O objetivo fundamental desta dissertação foi desenvolver modelos de estimativa da radiação solar no intuito de complementar a base de dados visando o traçado de mapas de radiação solar para o Rio Grande do Sul. Inicialmente foi realizada uma pesquisa na literatura sobre as metodologias desenvolvidas para a estimativa da radiação solar para locais onde inexistem dados medidos desta variável. Foi feito um levantamento das técnicas estatísticas utilizadas na previsão de valores de variáveis. As metodologias pesquisadas foram aplicadas ao banco de dados SAMSON (Solar and Meteorological Surface Observational Network). Entre as variáveis deste banco de dados estão a radiação solar, a umidade relativa, a temperatura, a latitude, a altitude e a nebulosidade. A metodologia dos modelos de estimativa aplicada neste trabalho baseia-se no Método dos Mínimos Quadrados. Foram realizadas correlações mensais e anuais entre as variáveis acima citadas e seus resultados validados através de validação cruzada. Resultou apropriada, na disponibilidade de dados climatológicos, a aplicação de modelos com parâmetros mensais de regressão linear múltipla envolvendo as variáveis explicativas: insolação, temperatura média e umidade relativa. Este modelo, entre outros, foi aplicado aos dados do Rio Grande do Sul. A metodologia acima descrita aplicada aos dados medidos no Rio Grande do Sul, resultou eficaz. Foram pesquisadas técnicas de interpolação para traçado de mapas e estabelecidas regras para o traçado dos mesmos. Foram utilizados dados periféricos para a Argentina, Uruguai e Santa Catarina. Foram feitos mapas mensais de médias mensais de radiação solar global horizontal diária bem como um mapa da média anual de radiação solar global horizontal diária. Observou-se que o modelo de Ångström–Prescott apresenta bons resultados quando se dispõe apenas da insolação Os mapas serão úteis para a pesquisa e implementação de sistemas empregando Energia Solar no Estado do Rio Grande do Sul. Finalmente, a principal conclusão é a de que modelos de correlações obtidos com dados de cada mês e produzindo parâmetros mensais são mais adequados do que um único modelo de correlação com parâmetros de validade anual utilizado nas estimativas mensais.

Orientador: João Francisco Escobedo / Banca: Daniel Fonseca de Carvalho / Banca: Eduardo Nardini Gomes / Banca: Alexandre Dal Pai / Banca: Carlos Roberto Pereira Padovani / Resumo: A radiação global incidente em superfícies inclinadas é dada pelas componentes direta, difusa e refletida. As radiações direta e refletida apresentam comportamentos geométricos definidos e variações sazonais dependentes das medidas na horizontal. A grande dificuldade é avaliar o comportamento da radiação difusa, dada pelas subcomponentes circunsolar, isotrópica e anisotrópica. Este trabalho objetivou avaliar as medidas horárias da radiação difusa em superfícies inclinadas a 12,85º (latitude local - 10°), 22,85º (latitude local) e 32,85º (latitude local + 10°) com a face voltada para o Norte, nas condições climáticas de Botucatu, SP, com o através do anel de sombreamento Melo-Escobedo. Para as correções geométricas, astronômicas, isotrópicas e anisotrópicas foram desenvolvidos fatores de correção numéricos totais que englobam quatro parâmetros: ângulo zenital, ângulo de inclinação, epsilon e delta (que inferem sobre a interação atmosférica da radiação). Foram geradas equações estatísticas de estimativa da radiação difusa horária com base na radiação global horizontal em agrupamentos de dados anuais e mensais. Avaliou-se vinte modelos apresentados na literatura para estimativa da radiação difusa horária, nas três inclinações e em diferentes condições de cobertura de céu. O período de dados considerado no estudo foi de 1998 a 2007, com medidas realizadas entre 04/1998 a 08/2001 para a inclinação de 22,85º; de 09/2001 a 02/2003 para 12,85º e de 01/2004 a 12/2007 para a inclinação de 32,85º. Em todos os períodos de medidas, os valores as três irradiações foram comparadas com medidas realizadas em superfícies horizontais. O aumento do ângulo de inclinação propicia diminui dos fatores de correção numéricos da ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The global radiation incident on inclined surfaces is given by the components direct, diffuse and reflected. The direct and reflected radiation exhibit behaviors defined geometric and seasonal variations of the dependent measures horizontally. The great difficulty is to evaluate the behavior of the diffuse radiation, given by the subcomponents circunsolar, isotropic and anisotropic. In this study, hourly measurements of diffuse radiation on inclined surfaces to 12.85 ° (local latitude - 10 °), 22.85 ° (local latitude) and 32.85 ° (local latitude + 10 °) to face the North and of the climate of Botucatu, SP, through the ring with the shading Melo- Escobedo. For the geometric corrections, astronomical, isotropic and anisotropic correction factors were developed numerical totals that include four parameters: zenith angle, tilt angle, epsilon and delta (which infer about the interaction of atmospheric radiation). Statistics were generated equations for estimating hourly diffuse radiation based on global radiation on horizontal groupings of annual and monthly data. We evaluated twenty models in the literature to estimate hourly diffuse radiation, the three slopes and under different sky coverage. The data period considered in the study was from 1998 to 2007, with measurements taken between 04/1998-08/2001 for the inclination of 22.85 °; of 09/2001-02/2003 to 12.85 º and 01/2004 12/2007 for the inclination of 32.85 degrees. In all periods of measurements, values three irradiations were compared with measurements made on horizontal surfaces. The increase of the inclination angle decreases provides the numerical correction factors of diffuse radiation. In the intermediate conditions of sky coverage there is a decrease in performance with the correct numerical factors for the shading ring, however, the rates of adjustment are higher than... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

A presente Tese de Doutorado apresenta uma metodologia para caracterizar a distribuição espectral da irradiância solar sobre o território brasileiro através de dados obtidos por instrumentos a bordo de satélites, radiômetros em superfície e radiossondagem. Estas informações formam um banco de dados sobre parâmetros atmosféricos que alteram as características espectrais da irradiância solar. O modelo computacional de transferência radiativa na atmosfera SMARTS2 (Simple Model of the Atmospheric Radiative Transfer of Sunshine) adota este banco de dados como parâmetros de entrada e estima a intensidade e distribuição espectral da radiação solar sobre a superfície terrestre. Através da utilização dos instrumentos MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) a bordo dos satélites TERRA e AQUA e AIRS (Atmospheric Infrared Sounder) também instalado na plataforma AQUA, foram determinadas as concentrações e propriedades ópticas de aerossóis, quantidade de água precipitável, coluna de ozônio e dióxido de carbono sobre o território brasileiro. A rede global de radiômetros AERONET (AErosol RObotic NETwork, NASA) foi utilizada para validação da caracterização óptica dos aerossóis e quantidade de água precipitável. Dados das redes SONDA (INPE-CPTEC), SolRad-Net(NASA) e instrumentos instalados no Laboratório de Energia Solar da UFRGS foram usadas para a validação das irradiâncias espectrais e de banda larga previstas pelo modelo computacional SMARTS2. Foram determinadas as características da distribuição espectral em Porto Alegre - RS, Petrolina - PE, Alta Floresta - MT e Manaus - AM e a influência desta distribuição em dispositivos fotovoltaicos de distintos materiais. / This doctoral thesis presents a methodology for characterizing the spectral distribution of solar irradiance over the Brazilian territory through data obtained by instruments aboard satellites, surface radiometers and radiosondes. This information forms a database of atmospheric parameters that alter the spectral characteristics of solar irradiance. The computational radiative transfer model SMARTS2 (Simple Model of the Atmospheric Radiative Transfer of Sunshine) adopts this database as input parameters and estimates the intensity and spectral distribution of solar irradiation on the earth’s surface. By using the MODIS instruments (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) aboard the TERRA and AQUA satellites and AIRS (Atmospheric Infrared Sounder) also installed on the platform AQUA, concentrations and optical properties of aerosols, amount of precipitable water, total ozone and carbon dioxide column were determined over the Brazilian territory. The global radiometers network AERONET (AErosol RObotic NETwork, NASA) was used for validation of the aerosol optical depth (AOD) and the amount of precipitable water. The networks SONDA (CPTECINPE), SolRad-Net (NASA), and instruments installed at the Solar Energy Laboratory at UFRGS were used to validate the spectral and broadband irradiance provided by the computational model SMARTS2. We determined the characteristics of the solar spectral distribution in Porto Alegre - RS, Petrolina - PE, Alta Floresta - MT and Manaus - AM and its effect on different photovoltaic devices.

A presente Tese de Doutorado apresenta uma metodologia para caracterizar a distribuição espectral da irradiância solar sobre o território brasileiro através de dados obtidos por instrumentos a bordo de satélites, radiômetros em superfície e radiossondagem. Estas informações formam um banco de dados sobre parâmetros atmosféricos que alteram as características espectrais da irradiância solar. O modelo computacional de transferência radiativa na atmosfera SMARTS2 (Simple Model of the Atmospheric Radiative Transfer of Sunshine) adota este banco de dados como parâmetros de entrada e estima a intensidade e distribuição espectral da radiação solar sobre a superfície terrestre. Através da utilização dos instrumentos MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) a bordo dos satélites TERRA e AQUA e AIRS (Atmospheric Infrared Sounder) também instalado na plataforma AQUA, foram determinadas as concentrações e propriedades ópticas de aerossóis, quantidade de água precipitável, coluna de ozônio e dióxido de carbono sobre o território brasileiro. A rede global de radiômetros AERONET (AErosol RObotic NETwork, NASA) foi utilizada para validação da caracterização óptica dos aerossóis e quantidade de água precipitável. Dados das redes SONDA (INPE-CPTEC), SolRad-Net(NASA) e instrumentos instalados no Laboratório de Energia Solar da UFRGS foram usadas para a validação das irradiâncias espectrais e de banda larga previstas pelo modelo computacional SMARTS2. Foram determinadas as características da distribuição espectral em Porto Alegre - RS, Petrolina - PE, Alta Floresta - MT e Manaus - AM e a influência desta distribuição em dispositivos fotovoltaicos de distintos materiais. / This doctoral thesis presents a methodology for characterizing the spectral distribution of solar irradiance over the Brazilian territory through data obtained by instruments aboard satellites, surface radiometers and radiosondes. This information forms a database of atmospheric parameters that alter the spectral characteristics of solar irradiance. The computational radiative transfer model SMARTS2 (Simple Model of the Atmospheric Radiative Transfer of Sunshine) adopts this database as input parameters and estimates the intensity and spectral distribution of solar irradiation on the earth’s surface. By using the MODIS instruments (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) aboard the TERRA and AQUA satellites and AIRS (Atmospheric Infrared Sounder) also installed on the platform AQUA, concentrations and optical properties of aerosols, amount of precipitable water, total ozone and carbon dioxide column were determined over the Brazilian territory. The global radiometers network AERONET (AErosol RObotic NETwork, NASA) was used for validation of the aerosol optical depth (AOD) and the amount of precipitable water. The networks SONDA (CPTECINPE), SolRad-Net (NASA), and instruments installed at the Solar Energy Laboratory at UFRGS were used to validate the spectral and broadband irradiance provided by the computational model SMARTS2. We determined the characteristics of the solar spectral distribution in Porto Alegre - RS, Petrolina - PE, Alta Floresta - MT and Manaus - AM and its effect on different photovoltaic devices.

O objetivo fundamental desta dissertação foi desenvolver modelos de estimativa da radiação solar no intuito de complementar a base de dados visando o traçado de mapas de radiação solar para o Rio Grande do Sul. Inicialmente foi realizada uma pesquisa na literatura sobre as metodologias desenvolvidas para a estimativa da radiação solar para locais onde inexistem dados medidos desta variável. Foi feito um levantamento das técnicas estatísticas utilizadas na previsão de valores de variáveis. As metodologias pesquisadas foram aplicadas ao banco de dados SAMSON (Solar and Meteorological Surface Observational Network). Entre as variáveis deste banco de dados estão a radiação solar, a umidade relativa, a temperatura, a latitude, a altitude e a nebulosidade. A metodologia dos modelos de estimativa aplicada neste trabalho baseia-se no Método dos Mínimos Quadrados. Foram realizadas correlações mensais e anuais entre as variáveis acima citadas e seus resultados validados através de validação cruzada. Resultou apropriada, na disponibilidade de dados climatológicos, a aplicação de modelos com parâmetros mensais de regressão linear múltipla envolvendo as variáveis explicativas: insolação, temperatura média e umidade relativa. Este modelo, entre outros, foi aplicado aos dados do Rio Grande do Sul. A metodologia acima descrita aplicada aos dados medidos no Rio Grande do Sul, resultou eficaz. Foram pesquisadas técnicas de interpolação para traçado de mapas e estabelecidas regras para o traçado dos mesmos. Foram utilizados dados periféricos para a Argentina, Uruguai e Santa Catarina. Foram feitos mapas mensais de médias mensais de radiação solar global horizontal diária bem como um mapa da média anual de radiação solar global horizontal diária. Observou-se que o modelo de Ångström–Prescott apresenta bons resultados quando se dispõe apenas da insolação Os mapas serão úteis para a pesquisa e implementação de sistemas empregando Energia Solar no Estado do Rio Grande do Sul. Finalmente, a principal conclusão é a de que modelos de correlações obtidos com dados de cada mês e produzindo parâmetros mensais são mais adequados do que um único modelo de correlação com parâmetros de validade anual utilizado nas estimativas mensais.

Orientador: João Francisco Escobedo / Banca: Alexandre Dal Pai / Banca: José Alfredo Covolan Ulson / Banca: Renato Correia de Barros / Banca: Rodrigo Henrique Cunha Palacios / Resumo: Neste trabalho são desenvolvidos modelos de estimativa para fração difusa da radiação global (Kd) nas partições horárias e diária: o Modelo Estatístico (ME) clássico e com Técnicas de Aprendizado de Máquina (TAM). Estas técnicas são do tipo Redes Neurais Artificiais (RNA), Sistema Adaptativo de Inferência Neuro Fuzzy (ANFIS) e Máquina de Vetores de Suporte (SVM). O modelo ME utiliza como referência somente a transmissividade atmosférica (KT) e as TAM um conjunto de combinações de oito variáveis astronômicas, geográficas e meteorológicas. Na elaboração dos modelos ME e TAM foram utilizadas uma base de dados de sete anos (2000-2006) de medidas obtidas na Estação Meteorológica e de Radiometria Solar de Botucatu/SP. Para validação dos modelos ME e TAM foram elaboradas, a partir das medidas obtidas, duas bases anuais denominadas de Ano Típico (AT) e Ano Atípico (AAT). No Capítulo 1 foram desenvolvidos os modelos na partição horária com ME, com as RNA do tipo: Percepton Multicamadas (MLP), Função de Base Radial (RBF) e Regressão Generalizada (GRNN), e a ANFIS. No Capítulo 2 foram desenvolvidos os modelos na partição diária com o ME, a rede MLP, que apresentou os melhores resultados do Capítulo 1 e a SVM. Os indicadores estatísticos mostram que entre as TAM, o melhor desempenho nas partições horária e diária foi obtido com a técnica MLP, com desempenho (RMSE) superior ao modelo ME em aproximadamente 56% na partição horária e 20% na partição diária, nas duas bases de validação na est... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work, we develop models for the estimation of the fraction of diffuse solar irradiance (Kd) in the hourly and daily partitions: the Statistical Model (SM) and Machine Learning Techniques (MLT) of the type Artificial Neural Networks (ANN), Adaptive Inference System Neuro Fuzzy (ANFIS) and Support Vector Machine (SVM). The statistical model (MS) uses as reference only the transmitted fraction of global irradiation (KT) and (MLT) a set of combinations of eight astronomical and meteorological variables. The models use a base of seven years (2000-2006) of measurements obtained at the Solar Radiometry Station of Botucatu/SP, being part to elaborate the (SM) and training of the (MLT) and another to validate the models reorganized in two bases known as the Typical Year (TY) and the Atypical Year (AY). In Chapter 1 the models are developed in the hourly partition with (MS), the (ANN) with Multilayer Percepton (MLT), Radial Base Function (RBF) and Generalized Regression (GRNN) and (ANFIS) models. Chapter 2 models are developed in the daily partition with the (SM) and (ANN/MLP) and the technique (SVM). The statistical indicators show that the performance of the (MLT) in both hourly and daily partitions was obtained with the performance (RMSE) in relation to the model (SM) of approximately 56% in the hourly partition and 20% in the daily partition in the validation (TY) and (AY) in the estimation of (Kd). These results indicate that when entering astronomical and meteorological variables in model, the precision between the estimated and measured values, ensure a better performance compared to the statistical model (SM), which makes the techniques an alternative for estimating the fraction of diffuse solar irradiance (Kd) with the conditions used. / Doutor

Orientador: Alexandre Dal Pai / Banca: Valeria Cristina Rodrigues Sarnighausen / Banca: Carlos Roberto Pereira Padovani / Resumo: A radiação solar é uma fonte energética vital de todos processos biológicos, químicos, físicos e atmosféricos. Além disso, atualmente, com uma preocupação crescente em relação à utilização de fontes alternativas e sustentáveis de energia, seu uso tem sido utilizado como uma boa solução para conversão energética, controle de temperatura de água e conforto térmico. Para cada local onde será feito o uso da radiação solar, é preciso conhecer a variação anual dos níveis quantitativos energéticos incidentes, pois em cada região do planeta, o comportamento da radiação solar global incidente apresenta diferentes variações anuais. Quando se trabalha em uma superfície inclinada, a orientação e o ângulo da inclinação da superfície alteram os níveis energéticos recebidos se comparados com uma superfície horizontal. Medidas da radiação solar em plano inclinado não são corriqueiras em estações meteorológicas devido à entraves financeiros, de instrumentação e de operação. Por este motivo, o potencial energético e térmico da radiação solar em superfície vertical é deixado de lado. Este trabalho teve como objetivo avaliar os dados da irradiação solar global em superfície vertical orientada ao Norte medidos durante o ano de 2010 na estação de radiometria do Departamento de Engenharia Rural da Faculdade de Ciências Agronômicas da UNESP de Botucatu. No capítulo 1, foi criada uma evolução das medidas da radiação solar global em superfície vertical comparada com superfície horizontal, afim de se a... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Solar radiation is a vital energy source of all biological, chemical, physical and atmospheric processes. In addition, currently, with increasing concern about the use of alternative and sustainable sources of energy, its use has been used as a good solution for energy conversion, water temperature control and thermal comfort. For each place where the use of solar radiation will be made, it is necessary to know the annual variation of the quantitative energy levels incident, because in each region of the planet, the behavior of the incident global solar radiation presents different annual variations. When working on a sloping surface, the orientation and angle of the slope of the surface change the energy levels received when compared to a horizontal surface. Measurements of solar radiation on an inclined plane are not commonplace in meteorological stations due to financial, instrumentation and operational barriers. For this reason, the energetic and thermal potential of solar radiation on vertical surfaces is ignored. The objective of this work was to evaluate the global solar irradiance data on a vertical surface oriented to the North measured during the year 2010 in the radiometric station of the Department of Rural Engineering of the Faculty of Agronomic Sciences of UNESP of Botucatu. In Chapter 1, an evolution of global solar radiation measurements on vertical surface was created compared to horizontal surface, in order to obtain quantitative standards of vertical solar irradiation ... / Mestre

Orientador: Alexandre Dal Pai / Banca: Sergio Augusto Rodrigues / Banca: Carlos Roberto Pereira Padovani / Resumo: As mudanças climáticas globais tem popularizado investigações da atividade solar, essencialmente, por meio de longas séries históricas de medidas da radiação solar em superfície terrestre. Este estudo apresenta um procedimento de análise de consistência e controle de qualidade de uma série histórica (1996 a 2017) de medidas das irradiâncias solares global (IG), difusa (ID) e direta (IB) em superfície horizontal e direta (IBN) em incidência normal para a construção de um banco de dados fundamentalmente integro, acessível e confidencial. A série histórica investigada foi obtida pelo Laboratório de Radiometria Solar da Faculdade de Ciências Agronômicas (UNESP) de Botucatu em uma estação experimental localizada em uma área rural (latitude 22,85º sul, longitude 48,45º oeste e altitude de 786 metros). O procedimento foi implementado com base em um conjunto de métodos que compreendem a combinação de diferentes análises (identificação de duplicidade, delimitação da elevação solar, demarcação dos limites inferiores e superiores fisicamente possíveis, comparação de medidas obtidas por diferentes sensores e intervalo de aceitação estatística) para aplicação em dados adquiridos com frequência sub-horária (escala temporal de 5 minutos), com foco na identificação de erros e incertezas em medidas. A análise de duplicidade removeu todas as linhas duplicadas da série histórica, impactando na rejeição de um total de 0,13%, 0,13% e 0,01% de medidas das irradiâncias global, difusa e direta, resp... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Global climate change has popularized investigations of solar activity, essentially through long-term series of solar radiation measurements on land surface. This study presents a consistency analysis and quality control procedure of a long-term serie (1996 - 2017) of global (IG), sky-diffuse (ID) and direct-beam (IB) solar irradiances measurements on horizontal surface and direct-beam (IBN) solar irradiance in solar normal incidence for the construction of a database with integrity, accessibility and confidentiality. The serie was obtained by the Solar Radiometry Laboratory of the School of Agricultural Sciences (São Paulo State University - UNESP) of Botucatu in an experimental station located in a rural area (latitude 22.85º south, longitude 48,45º west and altitude of 786 meters). The procedure was implemented based on a set of methods that include the combination of different analyzes (duplicity identification, errors identification due to low solar elevation, lower and upper physically possible limits, different sensors measurements comparison and statistical acceptance range) for application in data acquired with sub-hourly frequency (5 minute scale), focusing on the identification of measurements errors and uncertainties. Duplication analysis removed all duplicate lines from the long-term serie, impacting the rejection of a total of 0.13%, 0.13% and 0.01% of global, sky-diffuse and direct-beam irradiance measurements, respectively. Uncertainties caused by instrumentation were eliminated by discarding measurements obtained at low solar elevation angles. A total of 0.43%, 0.82%, 1.54% and 0.13% of the global, sky-diffuse and direct-beam irradiance measurements on horizontal surface and direct-beam irradiance at normal incidence, respectively, violated the physically possible upper and lower limits. The measurements comparison obtained by different sensors indicated that 6%, 3% ... / Mestre

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-03-10T15:17:42Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1128958 bytes, checksum: 50cf965d053dc80682e574d07e3da264 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-10T15:17:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1128958 bytes, checksum: 50cf965d053dc80682e574d07e3da264 (MD5) Previous issue date: 2015-08-12 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O presente trabalho teve como objetivo o estudo dos efeitos da inclinação e orientação de uma superfície absorvedora sobre a radiação solar anual incidente e do potencial de aumento da radiação incidente por meio de sistemas de rastreamento em dois eixos com controle sem retroalimentação para sete cidades brasileiras distribuídas pelo Brasil com latitudes variando de 3° S a 30° S. Os efeitos da inclinação e orientação de sistemas fixos sobre a radiação solar anual incidente foram avaliados com base em dados típicos de radiação solar global em superfície horizontal. Foi observado que os conjuntos de valores fixos de inclinação e orientação que resultavam na máxima radiação solar incidente apresentavam um aumento na radiação de até 6,44 % em relação a superfícies horizontais. Este aumento foi nulo para a cidade de Manaus, AM (3° S) e aumentou gradativamente até 6,44 % para a cidade de São Gabriel (30° S), cidades de menor e maior latitude estudadas, respectivamente. Para as cidades com as menores latitudes estudadas, i.e. 3o S e 8° S, a orientação do sistema não influenciou de forma significativa a radiação incidente, para valor fixo de inclinação do sistema. Nestes casos, a radiação solar anual incidente permaneceu acima de 98 % da radiação solar máxima encontrada para as respectivas cidades independente da orientação do sistema. Esta influência se tornou mais significativa a medida que o valor de latitude aumentou encontrando-se que a orientação pode apresentar um desvio de 35° em relação a orientação com máxima radiação solar incidente, ou seja, em direção ao norte, para o caso de São Gabriel, RS, com latitude de 30° S. A inclinação com máxima radiação solar incidente do sistema apresentou valores inferiores aos valores tradicionalmente indicados, i.e., inclinação igual à latitude, para todas as cidades, para orientação fixa em direção ao norte. Nesse caso, a inclinação igual à latitude pertencia à faixa de valores que recebem radiação solar superior a 98 % da radiação máxima para todos os casos estudados. A avaliação dos sistemas de rastreamento em dois eixos e controle sem retroalimentação foi realizada por meio de simulações com cinco tipos de algoritmos de rastreamento solar. O primeiro algoritmo realiza a reorientação do sistema em função do intervalo entre valores do ângulo horário , o segundo em função da diferença entre o ângulo de incidência e seu valor ideal i.e., superfície sempre perpendicular aos raios solares, , o terceiro em função da diferença entre o ângulo de inclinação e no seu valor ideal , o quarto em função da diferença entre o ângulo de azimute e seu valor ideal duas diferenças anteriores e o quinto em função da combinação das . Os desempenhos dos algoritmos foram comparados por meio das médias anuais do número de reorientações diárias requerido para que a radiação incidente sobre a superfície fosse superior a 95 % da radiação solar no caso de rastreamento ideal, i.e. superfície sempre perpendicular à radiação solar. Os melhores resultados foram obtidos para as cidades estudadas com valor intermediário de latitude, i.e. Brasília, Belo Horizonte e Campo Grande. Foi observado ainda que a discrepância entre todos os algoritmos analisados foi menor para as cidades com maior valor de latitude. Foi obtido um melhor desempenho dos algoritmos com base em e para todas as cidades, sendo superior a 95 % da radiação no caso ideal e com uma média anual de cerca de 12 reorientações diárias. O quinto algoritmo estudado, com base em avaliou combinações de pesos para os critérios intermediário entre os algoritmos baseados em e e , , obtendo-se desempenho . Portanto, o algoritmo de rastreamento com base no ângulo horário foi considerado o mais indicado por apresentar maior incidência de radiação na superfície absorvedora para uma menor média de reorientações diárias e apresentar maior simplicidade de implementação. / The objective of this work was to study the effects of the inclination and orientation of a surface on its annual incident radiation through simulations and the potential increase in the incident radiation by the use of open-loop dual axis tracking control systems for seven Brazilian cities with latitudes varying from 3° S to 30° S. The effects of the inclination and orientation of fixed system on the annual incident solar radiation based on typical annual solar radiation data for horizontal surfaces were evaluated. It was obtained that the set of inclination and orientation values with maximum solar radiation provided gains in incident solar radiation of up to 6.44 % over horizontal surfaces. There was no gain for the city of Manaus, AM (3o S) and increased up to 6.44 % for the city of São Gabriel, RS (30o S), cities with the lowest and highest values of latitude, respectively. For the studied cities with lowest latitudes, i.e. 3° S and 8° S, the system orientation did not affect significantly the incident solar radiation, for a fixed inclination angle. In such cases, the yearly incident solar radiation remained above 98 % of the maximum estimated solar radiation independent of the system orientation. This effect becomes more significant as the latitude rises and it was obtained that the orientation can have a deviation of up to 35° in relation to the orientation with maximum value of incident solar radiation, i.e. oriented towards the north, for the city of São Gabriel, RS (30° S). The system inclination with maximum incident solar radiation values was found to be lower than the usually indicated values, i.e., inclination equal to the latitude, for all locations studied, for surfaces oriented towards the north. In such cases, the inclination equal to the latitude belonged to the range of values that resulted in radiation higher than 98 % of the optimal case, in all studied cases. The evaluation of dual axis open loop solar tracking systems consisted in the simulation of five types of solar tracking algorithms. The first based on the interval between solar hour , the second based on the difference between the incidence angle and its ideal value , the third based on the difference between the inclination and its ideal value value , the fourth based on the difference between the orientation and its ideal and one algorithm based on the combination of the two latter differences . The performance of the algorithms were compared using the annual mean values of daily reorientations required to receive at least 95 % of the radiation received in the ideal case, i.e. surface always perpendicular to the solar radiation. The biggest gains were obtained for surfaces located in the studied cities with intermediary values of latitude, i.e. Brasilia, Belo Horizonte and Campo Grande. It was also observed that the difference between the algorithms became smaller as the value of local latitude increased. For all cities the best performance was obtained for the algorithms based on and , reaching 95 % of the ideal case radiation and with an annual mean of 12 daily reorientations. The algorithms based on were studied varying the weights given to performance between the algorithms based on and , obtaining intermediary and based on . Therefore, the algorithm based solely on the hour angle was found to be the most appropriate for the evaluated cases as it provides higher energy for lower values of yearly mean number of daily reorientations and is simpler to implement.