Nas últimas décadas, sistemas de suprimento de energia que utilizam recursos renováveis têm sido estudados e empregados como opção para o fornecimento de energia elétrica em comunidades isoladas em áreas remotas. Devido aos avanços da tecnologia fotovoltaica associada à diminuição de custos e maior conhecimento de seu desempenho, os sistemas fotovoltaicos apresentam-se como uma opção promissora. Neste trabalho apresenta-se o desenvolvimento de um programa computacional de dimensionamento e simulação de sistemas fotovoltaicos autônomos na linguagem de programação Visual Basic 5.0, chamado PVSize, capaz de propor, para uma certa configuração de sistema, o número de baterias e módulos com seu risco de déficit de energia. Este programa tem como finalidade facilitar a interação com o usuário, e poderá ser utilizado como uma ferramenta auxiliar no processo de escolha dos elementos do sistema e estabelecer a melhor configuração através de um acompanhamento anual com base horária dos parâmetros envolvidos. Estes elementos são caracterizados através da implementação de modelos matemáticos propostos por diferentes autores que descrevem o seu desempenho individual. A integração destes modelos através de uma metodologia apropriada levou ao desenvolvimento de um programa completo de dimensionamento e simulação de sistemas fotovoltaicos autônomos. O potencial energético solar é obtido a partir de informações das características climatológicas locais, utilizadas para gerar séries de dados de radiação a partir de modelos estatísticos O programa permite projetar sistemas de suprimento de energia elétrica que atenderão cargas comunitárias (iluminação pública e de escolas, bombeamento de água, refrigeração em centros de saúde, irrigação, telecomunicações, e mais) e cargas residenciais (iluminação, refrigeração, lazer, etc.) tornando-se uma ferramenta importante para o projeto de sistemas fotovoltaicos autônomos. A comparação dos valores obtidos através de PVSize e outros programas computacionais desenvolvidos por estabelecimentos conceituados na área apresentou uma ótima concordância. Desta forma fica demonstrada a adequação do PVSize para o dimensionamento e simulação de sistemas fotovoltaicos autônomos.

Esta Tese apresenta uma análise do comportamento térmico de um sistema de aquecimento de água combinando energia solar e gás como fontes energéticas. A ênfase desta análise está na influência que a forma de conexão dos coletores solares e do circuito da fonte auxiliar de energia ao reservatório exercem sobre a eficiência e o custo de operação do sistema. O trabalho engloba uma montagem experimental, caracterização de componentes, validação experimental de um programa de simulação, análises de eficiência utilizando o programa e análises econômicas com dados simulados. Na fase experimental desta Tese, foram montados três sistemas de aquecimento de água. Dois sistemas utilizando reservatórios verticais e um sistema utilizando reservatório horizontal. Os sistemas foram montados com componentes similares: reservatórios metálicos isolados termicamente com capacidade de 600 litros (verticais), reservatório de polietileno isolado termicamente com capacidade de 600 litros (horizontal), 2 coletores solares de placas planas, tubulação de cobre e aquecedores a gás de passagem de 7,5 l /min. Os componentes foram caracterizados mediante a curva de eficiência dos coletores solares, eficiência dos aquecedores a gás de passagem e o coeficiente de perdas térmicas dos reservatórios Sensores foram instalados para monitorar os sistemas em operação. Os sinais dos sensores foram medidos através de uma central de aquisição de dados conectado a um computador. Temperaturas, irradiância solar, consumo de gás e consumo de água foram registrados ao longo do tempo. Os resultados experimentais foram comparados com resultados calculados por meio de um programa desenvolvido no Laboratório de Energia Solar apresentando boa concordância. Utilizando o mesmo programa determinou-se a configuração do sistema de aquecimento de água com energia solar e gás mais eficiente para a cidade de Porto Alegre com um determinado perfil de consumo. Outros tipos de sistemas de aquecimento de água foram simulados para atender o mesmo perfil de demanda. Análises econômicas comparando estes sistemas entre si foram realizadas considerando diversos cenários econômicos.

A energia solar esta sendo cada vez mais utilizada para o aquecimento de água, tanto para o uso industrial, comercial e residencial, apresentando, esta última, um crescimento muito expressivo nos últimos anos, devido às ações de marketing de algumas empresas do setor. Para manter a temperatura da água do reservatório nas condições estabelecidas para o uso é necessário à utilização de uma fonte de energia auxiliar. As duas fontes de energia auxiliar mais empregadas nos sistemas de aquecimento de água por energia solar são a eletricidade e o gás. A escolha do gás como fonte auxiliar de energia, apesar de apresentar um investimento inicial superior ao da energia elétrica, representa um menor custo operacional em longo prazo. Na presente dissertação foram realizadas simulações computacionais para a cidade de Porto Alegre - RS, através do aplicativo TERMOSIM, com a finalidade de analisar o comportamento energético de um sistema de aquecimento de água por energia solar, por circulação natural (termossifão), utilizando como fonte de energia auxiliar o gás. Esta análise foi desenvolvida com a variação de parâmetros construtivos, de parâmetros de utilização e dos parâmetros de qualidade dos materiais e, ainda, com a caracterização dos componentes da instalação. Para a execução do trabalho foram realizadas 3456 simulações. Considerando os resultados obtidos foram elaboradas tabelas e gráficos, por meio dos quais verificou-se a influência do número de coletores, do volume do reservatório, da altura do termostato, da razão de aspecto do reservatório, do consumo de água quente e da qualidade dos coletores sobre a eficiência do sistema. O aplicativo demonstrou coerência nos resultados gerados, motivo pelo qual foi possível identificar, por meio da análise dos mesmos, quais os parâmetros que exercem maior influência no desempenho do sistema de aquecimento de água. Combinando os resultados, foi desenvolvida uma equação para estimar a eficiência média mensal do sistema.

Com o crescente aumento na demanda de sistemas fotovoltaicos no mundo, torna-se cada vez mais importante uma correta e eficaz caracterização de módulos fotovoltaicos. A caracterização elétrica de tais dispositivos fotovoltaicos passa pela determinação da curva I-V na condição padrão e por outros parâmetros, que permitem qualificar o módulo e avaliar seu desempenho em diferentes condições de operação. Entre estes parâmetros estão a resistência série (RS), resistência paralela (RP), corrente de saturação reversa (I0) e o fator de idealidade do diodo (m). Convencionalmente a determinação destes parâmetros exige vários ensaios sob iluminação natural o que torna os procedimentos extremamente dependentes das condições climáticas. Por outro lado, para a correção das curvas I-V medidas em diferentes condições para a condição padrão de ensaio é necessária a determinação de coeficientes que descrevem a variação da corrente de curto-circuito e da tensão de circuito aberto com a temperatura, respectivamente () e ( ). Para obter estes coeficientes são necessários muitos ensaios com o módulo fotovoltaico sob a luz solar, sendo que vários parâmetros atuam simultaneamente, o que dificulta o isolamento da influência de cada um. Trabalhando com as equações que regem o comportamento de um gerador fotovoltaico, é possível verificar que esses parâmetros, com exceção de  podem ser determinados a partir de ensaios sem iluminação. Este trabalho apresenta os resultados da pesquisa realizada no Laboratório de Energia Solar da UFRGS para a determinação de I0, m e RS para módulos fotovoltaicos de silício cristalino, além do coeficiente de variação da tensão de circuito aberto com a temperatura ( ), obtidos através de curvas características no escuro. Os resultados obtidos para a determinação de foram comparados com ensaios sob iluminação natural, apresentando boa concordância com os mesmos. Os parâmetros encontrados a partir da análise de curvas I-V sem iluminação foram usados para a elaboração de curvas teóricas segundo o modelo exponencial de um diodo. Posteriormente essas curvas teóricas foram então superpostas a outras determinadas sob iluminação natural e a concordância pode ser considerada muito boa. Foi também realizada uma comparação do método aqui utilizado para a determinação da resistência série com a metodologia proposta pela norma ABNT e com o “método da pendente” de maneira que foi possível verificar a eficácia e confiabilidade do método proposto. / The number of photovoltaic solar energy installations is increasing for different applications in the world. Thus, it is very important to completely and accurately characterize the photovoltaic (PV) modules. In order to determine the electrical performance of a photovoltaic module, it is indispensable to determine the current-voltage characteristic curve (I-V), as well as to find the parameters required to transpose this curve to any climatic condition. Usually the determination of these parameters, such as series resistance (RS), shunt resistance (RP), reverse saturation current (I0) and diode ideality factor (m), require several tests under natural sunlight which makes this determination very dependent of the meteorological conditions. Moreover to transpose the I-V curve from different temperatures conditions it is necessary the determination of the temperature coefficients of current () and voltage ( ). To determinate these coefficients, many tests are also necessary with the photovoltaic module under the solar radiation, where several coefficients and parameters act simultaneously which makes difficult the isolation of the influence of each one. Analyzing the equations that govern the electrical behavior of a PV module, it is possible to verify that some of these parameters and coefficients can be obtained from I-V curves measured under dark conditions. This work presents the results from the research developed in the Laboratório de Energia Solar of the Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) for the determination of I0, m and RS for crystalline silicon modules and the determination of coefficient from characteristic curves measured in dark conditions. The values for  obtained through dark measurements were compared with tests under solar radiation. The parameters determined from the study of dark I-V curves were used to plot theoretical I-V curves according to the one-diode model. Furthermore the I-V curves measured under solar radiation were compared to theoretical curves elaborated with the determined parameters resulting very good agreement. In this work the methods, proposed and the ABNT method, to determination of the series resistance, were compared in order to improve the proposed method of this work.

O uso da energia solar fotovoltaica tem aumentado muito nos últimos anos. principalmente em países onde políticas governamentais de incentivo desempenharam um papel fundamental neste processo. No Brasil. embora a realidade ainda esteia longe de países como a Esnanha ou a Alemanha. pode-se afirmar aue o uso desta tecnologia apresenta um grande potencial de aumento para os próximos anos. Desta forma uma metodologia confiável e de fácil aplicacão Para a caracterizacão de módulos fotovoltaicos é um tema de grande importância. Para a análise do desempenho elétrico de um módulo fotovoltaico é imprescindível a determinacão da curva (I - V) de corrente e tensão denominada curva característica. Através desta curva é possível obter imnortantes informacões sobre as características elétricas do gerador fotovoltaico como a corrente de curto circuito f/scl. a tensão de circuito aberto (Vo cl e o ponto de máxima potência (PM). A determinacão desta curva. de acordo com as normas técnicas deve ser realizada dentro de condicões específicas de temperatura. irradiância incidente e espectro de radiacão solar. Fora desta condicão padrão. aue muitas vezes é dificil de ser obtida. a curva precisa ser corrigida ou transladada sendo então necessário a aplicacão de algum método de translacão. Outro fator importante na caracterizacão de um módulo é a renresentacão matemática de sua curva característica. Esta renresentacão é feita de acordo com modelos aue possuem parâmetros a serem determinados experimentalmente experimentalmente. Entretanto. modelos aue podem ser úteis para módulos de silício cristalino. por exemplo. podem não servir para módulos de filmes finos. Este trabalho apresenta uma Proposta de metodologia para a caracterizacão elétrica de módulos fotovoltaicos de diferentes tecnologias. É apresentado um estudo completo. desde a técnica de aauisicão da curva I-V até o pós-Processamento da mesma. Para a determinacão das curvas características foi desenvolvido um eauinamento de grande velocidade e precisão para aauisicão de dados. além da construcão de um gabinete refrigerado cuia base é apoiada em um sistema aue permite a variacão do ângulo azimutal. Foi realizado um estudo da utilizacão deste gabinete para ensaios com módulos fotovoltaicos e um estudo do comportamento térmico do mesmo. Na presente Tese foi também realizado um estudo para a determinacão dos parâmetros matemáticos aue descrevem a curva I-V de acordo com três métodos diferentes. relativos aos modelos de um e dois diodos. dos auais um foi proposto nesta Tese. O método proposto foi o aue apresentou os melhores resultados. embora tenha apresentado uma complexidade na anlicacão maior do aue os outros dois métodos. Um estudo da translacão da curva para diferentes condicões de temperatura e irradiância utilizando auatro diferentes métodos também foi realizado. Dentre esses métodos foram analisados os procedimentos sugeridos nelas brasileira e americana. Após o estudo de curvas de diversas tecnologias de módulos fotovoltaicos. ficou constatado aue em média o método da norma brasileira apresenta os melhores resultados. A metodologia para caracterizacão elétrica aaui proposta foi testada em módulos de diferentes configuracões e tecnologias. incluindo módulos de filmes finos e híbridos. / The use of nhotovoltaic solar enerav has increased considerablv in the last vears. mostiv in countries in which eovemmental support nlaved an effective role. Althouah the realitv in Brazil is still verv far from countries such as Snain or Germano. it is nossible to forecast that the use of PV technoloey will arow in the next vears. Thus. the develonment of methodoloav. both reliable and of easv arolication. for PV module characterization renresents a verv imnortant issue. In order to determine the electrical performance of a nhotovoltaic module. it is indisnensable to determine the current-voltaae curve (I-V). known as characteristic curve. From the I-V curve it is nossible to obtain imnortant information about the electrical characteristics of a PV generator such as the short-circuit current (ISC) the onen circuit voltaee Wocl and the maximum power noint (PM). The determination of an I-V curve. accordine to the standards shall be nerformed in snecific conditions of module temperature incident irradiance and solar soectral radiance distribution. In the case of a curve measured in a non standard condition. which is often difficult to obtain. it is necessarv to annly a correction or translation method. Other imnortant factor related to characterization of a PV module is the mathematical representation of its I- V curve. This renresentation is nossible bv means of mathematical models with narameters that must be experimentally determined. However. some models which are suitable for crvstalline silicon. for example. mav be not to be for thin films technoloaies. This work oresents a proposal of methodoloav for the electrical characterization of nhotovoltaic modules. It is nresented a complete studv. from the I-V curve measurement techniaue to the post-processine of data. For the determination of these curves a verv fast and accurate sustem was built. A chamber with internai temnerature control was also built. This chamber stands on a rotatorv base which makes nossible to varv the azimuthal anele alone the dav. It was nerformed a studv on the use of this chamber in nhotovoltaic module tests and a studv of the chamber's thermal behavior. In this Thesis it was also nerformed a comoarative analvsis of three different methods accordina the sinale and double diode models for mathematical descrintion of I-V curves. One method based on the double diode model was develoned. and this one had the best results amona the three methods. The translation of the characteristic curve to different temnerature and irradiance conditions. bv means of four methods. was also studied. Among these methods were analvzed those nronosed bv the Brazilian and American standards. After the studv of several curves of different PV modules technologies it was concluded that. in average. the Brazilian standard has the best results. The nronosed methodologv for electrical characterization was annlied in different configurations and technologies modules. including thin films and hvbrids.

A conversão de radiação solar em energia elétrica por sistemas fotovoltaicos tem se intensificado nos últimos anos. Em sistemas autônomos ou conectados à rede elétrica, a estrutura de instalação dos módulos fotovoltaicos é geralmente fixa e com inclinação igual à latitude local. Uma importante parcela de instalações está utilizando seguidores solares de um ou dois eixos e apresentam um aumento significativo na produtividade do sistema. Este trabalho descreve a montagem de um seguidor solar azimutal (eixo vertical móvel) aplicado a módulos fotovoltaicos e compara a produção energética do mesmo com um sistema fixo. Os parâmetros monitorados para comparação foram: corrente fotogerada pelo sistema fixo e móvel, irradiância sobre o conjunto fixo e móvel, radiação global e temperatura dos módulos. Ambos os sistemas foram montados com inclinação igual à latitude local (30°). O ganho energético com a utilização do seguidor azimutal chegou a 24% em dias de céu parcialmente limpo, quando ocorre alto índice de radiação direta. O seguidor solar foi desenvolvido no Laboratório de Energia Solar da UFRGS, incluindo parte mecânica e controle eletrônico (hardware e software) do equipamento. O seguimento solar é realizado a cada 15 minutos (3,75°), um sensor óptico com haste de sombreamento determina se o conjunto está voltado para o Sol. A posição de retorno (leste) no final do dia, ½ dia (norte) e final de curso (oeste) é determinada por sensores magnéticos. O aumento de produtividade alcançado pelo conjunto com seguimento solar em períodos fora do central (das 11h às 13h) chegou a 38% em relação ao fixo. Foi utilizado um conjunto de equações para gerar curvas teóricas de irradiância sobre um plano inclinado fixo ou móvel a partir da radiação global horizontal medida. Os resultados foram comparados com curvas de irradiância geradas a partir de medidas feitas por células de referência mostrando concordância. / The conversion of solar radiation into electricity by photovoltaic systems has been intensified in the last years. In stand-alone or grid-connected systems, the structure of installation of photovoltaic modules is generally fixed and with an inclination equal to the local latitude. A significant number of installations are employing solar tracking along one or two axes with significant increase in the productivity of the system. This work describes the development of an azimuthal solar tracker (vertical axis mobile) applied to photovoltaic modules and compares its production of energy with a fixed system. The monitored parameters in both systems were electric current, horizontal and tilted irradiances, as well the temperature of the PV modules. Both systems were installed with an inclination equal to local latitude (30°). The energy gain with the use of azimuthal tracker reached 24% in days of partially clear sky, when there is a high rate of direct radiation. The solar tracker was developed at the Laboratório de Energia Solar at UFRGS, including the mechanical and electronic control (hardware and software) equipment. The tracking is performed at every 15 minutes, corresponding to 3.75°. An optical sensor determines whether the set is falling to the Sun. The return position (east) at the end of the day, noon (north) and end of course (west) is determined by magnetic sensors. The productivity increase reached by the sun tracker along tracking periods outside the central hours (11h to 13h) reached 38% in relation to the fixed system. A set of equations were used to generate irradiance curves on a theoretical plane, fixed or mobile, from the measured global horizontal radiation. The theoretical results agree with curves of irradiance obtained from measurements made with reference cells.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-06-29T10:48:00Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 7506351 bytes, checksum: f7cac0fb3f169b1b309670104db8b256 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-29T10:48:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 7506351 bytes, checksum: f7cac0fb3f169b1b309670104db8b256 (MD5) Previous issue date: 1995-11-08 / Com o propósito de fazer um levantamento do potencial de energia solar direta no Estado de Minas Gerais, avaliaram-se o desempenho de vários modelos e as metodologias para a estimação da irradiância solar direta, sobre uma superfície horizontal. Dentre as metodologias e os modelos avaliados, o que apresentou o melhor desempenho, para Viçosa – MG, foi o modelo linear de Hussain, que correlaciona a irradiância solar direta com a insolação, com os coeficientes determinados para a localidade de Calcutá, Índia, tanto para a estimação da irradiância direta horária quanto para a estimação da direta diária, média mensal sobre uma superfície horizontal. Este modelo foi testado, juntamente com outros, para a localidade de Januária – MG, apresentando bons resultados. Em virtude do bom desempenho apresentado pelo modelo linear de Hussain, determinou-se, por análise de regressão linear, o valor anual do coeficiente angular de Hussain, utilizando os dados de radiação direta e de insolação, obtidos em Viçosa. Esta equação foi empregada para estimar a radiação direta diária para Januária, obtendo-se resultados ligeiramente melhores que os obtidos pela equação de Hussain, com os coeficientes de Calcutá. Com o intuito de fazer uma estimativa preliminar do potencial de radiação direta para o Estado de Minas Gerais, utilizaram-se dados de insolação referentes ao período de 1961 a 1990 de 77 estações do INMET, sendo 49 do Estado de Minas Gerais e as restantes pertencentes aos estados vizinhos, para estimar a radiação direta diária, sobre uma superfície horizontal, a partir da equação desenvolvida para Viçosa. Com base nesta estimação, foram confeccionados mapas com isolinhas de irradiância solar direta para o Estado de Minas Gerais. Em termos de aproveitamento da energia solar direta apesar de algumas áreas apresentarem baixos valores, o potencial do Estado é elevado. Considerando os valores de incidência de radiação direta de todas as localidades de Minas, tem-se uma média geral de 9,2 MJ.m-2.dia-1, durante o ano, sendo o Norte do Estado a região de maior incidência e o Sul de menor. Outras áreas com valores intermediários, Noroeste e Oeste, também têm potencial apreciável. / In order to estimate the potential of direct solar radiation for the State of Mines Gerais, Brazil, several empirical models of direct lrrndiance were first tested. Hussain’s linear model (with coefficients obtained for Calcutta - India) was the best one for Viçosa – MG, for estimating mean monthly hourly or daily solar direct irradiances on horizontal surfaces. Also for Januária - MG this model gave very good results. Hussain's equation, with and annual coefficient obtained from linear regression analysis using direct radiation and sunshine data collected in Viçosa, gave results even better when applied to Januária. So, in order to perform it preliminar estimation of the potential of direct solar energy for the State of Minas Gerais, Hussain's equation (with the annual coefficient obtained for Viçosa) was employed, with sunshine data obtained from 1961 to 1970 in 77 meteorological stations of INMET (49 stations within Minas Gerais and 28 in neighbour States). The results were plotted in charts, where one can see that in terms of using the direct solar radiation for engineering purposes, although with some areas with relatively low irradiances (in the southern portion of the State), the potential of the State of Minas Gerais is high. especially in the northern portion. For the whole State. the mean annual direct solar irradiance on a horizontal surface was of 9.2 MJ.m-2.day-1. / Dissertação acrescentada ao Locus, a pedido de Hugo Thaner dos Santos <hugo.thaner@ufv.br, download do PDF feito do site do Departamento Meteorologia Agrícola.

RODRIGUES, F. P. Obtenção e estudo de uma superfície seletiva para coletores solares térmicos a partir de resíduos de granito. 2014. 42 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-03-05T11:52:37Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_fprodrigues.pdf: 817956 bytes, checksum: aeb11640e6a3c50c20376ff18915367f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-24T11:52:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_fprodrigues.pdf: 817956 bytes, checksum: aeb11640e6a3c50c20376ff18915367f (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-24T11:52:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_fprodrigues.pdf: 817956 bytes, checksum: aeb11640e6a3c50c20376ff18915367f (MD5) Previous issue date: 2014-07-31 / The using of alternatives materials to replace selective surfaces is a natural trend, because it usually looks for improvements on efficiency of surfaces at the same time that it tries to reduce costs. Composites are already used on obtainment of some selective surfaces, however, if the possibility to use residue that would be discarded was associated to these characteristics, providing an added-value, it would brings some benefits like a possible reduction of manufacturing costs. Thus, this thesis proposes the obtainment and study of selective surfaces for flat plate solar collectors for low cost by using residue from granite industry. Three different surfaces was studied, two of them of obtained on the laboratory, one is granite powder made and the other is a surface composed by a mixture of granite powder and CRFO (Cr0,75Fe1,25O3); the third surface is a commercial one, known as TiNOX. To perform the tests of the surfaces it was built an experimental stand, it allows simulating a solar collector conditions. The tests was performed in a stagnation condition, in other words, there wasn’t any water flow inside tubes. Through this experimental apparatus it was possible to test the three surfaces simultaneously. The field tests showed that the highest temperatures were reached by granite powder surface, which reached an average temperature of 119 °C, while the granite powder and CRFO mixture surface reached an average of 96 °C. The TiNOX achieve an average temperature of 101 °C. The three surfaces was compared each other through an equation that gives a global heat loss coefficient. The granite powder surface was the one which achieved the lowest global heat loss coefficient / O uso de materiais alternativos com objetivo de substituir superfícies seletivas é uma tendência natural, pois geralmente se busca melhorias na eficiência das superfícies ao mesmo tempo em que se tenta diminuir os custos. Substâncias compósitas já são utilizadas na obtenção de algumas superfícies seletivas, no entanto, se for associado a estas características a possibilidade de utilizar resíduos que iriam ser descartados, conferindo aos mesmos um valor agregado, isso traria alguns benefícios, como uma possível redução de custos de fabricação. Desta forma, o presente trabalho propõe a obtenção e o estudo de superfícies seletivas para aplicações em coletores solares de placa plana de baixo custo originário do resíduo da indústria de granito. Foram estudadas três diferentes superfícies, duas delas foram obtidas no laboratório, a superfície a base de pó de granito e a superfície composta pela mistura de pó de granito e CRFO (Cr0,75Fe1,25O3); e a terceira superfície foi uma superfície comercial, conhecida como TiNOX. Para a realização dos testes foi construída uma bancada experimental de madeira, de forma que fosse possível simular as condições de um coletor solar de placa plana. Os testes foram feitos em condição de estagnação, ou seja, não havia fluxo de água através de tubos no coletor. Através desse aparato experimental foi possível testar as três superfícies seletivas simultaneamente. Os testes de campo mostraram que a superfície composta por pó de granito foi a que atingiu as maiores temperaturas, com uma média de até 119 °C, enquanto a superfície obtida com uma mistura de pó de granito e CRFO chegou a temperatura média de 96 °C, já a superfície comercial atingiu uma média de 101 °C. As superfícies foram comparadas através de uma equação que fornece o coeficiente global de perda de energia térmica. Os menores coeficientes foram obtidos pela superfície de pó de granito

PINHEIRO, J. V. G. Estudo experimental de um dessalinizador solar acionado por circuito de óleo térmico. 2014. 72 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-03-05T12:04:23Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_jvgpinheiro.pdf: 11100976 bytes, checksum: 25cb1f4b9b9f963b15fa4a7bbaee4d73 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-24T11:55:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_jvgpinheiro.pdf: 11100976 bytes, checksum: 25cb1f4b9b9f963b15fa4a7bbaee4d73 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-24T11:55:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_jvgpinheiro.pdf: 11100976 bytes, checksum: 25cb1f4b9b9f963b15fa4a7bbaee4d73 (MD5) Previous issue date: 2014-08-13 / 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 ºC 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 ², 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 dessalinização (torre). Apresenta entre suas principais vantagens o fato de não precisar de energia elétrica para seu funcionamento, pois é acionada por termossifão. A operação se dá pelo aquecimento da água salobra até que esta comece a evaporar. O vapor, ao subir e encontrar com uma superfície com temperatura inferior, condensa e escorre através de estruturas em uma geometria especialmente projetada para este fim e só então é coletada por um sistema de calhas. A água já desmineralizada segue por uma calha principal onde escorre e é armazenada em um recipiente, já fora da torre de dessalinização. A água resultante desse processo é praticamente pura e isenta de contaminação, tanto por microrganismos como por sais e outros contaminantes. O presente trabalho analisa o desempenho do dessalinizador composto por uma torre de dessalinização e um conjunto composto por três coletores solares acionados por óleo térmico Lubrax Utile OT-100. Os resultados experimentais comprovam o funcionamento desse tipo de dessalinizador, visto que condições ideais para seu correto funcionamento só foram atingidas graças à instalação de uma bomba de deslocamento positivo que promoveu a circulação do óleo. Termopares instalados nos estágios da torre registraram o aumento de temperatura ao longo do dia. Picos de 77ºC foram medidos no tanque de armazenamento da torre. Valores médios de produção por dia são de 25 litros de água, com uma condutividade média sempre inferior a 10 μS/cm², o que representa uma eficiência na remoção de sais superior a 99%. No cálculo 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 saída) de 2,85.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Marise Leite (marise_mg@yahoo.com.br) on 2016-03-01T15:45:16Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTAÇÃO_DesenvolvimentoProcessoObtenção.pdf: 4084062 bytes, checksum: e279c1e6d88bf56ca7295c8e1adceebc (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-04-11T13:49:59Z (GMT) No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO_DesenvolvimentoProcessoObtenção.pdf: 4084062 bytes, checksum: e279c1e6d88bf56ca7295c8e1adceebc (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-11T13:49:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO_DesenvolvimentoProcessoObtenção.pdf: 4084062 bytes, checksum: e279c1e6d88bf56ca7295c8e1adceebc (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2004 / O silício é o material normalmente empregado na construção de células fotovoltaicas, que convertem a luz solar em energia elétrica. Para que o silício seja usado com este fim, ele deve possuir impurezas com limites baixíssimos, da ordem de ppba (parte por bilhão atômico). Após dezenas de tentativas, constatou-se que somente os métodos químicos podem levar a uma pureza tão grande. O processo de purificação do silício inclui as etapas: redução do quartzo em silício metalúrgico; a cloração do silício; a purificação dos clorossilanos gerados e a produção do silício grau solar pela redução dos clorossilanos. O processo de redução do quartzo é praticado por cerca de uma dezena de empresas brasileiras, que detém cerca de 30% do mercado mundial. As outras etapas não são praticadas por falta de tecnologia. O mercado remunera em cerca de um dólar o silício metalúrgico nacional obtido a partir de três quilos de quartzo mineral através de um processo eletro-intensivo. Por outro lado, o silício com alta pureza é cotado acima de cem dólares o quilo, provocando uma enorme evasão de riquezas brasileiras para manutenção da indústria eletroeletrônica e, mais recentemente, a fotovoltaica, estimadas em mais de oito bilhões de dólares por ano. Por essa razão torna-se adequado o Brasil buscar obter a tecnologia de produção de silício grau solar não apenas para inverter sua balança comercial como para obter uma nova fonte de energia tendo em vista que os recursos hoje utilizados não existirão eternamente. O presente trabalho constitui-se no desenvolvimento da etapa de cloração de silício metalúrgico com vistas à obtenção de clorossilanos com alto rendimento, pureza e um custo competitivo, através da cloração do silício utilizando cloreto de hidrogênio anidro. O cloreto de hidrogênio anidro foi obtido secando-se ácido clorídrico comercial concentrado a quente utilizando ácido sulfúrico como agente secante e borbulhamento de argônio para agitação da mistura ácida. O cloreto de hidrogênio assim produzido foi imediatamente conduzido ao reator onde ocorreu a formação de uma mistura constituída principalmente por triclorosilano e tretracloreto de silício. Os clorossilanos foram obtidos na fase gasosa, sendo conduzidos por condensadores resfriados por uma mistura de água e etileno glicol e foram recolhidos e armazenados no estado líquido. Esse objetivo foi alcançado gerando como resultado uma mistura de aproximadamente 60% triclorossilano e 40% tetracloreto de silício que foram analisados utilizando métodos químicos. Os clorossilanos são produzidos com a finalidade de serem purificados e posteriormente reduzidos, a fim de se obter silício grau solar para confecção de células fotovoltaicas. ____________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Silicon is a widely used material in the construction of photovoltaic cells. These cells convert solar light into electric energy. For this purpose, highly pure silicon is required and the impurity limit is within the atomic part per billion (appb) range. After dozens of tries, it was noticed that only chemical methods could produce such a highly pure material. The purification process of silicon comprises reduction of quartz to metallurgic silicon, chlorination of silicon, purification of chlorosilanes produced, and production of hyper pure silicon through reduction of chlorosilanes. The reduction process of quartz is employed for about ten Brazilian industries that hold 30 % of the world market. The other steps are not performed by these industries due to lack of technology. The market pays about one dollar for national metallurgic silicon obtained from three kilos of mineral quartz using an electrointensive process. On the other hand, solar degree silicon worths over one hundred dollars a kilo. Thus, in a wide perspective, it is a source of Brazilian wealth evasion to electronic monitoring industry, and more recently photovoltaic industry, which is estimated in over eight billion dollars per year. For this reason would be adequate Brazil seek to obtain technology for production solar degree silicon to invert his commercial balance and obtain a new source energy look upon the resource today made use don’t exist eternity. The scope of the present work is the development of metallurgic silicon chlorination technology making use of dry hydrogen chloride. The dry hydrogen chloride was obtained drying hydrochloric acid utilizing sulfuric acid and argon to agitate the mixture. The hydrogen chloride obtained was guided the reactor with the purpose of obtaining high yield and purity chlorosilanes. The chlorosilane was obtained gaseous estate and cooled by mixture of water and ethylene glycol and it was store in liquid state. Competitive costs through silicon chlorination utilizing hydrogen chloride that formation a trichlorosilane and silicon tetrachloride mixture. This purpose was obtained generating a result 60% to 70% trichlorosilane and 30% to 40% silicon tetrachloride approximately that was analyzed by chemistry methods. The chlorosilanes was obtained to purify and reduction to obtain solar degree silicon from production photovoltaic cells.