This research investigates whether the installation of photovoltaic solar power plants in Brazilian beef cattle farms presents strategic advantages when compared to those in which there is no other form of interaction with the generating units. For this, it is proposed the adhesion of standard solar roofing, as well as stalls, which are sized to accommodate up to 100 adult cattle and are capable of capturing rainwater along with part of the animal waste. It is estimated that one-third of the bovine waste can be collected to be later used as means of biogas and biofertilizers generation. Biogas allows more energy production and biofertilizers can be used for the animals’ feed planting, which will thus reduce monetary costs and environmental impacts. Shading for beef cattle is one of the requirements of the Humane Farm Animal Care certification, which is the world's largest production animals welfare certification. In order to obtain this certificate it is also necessary to fulfill other prerequisites. Shading, however, is a difficult item to be attended by large-scale beef cattle producers. With the energy availability provided by the adhesion of the proposed model, it is identified the opportunity to station slaughterhouses near cattle creation sites, which allows slaughtering and processing to be performed as a social business. Such geographical proximity will also ease the attendance of another major aspect of the welfare certification, the caution with the animals transportation to the slaughter location. Clear strategic advantages, which excel the drawbacks, were identified. If all Brazilian beef cattle production adhered to the proposed integration model, it would be possible to obtain around 160 TWh per year with the solar roofing, in addition to more than 12 TWh per year with the biodigesters. Based on the Brazilian Electricity Regulatory Agency - BERA’s (Agência Nacional de Energia Elétrica - ANEEL) figures, these numbers are equivalent to an annual revenue of R$ 47 billions and R$ 2 billions (US$ 14.71 billions and US$ 625.7 millions), respectively. The proposed model also enables the capturing of more than 120 billion liters of water per year, to be used in cattle breeding and biodigesters dilution. This will later grant the fulfillment of one of the requirements for animal welfare certification, arising then the possibility to add more monetary value to the Brazilian meat. / Submitted by Ruy De Castro Sobrosa Neto (ruy.sobrosa@unisul.br) on 2018-01-29T15:45:11Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertação Ruy de Castro Sobrosa Neto.pdf: 14191335 bytes, checksum: 9a22de0cbd8a35d5f05ac942b6bd0e01 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Janir Antunes (raquel.antunes@unisul.br) on 2018-02-07T18:52:12Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertação Ruy de Castro Sobrosa Neto.pdf: 14191335 bytes, checksum: 9a22de0cbd8a35d5f05ac942b6bd0e01 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-07T18:52:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertação Ruy de Castro Sobrosa Neto.pdf: 14191335 bytes, checksum: 9a22de0cbd8a35d5f05ac942b6bd0e01 (MD5) Previous issue date: 2017 / Esta pesquisa investiga se a instalação de usinas solares fotovoltaicas em fazendas de produção de bovinos de corte no Brasil apresenta vantagens estratégicas em relação a locais onde não há nenhuma outra forma de interação com as unidades geradoras. Para isso é proposta a adoção de módulos-padrão, que são coberturas solares, e também baias, dimensionadas para abrigar 100 bovinos adultos, e capazes de captar a água da chuva e parte dos dejetos dos animais. Estima-se captar 1/3 dos dejetos dos bovinos para a geração de biogás e de biofertilizantes. O biogás oportuniza a geração de mais energia e os biofertilizantes podem ser utilizados no plantio da alimentação dos animais, e assim reduzir custos e impactos ambientais. O sombreamento para o gado de corte é um dos quesitos necessários para que se obtenha a certificação Humane Farm Animal Care, que é a maior organização mundial de certificação de bem-estar de animais de produção. Para a obtenção deste certificado é necessário o atendimento de outros itens além do sombreamento, porém o sombreamento é difícil de ser atendido por parte dos grandes produtores de gado de corte. Com a disponibilidade energética que as fazendas de gado de corte que adotarem o modelo proposto passam a ter, identifica-se a oportunidade de se instalar abatedouros e frigoríficos próximos dos locais onde o gado é criado, oportunizando que o abate e o processamento sejam feitos através de modelos de negócios sociais e de modo a facilitar o atendimento de outro quesito importante da certificação de bem-estar que é o cuidado com o transporte dos animais até o local de abate. Vantagens estratégicas foram identificadas, sobressaindo-se sobre as desvantagens. Caso toda a produção brasileira de gado de corte adotasse o modelo de integração proposto se poderia obter cerca de 160 TWh/ano com as coberturas solares e mais de 12 TWh/ano com os biodigestores, o que equivale a uma receita anual de R$ 47 bilhões e de R$ 2 bilhões, respectivamente, tomando por base os valores da ANEEL. Além de captar mais de 120 bilhões de litros de água/ano para serem usados na criação dos bovinos e nos biodigestores, e de possibilitar o atendimento de um dos quesitos para a certificação de bem-estar animal, que possibilita agregar mais valor à carne brasileira.

Este trabalho apresenta um estudo de medições e simulações de fluxo harmônico na Usina Solar Fotovoltaica do Estádio Mineirão em Belo Horizonte/MG. O objetivo foi verificar o comportamento dos inversores solares fotovoltaicos na geração de harmônicos e a atenuação ocorrida pela agregação de múltiplos inversores. Para isso, foram realizadas medições em seis pontos estratégicos da usina investigada, por meio de analisadores de qualidade de energia, o que possibilitou a verificação do comportamento da usina em horários distintos e condições climáticas diversas. Foi avaliada a injeção de harmônicos no sistema elétrico pelos inversores e comparados os valores com os limites previstos em normas, procedimentos e recomendações vigentes. Além disso, o modelo completo da usina foi desenvolvido e simulado utilizando os softwares OpenDSS, ANAH e PowerFactory para análise harmônica e sua validação com os dados de medição. Os resultados obtidos indicam boa conformidade das medições e adequações dos modelos desenvolvidos. / This work presents a study of harmonic measurements and flow simulations in Photovoltaic Solar Plant of the Mineirao Stadium in Belo Horizonte/MG. The objective was to verify the behavior of photovoltaic solar inverters in the generation of harmonics and the attenuation occurred by the aggregation of multiple inverters. For this, measurements were performed on six strategic points of the investigated plant through power quality analyzers, allowing the verification of the plant's behavior at different times and different climates. It was evaluated the injection of harmonics in the electrical system for inverters and compared the values with the limits laid down in standards, procedures and current recommendations. In addition, the complete model of the plant was developed and simulated using the OpenDSS, ANAH and PowerFactory softwares to harmonic analysis and its validation with the data measurement data. The results indicate good agreement between measurement and developed models.

O objetivo deste trabalho é modelar a arquitetura de uma usina solar fotovoltaica arrefecida intitulada UFVa, utilizando um protótipo de verificação. A metodologia se baseia na medição, verificação e análise dos dados de temperatura e produção de energia elétrica dos strings de teste (arrefecido) e comparação (não arrefecido), estudo do comportamento da alimentação de água do sistema de arrefecimento e o impacto das condições climáticas na operação do protótipo de UFVa. Por meio das análises dos dados constatou-se que, para o período entre as 09h00min e as 17h30min, os módulos PV do string de teste sempre operam com temperaturas inferiores aos módulos PV do string de comparação. Durante o período de testes, no qual a temperatura dos módulos PV do string de comparação operou acima de 55,0°C, as temperaturas médias e máximas registradas nos módulos PV do string de teste foram inferiores a 37,0 °C, operando sempre abaixo da temperatura nominal de operação da célula (NOCT). A produção de energia elétrica no string de teste superou a do string de comparação em 3,0kWh/dia. Portanto, o sistema de arrefecimento reduz a temperatura de operação dos módulos PV, principalmente no período de máxima geração elétrica, que corresponde ao período das 11h00min às 15h00min, proporcionando ganhos médios de rendimento de 5,9% na produção de energia, 10,3% na potência e 5,4% no FC. / In this work we use a verification prototype to model the architecture of a solar photovoltaic power plant equipped with a cooling system. The power plant we model is called UFVa. The methodology is based on the measurement, verification, and data analysis of temperature, electricity generation, test strings (cooled) and comparison strings (not cooled), along with a study of the water feeding behavior of the cooling system, and the impact of climatic conditions in the UFVa prototype operation. By analyzing the data we observed that, for the period between 09:00am and 5:30pm, the PV modules of the test string operate at temperatures below those of the PV modules of the comparison string. During the tests, in which the temperature of the PV modules of the comparison string operated above 55.0°C, the average and the maximum temperatures recorded in the PV modules of the testing string lied below 37.0°C, operating below the NOCT. Regarding the generation of electricity, the test string generated 3.0 kWh/day more than the comparison string. Hence, the cooling system decreases the operating temperature of the PV modules, particularly during the maximum power generation period which is from 11am to 3pm. This leads to efficiency average gains of up to 5.9% in the generation of electricity, 10.3% in the power, and 5.3% in the PR and PF.

O objetivo deste trabalho é modelar a arquitetura de uma usina solar fotovoltaica arrefecida intitulada UFVa, utilizando um protótipo de verificação. A metodologia se baseia na medição, verificação e análise dos dados de temperatura e produção de energia elétrica dos strings de teste (arrefecido) e comparação (não arrefecido), estudo do comportamento da alimentação de água do sistema de arrefecimento e o impacto das condições climáticas na operação do protótipo de UFVa. Por meio das análises dos dados constatou-se que, para o período entre as 09h00min e as 17h30min, os módulos PV do string de teste sempre operam com temperaturas inferiores aos módulos PV do string de comparação. Durante o período de testes, no qual a temperatura dos módulos PV do string de comparação operou acima de 55,0°C, as temperaturas médias e máximas registradas nos módulos PV do string de teste foram inferiores a 37,0 °C, operando sempre abaixo da temperatura nominal de operação da célula (NOCT). A produção de energia elétrica no string de teste superou a do string de comparação em 3,0kWh/dia. Portanto, o sistema de arrefecimento reduz a temperatura de operação dos módulos PV, principalmente no período de máxima geração elétrica, que corresponde ao período das 11h00min às 15h00min, proporcionando ganhos médios de rendimento de 5,9% na produção de energia, 10,3% na potência e 5,4% no FC. / In this work we use a verification prototype to model the architecture of a solar photovoltaic power plant equipped with a cooling system. The power plant we model is called UFVa. The methodology is based on the measurement, verification, and data analysis of temperature, electricity generation, test strings (cooled) and comparison strings (not cooled), along with a study of the water feeding behavior of the cooling system, and the impact of climatic conditions in the UFVa prototype operation. By analyzing the data we observed that, for the period between 09:00am and 5:30pm, the PV modules of the test string operate at temperatures below those of the PV modules of the comparison string. During the tests, in which the temperature of the PV modules of the comparison string operated above 55.0°C, the average and the maximum temperatures recorded in the PV modules of the testing string lied below 37.0°C, operating below the NOCT. Regarding the generation of electricity, the test string generated 3.0 kWh/day more than the comparison string. Hence, the cooling system decreases the operating temperature of the PV modules, particularly during the maximum power generation period which is from 11am to 3pm. This leads to efficiency average gains of up to 5.9% in the generation of electricity, 10.3% in the power, and 5.3% in the PR and PF.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-08-19T12:20:36Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE N 127 - PROTEN DEN UFPE - VERONICA AZEVEDO.pdf: 11747677 bytes, checksum: a2779760a6f763a69e1f529900e5dfdf (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-19T12:20:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE N 127 - PROTEN DEN UFPE - VERONICA AZEVEDO.pdf: 11747677 bytes, checksum: a2779760a6f763a69e1f529900e5dfdf (MD5) Previous issue date: 2016-01-29 / CAPEs / Notadamente nos últimos anos, a geração de eletricidade a partir de fontes renováveis de energia tem mostrado contínuo aumento que está relacionado, sobretudo, às preocupações com as variações climáticas, à dependência dos combustíveis fósseis e à necessidade de suprir a geração de energia elétrica com recursos que produzam menos impactos ao meio ambiente. A capacidade instalada da energia renovável no mundo, que foi de 800GW em 2004, alcançou 1.712GW em 2014 e a participação na matriz energética global também aumentou, atingindo o percentual de 22,8% em 2014. O Brasil possui uma matriz energética predominantemente renovável. Somente em 2014, aproximadamente 74,6% da eletricidade gerada procedeu das fontes renováveis de energia. O percentual restante (25,4%) proveio dos combustíveis fósseis e das fontes nucleares. Mas, muito embora o País possua uma matriz energética tipicamente renovável, nota-se que o principal sistema de geração é o aproveitamento hidráulico, que é bem vulnerável às variações climáticas globais e pode apresentar, em função disso, redução de sua capacidade instalada em longo prazo. Visando contribuir para a diversificação da matriz energética brasileira, esta pesquisa apresenta dois métodos distintos e macroespaciais para auxiliar a seleção de áreas potenciais para a inserção de usinas solares termoelétricas: o Método baseado no Processo Analítico Hierárquico, que trata o problema da localização sob uma organização hierárquica de critérios, como pressupõe os axiomas do Método AHP; e o Método do Custo de Produção de Eletricidade, que define os locais aptos em função do custo nivelado da eletricidade (LCOE – Levelised Cost of Electricity). Ambas as metodologias foram aplicadas para Pernambuco, localizado na região Nordeste do Brasil, e considerou a implantação de usinas de coletores parabólicos de 80MWe, tipo SEGS, operando somente em modo solar, sem armazenadores térmicos. Com base nas análises realizadas, confirmou-se que Pernambuco apresenta grande potencial para a implantação de usinas solares, principalmente no Sertão Pernambucano, onde foram encontrados os ambientes mais favoráveis à instalação. Na aplicação do Método AHP, por exemplo, o Sertão apresentou alto potencial de instalação em todos os cenários avaliados, inclusive no cenário Ponto de Partida, onde os pesos não foram considerados. No Método do Custo de Produção de Eletricidade, o Sertão também mostrou alto potencial de instalação uma vez que os custos de geração de energia elétrica encontrados foram os menores do estado (da ordem de R$ 337,16/MWh). Este custo é elevado quando comparado com o preço da eletricidade gerada pela fonte hidráulica no país (R$ 182,09/MWh), por exemplo, mas estão em conformidade quanto ao esperado para sua inserção no mercado brasileiro. De modo geral, as abordagens apresentadas se mostraram muito consistentes e revelaram um potencial bastante promissor para o desenvolvimento da tecnologia em Pernambuco. Este potencial deverá ser avaliado detalhadamente e incluir a medição local da radiação solar por pelo menos cinco anos. / Notably in recent years, the generation of electricity using energy from renewable resources has presented continuous increase, which is due to, especially, the concerns about climate changes, the dependency in fossil fuel and the necessity of production of electric energy with resources to decrease the negative impacts in the environmental. The global renewable power generation capacity, which presented 800GW on the beginning of 2004, reaching an estimated 1,712GW at year’s end 2014, and the renewable electricity global production in 2014 presented 22.8%. Brazil has a mainly renewable energy matrix. In 2014, 74.6% of the electricity produced came from renewable sources of energy. The remaining percentage comes from fossil fuels and nuclear sources (25.4%). Although it shows a remarkably renewable character, it is notable that the main source of generation of electricity is the water source, which is susceptible the climate changes, and should present the reduction in your capacity installed in a long term. As a way of contributing to diversify the energy matrix Brazilian, this work presents two different methodologies macro spatial for the selection of the best sites for insertion of solar thermal power plants: the methodologies based on analytic hierarchy process (AHP) where the selection the best site was based on means of the hierarchical organization of criteria according to axioms of the AHP method; and the method based on cost of electricity generation where the best site were selected according to Levelised Cost of Electricity (LCOE). Both studies were made in Pernambuco, located in Northeastern Region of Brazil and considered the implementation of a parabolic trough solar power plant, of 80MWe, operating exclusively in solar mode, without thermal stores. The analyzes performed confirmed that the Pernambuco presents great potential for the installation of solar thermal power plants, especially, in the Sertão Pernambucano where the best sites were located. In the methodologies AHP, for example, this region presented great potential for the installation in all scenarios analyzed, including the Ponto de Partida scenarios where weights are not used. In the method based on cost of electricity, the Sertão presented great potential also. In this region it is possible to find electric energy generation costs by MWh of the order of R$ 337.16. This costs are still high when comparing the cost of generation of the hydraulic source (R$ 182.09/MWh) in Brazil, although, they comply as to expected for its insertion in the Brazilian Market. The methodologies used demonstrated very consistent and identified a promising potential for solar thermal power generation in Pernambuco. This potential should be analyzed in details and include the local measurement of the incident direct normal solar irradiation for at least five years.

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2017-12-18T16:25:14Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ciliana Karine Dias Lima - 2017.pdf: 23149224 bytes, checksum: c070892c298f576da2daf6724723a45b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-12-19T12:03:47Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ciliana Karine Dias Lima - 2017.pdf: 23149224 bytes, checksum: c070892c298f576da2daf6724723a45b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-19T12:03:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ciliana Karine Dias Lima - 2017.pdf: 23149224 bytes, checksum: c070892c298f576da2daf6724723a45b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-12-11 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Sustainable development is a present issue in world society and it is also a strategic challenge for Cape Verde’s energy policy in coming years because the large fragilities in the electrical system in Cape Verde such as, dependence on imports of fuels, geographical dispersion, the high costs associated with managing energy systems and the great energy waste. The bet on photovoltaic systems may be one of the alternatives to reducing these fragilities. In this context, the present work highlights the great existent potential for use of renewable energy focused on solar energy. The text describes incentives for the production of electric energy based on renewable sources and presents analyses on the implementation of two grid-connected photovoltaic systems in the island of São Vicente. One of the systems is a photovoltaic rooftop 19.8 kWp plant installed in a public secondary school building and the other system is 3 MWp photovoltaic power plant connected to electrical utility grid in São Vicente Island. The study included design, operation simulation of São Vicente Island distribution network in the presence and absence of photovoltaic systems and financial analyses in order to determine payback time, actual present value, intern return rate of investment and financial sensibility analyses to assess the influence of Wp cost and interest rate on the financial figures. The results show that the implementation of photovoltaic systems is attractive in financial and technical terms, the microgeneration system causes a large reduction in energy acquired by the network, and the large power plant has not worsened the appropriate operating voltage levels and decreased the system's active losses. / O desenvolvimento sustentável é uma questão presente na sociedade mundial e é também um desafio para a política energética de Cabo Verde nos próximos anos, devido às grandes fragilidades do sistema elétrico do arquipélago, tais como a forte dependência da importação dos combustíveis fosseis, a dispersão geográfica, os elevados custos associados à gestão dos sistemas energéticos e o grande desperdício energético. A aposta em sistemas fotovoltaicos é uma das alternativas para a redução dessas fragilidades. Neste contexto, o presente trabalho destaca o grande potencial existente em Cabo Verde para utilização de energia renovável com o foco na fonte solar. O trabalho descreve os incentivos legais locais para a produção de energia elétrica com base em fontes de origem renovável e apresenta a análise da implantação de dois sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica na ilha de São Vicente. Um deles é um sistema de microgeração fotovoltaica de 19,8 kWp instalado em um edifício público de ensino e o outro é uma usina fotovoltaica de grande porte de 3 MWp, ligada à rede elétrica e também localizada na ilha de São Vicente. O estudo inclui o dimensionamento, a simulação de operação da rede de distribuição da ilha de São Vicente na ausência e na presença de sistemas fotovoltaicos. São feitas análises financeiras a fim de determinar o tempo de retorno dos investimentos, o valor atual líquido e a taxa interna de retorno dos investimentos. Também é feito uma análise de sensibilidade financeira para avaliar a influência do custo do Wp instalado e da taxa de juros do financiamento sobre os parâmetros financeiros. Os resultados mostram que a implementação dos sistemas fotovoltaicos é atrativa em termos financeiros e técnicos. A instalação do sistema de microgeração provoca uma grande redução da energia adquirida junto à rede pela unidade consumidora. É mostrado também que a usina de grande porte notadamente não alterou os níveis de tensão de funcionamento da rede e proporcionou uma diminuição das perdas ativas do sistema.