Orientador: Kamal Abdel Radi Ismail / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-21T13:16:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HenriquezGuerrero_JorgeRecarte_M.pdf: 22581929 bytes, checksum: 43baa03f4d321404f2af400b3968e721 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Este trabalho apresenta uma abordagem diferente em relação ao conceito de janelas termicamente efetivas, isto é, janelas que reduzem a energia transmitida para dentro ou fora de uma sala. A idéia é usar um painel de vidro duplo preenchido com material de mudança de fase (pcm), cuja temperatura de fusão é determinada por critérios de conforto térmico. A investigação inclui modelamento dos mecanismo de transferência de calor e radiação através do painel, caracterização ótica de janelas convencionais e compostas, e simulação numérica. As amostras incluem vidros comerciais simples de diferentes espessuras e painéis de vidro duplo de diferentes espessuras e espaçamento entre vidros, preenchidos com ar, pcm e finalmente pcm colorido. O modelo é unidimensional transiente e a simulação numérica foi implementada através do método de diferenças finitas na sua forma explícita. Dos resultados da simulação numérica e dos testes de caracterização óticos foram levantadas curvas de ganho térmico, distribuição de temperatura através do painel e evolução da temperaturas da superfícies interna e externas do painel ao longo de um período de 24 horas de forma a verificar o efeito do pcm no desempenho térmico da janela composta / Abstract: This work present a new concept for thermally effective windows, that is windows which reduce the energy transfer to and fIom the internal ambient. This idea behind this concept is to use a pcm fill in the gap between the two glass panels. The fusion temperature of the pcm is selected according to the thermal cornfort criterion. The investigation includes modeling of the mechanisms of heat transfer relevant to the window problem, the thermal radiation through the glass panels, the optical characterization of conventional and composite window configurations and finally the numerical simulation of these configurations. Because of the lack of information on the thermal and optical properties of national gla~s and specially on the composite configuration optical tests were realized to determine the transmittance and reflectivity of simple glass panels of different thicknesses and spacings, air and pcm filled glass panels and finally coloured pcm filled glass panels. The model is a transient one dimensional and the numerical solution is based upon explicit finite difference scheme. the numerical simulations and the optical tests realized allow the determination of the heat gain, the temperature distribution across the glass panels, the outlet and the inlet instantaneous surface temperatures and finally the overall thermal performance of any glass panels including the proposed system / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Jose Euclides Stipp Paterniani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-13T08:05:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Francisco_AdrianaRibeiro_M.pdf: 804756 bytes, checksum: a59e8487101882e6f002a7b40c0ea100 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Atualmente, técnicas de reúso de água empregando energias de fontes renováveis e materiais de construção de baixo custo são utilizados em pequenas escalas para atender populações carentes em saneamento básico, a fim de minimizar doenças de veiculação hídrica e a contaminação de compostos químicos nocivos à saúde humana. Os Processos Oxidativos Avançados (POA) trata-se de uma tecnologia desenvolvida para minimizar e até mesmo converter poluentes químicos, como a matéria orgânica, em CO2 e água. A fotocatálise heterogênea é um tipo de POA que emprega o uso da radiação UV (solar ou artificial) sobre a superfície de um semicondutor no tratamento de inúmeros compostos e possibilitando também, a desinfecção microbiológica. No entanto, mesmo a radiação UV artificial apresentando bons resultados na fotocatálise, torna-se uma tecnologia cara que demanda o uso de energia elétrica. Uma alternativa que pode ser viável do ponto de vista técnico, econômico e ecológico é o emprego de garrafas PET para a produção de um reator fotocatalítico utilizando a radiação UV solar como fonte de energia. Este trabalho teve como objetivo verificar a eficiência de um reator de fotocatálise utilizando UV solar em garrafa PET no tratamento de efluente final da estação de tratamento de esgoto da Faculdade de Engenharia Agrícola - FEAGRI (UNICAMP). Além disso, foi empregado o uso de um reator de radiação UV artificial para comparar com o tratamento da fotocatálise UV solar. Os resultados mostraram que ambos os reatores fotocatalíticos são eficientes no pós-tratamento de esgoto, atingindo eficiência média de remoção em 99,99% de Escherichia coli e 42% na redução do teor de matéria orgânica representada pela DQO. Para os outros parâmetros de qualidade de água observados, o tratamento que mais obteve destaque na fotocatálise solar foi a Cor atingindo 93% de remoção. A fotocatálise heterogênea solar em garrafa PET mostrou ser uma alternativa promissora no tratamento de águas residuárias, principalmente por apresentar a vantagem de utilizar radiação UV solar como fonte de energia, e materiais reutilizáveis como a garrafa PET. / Abstract: Currently, techniques for reuse of water using renewable energy sources and building materials at low cost are used in small scale to serve needy populations in sanitation in order to minimize transmission of diseases and water contamination from chemical compounds harmful to human health. The advanced oxidative process (AOP) is a technology developed to minimize and even convert chemical pollutants such as organic matter into CO2 and water. The heterogeneous photocatalysis is a type of AOP that employs the use of UV radiation (solar or artificial source) on the surface of a semiconductor in the treatment of many compounds, allowing also the microbiological disinfection. However, even the artificial UV radiation in face to better results in photocatalysis, is an expensive technology that requires the use of electricity. An alternative that may be feasible from a technical, economic and ecological is the use of PET-bottles to produce a photocatalytic reactor using a solar UV radiation as an energy source. This study aimed to verify the efficiency of a reactor for photocatalysis using solar UV PET-bottle in the treatment of final effluent from wastewater treatment College of Agricultural Engineering - FEAGRI (UNICAMP). Moreover, a reactor using UV radiation from artificial source was developed and included in experiment to compare the treatment using UV solar as natural soruce against to UV photocatalysis source. The results showed that both reactors are efficient in the post-treatment of sewage, reaching in average efficiency of 99.99% removal of Escherichia coli and 42% reduction in organic matter content is represented by the COD. For other water quality parameters observed, the treatment that received more emphasis in solar photocatalysis was reaching 93% of color removal. The heterogeneous photocatalysis in solar PET bottle proved to be a promising alternative for the wastewater treatment, mainly by having the advantage of using UV radiation as a source of solar energy and reusable materials like as PET bottle. / Mestrado / Agua e Solo / Mestre em Engenharia Agrícola

Orientador: Kamal Abdel Radi Ismail / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-09T17:08:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Brito_JoseClet_M.pdf: 4633715 bytes, checksum: 1c1eff1cb154ddf97b9f0996fa4289bf (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho apresentamos um estudo sobre piscina solar, como retentora de energia térmica, para futura transformação em energia elétrica, sendo esta constituída por 03 camadas de água salgada com gradientes de densidades diferentes e em ordem crescente de cima para baixo, fazendo com que obtivéssemos 03 temperaturas também em ordem crescente. Fizemos o seu monitoramento durante onze dias, e os dados obtidos nos ensaios permitiram uma análise das diferenças entre as temperaturas final e inicial, da zona de armazenamento, zona intermediária, zona de superfície e o rendimento ao longo dos onze dias no intervalo de tempo das 8:00h. às 17:00h., conforme mostra as tabelas 4.1 a 4.12. A apresentação dos resultados em forma de gráfico é muito importante, pois permite extrair com mais realidade os parâmetros que descrevem, de forma simples, o omportamento da piscina solar de gradiente salino. As variações de temperatura de cada zona, para melhor visualização gráfica, são apresentadas nos gráficos 4.1 a 4.11, sendo nas ordenadas as temperaturas médias e nas abscissas os tempos. E, no gráfico 4.12, o rendimento em função da temperatura média. Após a realização dos ensaios, os pontos foram plotados, gerando os gráficos 4.1 a 4.12. Utilizamos o valor médio diário da radiação solar incidente, como sendo 837,34W/m2, segundo dados da Tese de Mestrado de LOPES, (2004), para latitude de 2,55º em relação a linha do equador em São Luís do Maranhão e a potência total disponível de 164,41W. Os dados experimentais informam que a temperatura máxima da zona de armazenamento foi obtido no 2º ensaio, correspondendo a 45ºC e sua eficiência máxima de 13,09%, obtido no 5º ensaio, com intervalo de confiabilidade, respectivamente iguais a [4,26 ; 8,26]% e [5,16 ; 6,32]ºC, conforme demonstrativo nos apêndices: D.2.10.2 e D.5.8.2 / Abstract: In this work we present a study on solar swimming pool, as retainer of thermal energy, for future transformation in electric energy, being this consisting by 03 salty with gradients of different densities and orderly water layers increasing from top to bottom, making with that we also got 03 temperatures orderly increasing. We made its monitoramento during eleven days, and the data gotten in the assays had allowed an analysis of the differences between the temperatures final and initial, of the zone of storage, intermediate zone, zone of surface and the income to the long one of the eleven days in the interval of time of 8:00h. to 17:00h., as it shows to tables 4,1 the 4.12. The presentation of the results in graph form is very important, therefore it allows to extract with more reality the parameters that they describe, of simple form, the behavior of the solar swimming pool of saline gradient. The variations of temperature of each zone, for better graphical visualization, are presented in graphs 4,1 the 4,11, being in commanded the average temperatures and the abscissas the times. E, in the graph 4,12, the income in function of the average temperature. After the accomplishment of the assays, the points had been located, generating graphs 4,1 the 4.12. We use the daily average value of the incident solar radiation, as being 837,34W/m2, according to data of the Thesis of Mestrado of LOPES, (2004), for latitude of 2,55º in relation the line of the equator in São Luís of the Maranhão and the available total power of 164,41W. The experimental data inform that the maximum temperature of the storage zone was gotten in 2º assay, corresponding 45ºC and its maximum efficiency of 13,09%, gotten in 5º assay, with trustworthiness interval, respectively equal [ 4,26; 8,26]% and [ 5,16; 6,32]ºC, as demonstrative in the appendices: D.2.10.2 and D.5.8.2 / Mestrado / Instrumentação e Controle Industrial / Mestre em Engenharia Mecânica

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / O presente trabalho consiste no estudo de revestimentos funcionais com aplicaÃÃo industrial nos setores metal-mecÃnico e energia. Para isto, foram estudados revestimentos de ZnAl, como camada protetora contra a corrosÃo, e realizado o desenvolvimento e a caracterizaÃÃo do revestimento (filme) semicondutor ZnTe para o aproveitamento da energia solar. Adicionalmente, foi desenvolvido um revestimento (filme fino) transparente condutor SnO2:F, depositado sobre vidro comum, para ser usado como substrato na eletrodeposiÃÃo do filme ZnTe. O estudo de corrosÃo do revestimento Zn-55Al (galvalume), depositado sobre substrato de aÃo carbono, foi feito como parte da caracterizaÃÃo de materiais tecnolÃgicos que estÃo sendo produzidos no Brasil. O filme semicondutor policristalino de ZnTe foi produzido por tÃcnica eletroquÃmica, bem como a sua caracterizaÃÃo bÃsica por voltametria cÃclica e cronoamperometria. O substrato transparente condutor foi produzido por spray pyrolysis a partir de parÃmetros operacionais definidos no prÃprio laboratÃrio. A produÃÃo do substrato transparente condutor foi feita por ser uma tÃcnica ainda inexistente em processos industriais e comerciais no Brasil, tendo que ser importado. Foram usadas tÃcnicas eletroquÃmicas para o estudo de corrosÃo do revestimento industrial Zn55Al, obtenÃÃo e caracterizaÃÃo do ZnTe e estabilidade quÃmica do SnO2:F. A caracterizaÃÃo morfolÃgica foi feita por Microscopia EletrÃnica de Varredura (MEV). Associada ao MEV pode-se citar a tÃcnica de Energia Dispersiva de raios-X (EDX) como uma tÃcnica semi-quantitativa e semi-qualitativa na complementaÃÃo do estudo morfolÃgico. A tÃcnica de difraÃÃo de raios-X (DRX) foi utilizada como tÃcnica qualitativa e estrutural que esclareÃam as informaÃÃes obtidas por MEV e EDX. A xii caracterizaÃÃo Ãtica dos filmes SnO2:F e ZnTe foi feita por transmitÃncia na faixa do visÃvel, que à a faixa de operaÃÃo para sistemas fotovoltaicos. Foi observado que o revestimento Zn55Al, mesmo com um potencial de corrosÃo menor que o zinco puro, apresentou maior resistÃncia à corrosÃo devido à formaÃÃo de camada passivante e que o processo de corrosÃo inicia-se nas regiÃes interdendrÃticas, ricas em zinco com formaÃÃo microrrachaduras. Este comportamento foi comparativo entre os testes acelerados em meio aquoso, em atmosfera marinha e avaliaÃÃo por perda de massa. Na obtenÃÃo dos filmes ZnTe, foi observado que no pH = 4,5 ocorre a formaÃÃo do filme de estequiometria 1:1 a um potencial â0,60V (versus Ag/AgCl), e temperatura de 60oC, ao abrigo da luz visÃvel (escuro). Adicionalmente, por medidas de transmitÃncia, foi determinado o gap de energia (Eg) de 2,44 eV, com lmÃx = 702,3nm, condiÃÃo satisfatÃria para o uso em janelas de conversÃo fotovoltaica. Os filmes de SnO2:F apresentaram transmitÃncia mÃxima de 92,27% em l = 682nm e resistÃncia mÃdia de superfÃcie de 30Â10 W/ . Por outro lado, foi observado por volttametria cÃclica, uma boa estabilidade eletroquÃmica em meio Ãcido (pH = 1) por voltametria cÃclica. / The present work consists of the functional coatings study with industrial application in the sectors metal-mechanic and energy. For this, coatings of ZnAl had been studied, as protective layer against the corrosion and carried through the development and the characterization of the coatings (film) ZnTe semiconductor for use to advantage of the solar energy. Additionally, an coatings was developed (fine film) transparent SnO2:F conductor, deposited on common glass, to be used as substratum in the electroplating of the ZnTe film. The study of corrosion of the Zn5Al coatings (galvalume), deposited on steel, it was made as part of the characterization of technological materials that are being produced in Brazil. The film polycrystalline semiconductor of ZnTe was produced by electrochemical technique as well as its basic characterization by cyclic voltammetry and chronoamperometry. The conducting transparent substratum was produced by spray pyrolysis from defined operational parameters in our laboratory. The production of the conducting transparent substratum was made by being one still inexistent technique in industrial and commercial processes in Brazil, having that to be mattered. They had been used electrochemical techniques for the study of corrosion of the industrial coatings Zn5Al, attainment and characterization of the ZnTe and chemical stability of the SnO2:F. The morphologic characterization was made by scanning electron microscopy (MEV), and the compositional measurements by EDX to complementation of the morphologic study. The technique of DRX, was used as qualitative and structural studies to complement the information gotten for MEV and EDX. The characterization optics of the films SnO2:F and ZnTe was made by transmittance in the band of the visible, that it is the band of operation for photovoltaic systems. It was observed that the Zn5Al coatings, with a less potential of corrosion then pure zinc, presented greater resistance to the corrosion due formation of passiveness xiv layer and the corrosion process initiated in the interdendritics regions, rich in zinc with cracks formation. This behaviour was comparative as well as immersion tests and sea atmospheric tests and evaluation for loss of mass. An stoichiometric ZnTe films, it was observed that in pH = 4.5 the formation of the film of stoichiometry 1:1 at -0,60V (vs. Ag/AgCl), and temperature of 60ÂC, on the absence of the visible light. Additionally, by measures of transmittance was determined the energy gap of 2.4 eV, with lmÃx = 702.3nm, satisfactory condition for the use in windows of photovoltaic conversion. The films of SnO2:F had presented maximum transmittance of 92.27% in l =682 nm and average resistance of surface of 30Â10 W/ . On the other hand, it was observed an electrochemical stability in acid medium (pH = 1) by cyclic voltammetry.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Dedicado à deposiÃÃo e caracterizaÃÃo de filmes finos de Sulfeto de CÃdmio e DiÃxido de TitÃnio para a aplicaÃÃo em cÃlulas solares fotovoltaicas. Cada filme foi depositado por um processo diferente. O reagente TiO2 da marca vetec, foi misturado com Ãcido clorÃdrico em soluÃÃo aquosa formando uma dispersÃo. Essa dispersÃo foi espalhada sobre o substrato de vidro e depois aquecida com uma chapa aquecedora. Depois de formado o filme, foram feitos MEV e EDX do mesmo. Para preparar o CdS foi necessÃrio um procedimento um pouco mais complexo, que à a deposiÃÃo por banho quÃmico, onde à feita uma mistura de reagentes e mergulhado o substrato nesta mistura. Ocorreram reaÃÃes quÃmicas cujo resultado foi a formaÃÃo do CdS, que ocorre em toda a superfÃcie do recipiente e do substrato imerso na soluÃÃo. As mesmas caracterizaÃÃes feitas no TiO2 foram feitas no CdS, ambos mostraram uma boa uniformidade, tambÃm foi observado que os filmes mostraram uma boa aderÃncia ao substrato. A fim de comprovar a aplicatividade dos filmes para fins fotovoltaicos, preparou-se um protÃtipo de cÃlula solar fotovoltaica, que foi colocada em contato com a luz solar para assim medir a corrente elÃtrica e a diferenÃa de potencial. TambÃm foram medidos os mesmos parÃmetros no escuro, para comparaÃÃo de resultados e comprovaÃÃo da geraÃÃo de energia elÃtrica atravÃs do contato com a luz. AtravÃs dos resultados destes testes, concluiu-se que os filmes apresentaram o efeito fotoelÃtrico, sendo assim, aplicÃveis em cÃlulas solares fotovoltaicas. / This work is dedicated to the deposition and characterization of thin films of cadmium sulfide and titanium dioxide for application in photovoltaic solar cells. Each film is deposited by a different process. The reagent TiO2 brand Vetec, was mixed with hydrochloric acid in aqueous solution forming a dispersion. This dispersion is spread on the glass substrate and then heated with a plate heater. After the deposit, were made SEM and EDX of the films. In order to prepare CdS a more complex process called chemical bath deposition was required, made of a mixture of reagents with the substrate immersed in it. Chemical reactions occurred which result was the formation of CdS, which occurs across the surface of the container and the substrate immersed in the solution. The same characterizations were carried out on TiO2 in CdS, showed in both good uniformity, was also observed that the films showed good adhesion to the substrate. In order to prove that films are applicable for photovoltaic energy conversion, a prototype of a solar photovoltaic cell was prepared, which was placed in contact with a type of light for measuring electrical parameters like the electric current and potential difference. We also measured the same parameters in the dark, for comparison of results and to prove power generation in contact with the light. The research tests provides evidence that films showed the photoelectric effect, therefore, applicable in photovoltaic solar cells.

Há décadas a energia solar atrai pesquisadores de todo o planeta devido ao seu enorme potencial de aplicações como fonte de energia térmica. Com a crescente preocupação com o Meio Ambiente e a busca por fontes renováveis de energia, o interesse pelo aproveitamento da energia proveniente do Sol cresceu ainda mais. Apesar de desafios como a intermitência e a sazonalidade solares, e a dificuldade de transporte desta forma de energia, a busca por técnicas de armazenamento visa mitigar estes problemas. Uma alternativa termoquímica é a produção de combustíveis solares, ou seja, combustíveis obtidos por meio do uso da energia concentrada do Sol que possam ser estocados e transportados para onde e quando houver demanda de energia. Uma aplicação de destaque neste tema é a gaseificação de biomassa para a produção de gás de síntese (CO + H2). A gaseificação visa aumentar o potencial energético da biomassa sólida ou líquida ao realizar uma reação endotérmica que transfere a energia acumulada do Sol (por meio de concentradores) para as ligações químicas, com a recombinação dos átomos na forma de gás de síntese. Este gás, além do seu maior poder calorífico, é matéria-prima para muitos processos da indústria química. Desta forma, o objetivo desta reação é obter um combustível mais homogêneo e de fácil manuseio. A gaseificação é uma alternativa importante para o aproveitamento energético da biomassa, pois esta é normalmente bastante heterogênea. Sendo assim, o uso de gaseificadores viabiliza o uso de madeira, resíduos urbanos e agrícolas e outras matérias orgânicas como fontes de energia. Assim, este trabalho apresenta um estudo da utilização de concentradores solares para o processo de gaseificação de biomassa e a concepção de um reator químico solar para operação em escala laboratorial para a sequência dos estudos neste campo de pesquisa. Por meio de uma modelagem térmica, o trabalho destaca a viabilidade técnica da gaseificação solar de biomassa, comprovando um ganho energético e uma redução das emissões de gás carbônico em comparação com a queima direta da biomassa. Por fim, são apresentados os parâmetros de construção e operação de um gaseificador de pequena escala. / From decades, solar energy has instigated researchers worldwide due to its enormous potential. With raising concern for the environment and the search for renewable energy sources, the interest in using the Sun as a power supply grew even more. Despite challenges as the solar seasonality and intermittence, and difficulties transport its energy, innovative storage techniques aim to mitigate those issues. A thermochemical alternative is the production of solar fuels - fuels obtained from concentrated solar power (CSP) - which can be stocked and transported to the time and place there is demand. A forthcoming application in this field is biomass steam-gasification for syngas production (CO + H2). Gasification increases the thermal potential of liquid and solid biomass by means of an endothermic reaction that transfers solar energy (via radiation concentrators) to chemical bonds, re-combining the atoms as syngas (hydrogen and carbon monoxide). This gas mixture, besides its thermal potential, is a raw material for numerous processes in chemical industry. The purpose of this process is to obtain a fuel more homogenous and easy to manipulate. The gasification is an important alternative to biomass energy use, once it is generally heterogeneous. Thus, gasifiers enable the use of wood, algae, solid waste, agricultural byproducts, and other organic matter as power supplies. Therefore, this project presents the study of solar concentrators use in the steamgasification of biomass and the conception of a solar chemical reactor for laboratoryscale tests for the future steps of the research in this field. Models and bibliographic references points to the technical feasibility of solar steam-gasification of biomass, verifying a significant energy gain and carbon emission reduction comparing to direct burn of biomass. Ultimately, the dissertation presents the constructive and operational parameters of a small-scale gasifier.

Submitted by Edineia Teixeira (edineia.teixeira@unioeste.br) on 2018-03-07T19:15:05Z No. of bitstreams: 2 Felix_Pazuch2017.pdf: 6977490 bytes, checksum: 1043858a7613f823fbf982c813af0033 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-07T19:15:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Felix_Pazuch2017.pdf: 6977490 bytes, checksum: 1043858a7613f823fbf982c813af0033 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-02-17 / The present work deals with the development of a computational tool for sizing of photovoltaic systems connected to the network systems of the concessionaire (Grid_tie) and isolated systems (Off_grid). The calculations for the scaling were obtained from the Photovoltaic systems engineering Handbook – CRESESB, technology, design and installation of photovoltaic systems – GREENPO and Digital Book introduction to Solar Systems – BLUESOL. For both systems, the sizing step that resembles the two configurations is the location information of the photovoltaic project. Knowing the data of latitude, longitude and altitude of the site the tool calculates the angle of the modules for better absorption of the photovoltaic radiation. For systems connected to the network, it is also necessary to provide information on the consumption of the building to be serviced by the photovoltaic system. For isolated systems, besides the information of the place, it is necessary to know the demand and consumption of the building. By means of a list of electrical equipment, the equipment dependent on the photovoltaic system is defined. The decisionmaking criteria are based on economic analysis, based on indices such as Net Present Value (NPV), Internal Rate of Return (IRR) and Discounted Payback. As results we presented the screens developed for the sizing tool and examples of sizing of both photovoltaic systems through tables and graphs. The developed application works in an uninterrupted manner without presenting problems and proved to be reliable, since all the calculations are of the sizing algorithm or the calculations of the economic analysis, they have a theoretical basis. / O presente trabalho trata do desenvolvimento de uma ferramenta computacional para o dimensionamento de sistemas fotovoltaicos: sistemas interligados à rede da concessionária (Grid_tie) e sistemas isolados (Off_grid). Os cálculos para o dimensionamento foram obtidos do Manual de Engenharia para Sistemas Fotovoltaicos – CRESESB, do Manual de Tecnologia, Projeto e Instalação de Sistemas fotovoltaicos – GREENPO e do Livro Digital de Introdução aos Sistemas Solares – BLUESOL. Para ambos os sistemas, a etapa do dimensionamento que se assemelha as duas configurações é a informação do local do projeto fotovoltaico. Conhecendo os dados de latitude, longitude e altitude do local a ferramenta calcula o ângulo dos módulos para melhor absorção da radiação fotovoltaica. Para sistemas conectados à rede é necessária ainda a informação do consumo da edificação que vai ser atendida pelo sistema fotovoltaico. Para sistemas isolados, além das informações do local, é necessário conhecer a demanda e o consumo da edificação. Por meio de uma lista de equipamentos elétricos são definidos os equipamentos dependentes do sistema fotovoltaico. Os critérios de tomada de decisão são baseados em análise econômica, a partir de índices como Valor Presente Líquido (VPL), Taxa Interna de Retorno (TIR) e Payback Descontado. Como resultados foram apresentados as telas desenvolvidas para a ferramenta de dimensionamento e exemplos de dimensionamentos de ambos os sistemas fotovoltaicos através de tabelas e gráficos. O aplicativo desenvolvido funciona de forma ininterrupta sem apresentar problemas e mostrou-se confiável, pois todos os cálculos sejam eles do algoritmo de dimensionamento ou dos cálculos da análise econômica, possuem embasamento teórico.

After the Second World War, there was an expression of interest in the study of the future. In order to achieve reliable objectives, several methods of scenario planning were invented. These methods comprise of qualitative and quantitative approaches inherited from their own school of origin. Each approach has advantages and limitations that can be observed by the study of each method in progress. However, mixed approaches often show a weak connection between qualitative and quantitative methods. The use of fuzzy cognitive maps (FCMs), among scenario planning approaches, can overcoming the limitations of qualitative and quantitative techniques. This study focused on the problem of the lack of proper planning of scenarios based on FCMs in the alternative energy sectors, raising the question of whether this situation comes from a shortage of information or limitations of the FCMs. To resolve this problem, this study investigated benefits and limitations of FCM-based scenario planning through the application in the Brazilian photovoltaic sector. The following specific objectives were established: identify the strong and weak points of FCMs; analyze the expansion of these to different areas; identification of the main stakeholders used to develop FCM-based scenarios; application of the method in the Brazilian solar energy sector. We identified an increasing number of studies on FCMs in several new areas not considered in previous studies. This suggests that experts are expanding frontiers and recognizing the interdisciplinary potential of FCMs and their robustness of solving diverse kinds of problems. The main contribution of the research is to present the benefits and limitations of FCM-based scenario planning. For that, a scenario planning method was presented and the empirical evidence of its effectiveness was presented in the context of the Brazilian photovoltaic solar energy sector. / Após a Segunda Guerra Mundial, houve um crescente de interesse no estudo do futuro. Para alcançar objetivos confiáveis, foram inventados vários métodos de planejamento de cenários. Esses métodos possuem abordagens qualitativas e quantitativas herdadas de sua própria escola de origem. Cada abordagem possui vantagens e limitações que podem ser observadas pelo estudo de cada método. No entanto, abordagens mistas muitas vezes mostram uma conexão fraca entre métodos qualitativos e quantitativos. O uso de fuzzycognitivemaps (FCMs), no planejamento de cenários, pode superar as limitações das técnicas qualitativas e quantitativas. Este estudo centrou-se no problema da falta de planejamento adequado de cenários baseados em FCMs nos setores de energia alternativa, levantando a questão de saber se esta situação vem da escassez de informações ou das limitações dos FCMs no planejamento estratégico. Para resolver este problema, este estudo investigou os benefícios e as limitações do planejamento de cenários baseado em FCM através da aplicação no setor fotovoltaico brasileiro. Foram estabelecidos os seguintes objetivos específicos: identificar os pontos fortes e fracos dos FCMs; analisar a expansão destes para diferentes áreas; identificar os principais stakeholders utilizados para desenvolver cenários baseados em FCMs; aplicar o método no setor de energia solar brasileira. Identificamos um número crescente de estudos sobre FCMs em várias novas áreas não consideradas em estudos anteriores. Isso sugere que os especialistas estão expandindo as fronteiras e reconhecendo o potencial interdisciplinar dos FCMs e sua robustez na resolução de diversos tipos de problemas. A principal contribuição desta pesquisa é apresentar os benefícios e as limitações do planejamento de cenário baseado em FCM. Para isso, foi apresentado um método de planejamento de cenários e a evidência empírica de sua eficácia foi apresentada no contexto do setor de energia solar fotovoltaica brasileira.

Orientador: Maurício Roriz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-20T14:06:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Neves_LeticiadeOliveira_D.pdf: 5823028 bytes, checksum: e33ab4513b4c08b2ff00bc375ae8bd74 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A ventilação natural é uma das estratégias mais importantes para o condicionamento térmico passivo de ambientes internos de edificações, podendo ocorrer por ação dos ventos, por efeito chaminé ou pela combinação de ambos. Em áreas urbanizadas, a velocidade do vento é sensivelmente reduzida pelos obstáculos locais, tornando o efeito chaminé uma alternativa de projeto mais viável, pois independe do vento. Esta pesquisa tem por objetivo investigar o potencial de chaminés solares para promover a ventilação natural em edificações de baixa altura, localizadas em climas típicos do território brasileiro. Desenvolveram-se estudos experimentais, através do monitoramento de uma célula de teste, exposta a condições climáticas reais, e de ensaios em túnel de vento, em modelos de escala reduzida. Desenvolveram-se previsões teóricas, através de um modelo matemático adaptado da literatura especializada e de simulações computacionais. Realizou-se um processo inicial de calibração desses modelos, utilizando como referência os resultados do monitoramento experimental. O processo baseou-se na análise comparativa de algumas variáveis selecionadas, considerando-se dados de temperatura superficial do vidro e da placa absorvedora, temperatura do ar e vazão volumétrica no interior do canal da chaminé. Os resultados indicaram que os modelos teóricos têm potencial de aplicação na avaliação do desempenho de chaminés solares, especialmente o modelo de simulação, em que foram observadas diferenças inferiores a 20% entre resultados medidos e calculados. Em vista disso, o modelo computacional foi selecionado para realização de uma análise dos efeitos da variação de diferentes parâmetros geométricos e construtivos do sistema, incluindo espessura do canal de ar, comprimento da chaminé, inclinação do coletor solar e tipo de vidro utilizado no coletor. Verificou-se a possibilidade do uso de um extensor vertical acoplado à chaminé, de modo a garantir uma diferença de altura constante entre as aberturas de entrada e saída do ar, independentemente da inclinação do coletor. Por fim, o desempenho do sistema foi analisado em função do efeito combinado das componentes térmica e eólica, para uma configuração específica de chaminé. Os resultados indicaram que as chaminés solares têm grande potencial de aplicação como estratégia de resfriamento passivo de edificações localizadas em regiões de baixa latitude. O sistema proposto com chaminé inclinada para máxima irradiância e uso de extensor apresentou um aumento significativo no fluxo de ar, para as cidades analisadas, com resultados desde 40% até acima de 100% superiores aos obtidos em uma chaminé solar inclinada para máximo fluxo de ar por diferença de pressão. Verificou-se que as perdas de carga da chaminé têm importância determinante no seu desempenho, pois afetam linearmente os resultados de fluxo de ar obtidos, sendo, portanto, fundamental a sua correta previsão. A ação dos ventos teve papel determinante no desempenho do sistema, mesmo a baixas velocidades. Se comparados casos sem vento e com vento a 1m/s, por exemplo, obtiveram-se diferenças de até 47% na vazão volumétrica da chaminé, para um estudo de caso analisado / Abstract: Natural ventilation is one of the most important strategies for passive cooling of indoor environments. It can occur by wind forces, by stack effect or by a combination of both strategies. The second choice can be more effective in urban areas, where there are obstacles that block or reduce significantly the wind speed. This research has the aim to analyze the potential of solar chimneys to promote natural ventilation in low rise buildings, located at typical climates of Brazilian territory. Experimental studies were developed, by means of the construction and monitoring of a test cell, under real climatic conditions, and the development of wind tunnel tests, using small scale models. Theoretical predictions were developed using a mathematical model adapted from literature and computer simulation. A calibration procedure was carried out, based on results obtained through the experimental set up. The procedure consisted in a comparative analysis of chosen variables, considering data of glass and absorber surface temperatures, air temperature and volumetric flow rate inside the chimney channel. Results confirm the great potential of applicability of the theoretical models on the performance analysis of solar chimneys, specially the computer simulation, which presented differences lower than 20% between measured and calculated results. Therefore, the simulation model was chosen to perform an analysis of the effects caused by the variation in geometric and constructive parameters of a solar chimney, including air channel depth, chimney length, solar collector tilt and type of glass used on the solar collector. It was also analyzed the possibility of using a chimney extension, which would be responsible to maintain a constant height between inlet and outlet openings, independently from the absorber inclination. Ultimately, the system performance was analyzed considering the combined effect of thermal and wind forces, for a specific configuration of solar chimney. Results confirm the great potential of applicability of solar chimneys as a passive conditioning strategy for low latitude locations. The proposed system with optimum inclination angle for maximum solar irradiation added to a chimney extension presented a significant enhancement of airflow rates, for the studied cities, with results between 40% and more than 100% higher than the results obtained with a solar chimney with inclination angle for maximum airflow, considering the pressure gradient inside the channel. It has been verified that the pressure losses inside the chimney have great importance in its performance, since it affects linearly the airflow results, being essential the correct prediction of these losses. Wind forces have a strong influence on the system's performance, even at low velocities. By comparing situations with no wind and with a 1m/s wind velocity, for example, it were obtained differences of up to 47% in the solar chimney volumetric flow rate, for a case study / Doutorado / Arquitetura, Tecnologia e Cidade / Doutor em Arquitetura, Tecnologia e Cidade

Orientador: Luiz Felipe Mendes de Moura / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T22:37:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martins_PaulinoCutrim_M.pdf: 1004109 bytes, checksum: 4a5643b8de366648397d80e7bfc388da (MD5) Previous issue date: 2004 / Mestrado / Refrigeração e Condicionamento Ambiental / Mestre Profissional em Engenharia Mecanica