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.

CASTRO, L. A. Projeto de conversor CC/CC Z-source aplicado ao sistema fotovoltaico interligado a uma microrede CC. 2016. 116 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-04-27T15:40:09Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_lacastro.pdf: 4837326 bytes, checksum: 51f1318f3d5170bb4cf2d53e4a805bb0 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-29T17:43:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_lacastro.pdf: 4837326 bytes, checksum: 51f1318f3d5170bb4cf2d53e4a805bb0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-29T17:43:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_lacastro.pdf: 4837326 bytes, checksum: 51f1318f3d5170bb4cf2d53e4a805bb0 (MD5) Previous issue date: 2016-04-15 / This work proposes study and implementation of a DC/DC Z-source converter operating in continuous conduction mode (CCM); It is applied to a photovoltaic system connected to a DC microgrid; aiming to inject the electricity supplied from PV array; To this end; the PV array is connected to the input of Z-source converter; which rises from 167V to 400V and injects the output current at the DC bus; using maximum power point tracking techniques (MPPT); The prototype implemented in the laboratory was developed for 1;38 kW output power; with the possibility to be fed either by a DC current source or DC voltage source; which does not happen with traditional converters (Buck; Boost; etc); The average efficiency achieved yield of 94%; As for the electric power processing from renewable sources; two heuristic methods were tested: Perturbe and Observe (P&O) and Conductance Incremental (IC); The average efficiency of the prototype; using the P&O technique in tracking maximum power was 79;9%; while using the second technique (IC) the average efficiency was a 82;5% / O presente trabalho propõe o estudo e a implementação de um conversor CC/CC Z-source; operando em modo de condução contínuo (MCC); O mesmo é aplicado em um sistema fotovoltaico interligado a uma microrede CC; objetivando injetar a energia elétrica fornecida a partir de arranjo fotovoltaico;Para tal; o arranjo fotovoltaico é conectado na entrada do conversor Z-source; que a eleva de 167V para 400V e injeta a corrente de saída no barramento CC de 400V; utilizando técnicas de rastreamento do ponto de máxima potência (MPPT); O protótipo implementado em laboratório foi desenvolvido para uma potência nominal de saída de 1;38 kW com possibilidade de ser alimentado tanto por uma fonte CC de corrente ou uma fonte CC de tensão; diferenciando-se dos conversores tradicionais (Buck; Boost; etc); O mesmo alcançou um rendimento médio de 94%; Quanto ao processamento de energia elétrica a partir de fontes renováveis; foram testados dois métodos heurísticos: Pertube e Observe (P&O) e Condutância Incremental (IC); A eficiência média do protótipo usando a técnica P&O no rastreamento da máxima potência foi de 79;9%; enquanto usando a segunda técnica alcançou-se uma eficiência de 82;5%

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-11-21T03:18:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348633.pdf: 5070973 bytes, checksum: 1e7b24b46988237c2b4349b3201248fa (MD5) Previous issue date: 2017 / Este trabalho busca avaliar a perda de desempenho em sistemas solares fotovoltaicos causada pelo acúmulo de sujeira na superfície dos mesmos utilizando curvas IxV medidas em campo e aprimorar a metodologia empregada para tal avaliação.As diferentes tecnologias FV sofrem diferentes impactos no que diz respeito ao acúmulo de sujeira e seus efeitos sobre o desempenho dos dispositivos fotovoltaicos. Seja pela sua resposta espectral, ou simplesmente pela característica construtiva elétrica do módulo, acúmulos de sujeira de perfil semelhante sobre a superfície dos módulos FV das diferentes tecnologias disponíveis no mercado apresentam impactos diferentes na atenuação da geração. Poucos estudos são conduzidos no sentido de quantificar as perdas para diferentes tecnologias, e quando realizados, são conduzidos em ambientes laboratoriais, tendo pouca ou nenhuma reprodutibilidade para sistemas instalados em campo.Neste estudo foi realizada uma avaliação através de uma análise experimental, buscando averiguar que, para diferentes tipos de sujeira o perfil de atenuação, conhecido da literatura, da transmitância de caráter espectro-seletivo causado pela sujeira é o mesmo, onde tecnologias FV com respostas espectrais concentradas nos baixos comprimentos de onda apresentam maiores perdas por sujeira. Para a avaliação e aperfeiçoamento do método, foram realizadas três avaliações de perda de desempenho causada por sujeira em sistemas de diferentes tecnologias, em dois sistemas distintos, buscando medir os diferentes valores do ponto de máxima potência impostos pelo acúmulo de sujeira, e assim comparar estes valores nas diferentes tecnologias FV. Através da análise do resultado das avaliações, foram sugeridas propostas de melhoria do método da avaliação, visando diminuir as incertezas intrínsecas a este método.Através da análise experimental, foi obtido um perfil semelhante de curva de transmitância, podendo assim concluir que a resposta espectral de cada tecnologia apresenta papel fundamental na análise. Foram encontradas perdas com valores muito discrepantes entre tecnologias, e com valores elevados (da ordem de 16%) através do acúmulo de sujeira, demonstrando a importância de tal avaliação para otimizar o desempenho do sistema FV. / Abstract : This work aims to evaluate the loss of performance in solar photovoltaic systems caused by the accumulation of dirt on its surface using IxV curves measured in the field and to improve the methodology used for such evaluation.The different PV technologies suffer different impacts with respect to the accumulation of dirt and its effects on the performance of the photovoltaic devices. Whether due to its spectral response or simply to the electrical topology of the PV module, dirt accumulations of similar form on the surface of the PV modules of the different technologies available in the market present different impacts on generation attenuation. Few studies are conducted to quantify losses for different PV technologies, and when performed, are conducted in laboratory environments, having little or no reproducibility for field-installed systems.In this study an evaluation was carried out through an experimental analysis, aiming to investigate that for different types of dirt the attenuation profile, known in the literature, of the spectrum-selective transmittance caused by dirt is the same, where PV technologies with spectral responses concentrated in the low wavelengths present greater losses by dirt. In order to evaluate and improve the method, three evaluations performance losses caused by dirt in different technology systems were carried out, in two different systems, in order to measure the different values of the maximum power point imposed by the accumulation of dirt and to compare these values in different FV technologies. Through the analysis of the evaluations results, proposals were suggested in order to improve the evaluation method, and in order to reduce the uncertainties intrinsic to this method.By means of the experimental analysis, a similar shape of the transmittance curve was obtained, which allows to conclude that the spectral response of each technology plays a fundamental role in the analysis. Losses with very discrepant values between technologies were found, and with high values (of the order of 16%) through the accumulation of dirt, demonstrating the importance of such evaluation to optimize the performance of the PV system.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-05-08T19:17:45Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22741 bytes, checksum: 6d485fa57a2ebb95a6dd0efb0da258db (MD5) DISSERTAÇÃO_SínteseTrietoxissilanoPrecursor.pdf: 3401540 bytes, checksum: f22e00214acb0eaa50b8ec96be07eed5 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-05-14T19:31:35Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22741 bytes, checksum: 6d485fa57a2ebb95a6dd0efb0da258db (MD5) DISSERTAÇÃO_SínteseTrietoxissilanoPrecursor.pdf: 3401540 bytes, checksum: f22e00214acb0eaa50b8ec96be07eed5 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-14T19:31:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22741 bytes, checksum: 6d485fa57a2ebb95a6dd0efb0da258db (MD5) DISSERTAÇÃO_SínteseTrietoxissilanoPrecursor.pdf: 3401540 bytes, checksum: f22e00214acb0eaa50b8ec96be07eed5 (MD5) Previous issue date: 2014 / A crescente utilização de silício na indústria fotovoltaica e eletrônica vem aumentando a demanda pelo produto puro (silício grau solar e grau eletrônico), o silício puro é obtido normalmente do silício grau metalúrgico, que apresenta pureza em torno de 95%. O silício de alta pureza pode ser obtido a partir do monossilano (SiH4), o objetivo deste trabalho foi propor a obtenção de um precursor do monossilano por meio de uma rota química catalítica livre de cloros e cloretos, portanto mais limpa e consideravelmente menos danosa ao meio ambiente. Este processo inicia-se por uma síntese, uma reação catalisada, entre alcoóis e o Si-GM, resultando assim em substâncias chamadas de alcoxissilanos com fórmula geral Si(OR), onde “R” representa radicais orgânicos, como metila, etila, etc. Em uma segunda etapa, o alcoxissilanos, precursor do monossilano, também passa por uma reação catalisada, chamada desproporcionamento, ou seja, ocorre simultaneamente uma reação de oxidação e redução entre moléculas de uma mesma substância, os produtos gerados são então o tetra-alcoxissilanos e o SiH4. Primeiramente o Si-GM foi purificado pela lixiviação ácida, foram utilizadas partículas com tamanho médio de 60μm, inseriu-se o cobre como catalisador em amostras de silício lixiviado e não lixiviado por impregnação de via húmida e estas então foram ativadas por tratamento térmico a uma temperatura de 250°C e atmosfera de H2. No processo de síntese usou-se o etanol com reagente em um sistema de reator de leito fixo, foram avaliadas as influências da temperatura (250, 350 e 450°C), da composição química do silício (lixiviado e não lixiviado) e a proporção de catalisador (1,5%, 3,5% e 7% m/m). O processo de lixiviação ácida mostrou-se eficiente na remoção de contaminantes, chegando a uma pureza relativa igual a 99,96%. O TES não teria sido produzido no modelo aqui proposto, mas a presença do TEOS confirma que o sistema de leito pode ser uma alternativa de rota para esta síntese, também foi possível avaliar a viabilidade técnica do processo no que diz respeito ao reaproveitamento de resíduos. __________________________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: The silicon use at photovoltaic and electronics industry has growing (solar grade silicon and electronic grade) increased pure product demand. Pure silicon usually obtained from metallurgical grade silicon, which has purity around 95%. The high purity silicon can be obtained from monosilane (SiH4). This work aim was obtain a monosilane precursor through a catalytic chemical route free of chlorides and chlorines thus considerably cleaner and less environment damaging. This process starts by synthesis, a catalyzed reaction, between alcohols and GM-Si, resulting in substances called alkoxysilanes to formula Si(OR), where "R" represents organic radicals, such as methyl, ethyl, etc. In a second step, the alkoxysilane, monosilane precursor, also undergoes a catalyzed reaction, called disproportionation, i.e., a oxidation and reduction reaction occurs both between same substances molecules, products generated are then tetra-alkoxysilanes and SiH4. Si-GM was purified by acid leaching, an average particle size of 60μm were used, copper was inserted as catalyst in silicon samples leached and not leached by the wet impregnation and these were then activated by heat treatment at 250°C and H2 atmosphere. Ethanol was used in synthesis process in a fixed bed reactor system, temperature influences (250, 350 and 450 ° C), silicon chemical composition (not leachate and leachate) were evaluated also catalyst proportion (1.5%, 3.5% and 7% w/w). Leaching process has been successful in removing contaminants, reaching a relative purity equal 99.96%. The TES would not have been produced in model proposed here, but TEOS presence confirms that bed system can be a synthesis alternative route, it was also possible to evaluate process technical feasibility with respect waste reuse.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T18:30:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 313601.pdf: 4138516 bytes, checksum: 59e55a9c07eb3ddd5ac2b175a6a33af6 (MD5) / O presente trabalho apresenta uma análise teórica do fenômeno de transferência eletrônica (ET) para dois sistemas moleculares. Inicialmente é apresentada uma breve introdução sobre o processo de transferência eletrônica, seguida de uma descrição de seu papel em dispositivos fotovoltaicos orgânicos e poliméricos. Prossegue-se com uma descrição detalhada da teoria usada nesta dissertação e das diferentes técnicas computacionais utilizadas para realizar a propagação temporal de pacotes de onda eletrônicos em sistemas moleculares. Dois modelos físicos são investigados pelo formalismo. No primeiro caso apresenta-se uma análise do fenômeno de transferência eletrônica em um sistema doador-aceitador assistido por ponte: dois átomos de berílio atuam como o par doado-aceitador, para os quais a transferência é intermediada por uma estrutura molecular rígida (cadeia de polietileno) C17H36. Examinou-se as consequência para a transferência dos diferentes comprimentos de ligação que conectam doador e aceitador com a ponte, e a variação do número de unidades de etileno na ponte. Os cálculos demonstram a transição entre a transferência de carácter ôhmico e a super-trânsferência, em acordo com outros formalismos. O segundo modelo de estudo consiste de uma cadeia triatômica dinâmica idealizada para a investigação dos efeitos do movimento iônico sobre a dinâmica eletrônica. Fica evidenciado que em frequências nucleares baixas a dinâmica eletrônica é de carácter adiabático. Em contrapartida, frequências maiores conduzem à efeitos de carácter não adiabático.<br> / Abstract : This work presents a theoretical analysis of the electron transfer process for two types of molecular systems. It begins with a brief introduction about the electron transfer process, which is followed by a discussion about the relevance of the process to the operation of organic and polymeric photovoltaic devices. In the sequence, the relevant theory is explained in detail, particularly the computational methods that are used to time propagate electronic wavepackets in molecular structures. Two physical models are investigated with the formalism. In the first case, the analysis of the electron transfer mechanism is carried for a donor-acceptor system coupled by a bridge: two beryllium atoms act as the donor-acceptor pair, and the electronic transfer takes place through a rigid molecular structure (polyethylene chain) C17H36. The effects caused by changing bond lengths between donor/acceptor sites and the bridge as well as varying the number of ethylene units in the bridge were investigated. The calculations show a transition of the transfer behaviour from ohmic to super-exchange, in accordance with predictions made by different formalisms. The second model system consists of a tri-atomic dynamic chain, which is thought for studying the effects of the ionic motion on the electronic dynamics. The present study shows that the electronic dynamics is adiabatic at low nuclear frequencies whereas at high nuclear frequencies non-adiabatic effects arise.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T13:10:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338270.pdf: 203285788 bytes, checksum: 6ca03398fa02cd4cbc52da6a15993415 (MD5) Previous issue date: 2015 / O sistema fotovoltaico conectado à rede apresenta-se como uma alternativa promissora para a geração de energia elétrica próximo ao local do consumo, principalmente em um país com grande potencial de irradiação solar como o Brasil. No entanto, a aplicação dos sistemas fotovoltaicos nos centros urbanos pode ser prejudicada pela verticalização das cidades e consequente obstrução solar. Por essa razão, esta dissertação tem como objetivo avaliar níveis de irradiação solar em quatro edificações residenciais inseridas no contexto urbano. O uso de programas para simulação dos mapas de irradiação solar nas envoltórias dessas edificações e a estimativa de geração de energia elétrica através de painéis fotovoltaicos aplicados nessas superfícies fazem parte desta pesquisa de caráter exploratório. O processo para realização do método está dividido em quatro etapas e obedece à seguinte sequência: identificação das tipologias residenciais para os estudos de caso; análise da disponibilidade solar incidente nas envoltórias das edificações; quantificação do potencial de geração de energia; delimitação das áreas úteis nas envoltórias a partir do limite mínimo estabelecido de irradiação solar. Quatro diferentes edificações residenciais foram selecionadas, sendo uma residência com dois pavimentos e três edificações multifamiliares com alturas distintas com três, oito e treze pavimentos tipo de apartamentos. Os modelos foram desenvolvidos no programa Rhinoceros e simulados através do plug-in DIVA, que permitiu a quantificação de irradiação solar nas partes opacas desses edifícios através de mapas de irradiação. Os resultados, para a latitude considerada de 27o S, apresentaram a cobertura (plano horizontal) como a área com maior irradiação solar e com o menor tempo de equivalência entre o valor investido no sistema fotovoltaico e o valor que deixa de ser pago pela energia elétrica da concessionária. Porém, com a verticalização dos edifícios, as áreas de coberturas foram insuficientes para a atender à geração fotovoltaica desejada. As fachadas (plano vertical) com maior disponibilidade de área foram analisadas e, quando orientadas para logradouro, apresentaram uma menor interferência do entorno. A média anual de irradiação de todas as fachadas resultou nos quatro estudos de caso, valores entre 49% e 62% inferiores às médias anuais das coberturas. A delimitação das áreas úteis para geração fotovoltaica, identificadas neste trabalho como as áreas com irradiação solar superior a 679 kWh/m2/ano, desqualificou as fachadas com as orientações SE-S e S-SO para aplicação do sistema fotovoltaico. Os edifícios com dimensionamentos diferentes e não alinhados horizontalmente, mesmo com as fachadas obstruídas, representaram um percentual maior de áreas (úteis) favoráveis para geração de energia. As áreas úteis selecionadas para a residência e o edifício multifamiliar com três pavimentos constituíram apenas as áreas na cobertura (plano horizontal), pois já foram suficientes para geração de energia fotovoltaica desejada. No edifício multifamiliar com oito pavimentos, além da cobertura, fez-se uso do plano vertical de toda a fachada NE-L (frontal), e a geração de energia fotovoltaica correspondeu a 71% do consumo. Com esse caso, observou-se que a disposição dos painéis fotovoltaicos não precisa restringir-se aos pavimentos superiores. Em situações com a fachada limítrofe com logradouro, orientada entre Noroeste e Nordeste, os pavimentos inferiores também apresentaram as áreas úteis para geração fotovoltaica. Na maior edificação, com treze pavimentos, as áreas úteis selecionadas foram a cobertura e os cinco últimos pavimentos das orientações O-NO e N-NE, e com essa configuração passou a gerar energia fotovoltaica correspondente a 57% do consumo. Observou-se que a irradiação solar na envoltória das edificações sofre interferência direta do partido arquitetônico residencial adotado nos centros urbanos, e que é possível, com adequada aplicação de formas e disposições arquitetônicas (e urbanas), obter maiores benefícios da conversão fotovoltaica, aplicada ou integrada às edificações.<br> / Abstract : The photovoltaic system connected to the power grid is a promising alternative for electrical power generation near the consuming premises, especially in a country with great solar irradiation potential such as Brazil. However, the application of photovoltaic systems in urban centers can be impaired by the verticalization of cities, and its consequent solar obstruction. For this reason, this dissertation has as objective to evaluate the levels of solar irradiation in four residential buildings in an urban context. The use of simulation programs of solar irradiation in the surroundings of the buildings and the estimate of electrical power generation using photovoltaic panels applied to these surfaces are also part of this exploratory research. The process of execution of the method is divided in four stages, and follows the sequence: identification of the residential typologies for the case studies; analysis of solar incidence availability in the surroundings of the buildings; quantification of the power generation potential; delimitation of the useful area in the surroundings based on the minimal threshold determined for solar irradiation. Four different residential buildings were selected, being one residence with two floors and three multifamily buildings with different heights of three, eight and thirteen apartment-type floors. The models were developed with the software Rhinoceros, and simulated through the plug-in DIVA, which allowed the quantification of solar irradiation in the opaque areas of these buildings using irradiation maps. The results, for the considered latitude of 27o S, presented the rooftop (horizontal plane) as the area with the greatest solar irradiation, and with the least equivalent time between the value invested in the photovoltaic system and the value saved in payments for the electrical service utility. However, with the building verticalization, the rooftop areas were insufficient to meet the desired photovoltaic generation. The façades (vertical plane) with greater area availability were analyzed and, when oriented to street, presented less interference from the surroundings. The annual irradiation average from all façades resulted, in the four case studies, in values between 49% and 62% less than the annual averages of the rooftops. The delimitation of the useful areas for photovoltaic generation, identified in this work as the areas with solar irradiation greater than 697 kWh/m2/year, disqualified the façades with orientation SE-S and S-SW for photovoltaic system application. The buildings with different dimensionings, and not horizontally aligned, even with obstructed façades, presented a greater percentage of useful area favorable to power generation. The useful areas selected in the residence and in the multifamily building with three floors consisted only of the rooftop (horizontal plane), because they were already sufficient for the desired photovoltaic power generation. In the multi-family building with eight floors, besides the rooftop, the whole vertical plane of the NE-E (frontal) façade was used, and the photovoltaic power generation corresponded to 71% of the consumption. In this case, it was observed that the disposition of the photovoltaic panels does not need to be restricted to the upper floors.In situations with façades adjacent to patios, oriented between Northwest and Northeast, the lower floors also presented useful areas for photovoltaic generation. In the tallest building, with thirteen floors, the selected useful areas were the rooftop and the five highest floors with orientations W-NW and N-NE, and with this configuration the photovoltaic power generation corresponded to 57% of the consumption. It was observed that the solar irradiation in the surroundings of the buildings suffers a direct interference from the architectural standards adopted in urban areas, and that it is possible, with adequate application of architectural (and urban) forms and dispositions, to obtain greater benefits from the photovoltaic conversion, applied or integrated in the buildings.

Orientador: Agnelo Marotta Cassula / Coorientador: Jose Luz Silveira / Banca: Edson Costa Bortoni / Banca: Celso Eduardo Tuna / Resumo: 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... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: 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) / Mestre

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)