A energia solar fotovoltaica é a forma de produção de eletricidade que mais cresce no mundo. A potência instalada mundial, até o ano de 2010, era de cerca de 40 GWP e a previsão é de que, somente em 2011, este cifra seja aumentada em mais 24 GWP. O inversor é o elemento central dos sistemas fotovoltaicos. Além de executar a conversão da energia elétrica em corrente contínua para corrente alternada, ele também é responsável pelo gerenciamento da energia entregue à rede e pelo seguimento do ponto de máxima potência. O seguimento do ponto de máxima potência (MPPT) é um processo de controle no qual o inversor procura manter o gerador fotovoltaico operando em uma região da sua curva característica na qual o produto corrente × tensão tenha o seu valor máximo, de forma a otimizar a extração de potência do gerador fotovoltaico. A eficiência de MPPT é um número que indica o grau de precisão, tanto em termos de rapidez como de magnitude, com que o seguidor do ponto de máxima potência atinge o seu objetivo. Assim podem ser definidas duas eficiências de MPPT: a eficiência estática, associada a situações em que a irradiância solar permanece constante durante o intervalo considerado, e a eficiência dinâmica de MPPT, que considera os momentos de variação na intensidade da irradiância, resultantes, por exemplo, da passagem de nuvens. As eficiências de MPPT (especialmente a dinâmica) são de difícil determinação, porém a tarefa fica muito facilitada com a utilização de um simulador de arranjos fotovoltaicos. A norma européia EN 50530:2010 Overall Efficiency of Photovoltaic Inverters propôs uma metodologia para a determinação da eficiência dinâmica de MPPT utilizando perfis variáveis de irradiância a serem programados no simulador de arranjos fotovoltaicos. O objetivo central da tese é fazer uma análise experimental da eficiência dinâmica do seguimento de máxima potência de inversores conectados à rede através da comparação dos resultados de eficiência obtidos seguindo a metodologia definida na norma citada com resultados obtidos a partir de medições em tempo real ao longo de um dia, verificando a adequação da norma às situações de campo. Para a obtenção dos dados de entrada do simulador foram medidas, por diversos dias, a irradiância e temperatura de uma célula de referência. Os inversores foram conectados à saída do simulador de arranjos fotovoltaicos e foram reproduzidas as condições de irradiância e temperatura de três dias selecionados em função do grau de nebulosidade, com comportamento dinâmico semelhante aos perfis de irradiância da norma. Os resultados foram, na maioria dos casos, discordantes. Uma análise dos resultados parciais de eficiência dinâmica indicou como causa desta discrepância a dependência que a eficiência dinâmica de MPPT tem com a taxa de variação da irradiância. Conclui-se que, embora as seqüências de irradiância propostas pela norma constituam uma eficiente ferramenta para o diagnóstico de eventuais deficiências no comportamento do seguidor de máxima potência de inversores, a média dos valores de eficiência de MPPT calculados a partir delas não pode, em princípio, ser considerada como representativa de valores diários. / Photovoltaic solar energy is the fastest growing electricity source in the world. The worldwide capacity until 2010 was about 40 GWP and, by the end of 2011, this figure will be increased by another 24 GWP. The inverter is the pivotal element of PV systems. In addition to performing the conversion of electrical energy from direct current to alternating current, the inverter is also responsible for the management of the energy delivered to the grid and for performing the maximum power point tracking. The maximum power point tracking (MPPT) is a control process by which the inverter tries to keep the PV generator operating in a region of its characteristic curve where the product current × voltage reaches its maximum value. The MPPT efficiency is a figure that indicates the degree of precision, both in terms of speed and magnitude, that the MPPT reaches its goal. Thus, two MPPT efficiencies can be defined: the static efficiency, associated to situations in which the solar irradiance does not vary during the considered interval, and also the dynamic MPPT efficiency, which considers the variation of the irradiance intensity as a result, for example, of the passage of clouds. MPPT efficiencies (especially the dynamic) are hard to determine, but the task becomes much easier with the use of a photovoltaic array simulator. The European standard EN 50530:2010 Overall Efficiency of Photovoltaic Inverters proposes a methodology for determining the dynamic efficiency of MPPT using variable irradiance profiles to be programmed into the photovoltaic array simulator. The main objective of this thesis is to make an experimental analysis of the dynamic MPPT efficiency of grid connected inverters by comparing the efficiency results obtained by following the methodology defined in the referred standard with results obtained from real time measurements in the course of a day, checking the adequacy of the standard when applied to field situations. In order to obtain the input data for the simulator, the irradiance and temperature of a reference cell were measured for several days. The inverters were connected to the output of the array simulator, which reproduced the conditions of irradiance and temperature for three days selected according to the degree of cloudiness, having a dynamic behavior similar to the standard irradiance profiles. The results, in most cases, disagree. An analysis of partial results of dynamic efficiency indicated the dependence of the dynamic MPPT efficiency to the rate of irradiance change as the cause of this discrepancy. As a conclusion, it can be stated that, although the sequences of irradiance proposed by the standard are an efficient tool for the diagnosis of deficiencies in the behavior of the MPP tracker, the average efficiency of MPPT calculated from the sequences cannot, in principle, to be considered as representative of the daily values of dynamic MPPT efficiency.

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.

Made available in DSpace on 2018-08-01T23:38:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_10417_Dissertação Final - Marcos Winicius Pezente.pdf: 1478526 bytes, checksum: dc150436cc32ad7663e31ad17cd43c4e (MD5) Previous issue date: 2016-11-11 / Esta dissertação focou a análise sobre as possibilidades de adoção da Energia Solar Fotovoltaica (ESFV) na Universidade Federal do Espirito Santo. Velhas práticas de exploração e utilização dos recursos naturais cada vez mais são mal vistas, a sociedade tem passado por mudanças estruturais e mais e mais se repensa a manutenção da vida no planeta Terra, de forma a se garantir a existência futura com a mesma qualidade que é ofertada atualmente, ou melhor. Para tanto o Desenvolvimento Sustentável tem sido foco de inúmeros debates e se faz presente nas principais agendas internacionais. Um dos grandes problemas enfrentados hoje pela sociedade é a produção de uma energia limpa, capaz de substituir com viabilidade econômica as formas poluentes de produção, a energia solar figura dentre as alternativas energéticas de grande potencialidade de expansão. Este trabalho foca na utilização da energia solar como substituta ou auxiliar das formas atuais. Na ESFV a microgeração de energia tem o potencial de suprir menores demandas diminuindo a demanda energética das formas tradicionais de produção de energia. Embora no Brasil a grande maioria da energia elétrica seja “limpa”, produzida por hidrelétricas. Este tipo de geração encontra-se esgotado no sul e sudeste do país, por inexistências de recursos hídricos necessários, está disponível atualmente apenas na região Amazônica, região que por sua complexidade e importância ecológica enfrenta a resistência dos ambientalistas contra investimentos deste tipo. O trabalho provê detalhamentos técnicos da Energia Solar Fotovoltaica, num contexto de debate sobre a sustentabilidade, informações sobre a Universidade Federal do Espírito Santo e seu consumo de energia elétrica e por fim apresenta proposições para a melhoria da eficiência energética na instituição e o uso da energia solar / This thesis focused on the analysis of the adoption possibilities of Photovoltaic Solar Energy (ESFV) at the Federal University of Espirito Santo. Old practices of exploitation and use of natural resources are increasingly frowned upon, society has undergone structural changes and more and more it rethinks the maintenance of life on planet Earth, in order to ensure the future existence with the same quality it is currently offered, or better. Therefore Sustainable Development has been the focus of numerous debates and is present in major international agendas. One of the major problems faced by society today is the production of clean energy, able to replace with economic viability the production polluting forms, solar energy figures among the alternative energy sources of great potential for expansion. This work focuses on the use of solar energy as a substitute or auxiliary to the present forms. At Photovoltaic energy microgeneration has the potential to meet lower demand reducing the energy demand of traditional forms of energy production. Although in Brazil the vast majority of electricity is "clean", produced by hydropower. This type of generation is exhausted in the south and southeast of the country because of the absence of necessary water resources, it is currently available only in the Amazon region, a region that because of its complexity and ecological importance is facing resistance from environmentalists against such investments. The work provides technical details of Photovoltaic Solar Energy in the context of debate on sustainability, information about the Federal University of Espirito Santo and its consumption of electricity and finally it presents proposals for improving energy efficiency in the institution and the use of solar energy

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:15:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9103_1.pdf: 1747676 bytes, checksum: 2d7d01c05be5493112b5fb7b6b85a144 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Este trabalho analisa as possibilidades de implantação de culturas irrigadas no âmbito da agricultura familiar na região semi-árida do Nordeste do Brasil, em locais não supridos pelo serviço de energia elétrica. Analisa-se em particular o problema da água e da energia, mostrando que existem diversas alternativas para resolver o problema da água, basicamente através da exploração de reservas subterrâneas devidamente selecionadas. Experiências realizadas em pólos de desenvolvimento regional durante as últimas décadas mostram que o clima é perfeitamente propício para vários tipos de cultivo de alto valor agregado, uva entre eles. O balanço de água de um sistema de micro irrigação permite comprovar que é possível utilizar a tecnologia de bombeamento fotovoltaico com concentrador tipo V para operar esses sistemas de forma tecnicamente viável, nos casos de empreendimentos de agricultura familiar. Ensaios realizados com sistemas fixos, com rastreamento e com concentradores tipo V mostram que para um mesmo arranjo fotovoltaico a superfície irrigada pelos três sistemas é igual a 1,2 ha, 1,6 ha e 2,11 ha, respectivamente. Uma análise econômica através do processo produtivo (Valor Atualizado) mostra que os sistemas de irrigação para cultura de uva começam a dar retorno positivo a partir do terceiro ano. O estudo comprova, portanto, sua viabilidade, tanto do ponto de vista técnico como financeiro. A implantação desses sistemas poderá se traduzir em um aumento significativo no ingresso dos agricultores da região semi-árida

O bombeamento de água por meio da energia solar vem se mostrando uma alternativa para localidades onde outras fontes de energia não estão disponíveis ou são limitadas. Torna-se interessante aliar essa alternativa a um sistema de irrigação que opera com vazão e pressão relativamente baixas, como a irrigação localizada por microtubos, possibilitando assim a obtenção de alta eficiência. No presente trabalho teve-se por objetivo dimensionar e avaliar um kit de irrigação por microtubos, alimentado por bomba acionada com energia solar; e apresentar o custo e a economia de energia obtida com a utilização do kit desenvolvido. O kit foi composto por linhas laterais de irrigação, moto-bomba de deslocamento positivo (DC), gerador fotovoltaico, bateria, controlador de carga e válvulas solenóides. Assim, três etapas foram realizadas sendo o dimensionamento e avaliação dos emissores e das linhas laterais; a escolha e a avaliação do conjunto de bombeamento por energia solar; e, por fim, a instalação do kit em quatro canteiros de irrigação de cultivo de alface para avaliação do kit de irrigação. Em laboratório, as linhas laterais apresentaram \"excelente\" uniformidade (maior que 95,8%) para os três coeficientes de uniformidade avaliados; e a moto-bomba selecionada potencializou a irrigação de até 15 canteiros (270 m2) com rendimento de 10,8%. Nos canteiros, o sistema de irrigação também apresentou \"excelente\" uniformidade (maior que 94,7%) para os coeficientes avaliados. Nos maiores tempos observados, o sistema de bombeamento apresentou rendimentos do conjunto moto-bomba, de conversão e global de 9,7%, 36,6% e 2,4%, respectivamente. O custo fixo total de implantação do kit desenvolvido para a irrigação de 15 canteiros foi de R$ 4.313,33 com automação, ou R$ 3.088,33 sem automação. Na área e no período avaliado, o kit desenvolvido promoveu economia de energia de 4,5 kWh. Simulando-se o cultivo da alface por um ano, estimou-se uma economia de 63 kWh. Assim, o kit desenvolvido mostrou-se tecnicamente viável para irrigação da olerícola, observando-se a necessidade de equipamentos com diferentes características no mercado, que poderiam potencializar a eficiência do sistema. / The water pumping by solar energy has proven to be an alternative to locations where energy sources are not available or are limited. It\'s interesting to combine it with an irrigation system that operates with relatively low flow and low pressure, as drip irrigation with microtubes, in order to obtain high efficiency. The present study aimed to design and evaluate a microtubes irrigation kit, powered by solar energy pump; and show the cost and energy saving provided by the use of the kit developed. The kit was provided by lateral irrigation lines, positive displacement pump (DC), photovoltaic generator, battery, charge controller and solenoid valves. Three steps were followed: the design and evaluation of emitters and lateral lines; the selection and evaluation of the pumping set by solar energy; and the installation of the kit in four flowerbeds irrigating lettuce to evaluate the irrigation kit. In the laboratory, the lateral lines had \"excellent\" uniformity (greater than 95,8%) for the three uniformity coefficients evaluated; and the selected pump potentiated irrigation up to 15 flowerbeds (270 m2) with a 10.8% efficiency. In flowerbeds, the irrigation system also presented \"excellent\" uniformity (greater than 94.7%) for the evaluated coefficients. In the days when the irrigation time were higher, the pumping system presented motor pump set, conversion and overall efficiencies in the order of 9.7%, 36.6% and 2.4%, respectively. The total fixed cost of deployment kit developed for irrigation of 15 flowerbeds was R$ 4313.33 with automation, or R$ 3083.33 without automation. In the area and period evaluated, the developed kit promoted 4.5 kWh energy savings. Simulating the cultivation of lettuce for a year, a 63 kWh saving was estimated. Therefore, the kit developed proved to be technically feasible for lettuce irrigation, observing the need for equipment on the market with different characteristics that could increase the system efficiency.

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.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2015-10-26T16:05:56Z No. of bitstreams: 1 Gabriela Schenkel_.pdf: 3048283 bytes, checksum: cd479115e88afd207554abd627ee1c17 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-26T16:05:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gabriela Schenkel_.pdf: 3048283 bytes, checksum: cd479115e88afd207554abd627ee1c17 (MD5) Previous issue date: 2015-02 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os sistemas fotovoltaicos conectados à rede tem como finalidade a conversão da energia solar em energia elétrica. No Brasil, recentemente foi dado o primeiro passo efetivo com a publicação pela ANEEL da Resolução Normativa n° 482. Esta resolução, publicada em 17 de abril de 2012, possibilita à um consumidor doméstico e comercial possuir um sistema de microgeração de energia (hidráulica, solar, eólica, biomassa ou cogeração qualificada) conectado à rede elétrica e fazer compensação de energia. Neste trabalho foi instalado em caráter experimental, no Laboratório de Energias Renováveis da Unisinos, um sistema fotovoltaico conectado à rede com uso de um modelo de microinversor, e buscou-se por meio desta instalação e do monitoramento, analisar o comportamento elétrico e energético do sistema. O sistema é composto por um módulo monocristalino LG255S1C de 255 Wp conectado a um microinversor ENPHASE M215 de 215 W. O período de monitoramento foi de 1° de agosto até 20 de dezembro de 2014. Uma central de aquisição de dados Agilent HP 34970A foi empregada para coletar dados de irradiância no plano do gerador fotovoltaico, corrente e tensão na entrada e saída do microinversor, temperatura de uma célula FV no centro do módulo fotovoltaico e temperatura no dissipador do microinversor. Também foi utilizado como medidor o analisador de energia Fluke 43B, que coleta os dados de potência ativa, potência reativa e potência aparente injetada na rede elétrica pelo sistema. Índices de qualidade de energia como a distorção harmônica total de corrente e fator de deslocamento também foram medidos. A eficiência média diária máxima, considerando a incerteza, medida no microinversor empregado foi de 95,18 % e é semelhante aos valores de eficiência média diária dos microinversores de primeira e segunda geração. O sistema fotovoltaico monitorado com o uso do microinversor atingiu o valor máximo de desempenho global de 0,93. A produção de energia máxima diária em corrente alternada foi de 1,49 kWh. Estima-se, levando em consideração este valor, que a produção mensal pode ser de até 44,7 kWh. Isto significa uma redução de 58 % no consumo de energia em uma residência, levando em consideração o custo de disponibilidade e o sistema instalado em uma residência com consumo médio mensal da região nordeste que é de 120 kWh. / Photovoltaic grid-connected systems aims the conversion of solar energy into electrical energy. In Brazil, was recently given the first effective step with the publication by ANEEL Normative Resolution No. 482. This resolution published on 17 th April, 2012, enables domestic and commercial consumers have an energy microgeneration system (hydro, solar, wind, biomass or qualified cogeneration) connected to mains power and make compensation. In this work was mounted on an experimental character, in the Renewable Energy Laboratory of Unisinos, a photovoltaic grid-connected system that uses a microinverter model, and through this installation and monitoring, analyse the electrical and energetical behavior of the system. The system consists of a 255 Wp LG255S1C monocrystalline module, connected to a 215 W ENPHASE M215 microinverter. The monitoring period was 1 st August to 20 th December, 2014. A central acquisition of Agilent HP 34970A data was used to collect data irradiance in the plane of the PV array, current and voltage at the input and output of microinverter, temperature of a PV cell in the center of the PV module and the microinverter sink. It was also used as a measuring the energy analyzer Fluke 43B, which collects the data of active power, reactive power and apparent power injected into the grid by the system. Power quality indices as the total harmonic current distortion and displacement factor were also measured. The maximum daily average efficiency, considering the uncertainty, measured on the employed microinverter was 95.18 % and is similar than the daily average efficiency values of microinverters of first and second generation. The photovoltaic system monitored using the microinverter peaked overall performance of 0.93. The production maximum daily energy into alternating current was 1.49 kWh. It is estimated taking into account the value that the monthly production can achieved 44.7 kWh. This means a reduction of 58 % in the consumption of a residence considering the availability cost and that the system is installed in a residence with the northest comsumption whose the average monthly consumption is 120.00 kWh.

A Geração Distribuída no Brasil tem crescido ao longo dos anos, especialmente na fonte fotovoltaica e na categoria que a ANEEL denomina microgeração distribuída, que são centrais geradoras de energia elétrica com potência instalada menor ou igual a 75 kW e conectada na rede de distribuição por meio de instalações de unidades consumidoras. Apesar dos problemas tradicionais que podem ocorrer com a inserção em larga escala, como maiores perdas e desvios de tensão, as placas fotovoltaicas, conectadas à rede de distribuição por meio de um inversor, trazem a possibilidade de controlar a tensão no ponto de conexão, manipulando-se o fator de potência de saída do inversor, controlando a potência reativa. Neste contexto, considerando o uso dos inversores inteligentes com possibilidade de envio de sinal remotamente ao operador e a possibilidade de criação de Centros de Despacho de Geração Distribuída (CDGD), este trabalho tem por objetivo propor uma metodologia de regulação de tensão centralizada utilizando unidades de microgeração fotovoltaicas, em redes de distribuição com larga inserção. A metodologia proposta utiliza o conceito de despacho de potência reativa e fluxo de potência reativa ótimo, por meio de uma abordagem centralizada da rede, utilizando-se o software OpenDSS e MatLab, equipado com Algoritmo Genético (AG) para solucionar o problema de otimização. Para avaliar o desempenho do modelo, foram feitos estudos de caso no sistema IEEE 123 barras e em uma rede real em Alegrete. Os resultados obtidos validam a abordagem proposta, demonstra a aplicabilidade e limitações em casos reais. / The distributed generation in Brazil has increased in the past years, specially in photovoltaic power generation, at the category that Brazilian Electric Regulator ANEEL classifies as "distributed micro-generation", i.e., generation units in which the active power capacity is equal or bellow 75kW and conected on distribution network by the consumers. Despite the traditional problems that might occur due to high penetration of the units, e.g., higher losses and voltage sags and swells, they are conected to the network through an inverter that can be controlled in order to provide or consume reactive power, providing voltage regulation. In that context, considering the use of intelligent inverters that can be remotely operated by a centralized utility operator, this work aims to propose a centralized voltage regulation methodology using distributed micro-generation in distribution networks. The proposed methodology uses the concept of reactive power dispatch and optimal power flow, from a centralized view of the network, using the software MatLab and OpenDSS with Genetic Algorithm to solve the optimization problem. To evaluate the model, simulations were performed with the IEEE 123 bus system and with a real distribution network from the Alegrete city, in the Brazilian state of Rio Grande do Sul. The results show the proposed is valid, despite some limitations on real cases.

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

En aquesta tesi s'estudia la passivació del silici cristal·lí per a la producció de cèl·lules solars d'alta eficiència (> 20%) a baix preu.Actualment la indústria fotovoltaica empra capes de nitrur de silici crescut mitjançant la tècnica PECVD. Com a alternativa, es presenta el carbur de silici amorf (a-SiC), també crescut mitjançant PECVD. Resultats anteriors mostren que la passivacio del silici a partir de carbur de silici amorf son excel·lents quan el material és ric en silici i dopat amb fòsfor. L'alt contingut en silici provoca absorció de la llum a la capa, que no es tradueix en corrent elèctric, fent d'aquesta manera que el material sigui només útil quan s'aplica a la cara no il·luminada de la cèl·lula.L'objectiu d'aquesta tesi és millorar les propietats de passivació del carbur de silici afegint els requisits indispensables en cèl·lules solars: uniformitat, transparència i propietats antireflectants, estabilitat a llarg termini i enfront altes temperatures. A part de les aplicacions tecnològiques també es pretèn entendre millor les propietats fonamentals de passivació.Els principals resultats són: - La passivació millora a mesura que s'incrementa el gruix de la capa de a-SiC, fins arribar a una saturació a partir de 50 nm. El mecanisme responsable es una millor saturació dels defectes de la interficie amb hidrogen. Al contrari del que es pensava a priori, la càrrega el·lèctrica emmagatzemada a la capa es manté constant amb el gruix.- Experiments amb "corona charge" indiquen que l'origen de la càrrega el·lèctrica que produeix la passivació per efecte de camp es troba en la densitat d'estats a la interfície.- No ha estat possible trobar una capa tranparent (rica en carboni) amb bona passivació. La millor aproximació per combinar passivació més transparència és emprar dues capes, una molt prima rica en silici per passivar i l'altra rica en carboni per aconseguir les propietats antireflectants adequades. S'ha optimitzat el gruix de la capa rica en silici per aconseguir un compromís entre la pèrdua de corrent degut a l'absorció de la llum a la capa i les propietats de passivació. Aquesta combinació de doble capa s'ha fet servir per passivar bases tipus p i emissors tipus n amb resultats excel·lents. Finalment, amb la doble capa es va poder fabricar la primera cèl·lula passivada amb carbur de silici amb una eficiencia > 20%.- S'ha desenvolupat un material nou: l'al·leació de silici, carboni i nitrogen dopada amb fòsfor. Aquest material ha donat els millors resultats de passició fins ara obtingut dins el nostre grup en bases tipus p i tipus n i en emissors tipus n. La composició òptima és rica en silici i la combinació de capes dobles amb diferents composicions, com en el cas anterior, torna a donar bons resultats de passivació i transparència. - S'han desenvolupat experiments d'estrès tèrmic a alta temperatura. Les propietats de passivació es veuen fortament afectades desprès de l'estrès si les capes són riques en silici. D'altra banda, les dobles capes mostren una estabilitat molt més alta a l'estrès tèrmic. / The thesis focuses on the study of surface passivation of crystalline silicon to produce high efficiency solar cells (with conversion efficiencies > 20%) at reduced prices. The state of the art in surface passivation is done by thin films of amorphous silicon nitride grown by Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition (PECVD) and it is a very well established material in the photovoltaic field.In this thesis we offer an alternative that is based on amorphous silicon carbide (a-SiC), also grown by PECVD. The passivation properties of silicon carbide have been already studied in our group finding that excellent results can be obtained when the films are rich in silicon, especially for those doped with phosphorus to make a n-type material. Because this feature leads to undesirable absorption of solar light within the films that does not contribute to the photocurrent, silicon carbide would then be relegated to passivate only the rear side of the solar cell.The aim of this work is to improve surface passivation properties developed previously and add compulsory requisites for the application of crystalline solar cells. These requisites are: uniformity, transparency and antireflective properties, stability under long term operation and stability under high temperature steps (allowing screen printing processes). Also it is the willing to provide a better understanding of the fundamental properties.The main results achieved are enumerated hereafter:- Surface passivation improves with the film thickness and then saturates for films thicker than 50 nm. The mechanism responsible for this improvement is not an increase of the electric charge in the film, as in principle could be thought, but a better saturation of defects by the presence of hydrogen. The amount of charge density seems to be independent of the film. - Experiments of corona charge reveal some treats about the nature of the charge density to provide the field effect passivation. The origin of the charge seems to be a continuous density of states at the interface, rather a fixed charge allocated in the film.- None of the attempts using carbon rich films, which are transparent and with antireflective properties, resulted in excellent surface passivation. Such attempts included variation of the deposition parameters, use of remote plasma PECVD with high incorporation of hydrogen, and introduction of nitrogen of in the phosphorus doped a-SiC films. Therefore, up to now it becomes apparent that it is a fundamental property of silicon carbide films the necessity to be rich in silicon to perform surface passivation.- The way to combine surface passivation and antireflective properties was applying stacks of different a-SiC layers: one silicon rich and one carbon rich. The thickness of the silicon rich layer was optimized to reach a trade-off between level of passivation and lost of photocurrent due to the absorption in the film. The stacks were used to passivate p-type bases, with reasonably good results, and n+- type emitters, with very good results. The stacks provided the the first silicon solar a-SiC rear side passivated with efficiency above 20%.- A new material was tested: a ternary alloy of silicon, carbon and nitrogen doped with phosphorus. This material was applied to n- and p-type bases and n+-type emitters, presenting the best results in surface passivation achieved by our group, and comparable to surface passivation record achieved by amorphous silicon carbide. Best composition was rich in silicon, and again stacks of silicon rich and carbon rich films was combined successfully. - Stability against thermal processes was tested on different passivation schemes. After the treatment, the passivation is strongly reduced for single silicon rich films, which were offering good initial results. On the other hand, the stacks with a second carbon rich film maintain reasonably well the surface passivation properties.