Photovoltaic Thermal/Hybrid collectors are an emerging technology that combines PV and solar thermal collectors by producing heat and electricity simultaneously. In this paper, thermal and electrical performance of PV/T collectors are analyzed and presented for the climate of RAK, UAE. Thermal performance evaluation is done following the collector output model presented in European standard EN 12975-2 and electrical performance evaluation is done by analyzing the effect of water circulation on the performance of PV/T collectors. Additionally, a PV/T system is designed for residential use in UAE and simulated using simulation software Polysun. Power output and requirements of the system along with its financial analysis is presented. Alternative solar energy systems to PV/T system are analyzed in terms of power output, specific requirements and financial analyses. Finally, a study is made to reveal the impact of incentives towards sustainable energy systems on the economic feasibility of PV/T systems for residential use in UAE. / <p>The project is done in cooperation with CSEM-uae under local supervision of Mr. Manoj Kumar Pokhrel.</p>

Thesis. 1977. B.S. cn--Massachusetts Institute of Technology. Dept. of Mechanical Engineering. / MICROFICHE COPY AVAILABLE IN ARCHIVES AND ENGINEERING / Bibliography: leaves 60-61. / B.S.cn

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O uso de energia solar para o aquecimento de água, além de permitir economizar energia elétrica, evita picos de consumo nas horas mais críticas do dia. Para um uso eficiente da energia solar é necessário utilizar um coletor solar. Este deve passar por um teste para analisar sua eficiência de conversão da energia solar em energia térmica para a água. A eficiência é avaliada com base na temperatura de entrada, na temperatura de saída, na radiação solar que atinge a área do coletor, no calor específico da água e na vazão mássica. Para padronizar os testes e ter uma melhor precisão dos resultados obtidos são utilizadas normas, neste caso a norma brasileira NBR 15747-2. Nela são descritos os seguintes métodos de ensaio de coletores com cobertura de vidro: o método estacionário e o quase dinâmico. Ambos possuem requisitos que devem ser cumpridos para validação do resultado dos testes. Um dos parâmetros que influencia diretamente no cálculo da eficiência é a temperatura de entrada da água no coletor. A variação permitida desta para o método estacionário é de ± 0,1°C da temperatura média medida. No Laboratório de Energia Solar da Universidade Federal do Rio Grande do Sul existe uma bancada construída para realizar o teste de coletores solares, porém para fazer ensaio simultâneo de dois coletores é necessário que a temperatura de entrada para ambos os coletores seja a mesma e também não varie mais que o permitido. Assim, foi desenvolvido e montado um estabilizador de temperatura com controle proporcional, integral, derivativo (PID) para atender essa necessidade. O estabilizador foi testado em bancada de laboratório de modo a observar seu comportamento e, após constatar que sua capacidade de controle atendia ao requisito da norma, este foi montado na bancada externa em que são realizados os testes. De posse dos resultados obtidos durante os ensaios dos coletores conclui-se que o estabilizador de temperatura cumpriu seu papel na bancada. Além de permitir que a bancada possa ser utilizada para ensaios de mais de um coletor simultaneamente, o dispositivo agrega a possibilidade de realizar comparações muito precisas do desempenho de dois coletores diferentes. / The use of solar energy in water heating is a way to save electricity, and avoid consumption peaks during the most critical hours of a day. For an efficient use of solar energy it is necessary to use a solar collector. The collector should pass a test to analyze its efficiency in conversion of solar energy into thermal energy for the water. Efficiency is evaluated based on the inlet and outlet temperature, solar radiation reaching the area of the collector, specific heat of water and mass flow rate. To standardize the tests and have greater certainty of results standards are used like the Brazilian´s standard NBR 15747-2. This norm describes two test methods for glassed collectors: the stationary and quasi dynamic method, both have requirements that must be met for the validity of the test results. One of the parameters which directly influence the calculation of the efficiency is the water inlet temperature in the collector. The stationary method requires a variation of ± 0.1 °C at the average temperature measured. In the Laboratório de Energia Solar da Universidade Federal do Rio Grande do Sul exists a bench built to perform testing of solar collectors, but to simultaneously test more than one collector is necessary that the inlet temperature of both collectors are the same and also does not vary more than allowed. Thus it was developed and mounted a temperature stabilizer with proportional, integral, derivative (PID) control to meet this need. The stabilizer has been tested indoor at the laboratory to observe their behavior and after noting that his ability to control met the standard required it was mounted on the outdoor bench where the tests are performed. With the results obtained during the testing of collectors is possible to notice that the temperature stabilizer comply with its purpose on the bench. In addition to allowing the test bench to be used for testing more than one collector simultaneously, the stabilizer adds the possibility of performing accurate comparisons of the performance of two different collectors in various situations, since all operational conditions are equal.

O uso de energia solar para o aquecimento de água, além de permitir economizar energia elétrica, evita picos de consumo nas horas mais críticas do dia. Para um uso eficiente da energia solar é necessário utilizar um coletor solar. Este deve passar por um teste para analisar sua eficiência de conversão da energia solar em energia térmica para a água. A eficiência é avaliada com base na temperatura de entrada, na temperatura de saída, na radiação solar que atinge a área do coletor, no calor específico da água e na vazão mássica. Para padronizar os testes e ter uma melhor precisão dos resultados obtidos são utilizadas normas, neste caso a norma brasileira NBR 15747-2. Nela são descritos os seguintes métodos de ensaio de coletores com cobertura de vidro: o método estacionário e o quase dinâmico. Ambos possuem requisitos que devem ser cumpridos para validação do resultado dos testes. Um dos parâmetros que influencia diretamente no cálculo da eficiência é a temperatura de entrada da água no coletor. A variação permitida desta para o método estacionário é de ± 0,1°C da temperatura média medida. No Laboratório de Energia Solar da Universidade Federal do Rio Grande do Sul existe uma bancada construída para realizar o teste de coletores solares, porém para fazer ensaio simultâneo de dois coletores é necessário que a temperatura de entrada para ambos os coletores seja a mesma e também não varie mais que o permitido. Assim, foi desenvolvido e montado um estabilizador de temperatura com controle proporcional, integral, derivativo (PID) para atender essa necessidade. O estabilizador foi testado em bancada de laboratório de modo a observar seu comportamento e, após constatar que sua capacidade de controle atendia ao requisito da norma, este foi montado na bancada externa em que são realizados os testes. De posse dos resultados obtidos durante os ensaios dos coletores conclui-se que o estabilizador de temperatura cumpriu seu papel na bancada. Além de permitir que a bancada possa ser utilizada para ensaios de mais de um coletor simultaneamente, o dispositivo agrega a possibilidade de realizar comparações muito precisas do desempenho de dois coletores diferentes. / The use of solar energy in water heating is a way to save electricity, and avoid consumption peaks during the most critical hours of a day. For an efficient use of solar energy it is necessary to use a solar collector. The collector should pass a test to analyze its efficiency in conversion of solar energy into thermal energy for the water. Efficiency is evaluated based on the inlet and outlet temperature, solar radiation reaching the area of the collector, specific heat of water and mass flow rate. To standardize the tests and have greater certainty of results standards are used like the Brazilian´s standard NBR 15747-2. This norm describes two test methods for glassed collectors: the stationary and quasi dynamic method, both have requirements that must be met for the validity of the test results. One of the parameters which directly influence the calculation of the efficiency is the water inlet temperature in the collector. The stationary method requires a variation of ± 0.1 °C at the average temperature measured. In the Laboratório de Energia Solar da Universidade Federal do Rio Grande do Sul exists a bench built to perform testing of solar collectors, but to simultaneously test more than one collector is necessary that the inlet temperature of both collectors are the same and also does not vary more than allowed. Thus it was developed and mounted a temperature stabilizer with proportional, integral, derivative (PID) control to meet this need. The stabilizer has been tested indoor at the laboratory to observe their behavior and after noting that his ability to control met the standard required it was mounted on the outdoor bench where the tests are performed. With the results obtained during the testing of collectors is possible to notice that the temperature stabilizer comply with its purpose on the bench. In addition to allowing the test bench to be used for testing more than one collector simultaneously, the stabilizer adds the possibility of performing accurate comparisons of the performance of two different collectors in various situations, since all operational conditions are equal.

O uso de energia solar para o aquecimento de água, além de permitir economizar energia elétrica, evita picos de consumo nas horas mais críticas do dia. Para um uso eficiente da energia solar é necessário utilizar um coletor solar. Este deve passar por um teste para analisar sua eficiência de conversão da energia solar em energia térmica para a água. A eficiência é avaliada com base na temperatura de entrada, na temperatura de saída, na radiação solar que atinge a área do coletor, no calor específico da água e na vazão mássica. Para padronizar os testes e ter uma melhor precisão dos resultados obtidos são utilizadas normas, neste caso a norma brasileira NBR 15747-2. Nela são descritos os seguintes métodos de ensaio de coletores com cobertura de vidro: o método estacionário e o quase dinâmico. Ambos possuem requisitos que devem ser cumpridos para validação do resultado dos testes. Um dos parâmetros que influencia diretamente no cálculo da eficiência é a temperatura de entrada da água no coletor. A variação permitida desta para o método estacionário é de ± 0,1°C da temperatura média medida. No Laboratório de Energia Solar da Universidade Federal do Rio Grande do Sul existe uma bancada construída para realizar o teste de coletores solares, porém para fazer ensaio simultâneo de dois coletores é necessário que a temperatura de entrada para ambos os coletores seja a mesma e também não varie mais que o permitido. Assim, foi desenvolvido e montado um estabilizador de temperatura com controle proporcional, integral, derivativo (PID) para atender essa necessidade. O estabilizador foi testado em bancada de laboratório de modo a observar seu comportamento e, após constatar que sua capacidade de controle atendia ao requisito da norma, este foi montado na bancada externa em que são realizados os testes. De posse dos resultados obtidos durante os ensaios dos coletores conclui-se que o estabilizador de temperatura cumpriu seu papel na bancada. Além de permitir que a bancada possa ser utilizada para ensaios de mais de um coletor simultaneamente, o dispositivo agrega a possibilidade de realizar comparações muito precisas do desempenho de dois coletores diferentes. / The use of solar energy in water heating is a way to save electricity, and avoid consumption peaks during the most critical hours of a day. For an efficient use of solar energy it is necessary to use a solar collector. The collector should pass a test to analyze its efficiency in conversion of solar energy into thermal energy for the water. Efficiency is evaluated based on the inlet and outlet temperature, solar radiation reaching the area of the collector, specific heat of water and mass flow rate. To standardize the tests and have greater certainty of results standards are used like the Brazilian´s standard NBR 15747-2. This norm describes two test methods for glassed collectors: the stationary and quasi dynamic method, both have requirements that must be met for the validity of the test results. One of the parameters which directly influence the calculation of the efficiency is the water inlet temperature in the collector. The stationary method requires a variation of ± 0.1 °C at the average temperature measured. In the Laboratório de Energia Solar da Universidade Federal do Rio Grande do Sul exists a bench built to perform testing of solar collectors, but to simultaneously test more than one collector is necessary that the inlet temperature of both collectors are the same and also does not vary more than allowed. Thus it was developed and mounted a temperature stabilizer with proportional, integral, derivative (PID) control to meet this need. The stabilizer has been tested indoor at the laboratory to observe their behavior and after noting that his ability to control met the standard required it was mounted on the outdoor bench where the tests are performed. With the results obtained during the testing of collectors is possible to notice that the temperature stabilizer comply with its purpose on the bench. In addition to allowing the test bench to be used for testing more than one collector simultaneously, the stabilizer adds the possibility of performing accurate comparisons of the performance of two different collectors in various situations, since all operational conditions are equal.

Master of Science / Department of Biological & Agricultural Engineering / Gary A. Clark / This report presents the methods to determine the minimum number of collectors to accurately measure the coefficient of uniformity and the average depth of applied water from fixed plate and moving plate center pivot sprinkler irrigation systems. This research conducted an uniformity analysis and an average depth analysis. In the uniformity analysis, catch can collected data from center pivot system tests were divided into base sets of 60 data points. Each base set was further divided into subsets of 30 data points each. T-tests were used to compare the CU values from the base data sets with CU values from each of the subsets. In the average depth analysis, center pivot system catch can data were divided into base sets with 20 data points. Each base data set was divided into 19 subsets. The 1st subset was generated by removing an exterior data point from the base set which was identified by number 1. The 2nd subset was generated by removing other exterior data point (identified by number 20) from the previously generated subset (1st subset). In this manner, a total of 19 subsets for each base set were generated by removing an exterior point from each previous subset. The percent difference (change) in average depth of each subset from the value of the average depth of the base set was calculated. The percent difference in average depth was then plotted against the associated number of collectors. Both analyses documented that a decrease in the number of collectors from the original density of collectors is acceptable to determine the uniformity and averaged depth of applied water from center pivot spans. Results from the uniformity analysis demonstrated that 20 collectors were as effective as 60 collectors to quantify the uniformity of a system. The depth analysis showed that 9 to 12 collectors may be needed to measure the average depth of a system (or a portion of a system) to within 5% to 7.5% of the true value.

Η ηλιακή ενέργεια μπορεί να συμβάλει στην αντιμετώπιση του ενεργειακού προβλήματος, με την ευρεία αξιοποίηση των φωτοβολταϊκών και των θερμικών ηλιακών συλλεκτών. Τα φωτοβολταϊκά συστήματα που συνδυάζονται με θερμικές μονάδες κυκλοφορίας νερού ή αέρα, για την απολαβή της θερμότητας από αυτά και την ικανοποιητική διατήρηση της απόδοσής των, αποτελούν τα υβριδικά φωτοβολταϊκά/θερμικά συστήματα (φβ/θ). Τα συστήματα αυτά παράγουν ηλεκτρική και θερμική ενέργεια ταυτόχρονα, αυξάνοντας την ολική παραγόμενη ενέργεια. Με τη χρήση ορισμένων διατάξεων βελτίωσης της απολαβής της θερμότητας από τα φωτοβολταϊκά και της αύξησης της αποδιδόμενης ενέργειας των φωτοβολταϊκών και των θερμικών ηλιακών συλλεκτών, είναι δυνατή η βελτίωση της αποδοτικότητας των συσκευών αυτών, για μια πιο αποτελεσματική εφαρμογή τους στα κτήρια. Η διπλωματική εργασία που ακολουθεί περιλαμβάνει τη μελέτη φωτοβολταϊκών, υβριδικών φωτοβολταϊκών και θερμικών ηλιακών συσκευών. Πραγματοποιήθηκε μελέτη υβριδικού φωτοβολταϊκού/θερμικού συστήματος αέρα με διάφορες βελτιώσεις της αποδοτικής λειτουργίας του και με την προσθήκη μεταλλικών φύλλων ή σωλήνων ροής νερού στον αεραγωγό. Ακόμη, μελετήθηκε επίπεδος ηλιακός θερμικός συλλέκτης με προσθήκη διάφορων τύπων ανακλαστήρων (λευκή επιφάνεια, γαλβανιζέ μεταλλικό φύλλο και καθρέφτης). Πραγματοποιήθηκαν επίσης πειράματα με σωλήνα κενού, ο οποίος συνδυάστηκε με ανακλαστήρες για την αύξηση της προσλαμβανόμενης ηλιακής ακτινοβολίας και βελτίωση της αποδιδόμενης θερμότητας. Με βάση τα αποτελέσματα παρατίθενται συμπεράσματα και προτάσεις σχετικά με τις σύνθετες διατάξεις που αναφέρθηκαν. / Solar energy systems can contribute to energy demand by the proper synergy of photovoltaics and solar thermal collectors. The PV modules which are combined with thermal units and circulating water or air to extract the heat from them, constitute the hybrid photovoltaic/thermal systems (PV/T). These systems provide electrical and thermal energy simultaneously, increasing the total energy output. Adapting some effective heat extraction elements to PV modules and applying devices to have solar radiation increase by the absorbing surfaces of PV and of thermal collectors, an improvement of operation and performance of these systems can be achieved regarding their application to buildings. The thesis that follows includes a study of photovoltaics, hybrid photovoltaic/ thermal systems and solar thermal collectors. More specifically, a study of an air heating hybrid photovoltaic/thermal system was performed, improving suitably the heat extraction by inserting corrugated metallic sheets or water pipes, inside the air channel that is attached to rear surface of PV modules. In addition, a solar thermal collector was studied, by applying several types of reflectors (white plate reflector, galvanized iron plate reflector and specular reflector). Furthermore, a vacuum tube type collector was tested, combined also with reflectors to increase input solar radiation and increase thermal performance. Finally, conclusions and suggestions for a further study, on the above mentioned solar energy systems is included, based on the reported experimental results.

Submitted by Fernanda Regina Fuzzi null (fernanda_fr8@hotmail.com) on 2017-08-22T20:19:35Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO FERNANDA REGINA FUZZI PRONTA.pdf: 10498067 bytes, checksum: 0fc95faa0ccc7311ddf614aa58fddb38 (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-08-25T12:56:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 fuzzi_fr_me_prud.pdf: 10498067 bytes, checksum: 0fc95faa0ccc7311ddf614aa58fddb38 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-25T12:56:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fuzzi_fr_me_prud.pdf: 10498067 bytes, checksum: 0fc95faa0ccc7311ddf614aa58fddb38 (MD5) Previous issue date: 2016-10-07 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O processo de reestruturação produtiva do capital, decorrente do processo de globalização, foi o responsável por inúmeras transformações no âmbito do trabalho, resultando em desastrosas consequências para a classe trabalhadora, dentre elas cabe destacar: o aumento do desemprego e o trabalho informal. Para muitos dos que se encontraram desempregados e excluídos do mercado formal de trabalho, o que restou foi a prática de atividades informais, como forma de obter renda e de garantir o sustento de suas famílias. Dentre estas atividades informais, cabe destacar uma delas, que consiste no trabalho como catador(a) de materiais recicláveis, trabalho este que é comum observar ser realizado nas ruas, aterros e lixões de inúmeros municípios brasileiros. Por volta da década de 1990 em diante, começaram a ser formados os primeiros empreendimentos econômicos solidários de cooperativas e associações de catadores de materiais recicláveis. E recentemente, é possível observar um crescimento no número destes empreendimentos que, de modo geral, possuem o objetivo de melhorar e legalizar as condições de trabalho dos(as) catadores(as) de materiais recicláveis. Neste contexto, observa-se também que as cooperativas e associações estão se organizando em redes, com o intuito de promoverem o desenvolvimento econômico e social de seus empreendimentos e de seus cooperados e associados. Diante do exposto, o presente trabalho consiste em um estudo sobre a Rede Cataoeste, com polo em Assis, São Paulo, Brasil e tem como objetivo geral analisar como ocorre a organização/funcionamento das cooperativas/associações de catadores de materiais recicláveis em rede, com foco na Rede Cataoeste, nos municípios de Assis, Cândido Mota, Maracaí, Palmital, Paraguaçu Paulista e Rancharia, localizados no estado de São Paulo, e quais são as principais vantagens e dificuldades encontradas nesta forma de organização. Quanto aos procedimentos metodológicos, estes foram: levantamento bibliográfico e consultas em websites; seleção, leitura e fichamento das referências encontradas; trabalhos de campo nas cooperativas e associações dos municípios que fazem parte da Rede Cataoeste; análise documental; elaboração e aplicação de questionários; elaboração e realização de entrevistas; sistematização e análise dos dados e das informações e a elaboração do relatório de qualificação e da presente Dissertação de Mestrado. As metodologias utilizadas foram realização de entrevistas e aplicações de questionários. As principais conclusões obtidas através deste trabalho foram que as organizações de cooperativas e associações de catadores de materiais em rede apresentam como principais vantagens o fato de poderem possibilitar: que a comercialização dos materiais recicláveis seja realizada diretamente com as indústrias e empresas de reciclagem, visto que, individualmente muitas cooperativas e associações só conseguem comercializar através de atravessadores; a agregação de valor aos materiais recicláveis através do processamento/beneficiamento de alguns tipos de materiais recicláveis e a participação em editais para conseguirem recursos e equipamentos. Porém, estas redes ainda apresentam algumas dificuldades que podem estar associadas, por exemplo: a logística e à dificuldade para transportar os materiais recicláveis das cooperativas e associações até o local em que será realizada a comercialização e ao fato de que não são todas as cooperativas e associações que participam das atividades referentes à organização, ao funcionamento e a tomada de decisões relacionadas à rede. Ressalta-se que a Rede Cataoeste ainda não está funcionando em sua plenitude, mas que já está sendo realizada a comercialização de alguns tipos de materiais recicláveis em rede e que uma importante conquista desta rede foi ter participado e sido selecionada em editais de projetos para obtenção de recursos financeiros e equipamentos para melhorar sua infraestrutura e o seu funcionamento, bem como, das cooperativas e associações de catadores de materiais recicláveis que a formam. / The process of restructuring productive of capital, resulting from globalization, was responsible for many changes in the work, resulting in disastrous consequences for the working class, among which we highlight: rising unemployment and informal work. For many of those who found themselves unemployed and excluded from the formal labor market, which was left was the practice of informal activities to ensure the livelihood of their families. Among these informal activities, whether highlights one of it, as the of work as collector of recyclable materials, work which is common to observe be performed in the streets, landfills and dumps of several municipalities Brazilians. By the 1990s onwards, begun to be formed the firsts solidary economic enterprises cooperatives and recyclable material collectors associations. And recently, it is possible to observe an increase in the number of these enterprises which, in general, aim to improve and legalize the working conditions of recyclable materials collectors. In this context, it also notes that the cooperatives and associations are organizing in networks, to promote economic and social development of this projects and, consequently, to their members and associates. Given the above, this work is a case study of Cataoeste Network with polo in Assis - São Paulo - Brazil and has as main objective to analyze how the organization/operation of cooperatives/associations of collectors of recyclable materials in the network, focusing on Cataoeste Network, in the municipalities of Assis, Cândido Mota, Maracaí, Palmital, Paraguaçu Paulista and Rancharia, in the state of São Paulo, and what are the main advantages and difficulties encountered in this form of organization. As for the methodological procedures, these were: literature review and consultations on websites; selection, reading and registration of the references found; field work in cooperatives and associations in the municipalities that are part of Cataoeste Network; documentary analysis; elaboration and application of questionnaires; elaboration and realization of interviews; systematization and analysis of the data and the information and the establishment of the qualification report and of the present Master's Dissertation. The methods used were interviews and questionnaires applications. The main conclusions obtained from this work were that the organizations of cooperative and associations of recyclable material collectors in networks presents the main advantages the fact of being able to: that commercialization of recyclable materials is carried with industries and recycling companies, since, individually many cooperatives and associations are able to market only through intermediaries; an aggregation of values to recyclable materials through processing/melioration of some types of recyclable materials and participation in bidding notice for resources and equipment. However, these networks still have some difficulties which may be associated, for example: logistics and the difficulty to transport the materials from cooperatives and associations to the place that the marketing will be held; the issue that are not all the cooperatives and associations are engaged in the participate in activities concerning the organization, functioning and decision-making related to the network. Emphasizes that Cataoeste Network is still not working in its fullest, but that is already being carried out the marketing of certain types of recyclable materials in the network and that a major achievement of network organization was to have participated and been selected in bidding notice of projects to get financial resources and equipment to improve your infrastructure and operation, as well, of the cooperatives and associations of recyclable material collectors that make up this network. / CNPq: 130754/2014-5