Foi projetado e construido um equipamento de refrigeração por absorção intermitente, com a utilização da mistura água-amônia, para produzir gelo. Tem-se como fonte de calor a energia solar, obtida com coletores concentradores de párabola composta. O trabalho envolve vários assuntos; foram descritas analiticamente as propriedades gerais da mistura a b s o mte- refrigerante , e analisados experimentalmente os parametros de real significado no desempenho dinâmico e.funcionamento, tais como, evaporação, candensação e absorção, bem c2 mo as relações existentes entre eles. De modo mais completo, foram avaliadas a eficácia do sistema e as condições nas quais se pode otimizar o desempenho.A abrangência dos assuntos de forma ampla, tem por finalidade servir de subsidios a futuras pesquisas que venham a ser desenvolvidas nesta área. / A full equipment for intemittent absorption ref rigeration , was designed and constructed by utilizing water plus anmonia mixture to produce the ice. The heat some was solar energy obtained from parabolic compound concentrators type collectors. The objetive of this work were numerous covering from an analytical Zescription o£ the general properties of the refrigerant-absorbent mixture , to determine experime-n tally the influente of the most fmportant parameters on the dynamic behavior characteristics. Such parameters include evaporation, condensation, absorption and relationships among thern. Further a11 conditions w e r e optimized to give the best system efficiency. The wide analysis of this matter was perf ormed with the aim to give origin to other future research lines on this particular area.

Neste trabalho se realiza um estudo exploratório de uma simulação computacional em que há um sistema fotovoltaico interligado a rede de um ambiente climatizado e avaliam-se os efeitos e possibilidades de interação entre o sistema de condicionamento de ar e o sistema fotovoltaico na edificação. Utilizando a ferramenta de simulação computacional EnergyPlus, foram desenvolvidas duas linhas de análise para a aplicação fotovoltaica na edificação, a primeira que pretende minimizar o consumo elétrico anual e uma segunda que pretende aliviar o sistema elétrico no horário de pico observado para esta edificação, nas duas linhas de pesquisa também se estuda o efeito do sombreamento dos arranjos fotovoltaicos sobre a edificação. A declaração detalhada de materiais, superfícies de transferência de calor, zonas térmicas, equipamentos e horários de utilização compõem o estudo de caso de forma personalizada, buscando aproximar-se da realidade. Busca-se contribuir com o desenvolvimento de uma metodologia de análise de edificações com energia solar fotovoltaica através de simulações computacionais que possibilitam análises térmicas, energéticas e econômicas de edificações com sistemas fotovoltaicos. Este estudo serve de base e motivação a uma aplicação da energia solar fotovoltaica como promissora alternativa energética em edificações, e incentiva o desenvolvimento de meios que levem a tecnologia solar fotovoltaica a se tornar cada vez mais viável e presente no cenário energético das edificações. O trabalho exemplifica a atuação oportuna de sistemas fotovoltaicos com sistemas de refrigeração, e demonstra quantitativamente as vantagens da aplicação destes sistemas em edificações difundindo a aplicação da tecnologia solar fotovoltaica e a aplicação do software EnergyPlus como poderosa ferramenta de análise. / In this work it is realized an exploratory study of a computational simulation where it has a photovoltaic system connected to the net of a refrigerated environment and evaluates the effect and interaction possibilities between the conditioning system of air and the photovoltaic system in the building. Using the computational simulation tool EnergyPlus, two lines of analysis for the photovoltaic application in the construction were developed, the first one that intends to minimize annual electric consumption and the second that intends to alleviates the electrical system in the peak time observed for this building. The detailed declaration of materials, the heat transfer surfaces, zones, equipment and schedules of use compose the study of case and personalized form, searching to come close itself to the reality. It is desired to contribute with the development of a methodology of analysis of buildings with photovoltaic solar energy through computational simulations that make possible thermal, energy and economic analyses of constructions with photovoltaic systems. This study serves as a base and motivation to an application of the photovoltaic solar energy as promising energy alternative in buildings, and stimulates the development of ways that take the photovoltaic solar technology to become each more viable and present in the energy scene of the constructions. The work shows the opportune performance of photovoltaic systems with refrigeration systems, and quantitatively demonstrates the advantages of the application of these systems in constructions spreading out the application of the photovoltaic solar technology, and the application of EnergyPlus software as a powerful tool of analysis.

Foi realizado um estudo para analisar a distribuição de temperaturas entre as células de um módulo fotovoltaico e verificar a possível influência desta distribuição de temperaturas nos resultados de ensaios de características elétricas dos módulos. Teoricamente foram analisadas as principais características que justificariam diferenças de temperatura entre as células de um módulo fotovoltaico. Dentre estas características estão o posicionamento das células do módulo fotovoltaico, a quantidade de radiação solar que é absorvida pelas células, as condições ambientais, as propriedades dos materiais que compõem o módulo fotovoltaico e as condições de carga. Com base nestes resultados foi desenvolvido um programa computacional para realizar simulações considerando as condições ambientais como dados de entrada. No seu desenvolvimento foram realizados ensaios para ajustar as características associadas aos materiais do módulo e verificar a coerência dos coeficientes de transferência de calor. Foram medidas as temperaturas das células do módulo fotovoltaico com três metodologias diferentes: usando termometria sem contato, com sensores de contato e com recurso de imagens termográficas. Durante os ensaios em condições de operação o módulo foi colocado em circuito aberto e curto-circuito por determinados intervalos de tempo, sempre acompanhado da medida da temperatura das suas células. Todos os módulos ensaiados apresentaram distribuições de temperaturas não uniformes na condição de curto-circuito. Em relação ao programa de simulação considera-se que seus resultados seguem de forma bastante satisfatória as temperaturas medidas quando o módulo está em diferentes condições ambientais. Concluiu-se, tanto da análise teórica quanto da análise experimental, que o efeito da distribuição de temperatura sobre as curvas características dos módulos é muito pequeno. Mesmo assim, para evitar os efeitos de distribuição não uniforme de temperatura, os módulos devem ser preparados para os ensaios de curvas características na condição de circuito aberto e não em curto-circuito. Adicionalmente ficou evidenciado que a escolha equivocada de uma célula mais aquecida, como representativa da temperatura média do módulo, pode acarretar em um erro importante que é repassado à curva característica quando esta é transladada para uma condição de interesse. / A study was made to analyze the cell temperature distribution in a photovoltaic module and to verify the possible influence of this temperature distribution in the results of the module characteristic determination tests. The main factors that could originate temperature differences between cells were theoretically analyzed. Among these factors are the cells positioning in the module, the amount of solar radiation absorbed by the cells, the environmental conditions, the properties of the materials that compose the photovoltaic module and the load conditions. A simulation software, considering meteorological conditions as input data, was developed. Tests were carried out in order to adjust the characteristics associated to the module materials and to verify the coherence of the heat transfer coefficients. The temperatures of the photovoltaic module cells were measured with three different methodologies: using non-contact thermometry, with contact temperature sensors and with the resources of thermographic imagery. The modules were tested under different environmental conditions. During the tests under operational conditions, the module was connected in open-circuit and short-circuit for determined time periods, while the cells temperatures were monitored. All the tested modules presented non-uniform temperature distribution under the short-circuit condition. Concerning the simulation program, we consider that its results follow the measured temperatures in a very satisfactory way for any environmental condition. We concluded, either from the theoretical as from the experimental analysis, that the effects of the temperature distribution in the module characteristic curve are very small. Anyway, in order to avoid the possible consequences of non-uniform temperature, the modules should be prepared for characteristic curves tests under the open-circuit condition and not in short-circuit. Furthermore, it became evident the care that should be taken when choosing a cell as a representative of the average temperature of the module. A bad choice can lead to an important error that is propagated when the characteristic curve is translated to an operational condition of interest.

A conversão de energia solar diretamente em energia elétrica a partir do efeito fotovoltaico é uma forma confiável de geração de eletricidade. O crescimento das instalações fotovoltaicas na última década tem provado sua viabilidade quando acompanhada de programas de incentivo apropriados. As células e módulos fotovoltaicos possuem um comportamento elétrico característico e a determinação da curva característica I-V (corrente versus tensão) é essencial para a determinação da qualidade do dispositivo além de fornecer os parâmetros para dimensionamento e estimativa de geração de eletricidade. O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema para traçar a curva característica I-V de módulos fotovoltaicos. O sistema possui uma fonte de quatro quadrantes para polarização do módulo, multímetros para medida simultânea de tensão e corrente formando pares I-V da curva característica, multímetro para medida de irradiância solar por meio de uma célula de referência de silício monocristalino e multímetro para medida de temperatura do módulo fotovoltaico utilizando um sensor Pt100. Todo o sistema é gerenciado por um programa de computador desenvolvido em linguagem Visual Basic®. O programa envia os comandos para os multímetros e fonte através de uma interface USB - GPIB. Os limites do sistema são ± 100 V e ± 10 A, determinados pela característica da fonte utilizada. A tensão de polarização é em forma de rampa com tempo de duração variável e também é ajustada através do programa. O sistema pode medir curvas com até 2000 pontos e o tempo de medida mínimo de cada ponto foi limitado em 50 μs. Durante a medida da curva característica é medida simultaneamente a irradiância solar. O sistema desenvolvido apresentou-se eficiente na medida da curva característica e a densidade de pontos adquirida permite estudos e determinação de parâmetros de maneira precisa. O método de disparo dos multímetros utilizado permite a garantia da simultaneidade da medida do par I-V e a utilização do sistema operacional Windows® permite flexibilidade e facilidade no tratamento dos dados. / The direct conversion of solar energy into electrical energy by means of the photovoltaic effect is a reliable way to generate electricity. The increasing number of photovoltaic installations in the last decade has proved its viability when stimulated by appropriate incentive programs. Photovoltaic cells and modules have peculiar electrical features and the measurement of the characteristic I-V (current - voltage) curve is essential to determine the device's quality. Besides it provides parameters for dimensioning and estimating electricity generation. This work presents the development of a system designed to trace the I-V curve of photovoltaic modules. The system has a four quadrant power supply to polarize the module, two multimeters for measuring I-V pairs of the characteristic curve, one multimeter to measure solar irradiance using a monocristaline silicon reference cell and one multimeter to measure the module temperature using a Pt100. The system is managed by a program developed in Visual Basic® which sends commands to the instruments via a USB - GPIB interface. The system limits are ± 100 V and ± 10 A, limited by the power supply range. The sweeping voltage is a ramp waveform and it is also programmable by the software. The system can measure 2000 points in each curve and the acquisition time of each point is limited to 50 μs. While tracing the characteristic curve, solar irradiance is simultaneously measured. The system is working efficiently and the number of measured points allows studies to obtain precise parameters. The triggering method assures simultaneously measurements of the I-V pair. The use of Windows® operational system allows flexibility and simplicity when dealing with the data in post processing software.

O potencial dos sistemas de aquecimento de água por energia solar no Brasil é excelente devido às características climáticas favoráveis do país. A performance destes sistemas é bastante influenciada também pelos materiais empregados e dimensões de seus equipamentos e componentes. Diante do aquecimento global, a energia solar ganha maior atenção sendo umas das energias renováveis a ser empregada em grande escala para substituir alguns tipos de energias poluentes. Neste trabalho, apresenta-se o aperfeiçoamento de um programa computacional para simulação de sistemas térmicos de aquecimento de água utilizando energia solar em regime de termossifão ou circulação forçada, programa este que teve seu desenvolvimento iniciado no âmbito do Laboratório de Energia Solar da UFRGS, chamado TermoSim, sendo esta sua versão 3.0. A partir desta versão este software é capaz de realizar simulações com seis diferentes possibilidades de arranjos combinados com o tipo de energia auxiliar utilizada: sistemas com coletores solares com energia auxiliar a gás de passagem, elétrico de passagem, elétrico interno ao tanque, elétrico em série na linha de consumo, a gás em série na linha de consumo, e sem energia auxiliar. O programa é uma ferramenta de auxílio para estudos e análises de sistemas de aquecimento solar, com uma interface amigável e de fácil entendimento e utilização dos resultados. Além disso, esta nova versão permite também realizar simulações levando em conta as perdas de calor à noite, situação em que a circulação reversa pode ocorrer resultando na redução da eficiência, dependendo do sistema simulado. Foram realizadas diversas simulações com os modelos matemáticos empregados e feitas comparações entre os sistemas utilizando dados climáticos da cidade de Caxias do Sul, no Rio Grande do Sul, determinando-se o sistema com a configuração mais eficiente para um dado perfil de consumo de água. Finaliza-se o trabalho com análises econômicas simples com o objetivo de prever o tempo de retorno do investimento, levando-se em conta o preço para tarifa de energia elétrica e as possíveis economias mensais com um sistema utilizando a energia solar. / The potential of solar water heating systems through solar energy in Brazil is excellent due to the climatic features of the country. The performance of these systems is highly influenced also by the materials used to build it and by the dimension of its equipments and components. In face of global warming, solar energy gains more attention, since it´s one of the renewable energy that will be largely used to replace some of the existing polluting types of energy. This paper presents the improvement of a software that conducts simulations of water heating systems using solar energy in thermosiphon regime or forced circulation. TermoSim, as it is called, was initiated at the Solar Labs, and is in its version 3.0. The current version is capable of simulating 6 different arrangements´ possibilities combined with auxiliary energy: systems with solar collectors with auxiliary energy with gas, electric energy, internal electric energy, electric energy in series with the consumption line, and no auxiliary energy. The software is a tool to aid studies and analysis of solar heating systems, it has a friendly interface that is easy to comprehend and results are simple to use. Besides that, this version also allows simulations that consider heat losses at night, situation in which a reverse circulation can occur and mean efficiency loss, depending on the simulated system type. There were many simulations with the mathematical models used and comparisons were maid with the climatic data of the city of Caxias do Sul, in Rio Grande do Sul state, in Brazil. This way we were able to determine the system with the most efficient configuration for the simulated water consume profile. The paper is finalized with simple economic analyses with the intention of foreseeing the time for payback on the investment, taking into account the current prices for electrical energy in the simulated area and the possible monthly economy provided with the use of a solar energy heating system.

Os sistemas fotovoltaicos autônomos apresentam-se como uma alternativa adequada para a eletrificação rural. Entanto, existem ainda problemas que devem ser resolvidos, fundamentalmente associados ao projeto do sistema e à qualidade técnica dos equipamentos, instalações e os quais influem diretamente sobre a confiabilidade. Para determinar os fatores que incidem sobre a confiabilidade foram estudados os modos de operação e as falhas mais comuns nos sistemas fotovoltaicos autônomos. Pesquisas realizadas no Laboratório de Energia Solar da UFRGS, em conjunto com uma extensa revisão bibliográfica, mostram os problemas técnicos básicos que se produzem em cada um dos elementos da instalação e a dependência entre eles. Estes estudos, combinados com testes sobre baterias automotivas, mostraram que o sistema de acumulação é o elo mais fraco do sistema no aspecto confiabilidade e economia, devido à diminuição de sua capacidade de armazenamento. Isto motivou a considerar os elementos de armazenamento como o foco deste estudo e, através da análise do seu comportamento, apresentar um procedimento que permita dimensionar sistemas fotovoltaicos autônomos com elevada confiabilidade, configuração adequada e baixo custo. Esta Tese tem como objetivo realizar uma análise teórica e prática do impacto das baterias sobre a confiabilidade técnica e viabilidade econômica de sistemas fotovoltaicos autônomos. Para atingir este objetivo, além da realização de testes experimentais, desenvolvimento e ajustes de modelos matemáticos, também foi aperfeiçoada uma ferramenta computacional denominada PVSize. O aperfeiçoamento deste software visa permitir o cálculo de diferentes configurações de sistemas e determinar os riscos de déficit de energia sobre as mesmas, bem como as figuras de mérito econômicofinanceira associados ao projeto escolhido. Como parte deste estudo foi instalado um sistema fotovoltaico autônomo e foram montadas bancadas de ensaio de componentes do sistema. Medições realizadas nestes sistemas permitiram verificar os modelos matemáticos que descrevem o comportamento individual de cada dispositivo e caracterizar os elementos que compõem o sistema. Através de análises experimentais e o seguimento do comportamento do banco de baterias do sistema experimental ao longo de um ano, determinou-se que a conexão de baterias em paralelo acelera o processo de degradação das baterias, e esta degradação tem impacto diferenciado sobre a perda de capacidade de cada bateria. Como resultado deste estudo foi verificado o impacto que a perda de capacidade das baterias tem sobre a confiabilidade de um sistema fotovoltaico autônomo. Além disso, foi aperfeiçoada uma ferramenta de análise e modelagem computacional que determina o nível de confiabilidade de um sistema fotovoltaico autônomo associado à aparição de falhas e ao dimensionamento com elementos reais, à característica estocástica da radiação solar, ao perfil de consumo de energia elétrica e ao efeito de diminuição da capacidade do sistema de acumulação com o tempo. / Stand-alone photovoltaic systems are a suitable alternative for rural electrification. However, there are still problems to be solved, mainly related to the system design and the technical quality of the equipment and facilities, which have impact on the systems reliability. To determine the factors that affect the reliability of these systems were studied the most common configurations and associated failures. The Laboratory experimental research, together with an extensive literature review, show the basic technical problems that occur to each of the elements of the installation and the dependence between them. These studies have shown that the storage system, considering system reliability and economy, is the weakest element due to the decrease of their storage capacity. This fact led to consider the storage systems as the focus of this study and, through the analysis of their behavior, to develop a procedure to size systems with high reliability, lower cost and appropriate configuration. The goal of this Thesis is determinate the impact of batteries on the technical reliability and economic viability of photovoltaic systems. This goal was achieved through experimental testing and the development and adjustment of mathematical models. These models were implemented to preexisting software called PVSize. The improved software allows the calculation of different configurations of systems and to determine the loss of load probability and the figures of merit associated to the chosen economic-financial project. On this work was installed a photovoltaic system and was developed a battery testing system. The values measured in these systems allow to verify the mathematical models that describe the behavior of each device and characterize the components of the system. Experimental analysis of the behavior of a bank of batteries along a year showed that the connection of batteries in parallel accelerates the batteries degradation process, and this degradation has differentiated impact on the loss of capacity of each battery. This study allowed to evaluate the impact that the loss of capacity of batteries has on the reliability of an stand-alone photovoltaic system. It was also improved a software that allow to determine the level of technical reliability due to the design, the stochastic characteristic of solar radiation, the profile of electric power consumption and the effect of the accumulation loss capacity over the time.

TELES FILHO, P. M. C. Estudos da viabilidade econômica da micro e minigeração fotovoltaica à luz da resolução normativa nº 482 da ANEEL. 76 f. 2015. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-01-12T16:48:48Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_pmctelesfilho.pdf: 1748027 bytes, checksum: f6eef34c0c3a76909bbced0418ab6c36 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-01-13T16:51:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_pmctelesfilho.pdf: 1748027 bytes, checksum: f6eef34c0c3a76909bbced0418ab6c36 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-13T16:51:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_pmctelesfilho.pdf: 1748027 bytes, checksum: f6eef34c0c3a76909bbced0418ab6c36 (MD5) Previous issue date: 2015-10-27 / This work consists in performing an economic study regarding the implementation of photovoltaic micro and minigeneration in the Northeast region of Brazil, considering the Compensation System for Electric Energy. A thorough literature review is presented focused on concept of solar energy, as well as potential applications and inherent advantages and disadvantages. In order do understand the current market scenario comprising photovoltaic generation in Brazil, the costs associated to several system components and involved taxes are evaluated. In order to assess solar resources in a given study region and evaluate the amount of energy that generated during one year, three examples regarding systems rated at 1.5 kW, 100 kW and 1 MW are presented and discussed. Based on key parameters such as initial investments, generation rate, operation and maintenance costs, and energy generated, the Net Present Value (NPV) and the Internal Rate of Return are calculated of each aforementioned case. It can be seen that a negative NPV is obtained for the 1.5-kW systems, while the positive values exist for the 100-kW and 1-MW ones. Besides, the Internal Rate of Return (IRR) is lower than the financial ends for the 1.5-kW system and higher for the remaining others. / O presente trabalho trata de realizar um estudo econômico de sistemas fotovoltaicos de micro e minigeração para a região Nordeste do Brasil, considerando o Sistema de Compensação de Energia Elétrica. Uma revisão literária aprofundada é apresentada e focada no conceito de energia solar, bem como suas potenciais aplicações e as vantagens e desvantagens inerentes. Para entender a situação atual do mercado com relação à energia fotovoltaica no cenário brasileiro, são apresentados preços de aquisição das componentes que compõem o sistema solar e exemplificados os impostos envolvidos. A fim de mensurar o recurso solar da região de análise e avaliar a quantidade de energia elétrica gerada em um ano, são apresentados e discutidos três exemplos de sistemas com as potências de 1,5 kW, 100 kW e 1 MW. A partir dos dados de investimentos iniciais adotados, taxa de geração, custos de operação e manutenção, energia gerada são calculados o Valor Presente Líquido e a Taxa Interna de Retorno para cada sistema escolhido, tendo como resultados o VPL negativo para o sistema fotovoltaico de 1,5 kW e positivo para os sistemas de 100 kW e 1 MW, e a TIR inferior a taxa de atratividade financeira para o sistema de 1,5 kW e superior para os demais sistemas fotovoltaicos analisados.

LUNA, M. L. M. Desenvolvimento e validação de traçador de curva I x V para módulos fotovoltaicos. 2016. 126 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-06-29T17:00:20Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_mlmluna.pdf: 6337261 bytes, checksum: cd68d04b7b3896a1ef02dda26e7f9dc8 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-07-12T15:10:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_mlmluna.pdf: 6337261 bytes, checksum: cd68d04b7b3896a1ef02dda26e7f9dc8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-12T15:10:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_mlmluna.pdf: 6337261 bytes, checksum: cd68d04b7b3896a1ef02dda26e7f9dc8 (MD5) Previous issue date: 2016-05-02 / The IxV curves tracers for PV modules are used as a method of diagnosis of problems such as shadowing, faulty connections and degradation conditions. There are several types and brands tracers commercially available, but their costs are quite high in the Brazilian market due to the need to import. This thesis describes the development and validation of a IxV curve tracer for PV modules based on the electronic load method using MOSFET as load to the module. By appropriate variation of the MOSFET gate-source voltage signal was possible to acquire the points of voltage and current of the PV modules terminals. These points were recorded using a data acquisition board with PIC18F2550, which is controlled by a computer via a USB with a graphical interface to the user. This interface was developed in MATLAB software ensuring greater flexibility and functionality to the device. For PV module temperature measurements PT100 sensors were used and measurements of solar irradiance was used a pyranometer LP02 model Hukseflux Thermal Sensor manufacturer, these sensors were connected to a supervisory system consists of a PC and a programmable logic controller (PLC). The validation process was conducted by comparing the electrical parameters provided by the developed tracer and the commercial tracer MINI-KLA. From this comparison an error was generated for each parameter. Three PV modules of different electrical characteristics (20 Wp, 87 Wp e 160 Wp) were used and there was similarity between the curves of the developed tracer with the curves of the commercial tracer. The average of errors of the electrical parameters for the 3 PV modules was less than 5% at no shading conditions. In two conditions of shading, the IxV curves provided by the two tracers for the KC 85 T PV module were compared and it was observed in the first situation that the MINI-KLA tracer could characterize only partially the curve while the tracer developed could characterize the curve fully, in the second situation there was great similarity between the curves of the two tracers with maximum percentage difference in the electrical parameters equal to 5.41%. / Os traçadores de curva IxV para módulos FV são utilizados como um método de diagnóstico de problemas como sombreamento, conexões defeituosas e condições de degradação. Existem diversos tipos e marcas de traçadores disponibilizados comercialmente, mas seus custos são bastante elevados no mercado brasileiro devido à necessidade de importação. A presente dissertação aborda o desenvolvimento e a validação de um traçador de curva IxV para módulos FV baseado no método de carga eletrônica com uso de MOSFET como carga para o módulo. Através da adequada variação do sinal de tensão de gate-source do MOSFET foi possível adquirir os pontos de tensão e corrente nos terminais dos módulos FV. Estes pontos foram registrados através de uma placa de aquisição de dados, com PIC18F2550, que é controlada via USB por um computador com uma interface gráfica para usuário. Esta interface foi desenvolvida com o software MATLAB, garantindo maior flexibilidade e funcionalidade ao dispositivo. Para medições da temperatura do módulo FV foram utilizados sensores PT100 e para as medições de irradiância solar foi utilizado um piranômetro modelo LP02 do fabricante Hukseflux Thermal Sensor; estes sensores foram utilizados através de um sistema supervisório composto por um PC e um controlador lógico programável (CLP). O processo de validação foi realizado através da comparação dos parâmetros elétricos fornecidos pelo traçador desenvolvido e pelo traçador comercial MINI-KLA. A partir desta comparação um erro foi gerado para cada parâmetro. Foram utilizados 3 módulos FV de diferentes características elétricas (20 Wp, 87 Wp e 160 Wp) e observou-se proximidade entre as curvas do traçador desenvolvido com as curvas do traçador comercial. A média dos erros para os 3 módulos relativa aos parâmetros elétricos obtidos com os 2 traçadores foi inferior a 5% em condições sem sombreamento. Em duas condições de sombreamento, as curvas IxV fornecidas pelos dois traçadores relativas ao módulo FV KC 85 T foram comparadas e observou-se na primeira situação que o traçador MINI-KLA conseguiu caracterizar apenas parcialmente a curva enquanto que o traçador desenvolvido conseguiu caracterizar a curva totalmente, na segunda situação observou-se grande proximidade entre as curvas dos dois traçadores com diferença percentual máxima nos parâmetros elétricos igual a 5,41%.

ROCHA FILHO, J. I. C. Sistema de seguimento solar de um eixo com diferentes estratégias de seguimento para módulos fotovoltaicos. 2016. 113 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-10-27T12:04:39Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_jicrochafilho.pdf: 3819069 bytes, checksum: 3bd3c505cd8c6f41745179f7a68e78ff (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-10-31T19:20:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_jicrochafilho.pdf: 3819069 bytes, checksum: 3bd3c505cd8c6f41745179f7a68e78ff (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-31T19:20:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_jicrochafilho.pdf: 3819069 bytes, checksum: 3bd3c505cd8c6f41745179f7a68e78ff (MD5) Previous issue date: 2016-07-15 / This document presents the development of a solar tracking system of one axis to a photovoltaic module (PV) in the city of Fortaleza/CE, with components and strategies targeting to obtain a reduced consumption of electricity. For module positioning, three sun tracking strategies were used. In the first, the module movement is made of pre-defined form, defining the times that the module position is updated and the value of the increase in its angular position at each positioning. In the second, a mathematical algorithm was used to make the calculation of the position of the sun in every moment during the day, and the module positioning was made in accordance with the obtained solar angles. In the third, light sensors were used in the module to make detection of the position of the sun in relation to the module and keep it aligned with the sun during the day. Through experiments, were obtained and analyzed gains in power generation provided by the tracking module with each of the strategies used in different climatic conditions, in relation to a fixed PV module. The strategy that made the sun tracking with more accuracy and provide the highest daily liquid gains was that based on the solar algorithm, with values between 127.98 Wh (52.71%) and 38.55 Wh (22.08%), being obtained in the weighted average a value of 48.87%. With the strategy using the light sensors the gains were similar, with a value of 47.15% in the weighted average. With pre-defined tracking, with less accuracy, there was a reduction in gain, with a maximum value of 96.60 Wh (41.05%) in a day of clear sky. By varying the intervals of time between each module positioning, allowing the module to present higher angular deviation from the sun, it was found that for deviations below to 1° the drop in energy gain was reduced, with higher values for deviations bigger than 3.7°. The high rates of daily solar irradiation, with an average value of 5.45 kWh/m2 during the days of experiments, in the city of Fortaleza, latitude -3.74°, contributed to obtain considerable values of gains. The electricity consumption by the tracking system was reduced, with a maximum value of 4.274 Wh/day for the strategy with predefined tracking and minimum of 2.495 Wh/day for the strategy with the solar algorithm. The significant gains, even with strategies with smaller precision on the tracking of the Sun, shows the potential for the use of solar tracking in photovoltaic modules in Fortaleza. / Neste trabalho é feito o desenvolvimento de um sistema de seguimento solar de um eixo para um módulo fotovoltaico (FV) na cidade de Fortaleza/CE, com componentes e estratégias visando se ter um reduzido consumo de energia elétrica. Para o posicionamento do módulo foram utilizadas três estratégias de seguimento do Sol. Na primeira, a movimentação do módulo é feita de forma pré-definida, definindo-se os horários em que é feita a atualização da posição do módulo e o valor do incremento na posição angular do mesmo a cada posicionamento. Na segunda, foi utilizado um algoritmo matemático para se fazer o cálculo da posição do Sol a cada instante durante o dia, sendo o posicionamento do módulo feito de acordo com os ângulos solares obtidos. Na terceira, foram utilizados sensores de luminosidade no módulo para se fazer a detecção da posição do Sol em relação ao mesmo e mantê-lo alinhado com o Sol durante o dia. Por meio de experimentos, foram obtidos e analisados os ganhos na geração de energia elétrica fornecidos pelo módulo com seguimento com cada uma das estratégias utilizadas, em diferentes condições climáticas, em relação a um módulo FV fixo. A estratégia que proporcionou o seguimento com maior precisão e forneceu os maiores ganhos diários líquidos foi aquela baseada no algoritmo solar, com valores entre 127,98 Wh (52,71%) e 38,55 Wh (22,08%), sendo obtido na média ponderada um valor de 48,87%. Com a estratégia utilizando os sensores de luminosidade os ganhos obtidos foram similares, com um valor de 47,15% na média ponderada. Com o seguimento pré-definido, com menor precisão, verificou-se uma redução no ganho, com valor máximo de 96,60 Wh (41,05%), em um dia de céu claro. Variando-se os intervalos de tempo entre cada atualização de posição do módulo, permitindo que o módulo apresentasse maiores desvio angulares em relação ao Sol, verificou-se que para desvios de até 1° a queda no ganho energético foi reduzida, apresentando valores maiores com desvios a partir de 3,7°. Os altos índices de irradiação solar diária, com valor médio de 5,45 kWh/m2 durante os dias de experimentos, na cidade de Fortaleza, de latitude -3,74°, contribuíram para a obtenção de valores consideráveis de ganho. O consumo de energia elétrica do sistema de seguimento foi reduzido, apresentando um valor máximo de 4,274 Wh/dia para a estratégia com seguimento pré-definido e mínimo de 2,495 Wh/dia para a estratégia com o algoritmo solar. Os ganhos significativos obtidos, mesmo com estratégias com menor precisão no acompanhamento do Sol, mostram o potencial para o uso de seguimento solar em módulos fotovoltaicos em Fortaleza.

ARAGÃO, T. S. X. Aperfeiçoamento experimental de um tubo de vórtice para acionamento por sistema solar fotovoltaico. 2017. 78 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-04-18T18:12:06Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_tsxaragão.pdf: 3552690 bytes, checksum: de45f289f1b67ec2bd4155d2fadd7cb5 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-06-16T17:08:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_tsxaragão.pdf: 3552690 bytes, checksum: de45f289f1b67ec2bd4155d2fadd7cb5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-16T17:08:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_tsxaragão.pdf: 3552690 bytes, checksum: de45f289f1b67ec2bd4155d2fadd7cb5 (MD5) Previous issue date: 2017 / The current work intends to focus in studying vortex tube with several configurations. Through it, one determines which parameters have to be studied in order to obtain the best thermodynamical performance. The main studied variations were the pressure - in a range from 1 to 6 bar - and the cold mass fraction, around 40%, as well as the number of inlets on the vortex chamber, 4 or 6. The best cold mass fraction were between 40 ans 50%. The performed analysis used a vortex device manufactured, which was working with a 7,5 hp compressor. Other instruments were used to obtain experimental data, like a device to measure the air flow, and several termocouples, which were monitoring the temperatures in the system. The experiments show a satisfactory coefficient of performance, which rates as high as 12%. The best configuration was a vortex pipe working at 6 bar and a 4 inlets vortex chamber. The exergy efficiency was studied and determined as well, with values of 2% in the best points. Those values presented only a little variation once the pressure was changed. With this analysis, this work performed the design and choice of solar panels, capable of feed the system. A paralel configuration of solar panes was defined, with 8 units working together. / O presente trabalho tem como foco o estudo de tubos de vórtice com variadas configurações. No decorrer dele, determinaram-se quais parâmetros devem ser estudados para que se obtenha o melhor desempenho termodinâmico. As principais variações estudadas foram a pressão - de 1 a 6 bar - e a fração de massa fria, girando em torno de 40%, assim como o número de entradas da câmara de geração de vórtice, com 4 ou 6. As frações de massa fria se apresentaram mais eficientes entre os valores de 40 e 50%. A análise realizada usou um aparelho de vórtice de fabricação própria que possibilitava um trabalho conjunto com um compressor de 7,5hp. Outros instrumentos também foram utilizados para a obtenção dos dados experimentais, como filtros de ar e de impurezas, um rotâmetro de grande capacidade para aferição do fluxo de ar e uma série de termopares que se encarregaram de monitorar as temperaturas apresentadas pelo sistema. Os experimentos revelaram que um coeficiente de performance satisfatório, com índices de até 12%, foi alcançado. A melhor configuração apresentada foi com o tubo de vórtice trabalhando a uma pressão de 6 bar, com uma câmara de geração de vórtice possuindo 4 entradas. A eficiência em termos de exergia também foi estudada e aferida, apresentando valores de 2% para os pontos mais eficientes. Os valores desta eficiência apresentaram pouca variação em relação à variação de pressão. Juntamente com essa análise, o trabalho também realizou o dimensionamento e escolha de painéis solares capazes de alimentar o sistema. Foram selecionados painéis que atuam em paralelo, com 8 unidades atuando conjuntamente.