Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-03-30T18:22:27Z No. of bitstreams: 1 Israel de Oliveira.pdf: 2249672 bytes, checksum: 651678b57093fe8cfdec97b6e6da1274 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-30T18:22:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Israel de Oliveira.pdf: 2249672 bytes, checksum: 651678b57093fe8cfdec97b6e6da1274 (MD5) Previous issue date: 2014-01-31 / JTI Processadora de Tabaco do Brasil Ltda / Programa de Bolsas de Estudo Talentos Tecnosinos / O Brasil é um dos maiores produtores mundiais de tabaco de estufa e a região sul é a maior responsável por essa produção, principalmente o estado do Rio Grande do Sul. Uma das etapas do processo de beneficiamento desse produto é a secagem (cura) das folhas, que utiliza essencialmente lenha como fonte de energia. Esse trabalho apresenta um estudo dos aspectos energéticos que envolvem a cura de tabaco da espécie Virgínia, os resultados e análises das simulações realizadas no software TRNSYS, de um sistema solar térmico com aquecimento de água para complemento energético desse processo de cura. A partir de dados experimentais obtidos em processos de cura, foram definidos os parâmetros mais importantes para a determinação da carga térmica necessária e calculadas as perdas térmicas envolvidas. Os resultados apresentados pelas simulações mostraram que o sistema de energia solar proposto, atuando como fonte auxiliar de energia em uma estufa do tipo bulk, é capaz de atender completamente a carga térmica da primeira fase do processo de cura e contribuir com o aumento da temperatura na estufa necessário à cura dessa espécie de tabaco, gerando reduções no consumo de lenha do processo da ordem de 18 a 39 %, considerando que esse ocorra em um período de sete dias ensolarados no verão, na região de Santa Cruz do Sul-RS. / Brazil is one of the largest barn tobacco producers and the southern region is largely responsible for this production, especially the state of Rio Grande do Sul. One of the steps involved in this product’s processing chain is the leaves drying (curing), which essentially uses firewood as energy source. This work presents a study of the energy aspects involving the curing of Virginia tobacco, the results and analysis of simulations, using the TRNSYS software, of a solar thermal energy system with water heating to complement this curing process. From the experimental data obtained in curing processes, the most important parameters for the determination of thermal load were defined and the heat losses involved were calculated. The results presented by these simulations showed that the proposed solar energy system, acting as an auxiliary power source of a bulk type barn, can completely meet the thermal load of the first phase of the curing process and contribute to the increase of temperature in the barn necessary to cure this kind of tobacco, reducing 18-39 % the firewood consumption in the process, assuming a seven sunny days period during the summer at the region of Santa Cruz do Sul – RS.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-07-14T14:56:26Z No. of bitstreams: 1 Claudio Soave.pdf: 7375907 bytes, checksum: 473d80e1a4fc185d6e6b38aefe29c2bc (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-14T14:56:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Claudio Soave.pdf: 7375907 bytes, checksum: 473d80e1a4fc185d6e6b38aefe29c2bc (MD5) Previous issue date: 2014-01-31 / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / A energia solar é uma fonte de energia limpa e renovável que vem destacando-se no cenário mundial, em especial em países desenvolvidos como Japão, Alemanha e EUA. Uma das aplicações em que o uso da energia solar vem crescendo, atualmente, é no aquecimento de água para uso doméstico e industrial. No cenário brasileiro, há um incentivo por parte do Governo Federal para trabalhos de pesquisa que visam desenvolver tecnologias de baixo custo para o aproveitamento da energia solar térmica por famílias de baixa renda, diminuindo o consumo de eletricidade. Um sistema de aquecimento de água com energia solar é essencialmente composto por coletor e reservatório térmico. Atualmente, estes dispositivos representam a maior parte dos custos envolvidos devido ao uso de materiais nobres, tais como o aço inoxidável, o cobre e o alumínio. Para que o uso dos coletores solares seja difundido e alcance um preço de mercado compatível com a realidade das famílias de baixa renda é necessário que os custos dos materiais e dos processos de fabricação sejam reduzidos. Os polímeros são materiais sintéticos formados por grandes moléculas que possuem características técnicas específicas e desejáveis para a aplicação na construção de coletores solares, entre elas fácil moldagem, baixo peso e baixo custo. Com o objetivo de auxiliar no desenvolvimento de uma tecnologia de baixo custo e fácil instalação, este trabalho apresenta o desenvolvimento e construção de um protótipo de coletor solar utilizando material polimérico com o intuito de testar as variáveis inerentes ao processo. Foram realizadas simulações para o estudo de diversas geometrias de canais retangulares e seu impacto no desempenho térmico dos coletores e foram buscadas formas de desenho a fim de contornar o problema da baixa condutividade térmica dos polímeros. A partir dessas simulações, foi construído um protótipo de coletor solar, que foi ensaiado para determinação de seu desempenho térmico. Os resultados apresentados foram promissores, mostrando que é possível o uso desses materiais sem que haja perda significativa de eficiência, além de mostrarem que existe a possibilidade de redução de seus custos de fabricação. / Solar energy is a clean, renewable energy that is standing out on the world stage, especially in developed countries like Japan, Germany and USA. One of the applications in which the use of solar energy is currently growing is in domestic and industrial water heating. In the Brazilian view, there is an incentive from Governo Federal to research papers aiming the development of the low-cost technologies for the use of solar thermal energy in low income families, thus, there is a reduction in the electricity consumption. A solar water heating system is essentially composed of collector and thermal reservoir. Currently, these devices represent the two most of the costs involved in their use due to the fine materials and high-cost process that are employed in the manufacture of both these equipments such as steel, copper and aluminum. For the use of solar collectors is widespread and reach a market price compatible with the reality of low-income families is necessary that the cost of materials and manufacturing processes be reduced. The polymers are synthetic materials formed by large molecules that have specific technical characteristics and desirable for application in the construction of solar collectors, including easy molding, low weight and low cost. In order to assist in developing a low-cost technology and easy installation, this work presents the development and construction of a prototype solar collector using polymeric material to test the variables inherent in the use of this technology. This work makes a bibliographic study on the types of polymeric materials for possible application, as well as an analysis of appropriate geometries. Finally a simulation was performed using the computer program ESS in order to determine: thermal performance, geometry and proper materials. Based on the data generated by the program, was designed and built a prototype flat plate solar collector in polymeric material. Finally tests was performed at the Laboratory of the University of Vale do Rio dos Sinos - UNISINOS in order to determine the thermal performance of the collector.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-07-15T13:18:20Z No. of bitstreams: 1 Fábio Ricardo de Oliveira de Souza.pdf: 10103280 bytes, checksum: 4e2fd0c8307348f7e9098749cafe8b73 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-15T13:18:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fábio Ricardo de Oliveira de Souza.pdf: 10103280 bytes, checksum: 4e2fd0c8307348f7e9098749cafe8b73 (MD5) Previous issue date: 2013-01-31 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / Este trabalho apresenta um estudo numérico sobre características de escoamento e transferência de calor em tubo evacuado. A abordagem numérica foi realizada com o software comercial ANSYS-CFX. O modelo numérico adotado é tridimensional e é composto pelas equações da conservação da massa, quantidade de movimento e energia. A malha computacional é do tipo hexaédrica, com refinamento nas regiões de maiores gradientes térmicos e fluidodinâmicos. O modelo implementado foi validado com resultados numéricos da literatura e um estudo de caso foi realizado, considerando variações do ângulo de inclinação do tubo, da variação da taxa de transferência de calor para o tubo e da variação da temperatura da água proveniente do reservatório térmico. Também foram avaliadas duas hipóteses: uma considerando propriedades físicas da água constantes e a outra com propriedades variáveis com a temperatura. Comparações são apresentadas para campos de velocidade e temperatura, vazão mássica e números de Nusselt e de Reynolds. O comparativo entre os resultados obtidos com a hipótese de propriedades constantes, com aqueles obtidos com propriedades variáveis mostra diferenças significativas entre eles, apontando a importância do uso de propriedades variáveis neste tipo de simulação numérica. Os resultados dos estudos paramétricos indicam que o incremento da vazão mássica e da temperatura média de saída do fluido é diretamente proporcional ao incremento do ângulo de inclinação, da taxa de transferência de calor e da temperatura do reservatório térmico. / This work presents a numerical study on characteristics of flow and heat transfer in an evacuated tube. The numerical approach was performed with the commercial software ANSYS-CFX. The numerical model adopted is three-dimensional and consists of the mass, momentum and energy equations. The computational mesh is hexaedrical, with refinement in regions of higher thermal and fluid gradients. The implemented model was validated with numerical results of literature and a case study was conducted considering inclination angle, rate of heat transfer and water temperature from the thermal reservoir. Also were evaluated two hypotheses: one considering constant physical properties of water and the other with properties varying with temperature. Comparisons are presented for velocity and temperature fields, mass flow and Nusselt and Reynolds numbers. The comparison between the results obtained with the hypothesis of constant properties, with those obtained with variable properties, shows significant differences between them, pointing out the importance of using variable properties in this type of numerical simulation. The results of the parametric studies indicate that the increment of the mass flow and average temperature of the fluid is directly proportional to the inclination angle, the rate of heat transfer and the temperature of the thermal reservoir.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2017-02-10T11:07:35Z No. of bitstreams: 1 Jair Carlos Muller_.pdf: 2333529 bytes, checksum: 36c56be5b98f22351456fbe4e419d28f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-10T11:07:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jair Carlos Muller_.pdf: 2333529 bytes, checksum: 36c56be5b98f22351456fbe4e419d28f (MD5) Previous issue date: 2016-10-04 / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Este trabalho apresenta um estudo geométrico de um refletor Fresnel linear para a produção de energia térmica com uso de um rastreador solar para orientação dos espelhos. A realização deste trabalho teve como base o estudo do sistema de coordenadas empregado para o cálculo da inclinação dos espelhos em função da posição do Sol em um determinado instante. O método utilizado considera que a radiação direta proveniente do Sol atinja o centro do espelho, cuja inclinação a cada instante permite a reflexão dessa radiação para o centro do absorvedor, situado a uma dada altura em relação ao plano contendo o eixo dos espelhos. Através do estudo da inclinação dos espelhos, foram analisadas as influencias causadas pela distância entre espelhos, altura do receptor, largura dos espelhos e o número de espelhos. Com estes parâmetros analisados, implementou-se uma simulação em MATLAB que forneceu valores de potência refletida no plano de entrada do concentrador secundário, valores de perdas por sombreamento, bloqueio, desfocagem e posição angular de cada fileira de espelho. Tendo estes dados como base foi construído um rastreador solar controlado por um micro controlador Arduino, que permite orientar as fileiras de espelhos com um único motor e eixo de acoplamento. O programa no micro controlador verifica data e hora como dados iniciais, depois as coordenadas geográficas de latitude 29º 45’ 17,979” S e longitude 51º 9’ 1,019” W do local. Assim, foi possível comprovar, através de imagens refletidas pelos espelhos no receptor secundário, que os parâmetros de posição angular estão corretos e que a concentração dos raios solares no absorvedor do concentrador secundário tem precisão adequada, fornecendo ao sistema confiabilidade para sua utilização. / This paper presents a geometric study of a linear Fresnel reflector for the production of thermal energy with use of a solar tracker for orientation of mirrors. This work was based on the study of the coordinate system used for the calculation of the slope of the mirrors as function of the sun’s position at a given time. The method considers that the solar direct radiation reaches the center of the mirror, whose slope at each instant allows the reflection of this radiation to the center of the absorber located at a given height from the plane containing the axis of the mirrors. Through the study of slope of mirrors, were analyzed the influences caused by the distance between mirrors, the height of receiver, width of the mirrors and the number of mirrors. With these parameters, it was implemented a simulation in MATLAB which provided power values reflected in the secondary concentrator inlet plane, values of losses by shading, blocking, by defocus and the angular position of each row of mirror. Having these data as base was built a controlled solar tracker by an Arduino micro controller, which allows directing the rows of mirrors with a single engine and coupling shaft. The program in micro controller checks the date and time as initial data, then the geographical coordinates of latitude 29° 45 ' 17.979 "S and longitude 51° 9 ' 1.019" W the local. Thus, it was possible to prove, through images reflected by mirrors on the secondary receiver, that the angular position parameters are correct and that the concentration of sunrays in the absorber secondary hub has adequate accuracy, providing the system reliability for its use.

Orientador: Jose Tomaz Vieira Pereira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-06T10:01:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Varella_FabianaKarladeOliveiraMartins_M.pdf: 1832499 bytes, checksum: 1908f1a8e922a649668feeb398910006 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: O mercado de aquecimento solar de água vem crescendo desde a década de 90, porém há falta de informações sobre estudos de caso que avaliem a inserção de aquecedores solares de água nos domicílios brasileiros. Visando contribuir para reduzir essa carência o presente trabalho tem como objetivo avaliar a inserção de aquecedores solares de água no distrito de Barão Geraldo, Campinas-SP. A avaliação foi efetuada através de um plano amostral aleatório estratificado, pois essa metodologia permite conhecer melhor as características próprias de cada segmento da região estudada. Foi necessária a construção de um cadastro para a população pertencente ao distrito de Barão Geraldo, a realização de uma amostra piloto, e por fim, uma amostra final. Após a elaboração do cadastro foram desenvolvidos três questionários para revendedores autorizados, fabricantes e consumidores. O resultado dos questionários aplicados aos consumidores mostra que 19% (com margem de erro máximo de ±5%) dos domicílios do distrito de Barão Geraldo possuem aquecedor solar, ou seja, 1.800 domicílios. Foi realizada a análise do perfil de consumo de energia elétrica dos domicílios por posse de aquecedor solar de água, no período de 1999 a 2003. Verificou-se que os domicílios com aquecedor solar estão consumindo mais energia elétrica do que aqueles que não o tem. Porém, não foi avaliado se esses domicílios consomem mais energia elétrica após a instalação do aquecedor solar / Abstract: The market of solar water heating is growing since the decade of 1990, however there is a lack of information on case studies that evaluate the insertion of solar water heaters in Brazilian dwellings. In order to supply that lack, the present work aims at evaluating the insertion of solar water heaters in Barão Geraldo, district of Campinas-SP. The evaluation was made through a stratified aleatory sample plan, which allows to know the characteristics of each segment of the studied area. It was necessary to create a database of Barão Geraldo population, to accomplish a pilot sample and a final sample. After the elaboration of the database three questionnaires were developed for resellers, manufacturers and consumers. The result of the applied questionnaires to the consumers shows that 19% (with maximum error margin of ±5%) of the dwellings of Barão Geraldo district possesses solar heaters, i.e. , 1.800 dwellings. The analysis of electric power consumption of the dwellings was realized by ownership of solar water heater, in the period from 1999 to 2003. It was verified that the dwellings with solar heaters consume more electric power than the ones that don't possess it. However, it wasn¿t evaluated if those dwellings consume more electric power after the installation of the solar heaters / Mestrado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Mestre em Engenharia Mecânica

Submitted by Fabricia Fialho Reginato (fabriciar) on 2015-06-30T23:58:11Z No. of bitstreams: 1 ClauberFerasso.pdf: 8384052 bytes, checksum: dc9cfb947f94d52412c3434032ae62da (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-30T23:58:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ClauberFerasso.pdf: 8384052 bytes, checksum: dc9cfb947f94d52412c3434032ae62da (MD5) Previous issue date: 2013-08 / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / A contribuição das fontes de energias alternativas, principalmente a solar térmica, para a diversificação da matriz energética brasileira é importante devido, principalmente, ao aumento da demanda do consumo de energia elétrica, ocasionado pelo progresso e desenvolvimento da população e do País. Parte deste aumento é consequência do uso simultâneo de milhares de chuveiros elétricos, na maioria das vezes no horário de ponta, considerado um dos responsáveis pelo elevado pico na curva de demanda entre 18 e 21 horas. Frente a isso, a utilização da energia solar através de sistemas de aquecimento solar para o uso doméstico, vem ao encontro deste propósito. Após análise do consumo médio mensal de energia elétrica fornecida pela concessionária AES Sul no período de um ano em um conjunto residencial na cidade de Canoas – RS, foi possível estimar o custo da utilização do chuveiro elétrico nesse local, por domicílio, que representa entre 25 a 30 % da fatura de energia elétrica. A produção de energia térmica através de sistemas de aquecimento solar para pré- aquecimento de água quente para uso doméstico foi simulada utilizando-se o software TRNSYS, para diversas configurações de sistemas (área de coletor e capacidade de armazenamento). A relação entre a demanda de energia para aquecimento de água e a energia produzida pelo SAS foi parametrizada utilizando-se o conceito de fração solar mensal e anual. Foi considerada uma temperatura mínima de consumo de água quente de 40 °C e um perfil de consumo correspondente à taxa de ocupação média dos domicílios no local. Os dados climáticos necessários para a simulação foram obtidos a partir do ano meteorológico típico (TMY) para Porto Alegre. Os resultados obtidos das diversas simulações mostraram que é possível obter uma economia direta para consumidor de até 58% de energia consumida pelo chuveiro elétrico e uma economia de energia estimada em 12.399 kWh para o sistema elétrico ao longo de 20 anos. Estes resultados podem ser melhorados com a diminuição do custo unitário do SAS ou através de incentivos decorrentes da diminuição dos custos de ampliação da capacidade da rede elétrica por parte das concessionárias, decorrentes da mudança do perfil de carga do sistema. / The contribution of alternative energy sources, particularly solar thermal, to diversify the Brazilian energy matrix is important, mainly due to increased demand of electricity consumption, caused by the progress and development of the population as well as the country. Part of this increase is a consequence of the simultaneous use of thousands of electric showers, mostly during peak hours, considered one of the chief responsible for the high peak in the demand curve between 6.00 and 9.00PM. Given this, the use of solar energy, through solar heating systems for domestic use, meets this purpose. After the analysis of the average monthly consumption of electricity provided by the supplier AES Sul in the period of one year in a residential complex in the city of Canoas – RS, it was possible to estimate the cost of using electric showers in that location, per household, which was between 25 to 30% of the electricity bill. The production of thermal energy through solar heating systems for preheating domestic hot water was simulated using the TRNSYS software for various system configurations (collector area and storage capacity). The relationship between energy demand for water heating and energy produced by SAS was parameterized using the concept of monthly and annual solar fraction, considering a minimum temperature of hot water of 40 ° C, and a profile of consumption corresponding to the average occupancy rate of households at the site. The climatic data required for the simulation were obtained from the typical meteorological year (TMY) to Porto Alegre and the results of several simulations showed that it is possible to get direct savings to the consumer up to 58% of energy consumed by electric shower and energy savings estimated at 12,399 kWh for the electricity system over a period of 20 years. These results can be improved by reducing the unit cost of SAS or through incentives from lowering the cost of expanding the capacity of the electric grid by suppliers, resulting from the change of the system load profile.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2015-11-30T14:46:17Z No. of bitstreams: 1 Sérgio Luiz Bohrer Filho_.pdf: 1393460 bytes, checksum: 335661e44d51f93aa77abb3a780e6e5a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-30T14:46:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sérgio Luiz Bohrer Filho_.pdf: 1393460 bytes, checksum: 335661e44d51f93aa77abb3a780e6e5a (MD5) Previous issue date: 2015-10-14 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / Este trabalho apresenta um estudo de viabilidade de inserção de energia solar térmica na matriz elétrica brasileira, através de integração de um campo de energia termosolar concentrada com uma usina termelétrica de ciclo combinado localizada na Região Centro-Oeste. A atual conjuntura do setor elétrico, que apresenta crescimento do despacho termelétrico e consequente elevação dos custos de geração de energia elétrica, provocados principalmente por períodos de Energia Natural Afluente (ENA) abaixo da média, justifica o desenvolvimento de fontes alternativas. O objetivo principal deste estudo é apresentar um modelo de empreendimento de produção de eletricidade por meio de fonte solar térmica, compatível à realidade tecnológica e econômica do mercado de energia. O estudo baseia-se na simulação de integração de um campo solar com tecnologia de concentração Fresnel linear e geração direta de vapor superaquecido, junto à Usina Termelétrica Luís Carlos Prestes (UTE-LCP), no município de Três Lagoas, no estado de Mato Grosso do Sul. O desempenho do campo solar é verificado através do software System Advisor Model (SAM) da National Renewable Energy Laboratory (NREL) e a produção adicional de termeletricidade é determinada com base na análise de eficiência do ciclo de Rankine da UTE-LCP. Por fim, é realizada a análise financeira do projeto através de ferramentas de engenharia econômica, onde identifica-se um custo nivelado da energia elétrica (LCOE) de pelo menos 139,24 USD MW-1h-1, uma redução de 42,7% em relação às estimativas de custo internacionais para usinas heliotérmicas. Análises de sensibilidade indicam que o custo do capital tem impacto crítico sobre o LCOE, fato atribuído ao caráter de alta dependência dos recursos de capital da tecnologia solar térmica. / This work presents a study of concentrated solar power insertion in the Brazilian energy matrix, through integration of the solar energy with Luís Carlos Prestes Thermoelectric Power Plant (UTE-LCP) in Três Lagoas city. The current situation of the Brazilian electricity sector, which has presented strong growth of thermoelectric dispatch in recent years and the consequent increase in the cost of electricity generation, justifies the development of alternative energy sources. The purpose of this study is to present a model of electricity generation through thermal solar source compatible to technological and economic realities of the energy market. The study is based on evaluation of the linear Fresnel reflector with direct steam generation, because this configuration has investment, operation and maintenance attractive costs. The performance of the solar field is simulated in the System Advisor Model software (SAM) of the National Renewable Energy Laboratory (NREL). The predict performance is used with UTE-LCP operational database to estimate the additional electricity generation. Finally, the financial analysis is carried out through economic engineering tools, which identifies a Levelized Cost of Electricity (LCOE) of the 139.24 USD MW-1h-1 at least. This LCOE is 42.7% less than cost estimates for Concentrating Solar Power plants. Sensitivity analysis indicates that the cost of capital has critical impact on the LCOE, which was attributed to the character of high dependence on Concentrating Solar Power (CSP) capital resources.

Submitted by JOSÉ APARECIDO SILVA DE QUEIROZ null (jqueiroz@unilins.edu.br) on 2016-06-28T17:33:24Z No. of bitstreams: 1 TESE FINAL JOSÉ QUEIROZ.pdf: 1990890 bytes, checksum: 8dbd46996efdf66f13c164f994bd6087 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-06-29T20:20:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 queiroz_jas_dr_bot.pdf: 1990890 bytes, checksum: 8dbd46996efdf66f13c164f994bd6087 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-29T20:20:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 queiroz_jas_dr_bot.pdf: 1990890 bytes, checksum: 8dbd46996efdf66f13c164f994bd6087 (MD5) Previous issue date: 2016-04-29 / O principal objetivo deste estudo é avaliar, com bases em resultados experimentais, um sistema de aquecimento solar constituído de mangueira de polietileno que permite a transferência do calor gerado pela radiação solar direta e/ou difusa (Energia Solar Térmica) para a água. O sistema foi dimensionado para atender a demanda de um Centro de Ressocialização com capacidade para 220 internos. Justifica-se a escolha do tema pelo fato de que consiste em um assunto atual de grande relevância, principalmente porque vive-se uma crise energética em nível mundial. O estudo comprova através de um experimento a viabilidade do aquecedor solar de baixo custo, considerando-se sua aplicabilidade em locais que demanda grande volume de água aquecida para banho. Os resultados demonstraram que o sistema alternativo proposto atendeu de forma eficiente e econômica a demanda solicitada, o que pode ser adotada pelo poder público em qualquer um de seus segmentos que necessite de água aquecida, com objetivo de reduzir custos e contribuir com o sistema energético brasileiro. O sistema foi analisado para atuar em fluxo continuo e fluxo intermitente, ambos objetivando aquecer a água a temperaturas superiores a 37 °C no inverno. Os resultados alcançados atenderam as expectativas coletando grandes volumes, com temperaturas médias acima de 42 °C. / The aim of this study is to evaluate, with bases on experimental results, a solar heating system consists of polyethylene hose that allows the transfer of heat generated by direct solar radiation and / or diffuse (Solar Thermal Energy) to the water. The system has been designed to meet the demand of a Rehabilitation Center with a capacity for 220 inmates. Justified the choice of the theme for the fact that consists of a current subject of great importance, especially because it lives in an energy crisis worldwide. The study proves through an experiment the viability of solar heater low cost, considering their applicability in places that demand large volume of heated water for bathing. The results showed that the alternative system proposed met efficiently and economically the requested demand, which can be adopted by the government in any of its segments that need heated water, in order to reduce costs and contribute to the Brazilian energy system. The system was analyzed to operate in continuous flow, intermittent flow, both aiming at heating the water to temperatures above 37 °C in winter. The results achieved met the expectations collecting large volumes, with average temperatures above 42 °C.

[EN] For more than a decade, the urban heat networks (District Heating, DH) combined with the use of renewable energies have been consolidated as a leading tool for energy efficiency and reducing emissions of greenhouse gases. Among the various possibilities of generation in the North and Central Europe, with little or no annual demand for comfort cooling, since the 80s a large number of facilities, that use solar energy with large seasonal accumulators capable to store surplus heat captured in the period of increased solar availability and minimum demand (summer) and hold until the time of heating demand (autumn), have been built. In this type of installation, the cost of seasonal storage represents a significant percentage of investment for DH. In warmer countries of southern Europe, as in the case of Spain, where in most of the territory the energy demand for cooling is more important or the same order as the heating demand, and taking into account the high costs incurred by the seasonal deposits, a more efficient solution would be using solar energy in summer to cover a percentage of the cooling by thermal chillers (absorption / adsorption). These systems today have little implementation compared to the previous ones, and design criteria do not allow a systematic approach regarding the possible configurations and sizing of the various teams. This Is the technical solution proposed in this thesis. In the present thesis, after a timely review of the state of the Solar District Heating art, SDHC, a technical solution is proposed, intended to be easily replicable, of generation for a solar installation of hot and cold coupled to an urban network to four tubes, District Heating & Cooling, DHC. In addition, practical aspects of the business model for the operation of the network are reviewed. Two TRNSYS dynamic simulation models are developed: One for the DHC and one prior to the study of demand. A practical methodology is also provided on a first initial study to evaluate the technical and economic viability of future projects based on the same technical solution. Finally, the discussion in the previous chapters is expressed in the development of a case study. The DHC studied supplied cold and heat to 2,228 new housing in a suburb of Valencia capital. In view of energy, economic and environmental results of the case study, it is concluded that the proposal for a DHC in Valencia, as the representative city of the warm Spain, technical solution is a viable option generation and energy supply in the residential sector (and associated tertiary). / [ES] Desde hace más de una década, las redes de calor urbanas (District Heating, DH) combinadas con el uso de energías renovables se han consolidado como una herramienta de primer orden para la eficiencia energética y la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero. Entre las distintas posibilidades de generación, en los países del Norte y Centro de Europa, con escasa o nula demanda anual de refrigeración en las viviendas, desde los años 80 se han construido un gran número de instalaciones que utilizan energía solar con grandes acumuladores estacionales capaces de almacenar el calor excedente captado en la época de mayor disponibilidad solar y mínima demanda (verano), y mantenerlo hasta la época de demanda de calefacción de otoño. En este tipo de instalaciones, el coste del acumulador estacional representa un porcentaje muy significativo dela inversión para el DH. En los países más cálidos de Sur de Europa, como el caso de España, donde en gran parte del territorio la demanda energética para refrigeración es más importante o del mismo orden que la demanda de calefacción, y teniendo en cuenta el alto coste que suponen los depósitos estacionales, una solución más eficiente podría ser la que utiliza la energía solar en época estival para cubrir un porcentaje de la demanda de frío mediante enfriadoras térmicas (absorción/adsorción). Estos sistemas tienen, a día de hoy, poca implantación en comparación con los anteriores, y no existen criterios de diseño consolidados que permitan una sistemática en cuanto a las posibles configuraciones y dimensionamiento de los distintos equipos. Esta última opción es la solución técnica que se propone en esta tesis. En la presente tesis, tras una oportuna revisión del estado del arte de los Solar District Heating, SDHC, se propone una solución técnica de generación, que se pretende fácilmente replicable, para una instalación solar de frío y calor acoplada a una red urbana a cuatro tubos, District Heating & Cooling ,DHC. Además, se revisan aspectos prácticos del modelo de negocio para la explotación de la red. Se desarrollan dos modelos de simulación dinámica TRNSYS: uno para el DHC y uno previo para el estudio de la demanda. También se proporciona una metodología práctica que permita, en un primer estudio inicial, evaluar la viabilidad técnico-económica de los futuros proyectos basados en la misma solución técnica. Por último, lo expuesto en los capítulos previos se concreta en el desarrollo de un caso práctico. El DHC estudiado suministra frío y calor a 2.228 viviendas de nueva construcción en barrio periférico de Valencia capital. A la vista de los resultados energéticos, económicos y medioambientales obtenidos en el estudio del caso, cabe concluir que la solución técnica propuesta para un DHC en Valencia, como ciudad representativa de la España cálida, constituye una opción viable de generación y suministro energético en el sector residencial (y terciario asociado). / [CA] Des de fa més d'una dècada, les xarxes de calor urbana (District Heating, DH) combinades amb l'ús d'energies renovables s'han consolidat com una ferramenta de primer orde per a l'eficiència energètica i la reducció d'emissions de gasos d'efecte hivernacle. Entre les distintes possibilitats de generació, en els països del Nord i Centre d'Europa, amb escassa o nul.la demanda anual de refrigeració en les vivendes, des dels anys 80 s'han construït un gran nombre d'instal·lacions que utilitzen energia solar amb grans acumuladors estacionals capaços d'emmagatzemar la calor excedent captat en l'època de major disponibilitat solar i mínima demanda (estiu) i mantindre-ho fins a l'època de demanda de calefacció. En este tipus d'instal·lacions, el cost de l'acumulador estacional representa un percentatge molt significatiu de la inversió per al DH. En els països més càlids de Sud d'Europa, com el cas d'Espanya, on en gran part del territori la demanda energètica per a refrigeració és més important o del mateix orde que la demanda de calefacció, i tenint en compte l'alt cost que suposen els depòsits estacionals, una solució més eficient podria ser la que utilitza l'energia solar en època estival per a cobrir un percentatge de la demanda de fred per mitjà de refrigeradors tèrmiques (absorció/adsorció). Estos sistemes tenen a hores d'ara poca implantació en comparació amb els anteriors, i els seus criteris de disseny tampoc permeten un criteri sistemàtic quant a les posibles configuracions i dimensionament dels distints equips. És la solució tècnica que es proposa en esta tesi. En la present tesi, després d'una oportuna revisió de l'estat de l'art dels Solar District Heating, SDHC, es proposa una solución tècnica, que es pretén fàcilment replicable, de generació per a una instal·lació solar de fred i calor acoblada a una xarxa urbana a quatre tubs, District Heating & Cooling, DHC. A més, es revisen aspectes pràctics del model de negoci per a l'explotació de la xarxa. Es desenrotlla dos models de simulació dinàmica TRNSYS: un per al DHC i un previ per a l'estudi de la demanda. També es proporciona una metodología pràctica que permeta, en un primer estudi inicial, avaluar la viabilitat tècnic-econòmica dels futurs projectes basats en la mateixa solució tècnica. Finalment, allò que s'ha exposat en els capítols previs es concreta en el desenrotllament d'un cas pràctic. El DHC estudiat subministra fred i calor a 2.228 vivendes de nova construcció en barri perifèric de València capital. A la vista dels resultats energètics, econòmics i mediambientals obtinguts en l'estudi del cas, cal concloure que la solució técnica proposta per a un DHC a València, com a ciutat representativa de l'Espanya càlida, constituïx una opció viable de generació i subministrament energètic en el sector residencial (i terciari associat). / Galvany Castillo, FJ. (2016). Metodología práctica para evaluar la viabilidad de redes de frio y calor urbanas integrando energía solar y biomasa en la España cálida [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61306

El sector eléctrico de muchos países pasó por un proceso de reestructuración que tuvo su inicio en las décadas de los 80 y 90, cuyo objetivo era reorganizar el funcionamiento del sector eléctrico, mejorando su eficiencia y proporcionando así beneficios a largo plazo a los consumidores, como la reducción del precio de la electricidad. En España, este proceso se inicia en la práctica con la aprobación de la Ley 54 del Sector Eléctrico en 1997, que establecía las líneas generales de la reestructuración de las actividades del sector y además marcaba como objetivo el 12% del consumo de energía primaria proveniente de fuentes renovables en el año 2010. Esta ley también contenía un régimen especial de apoyo a estas tecnologías basado en un sistema de primas. Este objetivo fue un gran estimulo para el incremento de la participación de las renovables en la estructura de generación del país, la cual pasó de representar el 2% de la potencia total instalada en 1998 al 29% en 2012. Teniendo en cuenta la situación de las renovables en España a lo largo del periodo de reestructuración de su sector eléctrico, en esta tesis se propone averiguar el impacto económico de estas fuentes de energía en el precio final medio de la energía eléctrica durante este período. La herramienta seleccionada ha sido el análisis comparativo en entornos similares para algunas variables y en entornos muy diferentes para otras, lo cual debe permitir identificar el efecto de las variables de interés en el precio final medio de la electricidad en el Reino Unido, California y Brasil junto con España. En esta tesis se ha utilizado el precio final medio de la electricidad como parámetro para valorar los efectos de la reestructuración del sector eléctrico en lugar de utilizar el precio de la electricidad para consumidores domésticos o industriales, debido a que el objetivo era analizar el comportamiento de esta commodity en el país como un todo y no para una determinada clase de consumo. El precio final medio de la electricidad se determinó considerando los costes reales de la energía eléctrica en cada ejercicio. Para comparar este precio entre los distintos países se utilizó el purchasing power parity (PPP) como factor de conversión del cambio de divisas para convertir los precios nominales a dólares internacionales, además de ecualizar en el proceso el poder de compra de los países considerados, eliminando las diferencias de nivel de precios entre ellos. Para el análisis propuesto se han recopilado datos procedentes de distintas fuentes, abarcando un horizonte temporal de unos 30 años. La localización, verificación y homologación de estos datos procedentes de fuentes muy diversas es uno de los aspectos novedosos y fundamentales de esta tesis. A partir de estos datos se elaboraron las curvas de precio final medio de la electricidad y de las variables que podían tener alguna influencia en éste, para entonces establecer correlaciones entre el precio y cada variable. La hipótesis de partida era que el aumento de generación renovable en España había tenido una repercusión mensurable en los precios, mientras que en los países comparados esta repercusión había sido insignificante, con lo cual, a partir del análisis comparativo de las correlaciones encontradas entre las curvas de precio final medio de la electricidad y las curvas de las variables identificadas, se segrega la influencia específica de las renovables en la reestructuración del sector eléctrico español. / Martinez Castor De Cerqueira, M. (2014). Repercusión de las energías renovables en la liberalización del sector eléctrico en España: análisis comparativo incluyendo Reino Unido, California y Brasil [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/43592