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.

Ingeniero Civil Eléctrico / Este trabajo se originó por la necesidad de la empresa Colbún S.A de construir un parque fotovoltaico con capacidad máxima de 3 MW y que pudiera ser instalado en terrenos colindantes a centrales en servicio, con el fin de que su punto de conexión sea lo mas expedito. El objetivo es conocer las variables que contemplan la ingeniería y el costo de inversión para la construcción de un parque fotovoltaico, para lo cual se escogieron dos posibles ubicaciones. Los terrenos corresponden a la central Carena, ubicada en la Región Metropolitana, y Central Candelaria, ubicada en la VI Región del Libertador General Bernardo O'Higgins. Se solicitó la información topográficas y ambiental de ambas propiedades con el fin de determinar la superficie útil para la instalación de este parque fotovoltaico. Posteriormente esta información fue corroborada con visitas a terreno, lo que permitió determinar la viabilidad de instalar este proyecto en el terreno colindante de Central Candelaria. Teniendo el terreno útil de esta instalación, se determinó la máxima potencia a instalar según tecnología; Policristalino (1,5 MW) o Thin Film (1 MW). Como el concepto manejado por Colbún S.A. para este proyecto es de carácter de conocimiento de este tipo de tecnología, el valor de inversión obtenido y los indices de ingreso no son impedimento para la construcción de este proyecto. Por otra parte, al comparar ambas tecnologías se sugiere utilizar módulos policristalinos, pues la potencia a instalar es mayor en un 50% respecto al módulo Thin Film aplicados en el mismo terreno, y a su vez su inversión por MW es un 17% menor.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:00:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329096.pdf: 10519634 bytes, checksum: b7f90ad52507cc4cbf22ae154f5af5d2 (MD5) Previous issue date: 2014 / Estruturas supramoleculares artificiais coletoras de luz são produzidas para reproduzir os mecanismos de transdução de energia luminosa para eletroquímica observados na fotossíntese natural. Dentre elas o protótipo carotenóide(C)-porfirina(P)-fulereno(C60) tem sido o mais estudado. Vários experimentos realizados em tal estrutura, e em outras semelhantes, mostram que o estado fotoexcitado C-1P-C60 decai para o estado de carga separada metaestável C-P.+-C.60- dentro de poucos picossegundos, enquanto que o estado de carga separada final, C.+-P-C.60-, é obtido dentro de centenas de picossegundos. Este trabalho introduz um hamiltoniano de Hückel Estendido polarizável não linear que descreve a dinâmica da carga e o efeito de separação de carga de elétron e buraco em tais tríades por meio de simulações de dinâmica quântica realizadas para o par elétron-buraco fotoexcitado. Os resultados são interpretados com base no efeito de autoconfinamento produzido pela Equação de Schrödinger não linear e esclarecem o papel desempenhado pela polarizabilidade no fenômeno de separação de carga.<br> / Abstract : Artificial light-harvesting supramolecular structures reproduce the light-to-electrochemical energy transduction mechanisms observed in natural photosynthesis. Among them the prototypical carotenoid(C)-porphyrin(P)-fullerene(C60) type of structures have been the most studied. Several experiments performed in such structures, and others alike, have shown that the photoexcited state C-1P-C60 decays to the metastable charge-separated state C - P.+ - C.60- within a few picoseconds, whereas the final charge-separated state, C.+ - P - C.60-, is obtained within hundreds of picoseconds. This work introduces a nonlinear polarizable extended Hückel Hamiltonian that describes the charge dynamics and charge- separation effects in such triads by means of quantum dynamics simulations performed on the photoexcited electron-hole pair. The results are interpreted on the basis of the discrete self-trapping equation and enlighten the role played by the polarizability on charge-separation phenomena.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:10:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 328561.pdf: 16437955 bytes, checksum: 66103295eadf0d6c355380c93fc7e2a0 (MD5) Previous issue date: 2014 / Este trabalho apresenta um sistema de bombeamento de água de baixapotência, acionado por energia solar fotovoltaica para as regiões norte enordeste do Brasil, não abastecidas pela rede pública de distribuição deenergia elétrica. Para tanto, o sistema é composto por dois estágios,sendo o primeiro estágio elevador de tensão e o segundo inversor detensão. No primeiro estágio, um conversor Boost Quadrático (QTN) éutilizado, processando energia do arranjo fotovoltaico, tendo comoobjetivo elevar e estabilizar a tensão no barramento cc. No estágioinversor é empregada a topologia em ponte completa, com modulaçãoPWM senoidal de três níveis. Para controle da tensão, tanto dobarramento cc quanto da bomba vibratória, são empregadas malhas decontrole de tensão utilizando compensadores PI. Além disso, elabora-sedois sistemas simples capazes de testar a capacidade do arranjofotovoltaico de gerar energia suficiente para alimentar a carga: umresistor capaz de se conectar e desconectar do barramento cc compotência similar ao da bomba vibratória e um limitador de ganho doconversor Boost QTN. Um protótipo é construído sendo acoplado a eleum controlador digital, onde as rotinas de controle, inicialização edesligamento do sistema são inseridos. Os resultados experimentais,utilizando módulos fotovoltaicos e uma bomba vibratória, comprovam ofuncionamento satisfatório do conjunto operando de forma autônoma.<br> / Abstract : This thesis presents a low-power water pumping system driven by photovoltaic solar energy to the northern and northeastern regions of Brazil in which there is no public distribution of electricity services. The system is composed of two stages, the first works as a voltage elevator and the second as a inverter voltage. In the first stage, a Boost Quadratic converter (QTN) is used, processing the power from PV array, aiming to elevate and stabilize the voltage on the dc bus. For the inverter stage afull-bridge topology is employed, with three levels sinusoidal modulation. To control both, the dc bus voltage as the vibratory pump voltage, control loops using PI compensators are employed. In addition, two simple systems capable of testing the ability of the PV array togenerate enough energy to supply the load are elaborated a resistor ableto be connect and disconnect from the dc bus with a similar vibratory pump power and a limiter of the Boost converter QTN static gain. A prototype is built and an attached to it a digital controller is attached toit, where the control routines, initiation and shutdown of the system are inserted. The experimental results, using photovoltaic modules and a vibrating pump, validate the satisfactory operation of whole system, in autonomous operation.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2015-03-18T20:55:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327988.pdf: 3203996 bytes, checksum: ecd99e96ced0396c828dcd6f037aa98d (MD5) Previous issue date: 2013 / A geração fotovoltaica (FV) é uma fonte de energia elétrica que converte diretamente a energia do sol de forma silenciosa, não poluente e sem utilizar partes móveis. Isto faz desta fonte de energia um importante complemento à matriz elétrica, com alta confiabilidade e robustez, com baixa necessidade de operação, manutenção e reposição (OM&R). A confiabilidade associada aos geradores FV envolve todos os componentes do sistema, sejam eles: módulos FV, condutores, caixas de junção, inversores, dispositivos de proteção e sistemas de aquisição de dados. Todos estes itens são sujeitos a falhas e sua vida útil está muito relacionada às características climáticas de onde estes se encontram instalados, além das influências elétricas do próprio sistema FV, como da rede elétrica.Módulos FV possuem garantia de sua potência nominal de tipicamente 20 a 30 anos. Os fabricantes, devido à grande capacidade instalada de seu produto, além de extensos testes realizados em laboratório, podem a princípio garantir que os módulos FV irão se comportar dentro dos padrões indicados em seus contratos de garantia. Fabricantes de equipamentos normalmente se amparam em testes de MTBF - Mean time between failures (tempo médio entre falhas) para prever a frequência de falhas de seus produtos. Diversos parâmetros de OM&Rutilizados no dimensionamento e análise econômica dos sistemas FV são tipicamente fornecidos pelos fabricantes dos equipamentos além dos resultados apresentados na literatura. Muitas vezes alguns parâmetros de desempenho são negligenciados na simulação da avaliação do sistema. Os principais parâmetros utilizados são: degradação do módulo FV ao longo dos anos; indisponibilidade do sistema em função de falhas no gerador, inversor ou rede elétrica; vida útil dos inversores; limpeza do sistema em função do acúmulo de sujeira nos módulos, temperatura operacional, distribuição espectral da radiação local, entre outros. Grande parte dos sistemas FV utilizados como estudo de caso para determinação dos parâmetros de OM&R de um sistema são instalados em regiões que não apresentam as mesmas características climáticas experimentadas por sistemas FV instalados no Brasil. Neste caso, a utilização de tais parâmetros pode levar a incertezas na expectativa de geração de energia e avaliação econômica do sistema FV. Este trabalho avalia os dados provenientes dos 15 anos de operação ininterrupta do primeiro sistema FV integrado a uma edificação instalado no Brasil. O gerador FV de 2kWp instalado em Florianópolis opera desde setembro de 1997 e é composto por 54 módulos opacos e 14 módulos semitransparentes de Silício amorfo a-Si de junção dupla. Foram levantados, a partir dos dados medidos pelo sistema, os principais parâmetros relacionados a OM&R de um gerador FV integrado a uma edificação e interligado à rede elétrica. Foram avaliados, ainda, dados históricos de irradiação solar incidente no plano do gerador fotovoltaico e sua comparação com dados provenientes do Atlas Brasileiro de Energia Solar.<br> / Abstract : Photovoltaic (PV) generation is an electric energy source that directly converts sun energy in a silent and clean way, avoiding the use of moving parts. This makes this energy source a highly reliable and robust complement to the energy matrix, with low requirements of operation, maintenance and replacement (OM&R). The reliability associated to PV generators involves all the system components, such as: PV modules, cables, junction boxes, inverters, protection devices and data acquisition systems. All those items can fail and their lifecycle is related to the climatic characteristics of where they are installed, and also to the electric influences of the PV system and the grid. PV modules typically have around 20 to 30 years nominal power warranty. The manufacturers, due to the large accumulated installed capacity, and extensive lab tests, can insure that PV modules will behave in accordance with the corresponding warranty contracts. Equipment manufacturers normally use MTBF (Mean Time Between Failures) tests to assess failures in the products. Many OM&R parameters used for the sizing and economic viability analysis of PV systems are normally provided by the equipment manufacturers, with results widely available on the specialized literature. Quite often, operational parameters are neglected in the simulation of system performance. The main parameters affecting the performance of a PV system are: degradation ofthe PV modules over the years; system unavailability due to failures at the generator, inverters or grid; inverters lifecycle; system cleaning due to the dirt accumulation at the modules, operational temperature, spectral content of the solar irradiation at the site, among others. Most of the PV systems used as case studies for determination of the OM&R parameters of a system are installed in regions that do not present the same climatic characteristics experienced by PV systems installed in Brazil. In these cases, the use of those parameters can result in uncertainties on the expectation of energy generation and economic viability analysis of the PV systems. The present work aims to evaluate the 15 years of operational data provided by the first building-integrated PV system installed in Brazil. The 2kWp PV generator installed in Florianópolis, operates since September 1997 and is comprised by 54 opaque modules and 14 semitransparent, double-junction amorphous silicon (a-Si) modules. The main parameters which were analyzed in this work, using the data provided by the system, are related to the OM&R of a PV generator building-integrated and connected to the grid. Historical data of the solar irradiation at the plane of the PV system in comparison with the data provided by the Brazilian Solar Energy Atlas were also evaluated.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-03-18T21:02:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 332876.pdf: 5037067 bytes, checksum: 461ee717f0dbeebbc532185f6381b850 (MD5) Previous issue date: 2014 / Abstract : This work presents control strategies and stability analysis for switched systemswith a proposed application to photovoltaic energy generation systems.The conditions are based on Linear Matrix Inequalities (LMIs).Initially, a general description of the photovoltaic systems is presented coveringthe following aspects: the modeling of a photovoltaic array, some commonconnection topologies, the main objectives, techniques for maximizingthe generated power, among other informations. This content is necessary forthe control design method proposed in this work.Next, a design technique for the stabilization of affine switched systems isshown. The methodology used is based on the Lyapunov?s theory for stabilityof systems, describing sufficient conditions for the proposed switchingrule design in the form of LMIs and solving them using existing softwarepackages. In the sequel, the switching strategy is extended for a class ofnonlinear systems of great interest, especially for the control of photovoltaicsystems. This class is composed of systems containing sector-bounded nonlinearities.Furthermore, a method for stability analysis of switched systemsis proposed, extending the class of switched systems analyzed by the currentliterature. Numerical examples illustrate all the approaches developed.At the end, the application of the nonlinear control techniques to photovoltaicgeneration systems is presented. The main objectives considered are thetracking of the maximum power generation, with robustness to variations ofthe input parameters of the photovoltaic array, and the delivery of only activepower to the grid. Finally, simulation results demonstrate the applicabilityof the methodology for the control of this type of system, evidencing thecompliance of the stated objectives.<br> / Resumo expandido : Durante a última década, a tecnologia de sistemas fotovoltaicos tem mostrado potencial para se tornar uma das principais fontes de energia para o mundo, com crescimento contínuo e robusto, mesmo em tempos de crise econômica e financeira. Visando ampliar o aproveitamento da energia gerada e até mesmo reduzir os custos do sistema, o projeto de técnicas de controle eficientes apresenta grande importância para este tipo de sistema. Em sistemas fotovoltaicos o controle é realizado através de conversores de potência, que são sistemas chaveados. Por este motivo, o foco principal deste trabalho é a apresentação de estratégias de controle e análise de estabilidade para sistemas chaveados com uma proposta de aplicação para sistemas de geração de energia fotovoltaica. As condições de projeto e análise são todas baseadas em desigualdades matriciais lineares (LMIs). Inicialmente, uma descrição geral dos sistemas fotovoltaicos é apresentada, contendo a modelagem de um arranjo fotovoltaico, algumas topologias comuns de conexão, os principais objetivos, técnicas para a maximização da potência gerada, dentre outras informações necessárias para o projeto da técnica de controle proposta para este sistema. Na sequência é mostrada uma técnica de projeto de estratégias de chaveamento, cujo objetivo principal é garantir estabilidade e desempenho de sistemas comutados. A metodologia usada é baseada na teoria de estabilidade de Lyapunov, de modo a descrever condições suficientes para o projeto da lei de chaveamento em forma de LMIs e resolvê-las usando pacotes computacionais existentes. O método se aplica à classe de sistemas chaveados onde cada subsistema tem um campo vetorial afim e considera-se uma lei de chaveamento baseada no máximo entre funções auxiliares. A estabilidade do sistema em malha fechada é garantida mesmo se modos deslizantes ocorram em qualquer superfície de chaveamento resultante do projeto. Os resultados são apresentados para os casos de realimentação completa e realimentação parcial dos estados do sistema. Em seguida, uma das principais contribuições da tese, a proposta de uma extensão da lei de chaveamento para uma classe de sistemas chaveados não lineares é apresentada. O sistema pode conter não linearidades dependentes do estado limitadas em setor, como é o caso da não linearidade existente no modelo de painéis fotovoltaicos. As funções não lineares podem conter também parâmetros incertos, contanto que a função permaneça dentro dos limites do setor dado para toda a faixa de valores de interesse do parâmetro. Além disso, condições de projeto de leis de chaveamento independentes do equilíbrio são fornecidas e, portanto, neste caso a técnica se torna robusta a mudanças no ponto de operação desejado. Por fim, considerações sobre limitar a frequência de chaveamento são discutidas. A aplicação das técnicas descritas anteriormente para topologias comuns de conexão de sistemas fotovoltaicos é apresentada em seguida. Alguns dos desafios superados são a presença de referências variáveis, não linearidades limitadas em setor e medição parcial de estados no mesmo sistema. A aplicabilidade da metodologia para controlar o sistema fotovoltaico é ilustrada através de simulações baseadas em um exemplo numérico usando parâmetros de um sistema real. Como resultado requisitos importantes são satisfeitos, como o rastreamento do ponto de máxima potência e robustez com relação aos parâmetros incertos do painel fotovoltaico. Para a obtenção da robustez foram derivadas equações para determinar um setor que contem a não linearidade para quaisquer valores dos parâmetros. As dificuldades e perspectivas para o caso mais complexo (conexão com a rede elétrica) também são apresentadas. Motivado pela falta de técnicas de análise de estabilidade de sistemas seccionalmente afins contendo modos deslizantes na literatura atual, condições LMI suficientes para resolver este problema são propostas, resultando em outra importante contribuição da tese. As condições são baseadas em uma função de Lyapunov composta pela combinação convexa de funções quadráticas diferentes para cada região do sistema. As condições propostas incluem o importante caso onde o ponto de equilíbrio está localizado na fronteira entre subsistemas afim. Adicionalmente, condições suficientes para análise independentemente da parametrização das superfícies de chaveamento são derivadas, isto é, a superfície de chaveamento pode ser desconhecida neste caso. A nova técnica leva a uma metodologia unificada para a análise de estabilidade de sistemas seccionalmente afins e de sistemas chaveados afins com uma superfície de chaveamento previamente projetada. Esta tese é organizada em sete capítulos, quatro apêndices e referências. O Capítulo 1 tem o objetivo de contextualizar e motivar de forma breve o assunto da tese. O conhecimento básico sobre sistemas fotovoltaicos necessário para a aplicação proposta no documento é concentrado no Capítulo 2. O Capítulo 3 apresenta uma técnica de projeto de uma lei de chaveamento para o controle de sistemas chaveados com campos vetoriais afim. Esta técnica serve de base para as principais contribuições teóricas desta tese, apresentadas nos Capítulos 4, 5 e 6. No Capítulo 4, é apresentado o projeto de leis de chaveamento para sistemas chaveados contendo não linearidades limitadas em um setor, enquanto o Capítulo 5 apresenta a aplicação desta técnica para o controle de sistemas fotovoltaicos. No Capítulo 6, um método para análise de estabilidade de sistemas seccionalmente afins é introduzida. Exemplos numéricos são utilizados para ilustrar todas as contribuições da tese em seus respectivos capítulos. Algumas conclusões são discutidas no Capítulo 7, incluindo uma lista de sugestões para trabalhos futuros. Por fim, três apêndices demonstram o equacionamento de ferramentas de circuitos elétricos trifásicos utilizadas na tese e um apêndice apresenta resumos das publicações geradas pelo autor durante o período de doutorado.

SILVA, O. C. Sistema de refrigeração por tubos de Ranque-Hilsch com abastecimento de instalação de ar comprimido para alimentação com fonte solar fotovoltaica. 2014. 87 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-03-05T12:22:23Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_ocsilva.pdf: 2326044 bytes, checksum: b5dcdc6bd24026f63299649c508a1fb5 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-24T11:31:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_ocsilva.pdf: 2326044 bytes, checksum: b5dcdc6bd24026f63299649c508a1fb5 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-24T11:31:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_ocsilva.pdf: 2326044 bytes, checksum: b5dcdc6bd24026f63299649c508a1fb5 (MD5) Previous issue date: 2014-08-28 / The search for new refrigeration systems has become the target of various researchers. Their goal is to reduce the environment impacts resulting from the destruction of the ozone layer and the greenhouse effects that harm life in the planet Earth. Vapor-compression refrigeration systems represent a big fraction of the world energy consumption in houses and commercial stores (between 20 to 25%) and these systems usually run during the day, when the energy demand and the prices are higher. Refrigeration systems are necessary to today’s human activities, such as food and medicament conservation, air conditioning, etc. Photovoltaic systems are reliable energy sources and they can operate separately from the distribution energy grid. For these reasons, there is an increase in the use of refrigeration systems powered by solar photovoltaic panels in rural areas. Ranque-Hilsch tubes or vorticity tubes are commonly used for low cost local refrigeration, where compressed air is available. In this study, a vortex tube was designed, tested, and optimized to operate at pressure levels lower than the conventional values. The purpose is to allow its operation by a compressor system powered by solar photovoltaic panels and, therefore, its installation in locations where there is no electrical grid. In the experimental measurements, temperatures below the water freezing point were reached due to the combination of a number of tube parameters. These low temperature values support the use of the vortex tube in air cooling applications in a more efficient and rational energy use, particularly in remote locations, and can contribute to the solution of the energy demand and environmental problems. / A busca por novos sistemas de refrigeração vem se tornando o alvo de estudo de diversos pesquisadores, com o objetivo de diminuir impactos ambientais referentes à destruição da camada de ozônio e efeito estufa que trazem consigo diversos malefícios à vida no planeta. Sistemas de refrigeração convencionais respondem por boa parte do consumo de energia elétrica de uma residência ou uma empresa (de 20 ou até 25%), e são normalmente ligados durante o dia , quando a demanda é maior e as tarifas mais caras. Dispositivos de refrigeração são indispensáveis nas atividades humanas, como conservação de alimentos, medicamentos, etc. Sistemas fotovoltaicos são fontes de energia elétrica confiáveis e independentes. Por essas razões, atualmente, há um aumento no uso de sistemas de refrigeração acionados por energia solar fotovoltaica nas zonas rurais. Tubos de Ranque-Hilsch ou tubos de vórtice são geralmente utilizados para refrigeração local de baixo custo, onde há a disponibilidade de ar comprimido. Nesse trabalho, um tubo de vórtice foi concebido, testado e otimizado para operação em pressões inferiores às convencionais, de modo a ser alimentado por um compressor acionado por módulos fotovoltaicos, suprindo as necessidades de esfriamento em localidades desprovidas de energia elétrica. Nas medições experimentais, foram obtidas temperaturas abaixo do ponto de congelamento da água por meio da combinação de certos parâmetros, possibilitando a esse sistema de climatização ser utilizado de maneira eficiente e racional em localidades remotas, podendo contribuir para a solução da questão energética e ambiental da sociedade.

MAZZA, L. C. S. Conversor CC-CC bidirecional DAB monofásico baseado na célula de comutação de três estados. 2014. 213 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-06-09T17:51:35Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_lcsmazza.pdf: 7314394 bytes, checksum: 9224557c46db00f9fbbcede414d715c4 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-06-10T17:44:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_lcsmazza.pdf: 7314394 bytes, checksum: 9224557c46db00f9fbbcede414d715c4 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-10T17:44:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_lcsmazza.pdf: 7314394 bytes, checksum: 9224557c46db00f9fbbcede414d715c4 (MD5) Previous issue date: 2014-12-15 / This work presented is DC-DC isolated ZVS Bidirectional Dual Active Bridge (DAB) single phase converter, based three-state switching cell is presented. The proposal is to apply it in photovoltaic systems with battery bank into smart networks. Basically the drive control is the duty cycle (D) of the switches and the Phase Shift (φ) of the fundamental tensions between the bridges. The gyrator modeling of the converter is presented, highlighting its natural operating characteristic as gyrator. Shows the qualitative and quantitative analysis of the converter, realizing the full study of the stages of operation of the topology and checking all sixteen regions of operation. To obtain the regions of soft-switching, the fundamental model is applied. The design procedure of the converter is presented, and the results of simulations. A 2kW prototype was developed, aimed at obtaining experimental results validate the theoretical analysis / Neste trabalho é apresentado o conversor CC-CC ZVS isolado bidirecional Dual Active Bridge (DAB) monofásico, baseado na célula de comutação de três estados. A proposta é aplicá-lo em sistemas fotovoltaicos com banco de baterias em redes inteligentes. Basicamente o controle do conversor consiste na razão cíclica (D) dos interruptores e o Phase Shift (φ) entre as componentes fundamentais das tensões entre as pontes. A modelagem por gyrator do conversor é apresentada, destacando-se sua característica natural de funcionamento como gyrator. Mostra-se a análise qualitativa e quantitativa do conversor, realizando o estudo completo das etapas de operação da topologia e verificando todas as dezesseis regiões de operação. Para obtenção das regiões de comutação suave, é aplicado o modelo fundamental. O procedimento de projeto do conversor é apresentado, além dos resultados de simulações. Um protótipo de 2 kW foi desenvolvido, visando a obtenção dos resultados experimentais e validando a análise teórica

FREIRE, F. J. L. Microinversor monofásico baseado na derivação da topologia flyback para sistema de geração fotovoltaica. 2015. 132 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-06-17T12:36:34Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_fjlfreire.pdf: 3547231 bytes, checksum: edcc290f551a4b302ada79ab7833da29 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-06-17T14:23:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_fjlfreire.pdf: 3547231 bytes, checksum: edcc290f551a4b302ada79ab7833da29 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-17T14:23:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_fjlfreire.pdf: 3547231 bytes, checksum: edcc290f551a4b302ada79ab7833da29 (MD5) Previous issue date: 2015-04-30 / The study proposes the design and implementation of a single phase inverter of single stage obtained the derivation of four flybacks converters CC - CC operating in discontinuous mode and associated in parallel modules. This arrangement reduces the amount of magnetic and decreases current efforts in primary transformers and minimizes fluctuations i n photovoltaic module. Among the main properties of micro inverter flyback (MIF) this research, the primary keys work with SPWM switching at high frequency and lagged in one hundred and eighty degrees, while the secondary keys are controlled by PWM's compl ementary. To validate the research, we will develop a prototype that will effect the processing power connecting a photovoltaic panel with 200W power in resistive loads with senoidais characteristics. The proposed system is based on the configuration of th e integrated module drive (MIC), which, in turn, has lower losses in the semi - conductors and magnetic elements of the topology, when compared to complex centralized photovoltaic systems. Among the applications of micro inverter flyback are: supply of remote systems, power electronics devices, small water pumping stations, connections to the grid, among others. Despite the low power, micro inverter has electrical characteristics essential for the insertion in the energy matrix, such as: insulation betwe en the source and the load, types of voltages and currents waves in output with little distortion and frequency of the network. The results obtained in the laboratory show that the micro inverter flyback operating in open loop gets yields close to 90% bein g delivered to the load about 180W. Thus, the ease of construction, the use of fewer components and results collected experimentally enable the micro inverter flyback to perform the CC - CA conversion of photovoltaic systems of small powers connected in sing le - phase linear loads with senoidais characteristics or interconnected to the electric grid / A pesquisa desenvolve o projeto e a implementação de um microinversor monofásico de estágio único obtido da derivação de quatro conversores flybacks CC-CC operando no modo descontínuo e associado em módulos paralelos. Este arranjo reduz o volume dos magnéticos, diminui os esforços de correntes nos primários dos transformadores, bem como minimiza as oscilações no módulo fotovoltaico. Em meio as principais propriedades do microinversor flyback (MIF) desta pesquisa, as chaves dos primários atuam com comutação SPWM em alta frequência e defasadas em cento e oitenta graus, enquanto as chaves dos secundários são comandadas por PWM’s complementares. Para validar a pesquisa será desenvolvido um protótipo que efetuará o processamento de energia interligando um painel fotovoltaico com 200 W de potência, em cargas resistivas com características senoidais. O sistema proposto está fundamentado na configuração módulo inversor integrado (MIC), que por sua vez, possui menores perdas nos semicondutores e elementos magnéticos da topologia, quando comparado aos complexos sistemas fotovoltaicos centralizados. Dentre as aplicações do microinversor flyback encontram-se: abastecimento de sistemas remotos, alimentação de aparelhos eletroeletrônicos, pequenas estações de bombeamentos de água, conexões a rede elétrica, entre outros. Apesar da baixa potência, o microinversor apresenta características elétricas essenciais a inserção na matriz energética, tais como: isolação entre a fonte e a carga, formas de ondas de tensões e correntes na saída com pequenas distorções e na frequência da rede. Os resultados obtidos em laboratório revelam que o microinversor flyback operando em malha aberta obtém rendimentos próximos a 90%, sendo entregue à carga cerca de 180 W. Sendo assim, a facilidade na construção, a utilização de poucos componentes e os resultados coletados experimentalmente habilitam o microinversor flyback a realizar a conversão CC-CA de sistemas fotovoltaicos de pequenas potências conectados em cargas lineares monofásicas com características senoidais ou interligados à rede elétrica

TERÁN, E. M. M. Sistema fotovoltaico de pequeno porte interligado à rede elétrica. 2012. 145 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-10-04T11:58:13Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_emmterán.pdf: 3871183 bytes, checksum: 8eb985f68c890f6ca1b1c0134204761c (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-10-10T14:18:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_emmterán.pdf: 3871183 bytes, checksum: 8eb985f68c890f6ca1b1c0134204761c (MD5) / Made available in DSpace on 2012-10-10T14:18:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_emmterán.pdf: 3871183 bytes, checksum: 8eb985f68c890f6ca1b1c0134204761c (MD5) Previous issue date: 2012-03-02 / In the 21st century, the need of a more clean and environment friendly power matrix has become a very important issue. Therefore this work presents a two stage cc-ac converter for connecting a photovoltaic array to the electrical grid. The 1st stage it’s an isolated boost converter, based in the Three Stage Switching Cell (TSSC), in charge of boosting the photovoltaic array voltage from 48 Vcc to 400 Vcc and to track its maximum power point. The 2nd stage is a single-phase cc-ac Full-Bridge converter responsible of injecting the photovoltaic power into the low voltage power grid (220 Vac, 60 Hz). Both, theoretical analysis and designs examples of power and control circuits are presented for the two stages and, in order to validate the analysis, simulation results complemented with experimental results from an 850 W laboratory prototype are presented. The overall efficiency obtained from the prototype was 86.5% while the total harmonic distortion of the current obtained via simulation was 3.8% at full load. / A necessidade de obter uma matriz energética menos poluente e em harmonia com o meio ambiente é um tópico muito importante no século XXI. Este trabalho apresenta um conversor cc-ca de dois estágios para injetar a energia de um arranjo de painéis fotovoltaicos à rede elétrica. O primeiro estágio é um conversor elevador, isolado, baseado na Célula de Comutação de Três Estados (CCTE), responsável por elevar a tensão dos painéis fotovoltaicos de 48 Vcc para 400 Vcc e de extrair a máxima potência disponível deles. O segundo estágio consiste em um conversor monofásico cc-ca, ponte completa, responsável por injetar a energia na rede elétrica de baixa tensão (220 Vca, 60 Hz). São apresentados estudos teóricos e exemplos de projeto dos circuitos de potência e controle para ambos os estágios e, com o objetivo de validar a análise, são apresentados resultados de simulação computacional, complementados com resultados experimentais, correspondentes a um protótipo de laboratório de 850 W. O rendimento global obtido experimentalmente é aproximadamente 86,5% enquanto que a distorção harmônica total da corrente entregue à rede elétrica obtida via simulação computacional é 3,8% a plena carga.