional. Para contribuir com esta discussão, neste trabalho foi realizado um levantamanto de informações a respeito destes dois modelos a partir de consultas à livros, artigos, periódicos, sites e reportagens. Os resultados dessas pesquisas foram agrupados e consolidados em gráficos, tabelas e quadros que permitiram a avaliação das perspectivas da energia solar fotovoltaica no Brasil, identificando os principais aspectos dos dois modelos de geração, levando-se em consideração suas características distintas e relacionadas à geração, distribuição e consumo salientando-se as vantagens e desvantagens segundo critérios ambientais, econômicos; sociais e técnicos. As análises dos materiais constituintes da pesquisa denotam que, no caso do Brasil, os dois modelos progridem de maneira complementar, porém necessitam de políticas governamentais mais eficazes para as suas implementações de forma ampla e significativa na matriz energética nacional. / Mestre

Orientador: Flávio Alessandro Serrão Gonçalves / Banca: José Luiz Antunes de Almeida / Banca: Helmo Kelis Morales Paredes / Resumo: Este trabalho aborda o estudo de topologia de conversor de energia baseada no uso de configuração de rede de impedância denominada fonte-Y, com o objetivo de ser aplicado em sistemas de geração distribuída de energia, em redes de baixa tensão. Em sistemas de geração distribuída de energia usualmente se faz necessária a existência de um estágio elevador de tensão e um estágio inversor, ambos controlados para produzir tensão e/ou corrente senoidal com mesma frequência, amplitude e fase da rede elétrica. Nesse sentido, este trabalho propõe a aplicação do conversor fonte- Y entre a geração e a conexão com e rede elétrica, de forma que as ações de conversão relacionadas com a elevação (CC-CC) e inversão (CC-CA) sejam efetuadas de forma integrada por uma única estrutura, contribuindo com a possibilidade de melhoria no rendimento global devido à minimização de estágios de conversão em cascata. Inicialmente, é efetuado um levantamento bibliográfico relacionando as principais topologias de conversores utilizando redes de impedância com indutores acoplados, considerando os aspectos operacionais, arranjo de impedância e ganho estático idealizado, desprezando perdas entre tensão de entrada e tensão máxima de saída obtida. Segue-se o estudo da operação de conversor CCCC empregando rede de impedância do tipo Y, definição das equações que regem o comportamento no tempo das tensões e correntes nos capacitores e indutores. É feita uma avaliação comparativa do ganho estático de tensão obtido e... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This paper deals with the study of energy converter topology based on the use of impedance network configuration called Y-source, with the objective of being applied in photovoltaic energy cogeneration systems in low voltage grids. In photovoltaic energy generation systems, it is usually necessary to have a voltage boost stage and an inverter stage, both controlled to produce voltage and / or sine current with the same frequency, amplitude and phase of the power grid. In this sense, this work proposes the application of the Y-source converter between the photovoltaic generation and the connection with the electric grid, so that the conversion actions related to elevation (DC-DC) and inversion (DC-AC) in a way integrated by a single structure, contributing to the possibility of improvement in the overall yield due to the minimization of cascade conversion stages. Initially a bibliographical survey was performed relating the main inverter topologies using impedance networks with coupled inductors considering the operational aspects, impedance arrangement and ideal static gain between the input voltage and the maximum output obtained. ext, the study of the DC-DC converter operation using the Y-type impedance network, definition of the equations governing the time behavior of the voltages and currents in the capacitors and inductors, is presented. It is also done the comparative evaluation of the static voltage gain obtained and the stresses in the semiconductors according to the... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Teófilo Miguel de Souza / Banca: Márcio Acud Mercelino / Banca: Osiris Canciglieri Junior / Resumo: Uma das alternativas à utilização de combustíveis fósseis é a energia solar, obtida pelo uso de painéis fotovoltaicos. A existência de diferenças diárias, sazonais e regionais na distribuição espectral da luz do sol pode produzir variações na capacidade de produção de energia dos painéis. O objetivo deste trabalho é verificar como a geração de energia de células fotovoltaicas varia em função dos diferentes comprimentos de onda do espectro da luz solar, quando as células estão submetidas a condições reais de operação. Este trabalho possui caráter experimental. Dois painéis fotovoltaicos policristalinos idênticos foram montados lado a lado. Oito diferentes filtros de cor, com curvas conhecidas de distribuição espectral, foram instalados sobre um dos painéis e foi registrada a quantidade de energia gerada por cada painel ao longo do dia. Cada filtro permite apenas a passagem de uma determinada faixa de comprimentos de onda da luz solar. Foi calculada a eficiência relativa de cada filtro, dada pela relação entre a quantidade de energia gerada pelo painel com filtro e a gerada pelo painel sem filtro, de referência. Os resultados indicam que os painéis produzem mais energia na faixa do vermelho, com eficiência relativa de 23,83%, sendo, portanto, mais sensíveis à radiação nesta faixa de comprimentos de onda. Por outro lado, ocorre uma redução da resposta do painel na faixa do verde e azul, apresentando eficiências de 19,15% e 21,58% respectivamente. Isso mostra que painéis fotovolt... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Solar energy is an alternative to fossil fuels. It can be obtained through the use of photovoltaic panels. There are daily, seasonal and regional differences in the spectral energy distribution of sunlight that can result in variations in the energy production capacity of the panels. The objective of this study is the verification of the photovoltaic cell's response to different wavelengths of the sunlight's spectrum, under real operating conditions. This is an experimental study. Two identical polycrystalline photovoltaic modules were mounted sideby-side. Eight different color filters, each one with a specific spectral distribution curve, were installed above one of the panels and the daily generated energy of each panel was registered. Each color filter allows just a specific wavelength range of solar spectrum to pass through it. The relative efficiency of each filter was calculated; it is given by the relation between the energy generated by the solar panel with filter and the solar panel without filter. The results indicate that the panels produce more power in the red range (with a relative efficiency of 23.83%) and therefore they are more sensitive to radiation at this wavelength range. Also, the panel's response is reduced in the color ranges of green and blue, with efficiency of 19.15% and 21.58%, respectively. This shows that photovoltaic panels do not respond uniformly to sunlight. Infrared radiation, which leads to an increased temperature, plays an important role in the total energy production. The relative efficiency of infrared filter is 13.56%. It can be concluded that crystalline silicon photovoltaic modules do not respond uniformly to sunlight. Photovoltaic panels are able to produce energy not only with visible light but also with nonvisible wavelengths, being infrared an important component of solar spectrum. The spectral responses under real operating conditions / Mestre

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-01-30T09:23:03Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Gustavo de Souza Neves - 2016.pdf: 2403103 bytes, checksum: e89c1c7d2a7ed732e3b4cd3a17b311ce (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-01-30T09:23:52Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Gustavo de Souza Neves - 2016.pdf: 2403103 bytes, checksum: e89c1c7d2a7ed732e3b4cd3a17b311ce (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-30T09:23:52Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Gustavo de Souza Neves - 2016.pdf: 2403103 bytes, checksum: e89c1c7d2a7ed732e3b4cd3a17b311ce (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-03-16 / Conventional means of transportation have a significant impact on people's lives, which depend on the current model to perform their routine activities. Families can expend up to 20% of their income on transport. On the other hand, internal combustion vehicles emit gases that impair nature, have low efficiency reaching a maximum 30% yield. In contrast, the electric vehicle has up to 90% efficiency and does not emit harmful gases directly. These factors contribute to the increase of financial and energy waste. This study aims to contribute to minimizing these impacts through analysis of an electric propulsion system of low cost, powered by photovoltaic source to be installed in a vehicle structure of PVC (Polyvinyl Chloride). The use of this renewable energy source enables the implementation of a photovoltaic power generation system, stored in lead acid batteries used in most of vehicles. After analysis of decision matrix, it was determined the most appropriate model that supports the proposal economically and evaluated electric DC motors found in conventional vehicles. These it was found that the engine of the windshield wipers can be used in vehicle propulsion system. To control the entire electrical system was used PIC micro controller, responsible for driving the motors through H bridge, consisting of MOSFET transistors. The simulation of this control system was held at the Proteus®. / Os meios de transportes convencionais têm impacto relevante na vida das pessoas, as quais dependem do modelo atual para realização de suas atividades rotineiras. Famílias de classe média dispendem até 20% de sua renda com transportes. Por outro lado, veículos de combustão interna emitem gases que contribuem para o efeito estufa, são de baixa eficiência, com no máximo 30% de aproveitamento. Em oposição, o veículo elétrico possui até 90% de eficiência e não emite gases de efeito estufa diretamente. Esses fatores contribuem com o aumento de desperdício financeiro e energético. Este estudo visa colaborar com a minimização destes impactos, por meio da análise de um sistema propulsor elétrico de baixo custo, alimentado por fonte fotovoltaica a ser instalado em um veículo de estrutura em PVC (Policloreto de Vinila). A utilização dessa fonte de energia renovável possibilita a implantação de um sistema de geração de energia fotovoltaica, armazenada em baterias de chumbo-ácido, utilizadas em veículos ã combustão. Após anáslise por matriz de decisão, foi determinado o modelo mais adequado que atende ã proposta de forma econômica e avaliados motores elétricos de corrente contínua, encontrados em veículos convencionais. Destes se verificou que os motores de limpadores de para-brisa podem ser empregados no sistema de propulsão do veículo. Para controlar todo o sistema elétrico foi utilizado o micro controlador PIC, responsável pelo acionamento dos motores através de ponte H, constituídas por transistores MOSFET. Foi realizada a simulaço desse sistema de controle no programa Proteus®.