Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-07-04Bitstream added on 2014-06-13T20:39:46Z : No. of bitstreams: 1 roberts_jj_me_guara.pdf: 911248 bytes, checksum: af476004a9c92851681fc1ca0c050dd6 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Sistemas autônomos baseados em energias renováveis se apresentam como uma solução alternativa aos problemas de eletrificação em regiões afastadas da rede elétrica. O abastecimento de energia de forma autônoma se refere ao fornecimento de eletricidade de forma independente da rede de distribuição interligada. Dentre as fontes renováveis a solar fotovoltaica e a eólica, além de possuírem vantagens que as tornam adequadas a diversos tipos de aplicações, podem ser ainda utilizadas de forma conjunta, com ou sem a presença de outras fontes, constituindo o que se conhece por sistemas híbridos de geração de energia. Em este trabalho se propõe uma metodologia diferente para avaliar o desempenho de um Sistema Híbrido de Geração de Energia (SHGE) solar-eólico-diesel considerando variações probabilísticas da carga e dos recursos renováveis. Foi desenvolvido um algoritmo que simula o funcionamento típico do sistema utilizando uma base de tempo de uma hora e, de um intervalo para outro, se consideram variações estocásticas da carga e dos recursos renováveis (vento, radiação solar e temperatura). Em ambos os casos, a aleatoriedade da ocorrência dos eventos é modelada com base no método de Simulação de Monte Carlo seqüencial. A metodologia desenvolvida para a avaliação do SHGE foi aplicada em um estudo de caso como dados reais para os recursos renováveis e para a demanda, em um local pré-selecionado, para duas configurações de sistema híbrido, SGHE solar-eólico-diesel e SHGE solar-eólico. O método de simulação proposto mostrou-se como uma ferramenta interessante para tomada a de decisões e para a ponderação de possíveis cenários de funcionamento. A apresentação dos resultados em forma de histograma permitiu... / Off-grid power systems based on renewable energy resources are presented as an alternative solution for electrification problems in remote isolated areas. Off-grid power generation refers to the electricity supply, regardless of the energy distribution network. Among the renewable energy sources available nowadays, the solar photovoltaic and the wind power not only have the advantages that make them suitable for various types of applications, but also can be used jointly with or without the presence of other sources, constituting what is known as hybrid power generation systems. This work proposes a different methodology to evaluate the performance of a solar-wind-diesel Hybrid Power Generation System (HPGS) considering probabilistic variations of load and renewable resources. An algorithm that simulates the typical operation of the system was developed using a periodically time lapse of an hour. Load and renewable resources (wind, solar radiation and temperature) stochastic variations are considered and analyzed hourly. In both cases, the event occurrence randomness is modeled using the Sequential Monte Carlo simulation method. The proposed methodology for assessing the performance of a HPGS was applied to a case study using actual data for the renewable resources and the load, in a pre-selected location. Two different hybrid system configurations were evaluated, a solar-wind-diesel HPGS and a solar-wind HPGS. The performance evaluation method proved to be an interesting tool for decision making and for pondering possible operating scenarios. The results presentation as histogram graphics allowed estimating the probability occurrence of unusual possible scenarios. The application of the proposed methodology in this work presented satisfactory results. For both... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-12-02Bitstream added on 2014-06-13T20:00:04Z : No. of bitstreams: 1 britto_rf_me_guara.pdf: 555381 bytes, checksum: 48e1967b9a09218a2f0f11946626a05b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo deste trabalho é desenvolver um estudo técnico e econômico de alternativas de suprimento energético por autoprodução em condomínios residenciais horizontais a partir do desenvolvimento de um modelo de otimização. O estudo de caso foi realizado em um condomínio residencial de São José dos Campos, cidade do estado de São Paulo. O modelo proposto analisa formas alternativas de produção de energia, compatíveis com este tipo de “empresa”, a saber: eólica, fotovoltaica e geração de energia elétrica com motor de combustão interna; desta forma, busca estabelecer as bases técnicas das alternativas energéticas, considerando os aspectos técnicos e econômicos. Foram identificadas as necessidades elétricas das áreas comuns do condomínio em base temporal, nas quais o consumo e os custos são compartilhados entre os moradores. O modelo de otimização é baseado na concepção inicial de uma superestrutura que considera equipamentos comerciais para produção de energia de origem fotovoltaica, eólica e a partir de motor de combustão interna. O software LINGO foi utilizado para simulação de diferentes situações e obtenção da rota tecnológica ótima correspondente. Foram simulados cenários com diferentes condições de preços de energia e custos dos equipamentos de modo a se obter as condições nas quais as tecnologias renováveis conseguem se habilitar a compor a configuração final do sistema de autoprodução de energia elétrica / The main purpose of this work is to develop a technical and economic study of energy supply alternatives by self-production in horizontal condominiums. The case study was developed in a neighborhood of São José dos Campos city, state of São Paulo. The proposed model analyzes alternative forms of energy production, compatible with this type of business, namely: wind, solar and electric power generation with an internal combustion engine, thus, seeks to establish the technical basis of alternatives energy, considering the technical and economic aspects.It was identified the electrical needs of the common areas of the condominium in time basis, in which the consumption and costs are shared among the residents. The optimization model is based on the initial design of a superstructure where it is considered commercial equipment for generating energy from photovoltaic and wind sources and from internal combustion engine. The software LINGO was used to simulate different situations and obtain the corresponding optimal technological route. Were considered the simulation scenarios with different conditions of energy prices and equipment costs in order to obtain the conditions under which renewable technologies are able to be qualified to compose the final configuration of the system of electricity self-generation

Foi estudado teórica e experimentalmente um sistema fotovoltaico acoplado a cavidades tipo V com rastreamento em torno de um eixo horizontal orientado na direção Norte-Sul. Para certas combinações da relação de concentração e ângulo do vértice, os concentradores tipo V possuem a propriedade de iluminar uniformemente a região absorvedora, característica que os torna particularmente aptos para trabalhar em conjunto com módulos fotovoltaicos. O trabalho analisa três aspectos: a) as propriedades óticas e radiantes das cavidades tipo V; b) a metodologia de projeto das cavidades e c) o desempenho de um protótipo experimental. Com relação às propriedades óticas, os raios incidentes, que atingem o absorvedor (radiação aceita) ou invertem o sentido de sua trajetória e retornam à abertura (radiação rejeitada), são categorizados de acordo com o número de reflexões que experimentam antes de atingir o absorvedor ou a abertura, respectivamente. Os raios assim classificados são denominados modos de reflexão. O estudo do seu comportamento permite derivar soluções analíticas para as propriedades óticas e radiantes da cavidade. Estas soluções possibilitam calcular: 1 ) a função de aceitação angular e a eficiência ótica para radiação direta, aceita e rejeitada; 2) a distribuição espacial e angular da densidade de fluxo na região do absorvedor e 3) os coeficientes de intercâmbio radiante para radiação difusa, aceita e rejeitada. Resultados numéricos para uma variedade de combinações da relação de concentração e ângulo do vértice são apresentados. A metodologia de projeto da cavidade é abordada a partir dos resultados do estudo anterior, que permitem definir o subconjunto de cavidades cuja iluminação na região do absorvedor é uniforme, determinar o intervalo angular para o qual isso se verifica e calcular suas propriedades óticas e radiantes. Essas informações conjuntamente com uma análise de custos permitem definir a cavidade que apresenta as melhores condições operacionais e relação de custo-benefício. Foi construído um protótipo de sistema fotovoltaico e realizados testes instantâneos de caracterização ótica e elétrica de seus componentes e testes operacionais do sistema. Os resultados experimentais confirmam o aumento esperado de 31% na coleção de energia solar, devido ao acompanhamento do movimento do Sol, e mostram um aumento de 51% na produção de energia elétrica diária do sistema com concentração em relação ao sistema sem concentração. O resultado combinado de ambos efeitos é um aumento da ordem de 100% na energia elétrica produzida, com relação a coletores fixos sem concentração. Os procedimentos desenvolvidos para analisar o sistema fotovoltaico permitem, do ponto de vista qualitativo, adquirir uma adequada compreensão dos processos de conversão de energia e, do ponto de vista quantitativo, estimar seu desempenho com boa exatidão. Os resultados teóricos e experimentais deste estudo podem ser de importância no desenvolvimento da engenharia de projeto, construção e teste de sistemas fotovoltaicos de médio e grande porte. / A theoretical and experimental study of a photovoltaic system coupled to V-trough cavities, tracking the sun around one axis1 N-S horizontal, has been undertaken. For certain combinations of concentration ratio and vertex angle, V-trough cavities can uniformly illuminate the flat absorber, property which makes those concentrators particularly suitable to work in conjunction with photovoltaic modules. The work studies three aspects of the problem: a) the optical and radiative properties of the V-trough cavities; b) their design procedure and c) the performance of an experimental prototype. Concerning the first item, the incident light rays are categorized according to the number of reflections undergone before reaching either the absorber (accepted radiation) or the aperture (light rays which experiment a path reversal toward rejection out of the cavity). These are referred to as reflection modes. The analyses of the reflections modes behavior enables to derive closed form analytic solutions for the optical and radiative properties of the V-trough cavities. Then it can be obtained 1) the angular acceptance function and optical efficiency for accepted and rejected beam radiation; 2) the spatial and angular flux distribution on the absorber region and 3) the radiative exchange coefficients for accepted and rejected diffuse radiation. Numerical results for various combinations of concentration ratio and vertex angle, are given. The design procedure of the cavity is closely related to the results derived in the previous study. They allow to identify the subclass of cavities with uniform illumination on the absorber, to determine the angular interval where this property holds and to calculate its optical and radiative properties. Together with a cost analyses it is possible to select the cavities that meet the best operational conditions and cost-benefit relation. A prototype of the photovoltaic system was built and the optical and electrical characteristics of the various system components, were determined through instantaneous tests. Long run, operational tests of the photovoltaic system were also done. The results confirm the expected increase of 31% in collected energy, due to sun tracking, and show a 51% of energy increase due to light concentration. The combined result of tracking and concentration yields an energetic gain of de arder of 100%, when compared with a fixed system with no concentration. The procedures developed to test and evaluate the photovoltaic system provide a good understanding of the energy conversion processes and enable to predict the system performance with good accuracy. The experimental and theoretical resulta of this study are relevant for the development of the engineering of design, building and test of medium and large size photovoltaic systems.

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.

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-02-23T19:15:07Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Urbano Uelligton Secundes.pdf: 2250923 bytes, checksum: 6020cba5a86530c67a1e907fdd810726 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-23T19:15:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Urbano Uelligton Secundes.pdf: 2250923 bytes, checksum: 6020cba5a86530c67a1e907fdd810726 (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / Diante do aumento da demanda energética mundial, países emergentes, como o Brasil, buscam formas de ampliar a geração de eletricidade e injetá-la na matriz energética nacional de forma a garantir o desenvolvimento de todos os setores de consumo. Porém, o desafio consiste em gerar eletricidade de forma sustentável e menos poluente possível. Focado nessa problemática, a geração de energia elétrica através de energia solar fotovoltaica é uma das possíveis alternativas para ampliar a capacidade da matriz energética brasileira num prazo mais curto, e com investimentos menores do que a construção de grandes centrais hidro elétricas, que representam, atualmente, mais de 70% (setenta por cento) da geração nacional de eletricidade. Devido a algumas ações do governo federal nos últimos anos, através da Agencia Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), deverá ocorrer uma ampliação significativa dos sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica no Brasil, e por ser uma realidade um tanto recente, existe uma grande carência de publicações acadêmicas que tratem do assunto no sentido de orientar quais são os procedimentos técnicos e as normativas que devem ser seguidos para conectar sistemas fotovoltaicos à rede elétrica, sobretudo no que diz respeito a sistemas maiores que configurem uma central fotovoltaica. Neste trabalho, é apresentado um estudo dos aspectos geográfico, técnico e legal condicionantes para a autorização de instalação e licença de operação de uma central fotovoltaica, além de um estudo de caso que verifica o cumprimento das condicionantes estabelecidas pela ANEEL para a Planta Fotovoltaica de 2,5MWp a ser instalada em Petrolina. Por fim, é apresentado um estudo da viabilidade técnico-econômica para instalação de uma central fotovoltaica de 2,5MWp, variando o tipo de tecnologia dos painéis fotovoltaicos e o percentual de financiamento do empreendimento. Como resultado são apresentadas todas as orientações, procedimentos e normativas para a obtenção das licenças prévia, licença de instalação e licença de operação de uma central Fotovoltaica conectada em média tensão. A análise de viabilidade econômica mostrou que, sistemas compostos por módulos fotovoltaicos de Silício policristalino tempo é de retorno do investimento é por volta de 12 anos. Com relação ao uso de módulos de Silício amorfo, embora apresente um melhor comportamento em temperaturas elevadas na geração de eletricidade, o resultado das simulações mostra que nesse caso o tempo de retorno, em torno de 14 anos, é maior do que o tempo de retorno para os módulos de Silício policristalino. Uma explicação para o elevado tempo de retorno está no aumento da área de geração para compensar o baixo rendimento dos módulos. Isso implica em aumento de custos de estruturas, cabeamento, enfim, aumento de custo de instalação, o que resulta em maior tempo de retorno. / Given the increasing world energy demand, emerging countries like Brazil, looking for ways to increase electricity generation and inject it in the national energy matrix to ensure the development of all consumer sectors. However, the challenge is to generate electricity in a sustainable and environmentally friendly way possible. Focused on this problem, the generation of electricity through solar PV is one of the possible alternatives to expand the capacity of the Brazilian energy matrix within a shorter period, and lower investment than the construction of large hydro electric power stations, which currently represent more than 70% (seventy percent) of the national electricity generation. Due to some actions of the federal government in recent years through the National Electric Energy Agency (ANEEL), there should be a significant expansion of photovoltaic systems connected to the grid in Brazil, and for being a reality somewhat recent, there is a great need academic publications that address the issue in order to guide what are the technical procedures and regulations that must be followed to connect PV systems to the grid, especially with regard to larger systems that constitute a photovoltaic plant. In this work, a study of the geographical, technical and legal conditions aspects are presented for the authorization of installation and operation license of a photovoltaic plant, and a case study to verify compliance with the conditions established by ANEEL for Photovoltaic Plant of 2,5MWp to be installed in Petrolina city. Finally, a study is made of the technical and economic feasibility for installation of a photovoltaic plant of 2.5 MWp, varying the type of photovoltaic technology and venture financing percentage. As a result contains all policies, procedures and regulations for obtaining the prior licenses, installation license and operating license of a central Photovoltaic connected in medium voltage. The economic feasibility analysis showed that systems composed of photovoltaic modules polycrystalline silicon is time to return on investment is around 12 years. Regarding the use of amorphous silicon modules, although it presents a better behavior at high temperatures in electricity generation, the results of simulations show that in this case the turnaround time, around 14 years, is greater than the return time for polycrystalline silicon modules. One explanation for the high turnaround time is to increase the generation area to compensate for the low yield of the modules. This implies an increase of cost structures, cabling, finally, increased cost of installation, which results in increased turnaround time.

Made available in DSpace on 2018-08-01T23:59:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11519_Cynthia de Barros Lima Scarpati.pdf: 129721361 bytes, checksum: 5fea7f64d9edd50a24732835b9606bdc (MD5) Previous issue date: 2017-08-08 / A energia solar fotovoltaica constitui uma via fundamental para o desenvolvimento sustentável e diversificação da matriz elétrica nacional. Com o aumento nos preços dos combustíveis fósseis aliado às crescentes preocupações ambientais, a energia essa fonte surge como alternativa de energia limpa, principalmente após a formulação e implantação do Novo Modelo do Setor Elétrico Brasileiro, que estabeleceu mecanismos para aumentar a competitividade das fontes alternativas de energia frente às fontes convencionais. O Brasil é privilegiado por ser um país localizado na região intertropical, possuindo elevados níveis de insolação para o aproveitamento de energia solar durante todo o ano. Os sistemas de energia elétrica, tradicionalmente, são compostos por grandes produtores que fornecem a energia para diferentes clientes através de redes de transmissão e distribuição, sendo este modelo de transmissão conhecido como centralizado. Atualmente, a tendência é a introdução da descentralização na geração de energia elétrica, através da geração distribuída de energia. Sob essa perspectiva, este trabalho buscou apresentar as principais políticas de incentivo fiscal, regulatórias e de financiamento público para a energia solar fotovoltaica em sistemas conectados à rede elétrica no Brasil, ressaltando os aspectos econômicos e perspectivas futuras para a geração fotovoltaica centralizada e distribuída no país. Palavras-chave: Energia Solar Fotovoltaica; Políticas de Incentivo; Geração Fotovoltaica Distribuída; Leilões de Energia.

Orientador: Kamal Abdel R. Ismail / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:07:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mello_EdmarCarneiroJansende_M.pdf: 4648373 bytes, checksum: 5c1c3511cee281bfab71355d984da562 (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:36:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9127_1.pdf: 2361430 bytes, checksum: 1d2eedcd092bf667f87e4fc6a05b465b (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Nos últimos cinqüenta anos, o uso da energia solar no mundo tem crescido consideravelmente em suas principais modalidades de aproveitamento: térmica e fotovoltaica. Apesar da significativa evolução da tecnologia fotovoltaica ao longo das últimas décadas, o custo da energia produzida por esses sistemas continua sendo elevado quando comparado à energia produzida por sistemas convencionais. Diversos meios que tendem a reduzir esses custos têm sido experimentados, dentre os quais se encontra o uso de dispositivos de acompanhamento do movimento do Sol (rastreadores). Neste trabalho é apresentado um modelo de rastreador solar com seguimento em uma direção, desenvolvido e construído nos laboratórios do Grupo de Pesquisas em Fontes Alternativas de Energia. Este rastreador utiliza em seu circuito de controle componentes eletrônicos simples e de baixo custo. Uma estrutura mecânica simples foi também desenvolvida. Estas características, juntamente com a não utilização de baterias, resultaram em um sistema que não possui o alto custo relacionado à aquisição e manutenção de sistemas de rastreamento comercialmente disponíveis. O circuito eletrônico desenvolvido utiliza a energia gerada pelos módulos fotovoltaicos do sistema para realizar o acompanhamento ao longo do dia. A ausência de geração de energia durante a noite foi utilizada para garantir a reinicialização do circuito eletrônico de controle, que ativa o retorno do arranjo à posição inicial ao ser alimentado pelos módulos do sistema na manhã seguinte. Isto eliminou a necessidade de um sensor específico para acionar o retorno. Ajustes realizados no sistema de controle com o rastreador em funcionamento tornaram o rastreador menos sensível a radiação difusa, diminuindo a ocorrência de erros no seguimento do Sol em dias nublados (problema típico em sistemas de rastreamento). Testes realizados com o sistema acompanhando o Sol em seu movimento Leste-Oeste mostraram resultados que validam o sistema. O rastreador se comportou de forma confiável mesmo em dias nublados e com baixo nível de radiação, apresentando boa precisão no seguimento do movimento do Sol para altos níveis de irradiância, com erros máximos de 1 grau. Foram verificados ganhos na energia diária coletada variando entre 15%, para um dia nublado, e 31% para um dia de céu limpo. O rastreador montado apresentou um custo equivalente a cerca de 34% do custo de um rastreador comercialmente disponível com capacidades semelhantes

Orientador: Ivan E. Chambouleyron / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T20:44:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marques_FranciscodasChagas_M.pdf: 1219296 bytes, checksum: 8727cb98de07c26c88439e750decfa56 (MD5) Previous issue date: 1984 / Resumo: A utilização de células solares em aplicações terrestres sempre foi limitada pelos seus altos custos de produção. O desenvolvimento de células economicamente viáveis tem sido objeto de pesquisa nos últimos anos, estimulado pela crise de energia. Neste sentido, a confecção de dispositivos com barreira superficial tem recebido grande atenção, principalmente por envolverem baixas temperaturas no processo de fabricação. Este trabalho consistiu da fabricação, otimização e caracterização de células solares com barreira superficial. Utilizamos a estrutura semicondutor - isolante - semicondutor (SIS), em substrato de silício tipo-n, orientação (100). Sobre ele crescemos uma camada de SiO2 a 430ºC em atmosfera de oxigênio seco. Em seguida, depositamos uma camada de SnO2 utilizando o método clássico do "spray" químico. Desta maneira é formada a estrutura SnO2/SiO2/(n)Si. No processo de otimização estudamos três parâmetros: a resistividade do silício; a dopagem do SnO2 com flúor e a espessura do óxido de silício. As melhores células foram fabricadas com a resistividade em torno de 2 - 3 ohm.cm, concentração de flúor na solução para o SnO2 de 15 mol % e 25 min. de crescimento do óxido isolante. Em uma das melhores células obtivemos uma tensão de circuito aberto de 566 mV, corrente de curto-circuito de 33,3 mA/cm2, fator de forma de 69,2% e eficiência de 13,1 %. Através das medidas de capacitância determinamos a altura da barreira em 0,92 eV. Pelas medidas do logaritmo da corrente em função da tensão, observamos, pelo menos, três tipos de mecanismos de transportes de corrente: tunelamento assistido termicamente (em baixas polarizações); recombinação (polarizações moderadas) e difusão (altas polarizações) / Abstract: Not informed. / Mestrado / Física / Mestre em Física