Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This master thesis analyses and implements a stand-alone photovoltaic system based on decentralized Multi String topology. The proposed system is composed of a set of DCDC converters linked to the PV arrays of panels, a bidirectional converter to perform the control of the charge/discharge process of the battery bank and ensure the specifications of DC link and a full-bridge inverter that feed the AC loads. Therefore, all operation modes that the stand-alone PV system can work are presented and analyzed. As the chief aim is to ensure the energy balance of the stand-alone PV system, are presented independents control loops for each converter of the PV system and a propose of a supervisory control that, based on information about the conditions of the DC link and the bank of batteries, defines each operation mode should be active, in order to maximize the power extracted from the PV arrays, the life cycle of the battery bank and ensuring the uninterrupted feeding of energy to the loads. Finally, simulation and experimental results validate the operation of the proposed system under different load and solar radiation conditions. / Este trabalho analisa e implementa um sistema fotovoltaico autônomo baseado no conceito de topologia descentralizada do tipo Multi String . O sistema proposto é constituído de um conjunto de conversores CC-CC vinculados aos arranjos de painéis, um conversor bidirecional para controle da carga e descarga do banco de baterias e um inversor de saída que fornece a alimentação CA as cargas. Todos os modos de operação em que o sistema PV autônomo proposto pode funcionar são apresentados e analisados. Com o objetivo principal de assegurar o balanço de energia do sistema PV autônomo, são apresentadas malhas de controle independentes para cada conversor do sistema PV e a proposta de um sistema supervisório o qual, de posse de informações sobre o estado do barramento CC e banco de baterias, define qual modo de operação deve estar ativo, maximizando a potência extraída dos arranjos PV, a vida útil do banco de baterias e garantindo um fornecimento contínuo de energia às cargas. Por fim, resultados de simulação e experimentais validam o funcionamento do sistema proposto em diferentes condições de carga e radiação solar.

O objetivo principal deste trabalho é avaliar a efetividade da previsão de geração de energia elétrica realizada por meio de simulação de um sistema fotovoltaico integrado por módulos de diferentes características, dispostos em série e conectados à rede de distribuição, sem inversor. Para isto foi utilizado o programa Crearray, desenvolvido no Laboratório de Energia Solar da UFRGS, que permite determinar o ponto de polarização do arranjo e comparar com dados medidos experimentalmente. Foi montado um arranjo fotovoltaico integrado com módulos de diferentes características conectados à rede de distribuição por meio de um inversor. A curva característica de cada um dos módulos foi determinada por ensaio em um simulador. Os dados da curva permitiram determinar os parâmetros dos modelos utilizados no programa Crearray. Para avaliar o funcionamento do programa os dados de tensão em corrente contínua foram inseridos no software e as respectivas correntes foram calculadas. Os valores de corrente calculados e os valores medidos mostraram a eficiência do programa em calcular a curva característica para diferentes condições de irradiância e de temperatura. Utilizando o mesmo programa encontrou-se o ponto de polarização do arranjo ao longo do tempo para o ponto de máxima potência e, desta forma, também a corrente e a potência máxima do lado de corrente contínua do sistema. Na comparação desta potência máxima teórica com a potência efetivamente medida no lado de corrente contínua do sistema, pôde-se constatar que nem sempre o inversor consegue determinar a tensão exata para estabelecer a potência máxima. Na comparação dos dados medidos e simulados observa-se concordância. Da comparação dos valores em horários sem interferência de sombras, foi obtida uma medição da eficiência do seguidor de máxima potência do inversor, em modo dinâmico. Observando os dados adquiridos também foi estimada a eficiência dinâmica de conversão do inversor para um dia. / The main objective of this dissertation is to confirm the forecast of electricity production through the simulation of a photovoltaic system. Such system is composed by modules with different characteristics, arranged in series and connected to the distribution network. The simulation was performed with the help of Crearray, a computer program developed at the Solar Energy Laboratory of UFRGS, which determines the bias point of the array and compares it with experimentally measured data. A photovoltaic array, constituted by modules with different characteristics, was assembled and connected to the distribution network through an inverter. The characteristic curve of each module was previously determined in a solar simulator test. The curve data was used to evaluate the parameters of the curve models used by Crearray software. To verify the correct operation of the program, the DC voltage data was entered to the software and the related current was calculated. The comparison between calculated and measured current values showed the Crearray ability to calculate the characteristic curve for different conditions of irradiance and temperature. Furthermore, the program was used to calculate the maximum power point of the array along the time and thus the delivered DC power. Comparing this theoretical maximum power with the power actually measured at the DC side of the system, it was verified that the inverter sometimes was not able to determine the correct bias voltage to extract the maximum power. Comparison of measured and simulated data showed an excellent concordance, except for certain times when there was shading on the reference cell. Comparing the values over periods without the interference of shadows, it was possible to estimate the MPPT efficiency of the inverter under dynamic mode. Analyzing the acquired data was also possible to estimate the inverter dynamic conversion efficiency for a day.

O objetivo principal deste trabalho é avaliar a efetividade da previsão de geração de energia elétrica realizada por meio de simulação de um sistema fotovoltaico integrado por módulos de diferentes características, dispostos em série e conectados à rede de distribuição, sem inversor. Para isto foi utilizado o programa Crearray, desenvolvido no Laboratório de Energia Solar da UFRGS, que permite determinar o ponto de polarização do arranjo e comparar com dados medidos experimentalmente. Foi montado um arranjo fotovoltaico integrado com módulos de diferentes características conectados à rede de distribuição por meio de um inversor. A curva característica de cada um dos módulos foi determinada por ensaio em um simulador. Os dados da curva permitiram determinar os parâmetros dos modelos utilizados no programa Crearray. Para avaliar o funcionamento do programa os dados de tensão em corrente contínua foram inseridos no software e as respectivas correntes foram calculadas. Os valores de corrente calculados e os valores medidos mostraram a eficiência do programa em calcular a curva característica para diferentes condições de irradiância e de temperatura. Utilizando o mesmo programa encontrou-se o ponto de polarização do arranjo ao longo do tempo para o ponto de máxima potência e, desta forma, também a corrente e a potência máxima do lado de corrente contínua do sistema. Na comparação desta potência máxima teórica com a potência efetivamente medida no lado de corrente contínua do sistema, pôde-se constatar que nem sempre o inversor consegue determinar a tensão exata para estabelecer a potência máxima. Na comparação dos dados medidos e simulados observa-se concordância. Da comparação dos valores em horários sem interferência de sombras, foi obtida uma medição da eficiência do seguidor de máxima potência do inversor, em modo dinâmico. Observando os dados adquiridos também foi estimada a eficiência dinâmica de conversão do inversor para um dia. / The main objective of this dissertation is to confirm the forecast of electricity production through the simulation of a photovoltaic system. Such system is composed by modules with different characteristics, arranged in series and connected to the distribution network. The simulation was performed with the help of Crearray, a computer program developed at the Solar Energy Laboratory of UFRGS, which determines the bias point of the array and compares it with experimentally measured data. A photovoltaic array, constituted by modules with different characteristics, was assembled and connected to the distribution network through an inverter. The characteristic curve of each module was previously determined in a solar simulator test. The curve data was used to evaluate the parameters of the curve models used by Crearray software. To verify the correct operation of the program, the DC voltage data was entered to the software and the related current was calculated. The comparison between calculated and measured current values showed the Crearray ability to calculate the characteristic curve for different conditions of irradiance and temperature. Furthermore, the program was used to calculate the maximum power point of the array along the time and thus the delivered DC power. Comparing this theoretical maximum power with the power actually measured at the DC side of the system, it was verified that the inverter sometimes was not able to determine the correct bias voltage to extract the maximum power. Comparison of measured and simulated data showed an excellent concordance, except for certain times when there was shading on the reference cell. Comparing the values over periods without the interference of shadows, it was possible to estimate the MPPT efficiency of the inverter under dynamic mode. Analyzing the acquired data was also possible to estimate the inverter dynamic conversion efficiency for a day.

Orientadores: Carla Kazue Nakao Cavaliero, Ennio Peres da Silva / Tese (doutorado) -Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-12T18:30:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Varella_FabianaKarladeOliveiraMartins_D.pdf: 2814812 bytes, checksum: 2b3d8b0306df42b90c009281f0150f0d (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A Lei nº 10.438/02 estabeleceu o Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica - PROINFA, único programa nacional a estimular as fontes renováveis alternativas, com o intuito de aumentar a participação da energia elétrica produzida por empreendimentos a partir das fontes eólica, pequenas centrais hidrelétricas - PCHs e biomassa no sistema interligado nacional. Posteriormente, o PROINFA foi revisado pela Lei nº 10.762/03 e alterou em sua regulamentação a obrigatoriedade de um índice mínimo de nacionalização de serviços e equipamentos, que em sua primeira etapa passou a corresponder a 60% do custo total da construção dos projetos contemplados. A energia solar fotovoltaica não foi contemplada pelo Programa, e o objetivo desta tese é estimar o índice de nacionalização para cada um dos três sistemas fotovoltaicos selecionados para estudo (sistema de bombeamento de água, sistema de eletrificação rural e sistema conectado à rede elétrica). Para elaboração desse cálculo foi efetuada uma adaptação da metodologia utilizada pelo PROINFA e considerados somente os custos dos principais equipamentos e não dos serviços. Os resultados obtidos permitiram concluir que os sistemas de bombeamento de água e de eletrificação rural são sistemas que 5% e 35%, respectivamente, dos seus equipamentos já são disponibilizados pela indústria nacional. mesmo não ocorre com os sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica, que atualmente tem 100% dos seus principais equipamentos importados / Abstract: The Law nº 10.438/02 established the Program of Incentives for Alternative Electric Power Sources - PROINFA, which is the only national program aimed to foster alternative renewable energy sources and to increase the share of electric energy production from enterprises based on wind power, small hydropower plants and biomass in the interconnected national power grid. PROINFA was later modified by the Law nº 10.762/03 which revised the regulation imposing a minimum nationalization index of services and equipment that in its first stage corresponded to 60% of the total cost of the selected projects. Solar photovoltaic power was not included in PROINFA and because of that the objective of this thesis is to estimate the nationalization index of each of the following photovoltaic systems selected for the study: water pumping PV system, rural electrification PV system and grid-connected PV system. In order to carry out the calculations, the methodology used at PROINFA was adapted and only the costs of the key equipment, not the services, were considered. The results led to the conclusion that the water pumping and the rural electrification systems are those in which 5% and 35%, respectively, equipment is already made available by the national industry. The same is not verified for the grid-connected PV systems in which 100% of the key equipment is imported / Doutorado / Doutor em Planejamento de Sistemas Energéticos

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-09-21T17:33:46Z No. of bitstreams: 1 viniciussobreiralacerda.pdf: 3531215 bytes, checksum: 422eca8f67f53625eceb5e46317386f9 (MD5) / Approved for entry into archive by Diamantino Mayra (mayra.diamantino@ufjf.edu.br) on 2016-09-26T20:27:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 viniciussobreiralacerda.pdf: 3531215 bytes, checksum: 422eca8f67f53625eceb5e46317386f9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-26T20:27:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 viniciussobreiralacerda.pdf: 3531215 bytes, checksum: 422eca8f67f53625eceb5e46317386f9 (MD5) Previous issue date: 2010-08-30 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Este trabalho aborda a análise, a modelagem matemática, o projeto e a simulação computacional de um sistema monofásico de aproveitamento fotovoltaico (PV) nãoisolado conectado à rede elétrica, em que se pretende sintetizar uma corrente de baixa distorção harmônica mantendo-se o ponto de máxima potência dos painéis. São avaliadas duas estruturas conversoras equivalentes, uma com dois estágios de processamento de energia e outra com apenas um estágio. Ambas as estruturas desempenham o papel de converter a energia CC dos painéis fotovoltaicos em energia CA, sob a forma de corrente elétrica de baixa distorção injetada na rede. Uma revisão sucinta dos modelos matemáticos de representação do comportamento termo-fotoelétrico do painel fotovoltaico (ou conjunto de painéis) é realizada, resultando na adaptação de uma das alternativas na forma de modelo numérico adaptado à ferramenta computacional PSIM. Algumas alternativas monofásicas de conversão CC-CA são elencadas neste trabalho, com destaque para o número de estágios de conversores, característica de isolamento e qualidade da energia injetada. Como base nesta análise, propõe-se um sistema composto por um conversor CCCC tipo buck operando em modo de condução contínua em alta frequência, em cascata com um inversor fonte de corrente (CSI) acionado na frequência da rede, para realização do aproveitamento fotovoltaico desejado. Amparado por ferramentas de integração de estágios de conversores, percebe-se que o conjunto de dois estágios pode ser arranjado em uma única etapa conversora baseada no inversor fonte de tensão (VSI). Ambas as propostas são modeladas, projetadas e simuladas no PSIM. A descrição teórico-matemática da planta PV, incluindo suas malhas de controle, é realizada. Com propósito de validação das concepções teóricas, tais sistemas são simulados, inicialmente, empregando-se elementos idealizadores e, em segundo momento, adotando-se um arranjo que inclui alguns componentes parasitas, sensores em escala real e o subcircuito do integrado UC3854. Os resultados numéricos, realizados para variações da irradiação solar e perturbações na tensão da rede, confirmam que o conceito proposto é factível, resultando em uma alternativa simples, compacta e possivelmente de baixo custo. / This work deals with the analysis, mathematical modeling, design and computer simulation of a single phase non-isolated photovoltaic (PV) system, which is connected to the electrical grid and is controlled to synthesize a low harmonic current while keeps the maximum power point of the panels. Two structures are evaluated, one with two stages of processing power and another with a single stage. Both structures converts DC power from solar panels into AC power, in the form of a low distortion electrical current to be injected into the grid. A brief review of PV panel mathematical models is performed, resulting in the adaptation of one alternative in the form of a numerical model oriented to the computational tool PSIM. Moreover, some alternatives to single-phase DC-AC conversion are listed in this work, highlighting the number of stages of inverters, isolation characteristic and quality of the power injected. To support this analysis, a two-stage system has been firstly studied, which is constituted of a buck converter operating in continuous conduction mode at high frequency, cascaded with a current source inverter (CSI) which works in the frequency of the grid. Using the integration of stages theory, the two stage system can be arranged into a single stage converter based on a voltage source inverter (VSI). Both proposals are modeled, designed and simulated in PSIM program. The theoretical and mathematical description of the PV plant, including its control loops, is presented. With the purpose of validation of the theoretical concepts, such systems are simulated, initially, using idealized elements, and then, adopting an arrangement that includes some parasitic components, sensors and full-scale integrated subcircuit of UC3854. The numerical results carried out for changes in solar radiation and mains voltage sags/swells, confirm that the proposed concept is feasible, resulting in a simple, compact and potentially low cost.

O desafio para amenizar a degradação do meio ambiente, principalmente referente às mudanças climáticas, tem levado a um aumento no interesse em mecanismos que incentivem o desenvolvimento e a adoção de tecnologias verdes. Uma dessas tecnologias refere-se à exploração de energia por meio da radiação solar. Por meio de patentes sobre energia fotovoltaica (PV) classificadas no IPC Green Inventory e depositadas entre 1998, esta pesquisa tem como objetivo compreender se as organizações proprietárias das tecnologias PV emergentes as desenvolvem por meio de cooperação tecnológica. A identificação das tecnologias emergentes ocorre por meio da análise de rotas tecnológicas bem como na observação da cooperação tecnológica entre titulares de patentes PV obtidas utilizando a metodologia de análise de redes sociais. Assim, foi possível descrever o perfil dos titulares das patentes PV, identificar as rotas e as tecnologias mais emergentes e promissoras e ainda mapear/caracterizar as redes de cooperação formada pelos titulares dessas patentes. Os resultados permitiram constatar que as organizações detentoras das principais patentes PV priorizam os seus desenvolvimentos exclusivamente nas suas áreas internas de P&D, abrindo mão de vantagens amplamente discutidas na literatura sobre a cooperação tecnológica. Também se concluiu que a indústria PV é predominante fechada, com relações de cooperação prioritárias entre organizações de mesma nacionalidade, organizações japonesas e americanas são as maiores influenciadoras nessas redes de cooperação e a base tecnológica para as tecnologias PV mais emergentes estão concentrados nos escritórios em patentes dos Estados Unidos e Japão. Além disso, a China tem evoluído exponencialmente na produção de patentes PV, mas ainda não se destaca como principal influenciador no desenvolvimento de inovações PV e as rotas tecnológicas também denotam um perfil de desenvolvimento não-colaborativo, com foco em criação interna ou aquisição de pesquisadores independentes. Os resultados também permitiram constatar o papel insignificante do Brasil no desenvolvimento de tecnologias PV. Apesar da crescente evolução nos últimos anos, os esforços têm sido tímidos e focados no fomento à geração de energia PV e não no desenvolvimento deste tipo de tecnologia. Apesar deste contexto, um conjunto de recomendações é dado para alavancar o potencial de desenvolvimento de tecnologias PV pelo Brasil com base em lições de países como China, Estados Unidos e Japão. Estes resultados também podem auxiliar pesquisadores, empresas e/ou universidades na identificação de tecnologias emergentes para a indústria PV. Além disso, pode apoiar nas decisões estratégicas sobre P&D, na priorização de investimentos, na identificação de potenciais parcerias (ou concorrentes) para desenvolvimento tecnológico e colaborar na definição de políticas públicas pautadas no fomento ao desenvolvimento e uso de energia PV / The challenge of mitigating the environment degradation, especially issues related to climate change, has led to an increase in interest in mechanisms that encourage development and adoption of green technologies. So, fostering innovation and development of green technologies becomes necessary for environmental and business sustainability. One of them, based on renewable and non-polluting resources, refers to the exploitation of energy through solar radiation called photovoltaic (PV). Through PV energy patents classified in the IPC Green Inventory and applied from 1998 to 2017 in the world\'s leading patent offices, this research aims to understand if assignees of emerging PV technologies develop them through technological cooperation. The identification of emerging technologies occurs using analysis of technological routes as well as the observation of technological cooperation between PV assignees is designed by analysis of social networks. Thus, it was possible to describe the profile of PV patents assignees, identify the technological routes and most promising and emerging PV technologies, and characterize technological cooperation between PV assignees. The findings pointed out that the organizations that own main PV patents prioritize their development exclusively in their internal R&D areas, leaving aside the widely discussed advantages of technological cooperation. It was also concluded that PV industry is predominantly closed in a collaborative point of view, prioritize relations between organizations of the same nationality, Japanese and American organizations are the major influencers in the cooperation networks of PV assignees and technological base of the most emerging technologies are concentrated in patent offices in the USA and Japan. In addition, China has evolved exponentially in PV patents production but still does not stand out as the main influencer in the development of PV innovations and the technological routes also denote a profile of non-collaborative development, with focus on internal creation or acquisition of independent researchers. The results also allowed us to verify the insignificant role of Brazil in the development of PV technologies. Despite the growing trend in recent years, efforts have been timid and focused on fostering PV power generation and not on the development of this type of technology. Despite this context, a set of recommendations is given to leverage the potential for development of PV technologies by Brazil based on lessons from countries such as China, the United States and Japan. These results may assist researchers, companies and universities to identify emerging technologies in the PV industry. In addition, it can support strategic decisions on R&D, prioritize investments, identify potential partnerships (or competitors) for technological development and collaborate in the definition of public policies based on development and use of PV solar energy

O desenvolvimento sustentável busca satisfazer as necessidades humanas no presente sem comprometer a capacidade de satisfazer as necessidades da sociedade no futuro. Com a demanda crescente por energia, a diversificação da matriz energética atual e a busca por fontes renováveis complementares tornam-se cada vez mais importantes. Entre essas fontes as energias provenientes do sol e das correntes de ar se destacam como duas das mais promissoras e, na busca pelo aproveitamento direto da radiação solar e da energia cinética oriunda dos ventos, diversas tecnologias tem sido estudadas e desenvolvidas. No Brasil, segundo a Agência Nacional de Energia Elétrica ANEEL (2016) as fontes de energia eólica e solar fotovoltaica representam pouco mais de 6% do total considerando os empreendimentos em operação, o que indica uma oportunidade para a expansão da geração de energia elétrica utilizando estas fontes limpas. Considerando, então, a relevância que a geração renovável de energia assume nesse contexto, este trabalho detalha a implantação, discute os resultados obtidos e estuda a viabilidade técnica-econômica da instalação de um projeto de geração eólico isolado e fotovoltaico com conexão à rede elétrica de distribuição, sob o âmbito das Resoluções Normativas número 482/2012 e 687/2015 da ANEEL, fornecendo energia a uma estação rádio base de telefonia celular no estado de São Paulo. / Sustainable development seeks to meet human needs in the present without compromising the ability to meet the needs of society in the future. With the growing demand for energy, the diversification of the energy matrix and the search for complementary renewable sources become increasingly important. Among these sources, the energy from the sun and air currents stand out as two of the most promising and in the search for direct use of solar radiation and kinetic energy from the wind, several technologies have been studied and developed. In Brazil, according to the Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL 2016) the sources of photovoltaic solar and wind energy account for just over 6% of total considering the projects in operation, indicating an opportunity for the expansion of electricity generation using these clean sources. So considering the importance that renewable energy generation takes this context, this paper details the implementation, discusses the results and assessing the technical and economic feasibility of installing a isolated wind generation and a photovoltaic generation project with connection to the electrical distribution network, under the scope of Normative Resolution number 482/2012 and 687/2015 of ANEEL, providing power to a radio station cellular base in the state of São Paulo.

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2018-10-04T14:45:25Z No. of bitstreams: 1 Henrique Cabral_.pdf: 2460477 bytes, checksum: 960b042f52e472bfc7684d2755ed6438 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-04T14:45:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Henrique Cabral_.pdf: 2460477 bytes, checksum: 960b042f52e472bfc7684d2755ed6438 (MD5) Previous issue date: 2018-06-29 / Nenhuma / O sistema de compensação de energia recentemente recebeu incentivos fiscais no âmbito federal (PIS/Pasep e COFINS) e estadual (ICMS), destinados ao estímulo às energias sustentáveis. Diante desse contexto, o trabalho lança uma reflexão sobre a efetividade da intervenção estatal por meio da concessão destes incentivos fiscais como estratégia de promoção da adesão ao sistema próprio de geração de energia renovável, em especial a fotovoltáica, de forma a contribuir para a mitigação da degradação ambiental. Para tanto, adotou-se como método de abordagem o hipotético-dedutivo, e como métodos de procedimento o estruturalista e estatístico. Além disso, empregou-se as técnicas de pesquisa bibliográfica, de análise documental e de análise de dados. A dissertação foi dividida em quatro capítulos. O primeiro deles se ateve a analisar as características e condições gerais da implementação do Sistema de Compensação de Energia, além de identificar a maneira como ocorre a tributação sobre ele incidente nos Estados do Rio Grande do Sul, São Paulo e Rio de Janeiro. O segundo capítulo fez uma abordagem sobre a relação existente entre economia e a proteção ambiental, abarcando uma diferenciação entre teorias que procuram aproximar essas duas áreas e finalizando com uma análise sobre o Direito Econômico como instrumento de intervenção estatal direcionado à proteção do meio ambiente. O terceiro capítulo centrou-se no tema da intervenção estatal por meio da função extrafiscal dos tributos, trazendo uma reflexão sobre a sua efetividade e sobre os elementos que influenciam o consumidor no momento em que decide adotar o sistema de compensação de energia. Por fim, o último capítulo analisou dados sobre as estatísticas de consumo e os custos relacionados à energia fotovoltaica, disponibilizados pela ANEEL e pela IRENA, diante do que foi possível verificar que os incentivos fiscais concedidos potencializaram em grande escala o aumento do consumo do sistema de compensação de energia solar fotovoltaica. / The energy compensation system has recently received tax incentives at the federal (PIS / Pasep and COFINS) and state (ICMS) scope, aimed at stimulating sustainable energy. Given this context, the paper launches a reflection on the effectiveness of state intervention through the concession of these fiscal incentives as a strategy to promote adherence to the renewable energy generation own system, especially photovoltaic, in order to contribute to the mitigation of environmental degradation. For that, one was adopted as method of procedure the hypothetico-deductive and as methods of procedure the structuralist and statistical. In addition, one employed the techniques of bibliographic research, document analysis and data analysis. The dissertation was divided into four chapters. The first of them, one limited to analyzed the general characteristics and conditions of the implementation of the Energy Compensation System, in addition to identifying the way taxation occurs in the States of Rio Grande do Sul, São Paulo and Rio de Janeiro. The second made an approach about relationship existent between economics and environmental protection, encompassing a differentiation between theories that search for approximate these two areas and finalizing with an analysis on Economic Law as an instrument of state intervention directed to the protection of the environment. The third chapter, one focused on the subject of state intervention through the extra-fiscal function of taxes, bringing a reflection about their effectiveness and on the elements that influence the consumer at the moment in which decides to adopt the system of energy compensation. Lastly, the last chapter analyzed data on consumption statistics and costs related to photovoltaic energy, made available by ANEEL and IRENA, in light of which it was possible to verify that the fiscal incentives granted potentialized the compensation of photovoltaic solar energy.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-05-28T18:41:13Z No. of bitstreams: 1 Carlos Henrique Rôssa.pdf: 936314 bytes, checksum: df5b76514570a833590e8b2cb9176ba5 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-28T18:41:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carlos Henrique Rôssa.pdf: 936314 bytes, checksum: df5b76514570a833590e8b2cb9176ba5 (MD5) Previous issue date: 2014-01-31 / FAPERGS - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / O presente trabalho tem por objetivo estimar a produção de energia elétrica em sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica (SFCR) a partir da modelagem da radiação solar disponível, tendo como local de análise e estudo a região de Porto Alegre - RS. Dois modelos de céu claro, o Modelo de Hottel e Modelo de ESRA, além do Ano Meteorológico Típico (AMT) para Porto Alegre, foram utilizados no estudo. O Modelo de Hottel foi usado como modelo independente para a verificação da influência entre utilizar a temperatura do ar para dias ensolarados ou a temperatura do ano meteorológico típico (AMT) para todas as simulações. Os dados de irradiância na horizontal foram obtidos a partir do modelo de céu claro de ESRA e do AMT. Para a obtenção da irradiância em superfícies inclinadas, utilizou-se o Modelo de Perez. Os resultados obtidos de produção anual de energia elétrica a partir do AMT e da irradiância horizontal calculada pelo Modelo de ESRA foram comparados e verificou-se grande diferença, chegando o Modelo de ESRA a superestimar a energia produzida em até 27,5%. Essa diferença, como esperado, cai quando se compara somente a energia gerada nos dias completamente ensolarados, chegando a 6,5 % a mais para o Modelo de ESRA, o que sugere que o modelo pode ser empregado com certa confiabilidade em locais com potencial para construção de usinas solares. Para as simulações com o Modelo de ESRA, foi necessário estimar, através do método de Karayel et al. (1984), os coeficientes de turbidez de Linke TL?s para Porto Alegre ? RS. Foram utilizados valores médios mensais nas simulações. Sendo o Modelo de ESRA pouco eficaz na substituição do AMT nas estimativas de produção de energia para Porto Alegre, utilizou-se o AMT para as simulações de produção de energia em SFCR com as tecnologias implementadas. Foram utilizados os módulos BP 585 Sunpower, para células de silício monocristalino, e módulos AP-BP 85 Alps Technology, para células de silício multicristalino. As simulações comparam a produção de energia para as inclinações de 20° e 30°, e verificam que o ângulo de 20° é o mais favorável à produção de energia na região. Além disso, entre esses dois módulos utilizados, o de silício monocristalino apresentou maiores valores de energia produzida em ambas as inclinações. / The present work aims to estimate the production of electric energy in grid-connected photovoltaic systems parting from the available radiation, having as analysis and study site the region of Porto Alegre – RS. Two clear sky model, Hottel Model, ESRA Model, beyond the Typical Meteorological Year (TMY) to Porto Alegre, RS, was used at the work. Hottel Model was used as an independent model for verification of the influence between using the air temperature of sunny days or of Typical Meteorological Year (TMY) for all the simulations. The horizontal irradiance data were obtained from the ESRA clear sky model and the TMY. To obtained the irradiance on sloped surface, we used the Perez Model. The comparisons on a typical sunny day in the TMY showed good coincidence in the obtained values. When comparing the energy production for the whole year, big difference was verified among the results obtained by ESRA Model in relation to the ones obtained by TMY, having the ESRA Model arrived to the extent of overestimating the energy produced in up to 27,5%. This difference, as expected, decays when only the energy generated on completely sunny days is compared, reaching up to 6,5 % more to ESRA Model, which suggests that the model may be employed with certain reliability in places with potential for construction of solar power plants. For the simulations with ESRA Model, it was necessary to estimate Linke TL’s turbidity coefficients for Porto Alegre-RS through the Karayel et al.(1984) method. Average monthly values were used in the simulations. Being ESRA Model, in the current configuration, little effective in the substitution of TMY in Porto Alegre, TMY for simulations of energy production in GCPV was used with the implemented technologies. Modules BP 585 Sunpower were used for monocrystalline silicon cells, and modules AP-BP 85 Alps Technology for polycrystalline silicon cells. The simulations compare the energy production for 20° and 30° inclinations, and verify that the 20° angle is the most favorable to energy production in the region. Furthermore, between these two modules employed, the monocrystalline silicon one presented higher values of produced energy in both inclinations.

O desenvolvimento sustentável busca satisfazer as necessidades humanas no presente sem comprometer a capacidade de satisfazer as necessidades da sociedade no futuro. Com a demanda crescente por energia, a diversificação da matriz energética atual e a busca por fontes renováveis complementares tornam-se cada vez mais importantes. Entre essas fontes as energias provenientes do sol e das correntes de ar se destacam como duas das mais promissoras e, na busca pelo aproveitamento direto da radiação solar e da energia cinética oriunda dos ventos, diversas tecnologias tem sido estudadas e desenvolvidas. No Brasil, segundo a Agência Nacional de Energia Elétrica ANEEL (2016) as fontes de energia eólica e solar fotovoltaica representam pouco mais de 6% do total considerando os empreendimentos em operação, o que indica uma oportunidade para a expansão da geração de energia elétrica utilizando estas fontes limpas. Considerando, então, a relevância que a geração renovável de energia assume nesse contexto, este trabalho detalha a implantação, discute os resultados obtidos e estuda a viabilidade técnica-econômica da instalação de um projeto de geração eólico isolado e fotovoltaico com conexão à rede elétrica de distribuição, sob o âmbito das Resoluções Normativas número 482/2012 e 687/2015 da ANEEL, fornecendo energia a uma estação rádio base de telefonia celular no estado de São Paulo. / Sustainable development seeks to meet human needs in the present without compromising the ability to meet the needs of society in the future. With the growing demand for energy, the diversification of the energy matrix and the search for complementary renewable sources become increasingly important. Among these sources, the energy from the sun and air currents stand out as two of the most promising and in the search for direct use of solar radiation and kinetic energy from the wind, several technologies have been studied and developed. In Brazil, according to the Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL 2016) the sources of photovoltaic solar and wind energy account for just over 6% of total considering the projects in operation, indicating an opportunity for the expansion of electricity generation using these clean sources. So considering the importance that renewable energy generation takes this context, this paper details the implementation, discusses the results and assessing the technical and economic feasibility of installing a isolated wind generation and a photovoltaic generation project with connection to the electrical distribution network, under the scope of Normative Resolution number 482/2012 and 687/2015 of ANEEL, providing power to a radio station cellular base in the state of São Paulo.