Orientadora: Profa. Dra. Ahda Pionkoski Grilo Pavani / Coorientador: Prof. Dr. Ricardo da Silva Benedito / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, Santo André, 2017.

Made available in DSpace on 2016-08-31T13:33:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RomeniaGV_DISSERT.pdf: 3190598 bytes, checksum: 478a0cda7a4c2391088f6946ab2c42c1 (MD5) Previous issue date: 2014-08-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The photovoltaics energy has been explored as one of the solutions to the decline in oil production, and environmental worries. However, generating electric energy throw the sun is still considered uncompetitive when considering other sources, because it shows low efficiency and high production costs. Trying to turn it more attractive to the financial point view, sun trackers are been used to increase the photovoltaics system efficiency. Considering it, this work aims to perform a comparative study between a static photovoltaic solar panel and a one axis mobile panel, both installed in Mossoró/RN. The city is located on northeast semi-arid, under high levels of solar radiation, on dry and hot climate regions, achieving high temperatures during day. Initially are discussed concepts related to solar photovoltaics energy, and tracking technologies. Then, are described the control components, sensing and structures used on the photovoltaics systems proposed. Lastly, the analyses about the functioning and comparing study about the performance of the static and mobile system were realized, allowing to conclude that the sun tracker panel showed low gain on the generated power when compared to the static panel / A energia solar fotovoltaica vem sendo explorada como uma das soluções energéticas ao declínio da produção de petróleo, e preocupações ambientais. No entanto, geração de energia elétrica através do sol ainda é considerada pouco competitiva frete à outras fontes, por apresentar baixo rendimento e alto custo de produção. Na tentativa de torna-la mais atrativa do ponto de vista financeiro, rastreadores solares têm sido utilizados a fim de aumentar o rendimento dos sistemas fotovoltaicos. Neste sentido, o presente trabalho tem por objetivo realizar um estudo comparativo entre um painel solar fotovoltaico estático e um painel com mobilidade em um eixo, instalados na cidade de Mossoró/RN. O município em questão está localizado no semiárido nordestino, sob altos índices de radiação solar, em uma região de clima seco e quente, atingindo elevadas temperaturas durante o dia. Inicialmente são abordados conceitos relativos à energia solar fotovoltaica, e tecnologias de rastreamento do sol. Em seguida, descreve-se os componentes de controle, sensoriamento e estruturas utilizadas nos sistemas fotovoltaicos propostos. Por fim, foram realizadas as análises de funcionamento e o estudo comparativo de desempenho do sistema estático e do móvel, que permitiram concluir o que painel com rastreio do sol apresentou baixo ganho médio na potência gerada em relação ao painel fixo

Submitted by GILBERTO BUENO DE OLIVEIRA JUNIOR null (gilberto.bueno@yahoo.com.br) on 2016-02-03T13:55:05Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Concentrador Solar - VERSÃO FINAL - V0017.pdf: 5444637 bytes, checksum: 24e8c86834b9e8a8354dc9e314104039 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-02-05T11:29:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 oliveirajunior_gb_me_bauru.pdf: 5444637 bytes, checksum: 24e8c86834b9e8a8354dc9e314104039 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-05T11:29:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 oliveirajunior_gb_me_bauru.pdf: 5444637 bytes, checksum: 24e8c86834b9e8a8354dc9e314104039 (MD5) Previous issue date: 2015-12-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The searching for renewable energy sources has mobilized much of the scientific community, which work is tireless in pointing out feasible solutions to use clean energy. Solar energy is natural choice among others, because its availability and amount. A known way to use this energy is by focusing solar rays through parabolics, which allow rays concentration to a small area. The advantage of this type of project is to produce thermal energy at high temperatures. This energy has a wide application on producing other forms of energy such as electric power in turbines since solar concentrators provide steam at high pressure and temperature. The goal of this study is to build a solar concentration device and measure the energy produced, as well its efficiency in transformation. Thus, was built up a parabolic concentrator and a solar tracker to motion in three dimension, which allows device alignment towards incidence of solar rays. Was utilized a pumping system to flowing thermal fluid at high temperatures through the absorber. The energy balance of this thermal fluid, led to obtain behavior curves of net power and system efficiency. The experimental was divided in two parts. On the first one, was obtained the stagnation temperature and the other one, was measured the eficiency over a circulating thermal fluid. The stagnation temperature measured in december was 476,5°C, at 4:25PM. The second part of tests has shown an efficiency of 33% on first one assay. However when was utilizing another form to measure the solar irradiation (theoretic approach), the efficiency rises between 45% to 55%, regarding steady state conditions. Furthermore, this work allowed discussions to discover ways to increase the energy efficiency. / A busca por formas alternativas de energia tem mobilizado grande parte da comunidade científica, cujos trabalhos são incansáveis em apontar soluções viáveis para o aproveitamento das energias renováveis e limpas. A energia solar se destaca dentre todas pela sua disposição e quantidade. Uma forma já conhecida de sua utilização é através da concentração em sistemas parabólicos, que permitem o direcionamento dos raios do Sol para uma pequena área. A vantagem deste tipo de projeto é a produção de energia térmica a altas temperaturas e pressões. Essa energia concentrada possui grande aplicação, pois permite a conversão eficiente em energia elétrica, produzidas em turbinas a vapor. O objetivo deste trabalho foi construir um dispositivo termo-eletrônico para concentração solar e, com isso, quantificar a energia produzida, bem como sua eficiência. Assim sendo, foi construído um concentrador parabólico e um rastreador solar com movimento tridimensional, que permite o alinhamento do equipamento com a incidência dos raios do Sol. Foi utilizado ainda, para circulação no interior do absorvedor, um sistema de bombeamento de fluido térmico de alto ponto de ebulição e que não sofria deformação a altas temperaturas. O balanço energético no dispositivo permitiu obter as curvas de potência útil e da eficiência do sistema. O experimento foi dividido em duas partes. Na primeira parte, foi obtida a temperatura de estagnação e na outra parte, foi medida a eficiência energética sobre o fluido térmico em circulação. A temperatura de estagnação medida em dezembro foi de 476,5 °C, às 4:25 PM. A segunda parte dos testes mostrou uma eficiência de 33% no primeiro ensaio. No entanto, quando se utilizou uma outra forma de medir a irradiação solar (abordagem teórica), a eficiência aumentou, permanecendo entre 45% a 55%, considerando regime permanente. Além disso, possibilitou a discussão de formas de incrementar a sua eficiência. / Capes: 2012/2014

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The search for diversity of energy sources in the world is one of the challenges that are driving research to fill this demand with alternative energy sources. So we have the need to explore alternative and renewable resources that bring flexibility and sustainability in its use. Presented before the panorama, the generation of electricity with solar photovoltaic systems is a trend, and has its technology constantly advancing, presenting itself as an immediate solution to this pursuit of diversity. The energy extracted from the Sun in photovoltaic generation systems depends on the flow of energy from the solar radiation in a plane perpendicular to the rays. Therefore, the average solar energy obtained by conventional solar panels during the course of the day, is not always maximized. One reason is that the fixed panels are not at an angle of zero degree zenith in relation to the Sun position. Thus, the movement East (E) to the West (W) daily, with the Earth's seasonal, directly affects the radiation intensity received by the photovoltaic panels. In this context, solar trackers can be used as devices that improve substantially the efficiency of photovoltaic panels, by letting them always perpendicular to the incident radiation received from the sun. In this dissertation demonstrates a methodology for automated solar tracking two axes for photovoltaic panels. The qualitative and quantitative results presented here show the real gain in power generation through the development of a real-time control algorithm for solar tracking systems of two axes, with their simulations and testing a low-cost prototype, developed in laboratory Center of Excellence in Energy and Power Systems (CEESP). Moreover, the results show that this methodology adapts successfully to the different conditions of use to track the sun's position, both in the laboratory and in the field. / A busca pela diversidade da matriz energética no mundo é um dos desafios que estão impulsionando pesquisas para preencher essa demanda com fontes de energia alternativa. Assim temos à necessidade de explorar recursos alternativos e renováveis que tragam flexibilidade e sustentabilidade quanto à sua utilização. Diante do panorama apresentado, a geração de energia elétrica com sistemas fotovoltaicos solares é uma tendência, e tem sua tecnologia em constante avanço, apresentando-se como uma solução imediata para essa busca da diversidade. A energia extraída do Sol em sistemas de geração fotovoltaicos depende do fluxo energético proveniente da radiação solar num plano perpendicular aos raios. Por isto, a energia solar média obtida pelos painéis solares convencionais durante o decorrer do dia, nem sempre é maximizada. Uma das causas é que os painéis fixos não estão com um ângulo de zênite de zero grau em relação à posição do Sol. Assim sendo, o movimento Leste (L) à Oeste (O) diário, junto ao sazonal da Terra, afeta diretamente a intensidade de radiação recebida pelos painéis fotovoltaicos. Neste contexto, os rastreadores solares podem ser usados como dispositivos que melhoram substancialmente à eficiência dos painéis fotovoltaicos, por deixálos sempre numa posição perpendicular à radiação incidente recebida do Sol. Nesta dissertação demonstra-se uma metodologia para rastreamento solar automatizado de dois eixos para painéis fotovoltaicos. Os resultados qualitativos e quantitativos aqui apresentados evidenciam o real ganho na geração de energia por meio do desenvolvimento de um algoritmo de controle em tempo real para sistemas de rastreamento solar de dois eixos, com as respectivas simulações e testes num protótipo de baixo custo, desenvolvido no laboratório do Centro de Excelência em Energia e Sistemas de Potência (CEESP). Além disso, os resultados evidenciam que esta metodologia se adapta com êxito às diferentes condições de uso para rastrear posições do sol, tanto em laboratório como no campo.