Com o crescente aumento na demanda de sistemas fotovoltaicos no mundo, torna-se cada vez mais importante uma correta e eficaz caracterização de módulos fotovoltaicos. A caracterização elétrica de tais dispositivos fotovoltaicos passa pela determinação da curva I-V na condição padrão e por outros parâmetros, que permitem qualificar o módulo e avaliar seu desempenho em diferentes condições de operação. Entre estes parâmetros estão a resistência série (RS), resistência paralela (RP), corrente de saturação reversa (I0) e o fator de idealidade do diodo (m). Convencionalmente a determinação destes parâmetros exige vários ensaios sob iluminação natural o que torna os procedimentos extremamente dependentes das condições climáticas. Por outro lado, para a correção das curvas I-V medidas em diferentes condições para a condição padrão de ensaio é necessária a determinação de coeficientes que descrevem a variação da corrente de curto-circuito e da tensão de circuito aberto com a temperatura, respectivamente () e ( ). Para obter estes coeficientes são necessários muitos ensaios com o módulo fotovoltaico sob a luz solar, sendo que vários parâmetros atuam simultaneamente, o que dificulta o isolamento da influência de cada um. Trabalhando com as equações que regem o comportamento de um gerador fotovoltaico, é possível verificar que esses parâmetros, com exceção de  podem ser determinados a partir de ensaios sem iluminação. Este trabalho apresenta os resultados da pesquisa realizada no Laboratório de Energia Solar da UFRGS para a determinação de I0, m e RS para módulos fotovoltaicos de silício cristalino, além do coeficiente de variação da tensão de circuito aberto com a temperatura ( ), obtidos através de curvas características no escuro. Os resultados obtidos para a determinação de foram comparados com ensaios sob iluminação natural, apresentando boa concordância com os mesmos. Os parâmetros encontrados a partir da análise de curvas I-V sem iluminação foram usados para a elaboração de curvas teóricas segundo o modelo exponencial de um diodo. Posteriormente essas curvas teóricas foram então superpostas a outras determinadas sob iluminação natural e a concordância pode ser considerada muito boa. Foi também realizada uma comparação do método aqui utilizado para a determinação da resistência série com a metodologia proposta pela norma ABNT e com o “método da pendente” de maneira que foi possível verificar a eficácia e confiabilidade do método proposto. / The number of photovoltaic solar energy installations is increasing for different applications in the world. Thus, it is very important to completely and accurately characterize the photovoltaic (PV) modules. In order to determine the electrical performance of a photovoltaic module, it is indispensable to determine the current-voltage characteristic curve (I-V), as well as to find the parameters required to transpose this curve to any climatic condition. Usually the determination of these parameters, such as series resistance (RS), shunt resistance (RP), reverse saturation current (I0) and diode ideality factor (m), require several tests under natural sunlight which makes this determination very dependent of the meteorological conditions. Moreover to transpose the I-V curve from different temperatures conditions it is necessary the determination of the temperature coefficients of current () and voltage ( ). To determinate these coefficients, many tests are also necessary with the photovoltaic module under the solar radiation, where several coefficients and parameters act simultaneously which makes difficult the isolation of the influence of each one. Analyzing the equations that govern the electrical behavior of a PV module, it is possible to verify that some of these parameters and coefficients can be obtained from I-V curves measured under dark conditions. This work presents the results from the research developed in the Laboratório de Energia Solar of the Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) for the determination of I0, m and RS for crystalline silicon modules and the determination of coefficient from characteristic curves measured in dark conditions. The values for  obtained through dark measurements were compared with tests under solar radiation. The parameters determined from the study of dark I-V curves were used to plot theoretical I-V curves according to the one-diode model. Furthermore the I-V curves measured under solar radiation were compared to theoretical curves elaborated with the determined parameters resulting very good agreement. In this work the methods, proposed and the ABNT method, to determination of the series resistance, were compared in order to improve the proposed method of this work.

A conversão de radiação solar em energia elétrica por sistemas fotovoltaicos tem se intensificado nos últimos anos. Em sistemas autônomos ou conectados à rede elétrica, a estrutura de instalação dos módulos fotovoltaicos é geralmente fixa e com inclinação igual à latitude local. Uma importante parcela de instalações está utilizando seguidores solares de um ou dois eixos e apresentam um aumento significativo na produtividade do sistema. Este trabalho descreve a montagem de um seguidor solar azimutal (eixo vertical móvel) aplicado a módulos fotovoltaicos e compara a produção energética do mesmo com um sistema fixo. Os parâmetros monitorados para comparação foram: corrente fotogerada pelo sistema fixo e móvel, irradiância sobre o conjunto fixo e móvel, radiação global e temperatura dos módulos. Ambos os sistemas foram montados com inclinação igual à latitude local (30°). O ganho energético com a utilização do seguidor azimutal chegou a 24% em dias de céu parcialmente limpo, quando ocorre alto índice de radiação direta. O seguidor solar foi desenvolvido no Laboratório de Energia Solar da UFRGS, incluindo parte mecânica e controle eletrônico (hardware e software) do equipamento. O seguimento solar é realizado a cada 15 minutos (3,75°), um sensor óptico com haste de sombreamento determina se o conjunto está voltado para o Sol. A posição de retorno (leste) no final do dia, ½ dia (norte) e final de curso (oeste) é determinada por sensores magnéticos. O aumento de produtividade alcançado pelo conjunto com seguimento solar em períodos fora do central (das 11h às 13h) chegou a 38% em relação ao fixo. Foi utilizado um conjunto de equações para gerar curvas teóricas de irradiância sobre um plano inclinado fixo ou móvel a partir da radiação global horizontal medida. Os resultados foram comparados com curvas de irradiância geradas a partir de medidas feitas por células de referência mostrando concordância. / The conversion of solar radiation into electricity by photovoltaic systems has been intensified in the last years. In stand-alone or grid-connected systems, the structure of installation of photovoltaic modules is generally fixed and with an inclination equal to the local latitude. A significant number of installations are employing solar tracking along one or two axes with significant increase in the productivity of the system. This work describes the development of an azimuthal solar tracker (vertical axis mobile) applied to photovoltaic modules and compares its production of energy with a fixed system. The monitored parameters in both systems were electric current, horizontal and tilted irradiances, as well the temperature of the PV modules. Both systems were installed with an inclination equal to local latitude (30°). The energy gain with the use of azimuthal tracker reached 24% in days of partially clear sky, when there is a high rate of direct radiation. The solar tracker was developed at the Laboratório de Energia Solar at UFRGS, including the mechanical and electronic control (hardware and software) equipment. The tracking is performed at every 15 minutes, corresponding to 3.75°. An optical sensor determines whether the set is falling to the Sun. The return position (east) at the end of the day, noon (north) and end of course (west) is determined by magnetic sensors. The productivity increase reached by the sun tracker along tracking periods outside the central hours (11h to 13h) reached 38% in relation to the fixed system. A set of equations were used to generate irradiance curves on a theoretical plane, fixed or mobile, from the measured global horizontal radiation. The theoretical results agree with curves of irradiance obtained from measurements made with reference cells.

Orientador :Isaias de Carvalho Macedo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-14T12:46:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lutke_Alfredo_M.pdf: 673069 bytes, checksum: 5624a1368972aa517b146bc36785b924 (MD5) Previous issue date: 1977 / Resumo: É projetado e construído um equipamento de absorção intermitente para produzir gelo com regeneração solar. A mistura usada é água­amônia. Suas características dinâmicas de funcionamento são levantadas coeficientes de performance são determinados, e é feita uma avaliação da importância das condições de condensação sobre este parâmetro de desempenho. Tendo como finalidade o uso em ante­projeto, é proposto um modelo numérico simples para simulação do funcionamento do ciclo. Os resultados fornecidos pela simulação são compa­rados com os obtidos experimentalmente, sendo discutidas as implicações de algumas hipóteses da formulação usada / Abstract: Not informed / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Herbert G. Wirth / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos e Agricola / Made available in DSpace on 2018-07-15T17:19:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fatturi_Elias_M.pdf: 9038054 bytes, checksum: 04cccea50d028d29cfe9b24c56d2d19a (MD5) Previous issue date: 1981 / Resumo: Este trabalho trata do estudo do armazenamento da energia solar em material higroscópico não convencional e de sua influência ao fazer parte de um sistema de secagem de milho em silos. Utilizando madeira de pinho em tábuas, como material higroscópico, foram construídos dutos de secção retangular no interior dos quais escoava o ar de processamento. Com esta configuração geométrica, proposta para constituir o sistema higroscópico de armazenamento de energia solar, estudou-se experimentalmente a secagem e a umidificação dos dutos em função das condições do ar em escoamento. As demais propriedades características da madeira e da forma geométrica do sistema, que têm influência no seu processo de secagem e umidificação, foram também determinadas. Foi adaptado um modelo matemático para a transferência simultânea de calor e massa entre as paredes do duto de madeira e o ar em escoamento em seu interior. Estudou-se, por simulação, a resposta do sistema de armazenamento de energia frente a um ciclo de entrega, em função do comprimento dos dutos e da velocidade do ar em escoamento. 0 estudo revelou que, somente uma parte da energia total armazenada pode ser utilizada sendo que, para um mesmo comprimento dos dutos, quanto menor a velocidade do ar em escoamento, maior será a parcela de energia armazenada utilizável. A capacidade de armazenamento de energia no sistema depende das condições operacionais e encontrou-se um valor de até 117 Kcal/Kg de madeira seca. Através de um estudo simulado, foi avaliada a influência do uso da energia solar, assim armazenada, na secagem de milho em silos, comparando-se o tempo de operação e o gradiente de umidade do grão ao longo do silo, para os seguintes sistemas de secagem em silo: secagem com ar natural, secagem com ar aquecido por coletor solar e secagem utilizando a energia solar armazenada. Nas condições do estudo simulado, para que o teor de úmida de da massa de grãos atingisse o valor médio de 15,0°s, foram necessárias 198, 141 e 168 horas de operação, respectivamente, para os diferentes sistemas. Entretanto, o gradiente de umidade foi menos pronunciado naquele que utilizou energia armazenada. Sob .as mesmas condições, para que o teor de umidade da camada superior do silo atingisse o valor de 15,0%, foram necessárias 259, 206 e 252 horas de operação, respectivamente, para os diferoites sistemas, sendo que aquele que utilizou energia armazenada, pratica mente não apresentou gradiente de umidade. Porem, os demais apresentaram, inclusive, sobre-secagem das camadas inferiores. / Abstract: The storage of solar energy in a non conventional hygroscopic material and its influence as part of an "in-bin" corn drying system was studied in this work. Using pine boards as the hygroscopic material, rectangular ducts through which the processing air flowed were built. With this geometrical arrangement, a hygroscopic solar storage system was experimentally used to study the drying and humidification as a function of air conditions . The remaining characteristical properties of both the timber and the system geometrical configuration, on which drying and humidification processes also depend, were also found. A mathematical model was used for the simultaneous heat and mass transfer between the wall of the wooden duct and the air flowing through it. The answer of the energy storage system to a delivery cycle was studied through simulation in function of the duct length and the speed of the circulating air. The study showed that only a part of the stored energy can be used, and that for the same length of the ducts, the lower the speed of the air, the larger the portion of useful stored energy that can be obtained. Since the energy storage capacity of the system is a function of operational conditions, a maximum value of 117 Kcal/Kg dry wood was found. The following three "in-bin" corn drying systems were considered: natural air, air heated by a solar collector and air conditioned by stored solar energy. The influence of storage system on the corn drying process was evaluated by a simulation study. The operation time and the grain moisture gradient through the bin, were compared for each of the above-corn drying systems. Under simulation conditions 198, 141 and 168 hours of operation were necessary to attain the average grain moisture content of 15,0% in each of the above drying systems, respectively. The stored solar energy system presented the best grain moisture gradient. Under the same conditions to attain a grain moisture content of 15,0% in the top layer of the bin, 259, 206 and 25 2 hours of operation were necessary, respectively, for the three different systems. In the stored solar energy system the moisture gradient was insignificant. The other systems presented a considerable moisture gradient and the lower layers were overdried. / Mestrado / Mestre em Engenharia Agrícola

Orientador : Gonzalo Roa Mejia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-16T07:42:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vilela_EvodioRibeiro_M.pdf: 2687662 bytes, checksum: 86e8cfaba3a0e09e61d961cdea7646d8 (MD5) Previous issue date: 1977 / Resumo:Apesar da produção brasileira de cafe ter sofrido um revés nos ultimas anos, o Brasil ainda é o maior produtor e exportador de café. O café brasileiro, entretanto, tem perdido qualidade para outros países da América latina. O produto colhido pode ser processado integralmente, ou despolpado de deixando a semente envolta apenas no pergaminho. Esta última pratica permite utilizar somente o grão maduro e promover uma secagem mais uniforme, resultando um produto de melhor qualidade. No Brasil, devido ãs grandes extensões de cultura, falta de mão de obra e problemas técnico-econômicos não se realiza o despolpamento. O cafe colhido na forma de grãos naturais (frutos do cafeeiro), e secado em terreiros de cimento, tijolo ou chão batido, ou então realiza-se uma meia seca em terreiro e termina a secagem em secadores com aquecimento artificial e movimentção dos grãos. O primeiro sistema é muito rústico e o segundo bem sofisticado. Nos objetivos deste trabalho, foram incluídos 1 testes de sistema de secagem de grã os naturais de café, com aproveitamento da energia solar, para diminuir o tempo, o espaço e a mão de obra qua se gasta em terreiros, evitar os danos na qualidade e reduzir custas operacionais altos que ocorrem com secadores artificiais. Foram desenvolvidos experimentos de secagem natural em terreiros com o objetivo de estudar a influencia de variáveis ambientais na secagem. Para isto, mudou-se a posição dos grãos em relação a superfície do terreiro colocando o produto em peneiras horizontais a 30 cm do solo, verticais, inclina- das e rentes ao solo (sistema tradicional). No início da secagem, os sistemas não tradicionais mostraram maior eficiência devido a maiores turbulências do ar em contato com um produto com alto teor de umidade superficial. A turbulência ocasiona maiores velocidades de transferência de calor e massa nestes sistemas. Ao final da secagem, porém, o método tradicional, com maior absorção da energia radiante e menos esfriamento, foi mais eficiente por aumentar a energia interna do grão, necessária para vencer uma maior resistência interna a difusão de umidade. Em vista de não haver uma melhoria na eficiência da secagem com as modificações introduzidas, uma análise mais profunda não foi efetuada. Outro experimento foi realizado, procurando melhorar o aproveitamento da energia solar na secagem de café. A secagem natural em terreiros que normalmente dura de 15 a 20 dias, foi reduzida para 7 dias e meio em um silo estacionário. Foram secos 313 Kg de café (peso inicial) com teor médio inicial de umidade de 44% (base úmida), altura inicial da camada de 0,735 m. Um coletor solar plano de 8 m2 de área, foi ligado ao silo afim de aumentar a energia"do ar ambiental para a secagem. Conseguiu-se acréscimos na temperatura do ar em torno de 20°C , para uma vazão ao redor de 26 m3 /min.ton., ás 12:00 horas (meio dia). Um modelo matemático, desenvolvido na UNICAMP composto de 3 equações teóricas diferenciais e uma equação empírica de secagem em camada delgada, foi utilizado na analise dos resulta dos experimentais e posteriores simulações. Propriedades do produto, indispensáveis na análise, tiveram que ser determinadas em laboratório. Um experimento de secagem em silo-piloto nos forneceu dados para estudar a variação do volume do café durante a secagem, e como consequencia a variação da érea específica e densidade dos grãos. Demonstrou-se que o volume e a densidade variam linearmente com o teor de umidade. A variação da área específica foi calculada por uma equação empírica em função do teor de umidade. Foram determinados, experimentalmente, teores de umidades de equilíbrio dos grãos a temperaturas de 10, 30 e 51,0 °C e umidades relativas próximas de 11,0; 25,0; 35,0 51,0; 62,0; 75,0 e 95,0 %. Uma equação empírica de umidade de equilíbrio foi utilizada na análise da secagem do silo. Seus parâmetros foram determinados por meio de regressão línear e os dados experimentais. Uma equação, também empírica, de secagem em camada delgada, foi utilizada na análise. Experimentos de secagem em camada delgada a 75, 60, 45 e 32°C, forneceram os dados para calcular os parâmetros da equação por regressão linear. Os dados calculados pelo modelo apresentaram boa aproximação em relação aos dados experimentais. O modelo foi utililizado para confirmar a proposição de que a secagem parcelada (com horas de descanso) diminui o tempo que o café permanece no secador. Outras simulações permitiram verificar o ganho de energia com a utilização do coletor solar e a possibilidade de utitlizar as variáveis de contorno para diminuir o gradiente de umidade no silo. Foi demonstrada, enfim, a viabilidade do modelo para estudos de sistemas de secagem de café. Condições ótimas de secagem com energia solar podem ser simuladas para aumentar a eficiência do secador, diminuir o custo e produzir um produto de boa qualidade / Abstract: Though coffee production in Brazil has suffered a setback In recent years, Brazil remains the foremost coffee producer and exporter. Brazilian coffee, however, has declined in quality compared with that of other producers in Latin America. The harvested product can be processed either whole {raw ' beans) or without the pulp, leaving the seed encased in its parchment (pulped beans). As the latter process requires use of only the ripe beans (cherries) for uniform drying, the final product is of better quality. Due to expanding cultivation, 1 lack of manpower, and problems both technical and economic, the hulling of coffee in Brazil is not widespread. The harvested coffee in the form of raw beans (fruit of the coffee plant) is either completely dried on concrete, brick or earthen floors, or is partially dried in this manner and the process completed in driers by means of artificial heating and tumbling of the beans. The first process is very primitive while the second is much more sophisticated. The objectives of this investigation were to test a process of drying raw coffee beans by means of solar energy, in order to reduce the time, space and manual labor involved in floor drying and to avoid the damage and high operational costs incurred with artificial dryers. Tests of natural ,drying on floors were developed in order to study the influence of environmental variables involved in the drying process. For this reason the beans were ' placed in four positions: (!) in horizontal sieves 30 m above the ground; (2) in vertical sieves having the lower edge 10 cm above the ground; (3) in sieves inclined at end an angle of ' about 45° with the lower edge an the ground; and (4) In horizon sieves on the around, insulated by a sheet of waterproof plastic (traditional position). At the outset of the drying period, the non-tradÍtiona1 process proved to be more effective due to a more vigorous air turbulence and contact with the product; it was possible to have a higher rate of heat and mass transfer in these systems. Towards the end, however, the traditional method, having greater absorption of radiant energy and less cooling proved to be more efficient in increasing the internal energy of the bean, a condition necessary to overcome internal resistance to moisture diffusion. In view of the fact that there was no improvement in the efficiency of the drying process with the fore going modifications, a more detailed analysis was not undertaken. Another experiment at temp ting to improve the use of solar energy during the coffee drying process was effectuated. A natural floor-drying process which normally lasts 15-20 days was reduced to 7 1/2 days in a stationary silo. Three hundred and thirteen kilograms of coffee were dried in a layer with an initial height 0,735 meters. A fiat solar collector with an area of 8 square meters was connected to the silo in ' order to Increase the energy of the air Inside for the drying process. Temperature increases of about 20°C were obtain- ed with the help of an air flow of about 26 m/min.ton, at 12:00 noon. A mathematical model, developed at the Universidade de Campinas, São Paulo state, and composed of three theoretical differentia! equations and one empirical thin layer drying equation was used to analyze the experimental results and to make posterior simulations. Properties of the product which were in- dispensable to the analysis, had to be determined in the laboraty. An experiment whereby the drying process took place in "pilot-si1os" furnished data with which the variation in the volume of coffee during the drying process could studied and, cones quently, the variation of the specific area and density of the beans. It was shown that both the volume and the density vary linearly with the moisture content. Equilibrium moisture content as data were determined experimentally for the beans at temperatures of 10 °C. 30°C, 55°C, and relative humidities of approximately 11%, 25%, 35%, 51%, 62%, 75% and 35%. An empirical equation for equilibrium moisture content was used in analyzing the drying process within the silo, the parameters of which were determined by means of non-linear regression and experimental data. A second empirical equation for drying in thin layers was used in the analysis. Experiments with drying in thin layers at 75 ºC, 60ºC, 45ºC, 32ºC furnished data with which it was possible to calculate the parameters of the equation by linear regression . The values calculated by means the model reveal- ed a good approximation to the experimental data. The model was used to confirm the hypothesis that the divided drying process (with intervals of rest) reduce d the time that the coffee remained in the dryer. Other simulations enabled the gain in energy due to the use to be verified. The possibility of using contour variables to reduce the gradient of humidity in the silo was also determined. Finally, the experiment demonstrated the viability of the model in studying systems of coffee drying under optimal drying conditions with solar energy can be simulated in order to increase the efficiency of the dryer, to re duce the cast and to produce a high-quality product / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Milton Abramovich / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-16T07:00:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Juliao_JoseFrancisco_D.pdf: 5860225 bytes, checksum: 92f75a8578e13bbedb3ab020f513bd24 (MD5) Previous issue date: 1980 / Resumo: Determinamos o desempenho de ânodos semicondutores de TiO2 (natural e sintético), SrTiO3 e BaTiO3 em células fotoeleItroquímicas. Verificamos que o rutilo (TiO2) natural com baixo teor de impurezas de Fe, pode fotoeletrolisar a água com uma eficiência próxima a do TiO2 sintético. Sugerimos que a fotocorrente anódica observada para eletrodos de TiO2 e SrTiO3 sob iluminação visível (hn < EG), provem de excitações eletrônicas através da camada de deplexão, e não de excitações na superfície / Abstract: The performance of semiconducting anodes of TiO2 (natural and synthetic) , SrTiO3 and BaTiO3 in a photoelectrochemical cell was studied. We verified that the natural rutile (TiO2) with small quantity of Fe impurities, might perform the electrolysis of water with an efficiency close to that of synthetic TiO2. The anodic sub-bandgap photocurrent at the TiO2 and SrTiO3 electrodes was examined and we show that it must come from excitation throughout the depletion layer and not just excitation at the surface / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Fernando Alvarez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-17T03:01:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gobbi_AngeloLuiz_M.pdf: 2990820 bytes, checksum: 4af16986e1835df47e0a11bd6bf99720 (MD5) Previous issue date: 1988 / Resumo: O silício amorfo hidrogenado (a-Si:H), e suas ligas tem sido largamente estudado nos últimos anos em diversos laboratórios de todo o mundo por suas propriedades únicas, tendo em vista o seu uso em dispositivos de filmes finos (transistores , "vidicon" , fotosensores, ...), e na geração de energia elétrica pelo aproveitamento da radiação solar (células fotovoltáicas). Neste trabalho vamos estudar algumas propriedades físicas básicas do a-Si:H e aplica-las no desenvolvimento das células solares, cuja estrutura básica é do tipo: Vidro/ óxido condutor/ Camada dopada-p/ Camada Intrínseca/ Camada dopada-n/ Metal. Nós também relacionamos a eficiência das células solares com as condições de deposição, tais como: Voltagem de pico a pico, potência, temperatura e polarização do substrato, fluxo dos gases e pressão. Estudamos também camadas tipo "janela" onde usamos o carbeto de silício amorfo hidrogenado (a-SiCx:H) que possui um hiato eletrônico maior. Os resultados experimentais permitiram-nos obter um conjunto de deposições para cada uma das camadas, que nos levou a fabricação de células solares com eficiência superior a 6%. Parte deste esforço permiti obter alguns resultados e interpretações importantes sobre o efeito da tensão aplicada ao substrato durante a deposição, na incorporação de impurezas / Abstract: In the last ten year's considerable effort have been devoted to the study of hydrogenated amorphous silicon(a-Si:H). Its unique properties, such as deposition easiness, relative high absorption coefficient and photoconductivity made this semiconductor a good one for technological use as well as a prototype of a new kind of material for electronics applications. Some examples of technological applications are photosensors, thin film transistors, "vidicon" cameras, eletrophotographic and, up to day the more Important application, as solar energy conversion devices(solar cells). In this work some of the more important basic properties of a-SI:H are studied, namely transport properties in relation with macroscopics fabrication parameters. The experimental results were used in the fabrication of junctions, such us Boron doped a-Si:H/ intrinsic a-Si:H/ Phosphorous doped a-Si:H onto Indium-tin-oxide coated glasses. Also considerable effort was dedicated to the development of amorphous silicon carbide(non-stoichiometric) materials. A material with 2.0 eV band gap was used as the contact of the above mentioned junctions. Grater efficiency is obtained due to the better transmission characteristics of the wide band gap silicon carbide "window" layer. Complementary studies of the bias Influence on the doping efficiency of the a-Si:H and a-silicon carbide were also performed allowing us to suggest a phenomenological explanation of the microscopics reasons of such behavior. Finally, solar cells with efficiencies over 6.0% of energy conversion were obtained, confirming the good quality of the development material / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Jose Antonio Dermengi Rios / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-18T05:05:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barbosa_Gerson_M.pdf: 2659365 bytes, checksum: d57ee9aceb1c22e4a825fcc792089ffe (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Descreve-se a elaboração de um modelo matemático simplificado e sua validação através da simulação em regime transiente de um ciclo real, realizado com um refrigerador solar por adsorção física utilizando um par carvão ativo / metanol. A diferença em relação aos resultados obtidos no ciclo real foi 4% para a massa ciciada de metanol, 2,2% para a temperatura máxima do coletor, e 3xl0-3 para o Coeficiente de Performance Teórico do Ciclo - CO.P.T.C. Simulações adicionais do mesmo ciclo mostraram a possibilidade de se aumentar a massa de metanol ciciada em cerca de 150%, utilizando-se de parâmetros da equação Dubinin - Astakov correspondentes a diferentes tipos e quantidades maiores de carvão ativo. / Abstract: This study describes the construction of a simple mathematical model and its validation through the simulation in transient state of a real cycle performed by a solar refrigerator based on physical adsorption using an activated carbon / methanol pair. The deviation from experimental results was 4% for the cycled mass of methanol, 2.2 % for maximum collector average temperature, and 3xl0-3 for the theoretical cycle coefficient of performance. Additional simulations of the same cycle inputting values representing different types and larger amounts of activated carbon showed the possibility of increasing the cycled methanol mass up to about 150 %. / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Made available in DSpace on 2019-03-30T00:08:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2016-04-28 / This research proposes the study of university-industry-government interaction in the solar photovoltaic sector (PV) in the state of Ceará. The study aimed at evaluating the type of interaction, obstacles and facilitators between university-industry-government partnerships, and to suggest actions to promote the development of the PV solar field in Ceará. The theoretical analysis led approach was based on the Triple Helix, proposed by Etzkovitz (1993) and Leydesdorff(1995). They explain that the scientific and technological development in an economy of scientific basis occurs through the interaction between government, universities and industry. The study is characterized, on the methodological perspective, by the description of the process of interaction, from the perspective of representatives of the three áreas. The main facilitating, constraints factors and the type of interaction are characterized.The data necessary to accomplishment of the work were obtained through desk research, exploratory semi-structured through individual interviews conducted with representatives of the Government (SEINFRA), University (UFC) and Companies (FIEC) state. For the treatment of data was chosen the content analysis. The data showed the types of partnerships, the barriers and facilitating factors involved in the interaction to establish actions to the development of solar PV energy sector in Ceará. The types of interaction observed between those involved happens through: informal personal relationships, creation of own structures for interaction and formal agreements with specific objectives. Regarding the aspects considered as obstacles to interactions to promote the solar industry FV, were cited: theslowness to concretization of projects, lack of resources, low execution of projects by the productive sector, high costs, among others. In relation to facilitating factors they are: good relationship between agents, not contractual partnerships, but active across sectors, project development potential in laboratory and financial attractiveness. It concludes that there are still gaps in terms of intensity of coordination and interaction between the actors and institutions that compose the Government-University-Company specifically targeting the dissemination and scientific and technological development of the solar photovoltaic industry in Ceará. On the other hand there are already actions being taken consistently on several fronts, in order to minimize the deficiencies already identified for many of directly or indirectly involved in the field. What is observable is that most of the difficulties are inherently related to the innovation of the theme. In addition, the economic barriers are still considered the main responsible for the lackof further action both in the production, state and academic sector in the PV solar field in the state. Finally, aregiven suggestions that can strengthen the interactions between agents and their actions to thriving in the solar energy area FV. Keywords:Solar energy PV. Triple helix. Interaction university-industry-government. Facilitators and obstacles type of interaction. / Esta pesquisa propõe o estudo da interação universidade-empresa-governo no setor de energia solar fotovoltaica (FV) no estado do Ceará. O estudo teve como finalidade avaliar o tipo de interação, os obstáculos e os facilitadores quanto as parcerias entre Universidade-Empresa-Governo, além de sugerir ações para promover o desenvolvimento do setor de energia solar FV no Ceará. A análise teórica que a conduziu foi fundamentada na abordagem da Hélice Tríplice, proposta por Etzkovitz (1993) e Leydesdorff (1995). estes explicam que o desenvolvimento científico e tecnológico em uma economia de base científica, que se dá por meio da interação entre governo, universidade e empresa. O estudo é caracterizado, do seu ponto de vista metodológico, pelas etapas de descrição do processo de interação, na perspectiva de representantes dos três âmbitos, na qual são caracterizados os principais fatores facilitadores e limitadores desse relacionamento e seu tipo de interação. Os dados necessários à realização do trabalho foram obtidos mediante pesquisa documental, entrevista exploratória semi-estruturada por meio de entrevistas individuais, realizadas com representantes do Governo (SEINFRA), Universidade (UFC) e Empresas (FIEC) do estado. Para o tratamento de dados optou-se pela análise de conteúdo. Os dados evidenciaram os tipos de parcerias existentes, os obstáculos e os aspectos facilitadores envolvidos na interação ao estabelecimento de ações voltadas ao desenvolvimento do setor energético solar FV no Ceará. Os tipos de interação observada entre os envolvidos se dão mediante: relações pessoais informais, criação de estruturas próprias para a interação e acordos formais com objetivos específicos. Em relação aos aspectos tidos como obstáculos às interações para promover o setor de energia solar FV, foram citados: a lentidão para concretização de projetos, a falta de recursos, a baixa realização de projetos por parte do setor produtivo, custos elevados, dentre outros. Já em relação aos aspectos facilitadores estão: bom relacionamento entre os agentes, parcerias não contratuais, mas ativas entre os setores, potencialidades de elaboração de projetos em laboratório e atratividade financeira. Disso conclui-se que existem ainda lacunas em termos de intensidade de articulação e interação entre os atores e instituições que compõem o Governo-Universidade-Empresas especificamente visando à difusão e o desenvolvimento científico e tecnológico do setor solar fotovoltaico no Ceará. Por outro lado já existem ações sendo tomadas de forma constante por diversas frentes de atuação, a fim de minimizar as deficiências já identificadas por muitos dos envolvidos direta ou indiretamente na área. O que se observou é que grande parte das dificuldades esta inerentemente relacionada a novidade do tema, além dos obstáculos econômicas que ainda são consideradas as principais responsáveis pela falta de maiores ações tanto no setor produtivo, estadual e acadêmico na área de energia solar FV no Estado. Por fim, são apresentadas sugestões que podem fortalecer as interações entre os agentes e de suas ações voltadas a prosperação na área energética solar FV. Palavras-chave: Energia solar FV. Hélice tríplice. Interação universidade-empresa governo. Facilitadores. Obstáculos e tipo de interação.

Foi estudado teórica e experimentalmente um sistema fotovoltaico acoplado a cavidades tipo V com rastreamento em torno de um eixo horizontal orientado na direção Norte-Sul. Para certas combinações da relação de concentração e ângulo do vértice, os concentradores tipo V possuem a propriedade de iluminar uniformemente a região absorvedora, característica que os torna particularmente aptos para trabalhar em conjunto com módulos fotovoltaicos. O trabalho analisa três aspectos: a) as propriedades óticas e radiantes das cavidades tipo V; b) a metodologia de projeto das cavidades e c) o desempenho de um protótipo experimental. Com relação às propriedades óticas, os raios incidentes, que atingem o absorvedor (radiação aceita) ou invertem o sentido de sua trajetória e retornam à abertura (radiação rejeitada), são categorizados de acordo com o número de reflexões que experimentam antes de atingir o absorvedor ou a abertura, respectivamente. Os raios assim classificados são denominados modos de reflexão. O estudo do seu comportamento permite derivar soluções analíticas para as propriedades óticas e radiantes da cavidade. Estas soluções possibilitam calcular: 1 ) a função de aceitação angular e a eficiência ótica para radiação direta, aceita e rejeitada; 2) a distribuição espacial e angular da densidade de fluxo na região do absorvedor e 3) os coeficientes de intercâmbio radiante para radiação difusa, aceita e rejeitada. Resultados numéricos para uma variedade de combinações da relação de concentração e ângulo do vértice são apresentados. A metodologia de projeto da cavidade é abordada a partir dos resultados do estudo anterior, que permitem definir o subconjunto de cavidades cuja iluminação na região do absorvedor é uniforme, determinar o intervalo angular para o qual isso se verifica e calcular suas propriedades óticas e radiantes. Essas informações conjuntamente com uma análise de custos permitem definir a cavidade que apresenta as melhores condições operacionais e relação de custo-benefício. Foi construído um protótipo de sistema fotovoltaico e realizados testes instantâneos de caracterização ótica e elétrica de seus componentes e testes operacionais do sistema. Os resultados experimentais confirmam o aumento esperado de 31% na coleção de energia solar, devido ao acompanhamento do movimento do Sol, e mostram um aumento de 51% na produção de energia elétrica diária do sistema com concentração em relação ao sistema sem concentração. O resultado combinado de ambos efeitos é um aumento da ordem de 100% na energia elétrica produzida, com relação a coletores fixos sem concentração. Os procedimentos desenvolvidos para analisar o sistema fotovoltaico permitem, do ponto de vista qualitativo, adquirir uma adequada compreensão dos processos de conversão de energia e, do ponto de vista quantitativo, estimar seu desempenho com boa exatidão. Os resultados teóricos e experimentais deste estudo podem ser de importância no desenvolvimento da engenharia de projeto, construção e teste de sistemas fotovoltaicos de médio e grande porte. / A theoretical and experimental study of a photovoltaic system coupled to V-trough cavities, tracking the sun around one axis1 N-S horizontal, has been undertaken. For certain combinations of concentration ratio and vertex angle, V-trough cavities can uniformly illuminate the flat absorber, property which makes those concentrators particularly suitable to work in conjunction with photovoltaic modules. The work studies three aspects of the problem: a) the optical and radiative properties of the V-trough cavities; b) their design procedure and c) the performance of an experimental prototype. Concerning the first item, the incident light rays are categorized according to the number of reflections undergone before reaching either the absorber (accepted radiation) or the aperture (light rays which experiment a path reversal toward rejection out of the cavity). These are referred to as reflection modes. The analyses of the reflections modes behavior enables to derive closed form analytic solutions for the optical and radiative properties of the V-trough cavities. Then it can be obtained 1) the angular acceptance function and optical efficiency for accepted and rejected beam radiation; 2) the spatial and angular flux distribution on the absorber region and 3) the radiative exchange coefficients for accepted and rejected diffuse radiation. Numerical results for various combinations of concentration ratio and vertex angle, are given. The design procedure of the cavity is closely related to the results derived in the previous study. They allow to identify the subclass of cavities with uniform illumination on the absorber, to determine the angular interval where this property holds and to calculate its optical and radiative properties. Together with a cost analyses it is possible to select the cavities that meet the best operational conditions and cost-benefit relation. A prototype of the photovoltaic system was built and the optical and electrical characteristics of the various system components, were determined through instantaneous tests. Long run, operational tests of the photovoltaic system were also done. The results confirm the expected increase of 31% in collected energy, due to sun tracking, and show a 51% of energy increase due to light concentration. The combined result of tracking and concentration yields an energetic gain of de arder of 100%, when compared with a fixed system with no concentration. The procedures developed to test and evaluate the photovoltaic system provide a good understanding of the energy conversion processes and enable to predict the system performance with good accuracy. The experimental and theoretical resulta of this study are relevant for the development of the engineering of design, building and test of medium and large size photovoltaic systems.