A matriz energética mundial é composta por várias fontes primárias, dentre as quais os combustíveis fósseis, como o petróleo, prevalecem sobre as demais. No entanto, devido ao crescimento populacional e ao desenvolvimento tecnológico e industrial, haverá um conseqüente aumento na demanda de energia e devido à preocupação ambiental, será necessária a busca por outras fontes energéticas. Dentre essas, destaca-se a energia solar fotovoltaica, por possibilitar a geração de forma limpa e descentralizada. O Brasil tem a vantagem de estar localizado na zona inter-tropical, registrando altos índices de irradiação solar durante todo o ano, em comparação com outros países do mundo que já fazem uso desta tecnologia. Neste trabalho, foi estudada a inserção de sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica pública e integrados em edificações residenciais urbanas. Para tanto, foram dimensionados sistemas para três residências situadas em diferentes regiões brasileiras, e que possuem as mesmas características construtivas e o mesmo consumo médio mensal de energia elétrica. Uma das premissas consideradas foi a autossuficiência energética das edificações apenas utilizando o recurso solar como fonte de geração. As cidades escolhidas para a análise foram Porto União/SC, São Carlos/SP e Petrolina/PE por possuírem diferenças significativas nos níveis de irradiação solar, representando desta forma os extremos encontrados no território brasileiro. A partir do dimensionamento foram estimadas a geração de energia elétrica anual para cada localidade e as curvas de geração foram confrontadas com as curvas de demanda diária média das regiões Sul, Sudeste e Nordeste, representando respectivamente, as três cidades escolhidas. Foram estimados os custos de instalação dos três sistemas, sendo feita ainda uma análise econômica simplificada para a verificação do impacto gerado pela inserção da tecnologia solar fotovoltaica como fonte alternativa na geração de energia elétrica em edificações residenciais urbanas. Para a avaliação econômica foi considerada a adoção do Sistema de Compensação Energética e um Período de Retorno Simples, que é a relação obtida entre o investimento feito inicialmente para a instalação de um sistema fotovoltaico e a economia anual proporcionada por essa instalação. Considerando um período de vida útil de um sistema fotovoltaico como sendo estimado em 25 anos, os resultados demonstraram que todos os sistemas seriam pagos antes desse período. A partir dos dimensionamentos, foi possível concluir ainda que a área requerida para a instalação de sistemas fotovoltaicos em residências é muito pequena e possui elevado potencial de aproveitamento, viabilizando desse modo a sua inserção no ambiente urbano. / The world\'s energy matrix is made up of several primary sources among which fossil fuels, mainly oil, prevail. Nevertheless, given population growth coupled with technological and industrial development, there will consequently be an increase in energy demands and, due to environmental concerns, looking for other energy sources is necessary. Among those, photovoltaic solar energy stands out for providing clean, decentralized energy generation. Brazil has the advantage of being located within the intertropical zone, registering higher levels of solar irradiation throughout the year compared to other countries that already use such technology. In this thesis, we studied the insertion of photovoltaic systems into the public grid and integrated to urban residential buildings. For such, we sized systems for three home environments situated in different Brazilian regions with similar building characteristics and same average monthly consumption. One of the premises considered was the buildings energy self-sufficiency based on solar resources alone. The cities chosen for the experiment were Porto União/SC, São Carlos/SP and Petrolina/PE given their significantly different exposure to solar irradiation, thus representing the extremes found in the Brazilian territory. From the initial sizing up the annual electricity demand for each location was estimated and generation curves were confronted with the daily demand curves from the South, Southeast and Northeast regions representing, respectively, the three chosen cities. Implementation costs were estimated for the three systems along with a simplified economic analysis in order to verify the impact caused by the insertion of photovoltaic solar energy as an alternative source of power generation in urban residential buildings. For the economic evaluation was considered the use of the Compensation System Energy and a Simple Payback Period, which is the ratio between the initial investment for the installation of a photovoltaic system and the annual savings provided by this facility. Considering a life cycle of a photovoltaic system as estimated at 25 years, the results showed that all systems would be paid before that period. From the sizing was still possible to conclude that the area required for the installation of photovoltaic systems in residences is very small and has a high potential for use, thereby enabling their integration into the urban environment

Fundação de Amparo a Pesquisa no Estado do Rio Grande do Sul / Photovoltaic solar energy (PV) grows exponentially, since 2012 reaching levels of over 100 GWp installed worldwide. In this area the Brazilian industry just awakened through auctions, mainly aimed to Distributed Generation (DG). There are few large systems (1 MWp) of PV in an urban environment. Even though, since 2012, with the ANEEL's Normative Resolution 482 there was available law, these systems weren't economically feasible until 2014. This panorama, generates methodological opportunity to PV proposition to mapping potentials in public and city buildings; targeting creation of support policies, strategies and decision makers for solar energy investments in long terms and another consequences of management. It complements the stagnation gap at Brazilian Electric System (BES) as its business models of energy contracting from its captive environment, which has shown to be very innovative for PV at leading markets such as the USA. So, this study asks whether the Net Metering is sufficient, conducting comprehensive survey of Technical and Economic Feasibility for a case study to an utility company and an university (public sector) using PV at DG. The proposal sets 10% penetration targets in the utility and measuring its consequence impacts. It predicts 5 MWp as ideal project due to restrictions, 11.3 MWp to optimize the Net Metering system and 17 MWp to turn the University into a "Net Zero Building" (or zero costs electricity bill). / A energia solar fotovoltaica (PV) cresce exponencialmente e desde 2012 atinge patamares de mais de 100 GWp mundiais instalados. Neste aspecto que envolve a geração distribuída de energia elétrica através de PV, o Brasil recentemente despertou através dos leilões. Entretanto, poucos são os sistemas de grande porte (1 MWp) de PV em ambiente urbano. Apesar de que, desde 2012, com a Resolução Normativa 482 da ANEEL já exista legislação, tais sistemas eram economicamente inviáveis até 2014. Este panorama gera oportunidades de proposição metodológica para mapeamento de potenciais de PV em órgãos públicos e cidades; visando principalmente subsidiar políticas, estratégias e apoio a decisões para investimentos de energia solar em longo prazo e demais consequências da modelagem. Esta dissertação complementa a lacuna de estagnação do Sistema Elétrico Brasileiro (SEB) quanto aos modelos de negócios dos ambientes de contratação de energia renovável, que vêm sendo inovadores para a PV em países líderes do mercado como os EUA. Este estudo questiona se o Net Metering é um mecanismo suficiente, através de um levantamento abrangente de Viabilidade Técnico-Econômica aplicada em um estudo de caso. Este considera a concessionária local e universidade (órgão público) utilizando PV como GD. Apresentam-se metas de 10% de penetração na distribuidora e identificam-se alguns impactos. Propõe-se 5 MWp como ideal devido às restrições, 11,3 MWp para otimização do Net Metering e 17 MWp para tornar a Universidade Net Zero Building (ou zero de conta de luz ).

Orientador: Carla Kazue Nakao Cavaliero / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-24T10:55:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_DaviGabriel_D.pdf: 26107046 bytes, checksum: d57644d6634b5c3909c4f246fc86a5bd (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Atingir o desenvolvimento sustentável é algo relativo e difícil de ser mensurado, haja vista a complexidade do tema e as discussões em diversas esferas institucionais, porém o passo para se discutir esse tema no âmbito da geração de energia elétrica passa necessariamente pelas emissões de gases de efeito estufa (GEEs). Isso porque o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL) está consolidado em esfera mundial como uma ferramenta que mensura e aponta os possíveis benefícios socioambientais de atividades de projetos executados em países em desenvolvimento que utilizam, por exemplo, fontes de energia renováveis. Assim, a presente tese busca inserir os Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede (SFCR) nesse contexto e utiliza a Chamada Estratégica nº 13 da ANEEL (Chamada 13) para avaliar quantitativamente a sua contribuição para a redução das emissões de CO2e. A partir da estimativa da energia elétrica gerada pelos 13 projetos aprovados nessa Chamada, realizada com o Software PVsyst 6.1.0, e da aplicação da metodologia aprovada pela UNFCCC, adequada às condições de geração, foi estimada a emissão evitada de CO2e com a inserção dessa energia na rede do Sistema Interligado Nacional (SIN). Além disso, descreveu-se e analisou-se a contribuição desses projetos para o desenvolvimento sustentável, avaliação indispensável para qualquer projeto de MDL. Dentre os resultados encontrados verificou-se que a geração de energia elétrica total é de 25.619 MWh/ano e que a Chamada 13 pode evitar emissões de 6.285 tCO2e/ano, usando o ano base 2011; e 11.229 tCO2e/ano, no ano base 2012. Os projetos de SFCR podem colaborar para o desenvolvimento sustentável gerando 454 "empregos solares" diretos, aumentando direta e indiretamente a renda da população local, contribuindo para a capacitação tecnológica nacional e auxiliando diversos setores da economia brasileira que fazem parte da cadeia dos SFCR. Ao final, visando aplicar os resultados obtidos, preencheu-se o Documento de Concepção do Projeto (DCP), exigido para a submissão das atividades de projeto no âmbito do MDL, com os dados da Usina Solar de Tanquinho/CPFL, um dos 13 projetos aprovados na Chamada 13 e que foi adotado como projeto de referência para as estimativas realizadas nessa tese / Abstract: Achieving sustainable development is relative and difficult to measure, given the complexity of the issue and the discussions in institutional spheres, but the first step to discuss this topic in power generation necessarily involves the estimation of greenhouse gases emissions (GHGs). That is partly because the Clean Development Mechanism (CDM) is a global tool consolidated that measures and indicates the possible social and environmental benefits of project activities implemented in developing countries that use renewable energy sources, for example. Thus, within the context describe above, this thesis has the objective to analyze the Grid-Connected Photovoltaic Systems of the Strategic Call n°13 from ANEEL to quantitatively evaluate its contribution to the reduction of emissions of CO2e. The estimation of electrical power generated by the 13 projects approved in this Call was held with the PVsyst Software 6.1.0, and then the methodology adopted by UNFCCC was applied to estimate avoided emissions of CO2e in the National Grid. Furthermore, the contribution of these projects to sustainable development was described and analyzed, which is an evaluation indispensable for any CDM project. Among the findings it was determined that the total electricity generation is 25,619 MWh/year and that can avoid emissions of 6,285 tCO2e/year , if using the base year 2011, and 11,229 tCO2e/year, if using base year 2012. The Grid-Connected Photovoltaic Systems projects can contribute to sustainable development by direct generating 454 "solar employments", as well as indirect jobs increasing the income of local people, encouraging the national technological capability and helping various sectors of the Brazilian economy. Finally, the results were applied and the Project Design Document (PDD) was filled in with data from the Solar Power Plant of Tanquinho/CPFL, one of 13 projects approved on Call 13. This document is required for project activities under the CDM, and it was adopted as the reference design for the estimates made in this thesis / Doutorado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Doutor em Planejamento de Sistemas Energéticos

Orientador: Elaine Maria Cardoso / Resumo: O presente trabalho consistiu na análise teórica e experimental de um sistema híbrido PVT - fotovoltaico/térmico. Este consiste de um painel fotovoltaico (PV), com sistema de rastreamento, para aproveitar a radiação solar direta e difusa, e de um sistema d e resfriamento por convecção forçada acoplado, permitindo gerar eletricidade e calor em um único processo além de reduzir a temperatura de operação de um painel solar fotovoltaico comercial e, assim, melhorar sua eficiência energética. O módulo PV está instalado na região noroeste do estado de São Paulo. O conjunto experimental possui um sistema de rastreamento solar azimutal de eixo simples; a tensão e a corrente de saída do painel foram medidas para quantificar a potência produzida levando em consideração diferentes condições de operação. Todos os testes foram realizados in loco usando um painel fotovoltaico comercial, sempre levando em consideração as condições meteorológicas do dia. O rastreamento solar aumenta em 45,5% a energia gerada para um dia do mês de junho em relação a um sistema fixo. O painel fotovoltaico com a parte posterior isolada termicamente opera em condições 15 °C a 20 °C mais quente que um painel não isolado, o que implica em perdas energéticas da ordem de 7,6%. O trocador de calor tipo serpentina, com uso de água deionizada, não mostrou desempenho satisfatório ao resfriar o módulo fotovoltaico devido à significativa resistência térmica de contato com a face posterior do módulo. A análise teórica apre... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The present work consisted of a theoretical and experimental analysis of a hybrid PVT – photovoltaic/thermal system. This system consisted of a photovoltaic (PV) panel with a solar tracking system to take advantage of direct and diffuse solar radiation and a forced convection cooling system. This allows the generation of electricity and useful heat in a single process in addition to reducing the operating temperature of a commercial photovoltaic solar panel and thus improves its energy efficiency. The PV module is installed in the northwest region of the state of São Paulo. The experimental apparatus had a single axis, azimuth solar tracking system; the output voltage and current of the panel were measured to quantify the power produced taking into account different operating conditions. All tests were carried out in loco using a commercial photovoltaic panel, always taking into account the weather conditions of the day. Solar tracking increases the energy generated by one day of the month by 45.5% compared to a fixed system. The temperature of the module with a thermally insulated back sheet was 15° C to 20° C hotter than a non-insulated panel, which implies energy losses of the order of 7.6%. The serpentine type heat exchanger, using deionized water, did not show satisfactory performance when cooling the photovoltaic module due to the significant thermal resistance of contact with the rear face of the module. Theoretical analysis showed errors of less than 10% compared to t... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

[pt] O Brasil vem registrando a cada ano um crescimento expressivo no número de conexões de geração distribuída na rede de distribuição devido à concessão de incentivos governamentais que permitiu a difusão do uso de placas solares fotovoltaicas, fonte de geração de energia mais usada na geração distribuída no Brasil. Em sistemas elétricos com alta penetração de fontes intermitentes a previsão do comportamento da curva de carga tende a representar um grande desafio para os operadores do sistema devido à imprevisibilidade associada à geração de energia, podendo impactar diretamente no planejamento e operação da rede elétrica. Para lidar com esse desafio, este trabalho propõe uma metodologia de previsão de carga usando redes neurais recorrentes com arquitetura LSTM, considerando o impacto da mini e microgeração distribuída solar fotovoltaica conectada à rede de distribuição brasileira. São feitas previsões de carga do Sistema Interligado Nacional brasileiro e dos subsistemas que o integram, levando em conta um horizonte de curto prazo, de 24 horas, em intervalos horários, e um horizonte de médio prazo, de 60 meses, em intervalos mensais. Os resultados indicam que a metodologia pode ser uma ferramenta eficiente para a obtenção de previsões de carga podendo ser utilizada também para horizontes de previsão distintos dos apresentados neste trabalho. O MAPE encontrado para as previsões de curto prazo não passam de 2 por cento e para as previsões de médio prazo não passam de 3,5 por cento. / [en] Every year, Brazil has been registering a significant growth in the number of distributed generation connections in the distribution grid due to the granting of government incentives that allowed the use of solar photovoltaic panels to spread, the most used source of energy in distributed generation in Brazil. In electrical systems with high penetration of intermittent sources, the prediction of the behavior of the load curve tends to represent a great challenge for system operators due to the unpredictability associated with power generation, which can directly impact the planning and operation of the electrical grid. To deal with this challenge, this work proposes a load forecasting methodology using recurrent neural networks with LSTM architecture, considering the impact of the distributed photovoltaic solar generation connected to the Brazilian distribution grid. Load forecasts are made for the Brazilian National Interconnected System and for the subsystems that integrate it, taking into account a short-term horizon, of 24 hours, in hourly intervals, and a medium-term horizon, of 60 months, in monthly intervals. The results indicate that the methodology can be an efficient tool for obtaining load forecasts and can also be used for different forecast horizons than those presented in this work. The MAPE found for short-term forecasts is no more than 2 percent and for medium-term forecasts, no more than 3.5 percent.

Actualmente el Perú registra un valor de aproximadamente siete millones de toneladas por año de residuos sólidos, pero solo 683 991 toneladas son de plástico. Esto genera un gran daño al ambiente debido que este material tarda alrededor entre cien a mil años en degradarse. Por lo general, gran cantidad de toneladas son desechadas en rellenos sanitarios, calles, basurales, entre otros. Sin embargo, pueden ser aprovechadas puliendo el proceso de reciclaje de este material contaminante por medio del proceso de trituración. La presente tesis tuvo como finalidad diseñar una trituradora de 10 Ton/Día alimentada por energía solar fotovoltaica para reducir el tamaño de residuos sólidos de PET. Para evaluar la irradiación solar en el norte del Perú se usó el software RETScreen, por otra parte, el diseño de la máquina trituradora se realizó mediante una matriz morfológica y de ponderados, también se usó el software SolidWorks para el realizar el CAD y CAE. Los resultados obtenidos fueron: una irradiación igual a 5.38 kWh/m 2, flakes de PET en un intervalo de dos a treinta milímetros, el diámetro del eje igual a 65 mm con material AISI 1045 Acero estirado en frío, un motor con una potencia de 4 hp, una capacidad de trituración de 3.15 ton/h, 22 cuchillas de tres puntas a 60 grados de apertura con material AISI 1035 Acero, y un sistema fotovoltaico compuesto por 18 paneles de 330 W y 20 baterías con capacidad de 300 Ah. / Peru currently registers a value of approximately seven million tons per year of solid waste, but only 683 991 tons are plastic. This generates great damage to the environment because this material takes around a hundred to a thousand years to degrade. In general, many tons are disposed of in landfills, streets, dumps, among others. However, they can be used by polishing the recycling process of this polluting material through the grinding process. The purpose of this thesis was to design a 10 Ton/Day shredder powered by photovoltaic solar energy to reduce the size of PET solid waste. To evaluate the solar irradiation in the north of Peru, the RETScreen software was used, on the other hand, the design of the crushing machine was carried out through a morphological and weighted matrix, the SolidWorks software was also used to perform the CAD and CAE. The results obtained were: irradiation equal to 5.38 kWh/m2, PET flakes in a range from two to thirty millimeters, shaft diameter equal to 65 mm with material AISI 1045 colddrawn steel, a motor with a power of 4 hp, a shredding capacity of 3.15 ton/h, 22 threepoint blades at 60 degrees opening with AISI 1035 Steel material, and a photovoltaic system made up of 18 panels of 330 W and 20 batteries with a capacity of 300 Ah.

El caserío Los Reynosa, el cual se encuentra en el distrito de Túcume, departamento de Lambayeque, zona rural que cuenta 45 viviendas en donde los pobladores se dedican principalmente a la agricultura y crianza de animales de granja. La mayoría de las viviendas ubicadas en esta zona no cuentan con servicio de electricidad y tienen poca iluminación pública. Debido a lo anterior mencionado, el presente trabajo de tesis propone un diseño de minicentral solar fotovoltaica para abastecer de electricidad a este caserío. Se obtuvo que la máxima demanda energética de los pobladores es de 56,93 kW/día y la irradiación del lugar, según la base de datos satelitales de la NASA, tiene un promedio de 5,58 kWh/m al día. Se dimensionó la minicentral solar fotovoltaica la cual tiene un área de 150 m2, posteriormente se procedió al cálculo y selección de equipos, un total de 36 paneles fotovoltaicos, 16 baterías, 2 reguladores de carga y 2 inversores. Para el diseño de la red de baja tensión, se seleccionó el conductor AAAC 1x25 y 24 postes de concreto, asimismo se calculó los esfuerzos, vano del conductor (34 m), flecha máxima (0,16 m) y caída de tensión (∆𝑉%𝑚á𝑥: 6,5). El análisis económico realizado indica que el costo de inversión total del proyecto es de S/ 249 417,1. Con los indicadores económicos se obtuvo: VAN: S/ 26 055,88 y TIR: 14%; lo que hace viable el proyecto. / The Los Reynosa farmhouse, which is located in the district of Tucume, department of Lambayeque, a rural area that has 45 houses where the inhabitants dedicate themselves mainly to agriculture and raising farm animals. Most of the homes located in this area do not have electricity service and have little public lighting. Due to the aforementioned, the present thesis work proposes a design of a mini solar photovoltaic power station to supply electricity to this hamlet. It was obtained that the maximum energy demand of the inhabitants is 56,93 kW/day and the irradiation of the place, according to the NASA satellite database, has an average of 5,58 kWh/m per day. The photovoltaic mini solar plant, which has an area of 150 m2, was dimensioned, later the calculation and selection of equipment was carried out, a total of 36 photovoltaic panels, 16 batteries, 2 charge regulators and 2 inverters. For the design of the low voltage network, the AAAC 1x25 conductor and 24 concrete poles were selected, as well as the efforts, conductor span (34 m), maximum arrow (0.16 m) and voltage drop (∆𝑉%𝑚á𝑥: 6,5). The economic analysis carried out indicates that the total investment cost of the project is S/ 249 417,1. With the economic indicators it was obtained: VAN: S/ 26 055,88 and TIR: 14%; what makes the project viable.

[ES] El objetivo principal de esta tesis es contribuir al avance de nuevas técnicas de elaboración con bajo coste, utilizando materiales tipo de cobre, indio, galio y selenio CIGS y Perovskita para aplicaciones en energía solar fotovoltaica. CIGS parecen ser adecuadas ya que son de bajo costo de producción y se han reportado eficiencias de conversión del 23,35%. Por otro lado, las perovskitas híbridas de haluros de plomo orgánicos-inorgánicos han aparecido como nuevos materiales excepcionales para celdas solares, especialmente porque la eficiencia de las celdas solares basadas en perovskita ha aumentado del 3.8% al 22.7% en menos de un lustro. Este trabajo se ha dedicado a experimentar sobre la elaboración y caracterización de CIGS y los perovskitas de metilamonio de yoduro de plomo de (MAPbI3) y formamidinio de yoduro de plomo (FAPbI3), que se utilizo tanto en la aplicación a las células solares de perovskitas y en las células Tándem CIGS-perovskita. Las películas se caracterizaron por difracción de rayos X, espectroscopía Raman, microscopía electrónica de barrido, análisis de espectroscopía de energía dispersiva, microscopía de fuerza atómica, transmisión electrónica microscopía, fotoluminiscencia y espectroscopia UV-Vis. En las capas de CIGS depositadas por electrodeposición se investigó el efecto de diferentes parámetros, También investigamos en detalle el efecto del contacto posterior en las propiedades estructurales y ópticas de CIGS. Constatamos que el tipo de contacto posterior tiene un efecto significativo en el rendimiento posterior de las películas delgadas CIGS. Además, estudiamos la técnica de espray pirólisis para producir películas CIGS. Se estudió el proceso de recocido, que es el factor clave para mejorar el rendimiento de las células solares. Se elaboraron diferentes películas delgadas constituidas de nuestro dispositivo CdZnS/CdS/CIGS/Mo eso utilizó una capa conductora transparente de CdZnS para minimizar la alineación de la interfaz. Por otro lado, se analizó el proceso de cristalización y la estabilidad de las capas MAPbI3. Las capas de MAPbI3 se trataron añadiendo antisolvente a diferentes velocidades. Durante el tratamiento se producen intercambios complejos que influencian muchas propiedades fisicoquímicas. Se investigaron las propiedades ópticas y eléctricas de las películas de MAPbI3. Para mejorar la estabilidad de MAPbI3, se incorporó tetrabutilamonio (TBA), observando una mejora en la formación de la estructura perovskita que crece en la dirección preferente (110). La fase cristalina de MAPbI3 dopada con TBA presenta mejor cristalinidad, gran tamaño de grano, morfología superficial sin poros lo que es adecuado para la fabricación de dispositivos optoelectrónicas con mayor rendimiento. Además, hemos identificado el impacto de TBA en las propiedades foto físicas de MAPbI3. En las muestras de TBA:MAPbI3 aumenta la intensidad de la fotoluminiscencia al reducir la densidad de los estados de trampa y la absorción óptica muestra un cambio significativo hacia longitudes de onda más largas y la banda prohibida óptica varió de 1.8 a 1.52 eV. Finalmente, las muestras dopadas con 5% TBA mejoraron su estabilidad y se encontró que después de 15 días la estabilidad permanecía excelente en una humedad de ~ 60%. Por otra parte, investigamos el efecto de guanidinio (GA) sobre las propiedades estructurales y ópticas de FAPbI3. La relación entre la fase a de perovskita deseable y la fase indeseable y se ha estudiado en función del contenido de GA. Se comprobó que el dopaje con GA es eficaz en el control de la relación de fases a/y y luego en la estabilización de la fase a. Los resultados muestran que añadiendo una cantidad adecuada del 10% GA conduce a una mejora de película de perovskita que se evidencia en la homogeneidad de la fase a estable, granos de mayor tamaño y capas libres de poros. Además, 10% GA:FaPbI3 demostraron una excelente estabilidad después de ser envejecidas durante 15 días en un ambiente con humedad relativa del 60%. / [EN] The thesis work presented is part of the work in the Laboratory of New Materials for Photovoltaic Energy in the main target to use low cost techniques for elaboration of Perovskite and Copper, indium, gallium, and selenium CIGS materials for photovoltaic application. Organic-inorganic lead halides perovskites have currently and exceptionally appeared as new materials for low cost thin film solar cells specially that the efficiency of perovskite based solar cell have jumped from 3.8% to 22.7% in short time.in other hand, CIGS solar cells record 23.35% efficiency and still can be boosted. Here, we report the elaboration and characterization of CIGS as well as methylammonium lead iodide perovskites MAPbI3 and formamidinuim iodide lead iodide perovskites FAPbI3 absorbers for perovskite-based solar cells and Tandem Perovskites/ CIGS. The thin films prepared were characterized by X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy (RS), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) analysis, atomic force microscopy (AFM), transmission electron microscopy (TEM), Photoluminescence analysis (PL) and UV-Vis spectroscopy. The first stage was devoted for the effect of different parameters on the growth of CIGS by electrodeposition and we investigate the impact of different back contact in structural and optical proprieties. In a second stage, we report the growth of CIGS films by spray pyrolysis, we studied the effect of experimental parameter also the annealing process which is the key factor for improving the performance of solar cells,subsequently we elaborated different films constituted CdZnS/CdS/CIGS/Mo solar cells, the approach is to change the toxic ZnO by using a transparent, conductive CdZnS layer. In other hand, MAPbI3 film was investigated in order to optimize the chemical composition and to study the crystallization process also to get sight about the stability of perovskite materials to meet the requirement of their application as an active layer in perovskite solar cell. For this purpose. the MAPbI3 film surface was treated by adding diethyl ether antisolvent with different rates. during the treatment complex exchanges are appearing at the same time under the influence of quite a lot of physicochemical properties. A whole understanding of this topic is critically important for improving solar cell performance. MAPbI3 doped by the tetrabutylammonium TBA is boosting the formation of perovskite structure, leading to a higher orientation along the (110) and shows better crystallinity, large grain size, pinhole-free, which is suitable for the manufacturing of the optoelectronic devices with higher performance. Also, we have identified the impact of TBA in the photo-physical properties, we have noticed that the TBA improve the photoluminescence emission by reducing the density of trap states and the optical absorption indicates a significant shift to the lower wavelength and optical bandgap varied from 1.8 to 1.52 eV. Finally, the stability was explored for 5% TBA, it found that after 15 days the stability remained excellent in relative humidity of ~60%. These results would be helpful for realizing stable and high performance MAPbI3-based devices. Furthermore, we inspect the effect of monovalent cation substitution of Guanidinium (GA) on the structural and optical properties of FAPbI3 thin films perovskites. The ratio between the desirable a-phase and the undesirable y yellow phase is studied as a function of GA content. GA doping is shown to be efficient in the control of a/y phases ratio and then in the stabilization of the a-FaPbI3 phase. We qualitatively evaluate the impact of 10% of guanidinium on the phase composition and microstructure of films. The results show that an adequate amount of 10% GA:FaPbI3 leads to a homogeneous perovskite film with stable a phase, large grains, and free pinholes. 10% GA: FaPbI3 films demonstrate excellent stability after aging for 15 days in relative humidity of~60%. / [CA] L'objectiu principal d'aquesta tesi és contribuir a l'avanç de noves tècniques d'elaboració de baix cost, fent servir materials d'aliatges del tipus de coure, indi, gal·li i seleni (CIGS) i perovskites, per a aplicacions en energia solar fotovoltaica. El CIGS sembla ser adequat ja que són de baix cost de producció i s'han reportat eficiències de conversió del 23,35%. D'altra banda, les perovskites híbrides d'halurs de plom orgànics-inorgànics han aparegut com a nous materials excepcionals per cel·les solars, especialment perquè l'eficiència de les cel·les solars basades en perovskites ha augmentat del 3.8% al 22.7% en menys d'un lustre. En el present treball, reportem l'elaboració i caracterització de CIGS y de perovskitas de iodur de plom de metilamoni (MAPbI3) i de iodur de plom de formamidini (FaPbI3) per a les cèl·lules solars de CIGS i tàndem Perovskites/CIGS. En les capes de CIGS dipositades per electrodeposició es va investigar l'efecte dels diferents paràmetres sobre el procés d'electrodeposició, així com l'efecte del contacte posterior sobre les propietats estructurals i òptiques del CIGS. Ens trobem que el tipus de contacte posterior té un efecte significatiu en la posterior interpretació de pel·lícules primes CIGS. A més, vam estudiar la tècnica de polvorització de la piròlisi per produir pel·lícules de CIGS. Es va estudiar el procés de recuit, que és el factor clau per millorar el rendiment de les cèl·lules solars. Es van produir diferents pel·lícules fines formades pel nostre dispositiu CdZnS/CdS/CIGS/Mo que utilitzaven una capa conductiva CdZnS transparent per minimitzar l'alineació de la interfície. D'altra banda, es van investigar perovskites MAPbI3, amb la finalitat d'optimitzar la composició química i estudiar el procés de cristal·lització també per a conèixer l'estabilitat dels materials de perovskita. la cristal·lització s'aconsegueix alentint la solubilitat en una solució saturada mitjançant l'addició d'una quantitat diferent de l'antisolvent d'èter dietílic. Durant el tractament apareixen al mateix temps intercanvis complexos sota la influència de moltes propietats fisicoquímiques. Una comprensió completa d'aquest tema és de vital importància per a millorar el rendiment. Amb l'objectiu principal d'augmentar l'estabilitat de MAPbI3, el tetrabutilamoni (TBA) es pot incorporar a MAPbI3, impulsant la formació de l'estructura de perovskita, la qual cosa porta a una major orientació al llarg de (110). MAPbI3 dopades amb TBA presenten una millora de la cristalinitat, major grandària, la qual cosa és adequada per a la fabricació de dispositius optoelectròniques de major rendiment. A més, hem identificat l'impacte de TBA en les propietats foto físiques de MAPbI3. Hem notat que el dopatge amb TBA millora tant l'emissió de la fotoluminiscència en reduir la densitat dels estats de trampes com l'absorció òptica on apareix un canvi significatiu de la banda òptica prohibida cap a longituds d'ona més llargues que significa disminuir l'energia del gap, que va variar de 1.8 a 1.52 eV. Finalment, es va explorar l'estabilitat per les perovsquites dopades amb 5%TBA. Es va trobar que després de 15 dies l'estabilitat romania excel·lent en un humitat de 60%. A més, hem estudiat FAPbI3 com un dels materials de perovskita més atractius. Hem investigat l'efecte de la substitució de guanidini (GA) sobre les propietats estructurals i òptiques de FAPbI3. La relació entre la fase a de perovskita desitjable i la fase indesitjable y es va estudiar en funció del contingut de GA. Es mostra que el dopatge amb GA és eficaç en el control de la relació de fases a /y i després en l'estabilització de la fase a-FaPbI3. Els resultats mostren que una quantitat adequada de 10% GA condueix a una pel·lícula homogènia amb fase a estable, grans grans lliures de porus i forats. Les pel·lícules de 10% GA:FaPbI3 demostraren una excel·lent estabilitat després de l'envelliment durant 15 dies en un ambient humit (humitat relativa de 60%). / Bouich, A. (2020). Study and Characterization of Hybrid Perovskites and Copper-Indium-Gallium Selenide thin films for Tandem Solar Cells [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/160621

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-06-01T19:08:36Z No. of bitstreams: 1 VictorNogueiraTeixeiraMota.pdf: 10378249 bytes, checksum: 880b9599e08ab5e5f7a0bd7c97ddcb71 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-01T19:08:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VictorNogueiraTeixeiraMota.pdf: 10378249 bytes, checksum: 880b9599e08ab5e5f7a0bd7c97ddcb71 (MD5) Previous issue date: 2016-03-31 / Housing with dignity in Brazil still does not reach the entire population. There are people who live in properties in precarious situations of safety and health. Besides not having a comfortable shelter to live, many people have no access to electricity and precious to the sustainable development of the population. This work is discussed and developed a rural housing model that meets low cost criteria, environmental comfort for users and energy efficiency. The National Program for Rural Housing the federal government aims to eradicate substandard housing, but housing conditions the granting of the prior existence of electricity in the community, which in many cases is isolated and does not have a utility power network. This work is raising questions about the rural electrification through a comparative analysis of models and incentive policies for PV solar energy in Brazil and worldwide, identifying strengths and to improve the energy matrix of the country, serving isolated households in urban centers and ensuring quality of life for these citizens. The main motivation is to give an indication for rural housing policies, in order to facilitate the extension of this benefit to under served rural sectors by electrification programs, whose condition is mandatory for eligibility of rural housing programs. The results encourage the spread of solar PV technology as an alternative and promising renewable source in Brazil. / Habitação com dignidade no Brasil ainda não atinge a totalidade da população. Há pessoas que habitam imóveis em situações precárias de segurança e salubridade. Além de não terem um abrigo confortável para residir, muitas pessoas não tem acesso a energia eletrica, bem precioso para o desenvolvimento sustentável da população. Neste trabalho é discutido e desenvolvido um modelo de habitação rural que atende critérios de baixo custo, de conforto ambiental para os usuários e de eficiência energética. O Programa Nacional de Habitação Rural do governo federal visa a erradicação de habitações precárias, porém, condiciona a concessão da moradia a existência prévia de energia elétrica na comunidade, a qual em muitos casos e isolada e não possui rede de energia da concessionária. Este trabalho vem levantar questões acerca da eletrificação rural, através de uma análise comparativa dos modelos e políticas de incentivo a energia solar fotovoltaica no Brasil e no mundo, identificando pontos positivos e a melhorar a matriz elétrica do país, atendendo domicílios isolados dos centros urbanos e garantindo qualidade de vida a estes cidadãos. A principal motivação é dar um indicativo para as políticas de habitação rural, de forma a viabilizar a extensão deste beneficio para setores rurais desassistidos por programas de eletrificação, cuja condição é mandatória para elegibilidade de programas de habitação rural. Os resultados obtidos fomentam a disseminação da tecnologia de energia solar fotovoltaica como fonte renovável alternativa e bastante promissora no Brasil.

[pt] A energia solar é única. Se por um lado é abundante e limpa, condição que a coloca no centro da discussão do desenvolvimento de uma matriz energética global mais sustentável, por outro, engloba a tecnologia de painéis solares fotovoltaicos, que cresce exponencialmente por permitir a produção própria de eletricidade. Neste contexto, o Brasil figura em posição ímpar: embora disponha de um dos maiores índices de irradiação solar do mundo, atualmente apenas 0,014 por cento da matriz energética brasileira provém deste tipo de energia. Portanto, em face a este potencial, julga-se fundamental compreender a percepção do consumidor sobre esta tecnologia. Neste sentido, o presente estudo propõe um modelo baseado na integração dos principais conceitos de distintas linhas teóricas comportamentais (theory of planned behavior; diffusion of innovations; value-belief-norm theory) com o objetivo de verificar os fatores que influenciam a Intenção de Uso de painéis solares instalados em residências. Ainda, analisa a influência da alternativa de aquisição da tecnologia por propriedade de terceiros (leasing) como variável moderadora da pesquisa. Os dados coletados por via de survey online com 441 participantes revelam fatos interessantes, como, por exemplo, a importância da capacidade do sistema em gerar economia financeira, do apoio de pessoas próximas ao potencial usuário, e de um sentimento de obrigação moral em adotar a tecnologia para evitar danos ao clima. Dado o pioneirismo desta pesquisa no país, os resultados alcançados podem representar um primeiro passo para a formulação de políticas que estimulem a difusão de painéis solares no Brasil. / [en] Solar energy is unique. While on the one hand it is abundant and clean, which puts it at the center of the discussion of the development of a more sustainable global energy matrix, on the other hand, it comprises the technology of photovoltaic solar panels, which grows exponentially in the world by allowing owners to produce their own electricity. In this context, Brazil is in a unique position: although it has one of the highest solar irradiation rates in the world, currently only 0.014 percent of the Brazilian energy matrix comes from this type of energy. Therefore, in view of this potential, it is considered fundamental to understand the consumer s perception of this technology. In this sense, the present study proposes a model based on the integration of the theory of planned behavior, diffusion of innovations and value-belief-norm theory in order to verify the factors that influence the Intention of Use of solar panels installed in homes. Also, it analyzes the influence of the alternative of technology acquisition by third party property (leasing) as a moderator variable of the research. Data collected through an online survey of 441 participants reveal interesting facts, such as the importance of the system s ability to generate money savings, the support of people close to the potential user, and a sense of moral obligation to adopt technology to prevent climate damage. Given the pioneering nature of this research, the results achieved can represent a first step towards the formulation of policies that stimulate the diffusion of solar panels in Brazil.