Made available in DSpace on 2015-04-14T13:59:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 461037.pdf: 1578465 bytes, checksum: cec1eb94f17a753cab90e1952f24deed (MD5) Previous issue date: 2014-08-29 / The main goal of the solar cell industry is to reduce the production costs so that the photovoltaic solar energy can be competitive with other kinds of electricity generation. Currently, many industrial silicon solar cells use p-type wafers and have a thickness of approximately 200 μm. The combination of the use of n-type silicon to obtain higher efficiency devices and thinner wafers can be an alternative for reducing costs. The aim of this work was to develop and evaluate silicon solar cells fabricated in thin wafers of n-type Czochralski-growth monocrystalline solar grade silicon, specifically in the development of the manufacturing process of p+nn+ and n+np+ solar cells. An etching based on 100 g of KOH and 1600 mL of H2O kept at 85 ?C was experimentally suited for thinning 200 μm wafers. Seven minutes in the etching were needed for obtaining 135 μm 140 μm thick wafers. The time of the standard texture etch used in the NT-Solar was optimized and the time that produced the lower reflectance was 40 min. By comparing metal pastes of Ag, Ag/Al and Al, we concluded that the latter enabled the manufacture of the more efficient solar cells, with both structures and aluminum metal paste cannot etch-through the TiO2 thin film. This way, the Al paste has to be deposited on the p+ face before the deposition of this film. The firing of the Ag and Al metal pastes were optimized taking into account the firing temperature. The higher average efficiencies were observed when the firing temperature remained in the range of 870 ?C a 890 ?C. More efficient solar cells fabricated with n+np+ and p+nn+ structures achieved the efficiency of 13.8 % and 13.2 %, respectively. The internal quantum efficiency showed the solar cells presented high surface recombination. By comparing both structures obtained with similar processes, we can conclude that n+np+ is the most suitable to the production of ntype silicon solar cells. / O principal objetivo da ind?stria de c?lulas solares ? reduzir os custos de produ??o a fim de que a energia solar fotovoltaica possa ser competitiva com outras formas de produ??o de energia el?trica. Atualmente, a maioria das c?lulas solares industriais de sil?cio utilizam l?minas tipo p e estas possuem espessura da ordem 200μm. A combina??o do uso de sil?cio tipo n para a obten??o de dispositivos de maior efici?ncia e l?minas finas podem ser alternativas para a redu??o dos custos. Este trabalho teve por objetivo desenvolver e avaliar c?lulas solares fabricadas sobre l?minas finas de sil?cio monocristalino Czochralski, grau solar, tipo n, especificamente no desenvolvimento do processo para fabrica??o de c?lulas p+nn+ e n+np+. Adaptou-se experimentalmente um ataque qu?mico baseado em 100 g de KOH dilu?dos em 1600 mL de H2O para afinamento de l?minas de 200 μm, sendo necess?rios 7 min de imers?o com a solu??o a 85 ?C para obten??o de l?minas de 135 μm 140 μm. A textura??o padr?o do NT-Solar foi usada, sendo que o tempo de processo que produziu a menor reflet?ncia foi de 40 min. Ao comparar pastas de Ag, Ag/Al e Al, constatou-se que a ?ltima permitiu a fabrica??o das c?lulas solares mais eficientes, com ambas as estruturas. Observou-se que esta pasta n?o consegue perfurar o filme de TiO2 e a mesma deve ser depositada sobre a face p+ antes da deposi??o deste filme. A queima de pastas met?licas de Ag e Al foi otimizada considerando a temperatura do processo t?rmico e concluiu-se que esta deve estar no intervalo de 870 ?C a 890 ?C, onde se observou a efici?ncia m?dia mais alta. As c?lulas solares mais eficientes fabricadas com as estruturas n+np+ e p+nn+ atingiram a efici?ncia de 13,8 % e 13,2 %, respectivamente. A efici?ncia qu?ntica interna mostrou que as c?lulas solares t?m alta recombina??o nas superf?cies. Comparando ambas as estruturas obtidas por processos similares, conclui-se que a estrutura n+np+ ? a mais adequada para produ??o de c?lulas solares finas em base n.

Este trabalho apresenta a avaliação dos impactos elétricos da inserção da geração distribuída de sistemas fotovoltaicos conectados à rede de distribuição em baixa tensão, com a finalidade de identificar os impactos e demonstrar que estes podem ser controlados. O estudo consistiu de uma avaliação teórica e de um estudo de caso da inserção da geração fotovoltaica considerando aspectos da qualidade de energia da rede, curva de carga resultante, vida útil de transformadores e gestão ativa da demanda. Os resultados mostraram que a inserção da geração fotovoltaica na rede de baixa tensão altera a curva de carga da unidade consumidora, mas que essas alterações podem ser controladas pela gestão ativa da demanda utilizando armazenamento de energia. Os resultados também mostraram que a geração fotovoltaica também afeta a tensão e o fator de potência da unidade consumidora, mas que essas alterações podem ser controladas pela produção de potência reativa pelo inversor. Além disso, verificou- se que a geração fotovoltaica não afetou a distorção harmônica de tensão da rede e que aumentou a vida útil do transformador. / This work presents the evaluation of grid connected photovoltaic systems\' impact on low voltage electrical grid, in order to identify the impacts and demonstrate that it can be controlled. The study consisted of a theoretical evaluation and of a case study of photovoltaic generation inclusion considering aspects of grid power quality, resulting load curve, lifespan of transformers and demand side management. The results showed that the inclusion of photovoltaic generation in low voltage network changes the load curve of the consumer unit, but these changes can be controlled by demand side management using energy storage. The results also showed that the photovoltaic generation also affects the voltage and the power factor of the consumer unit, but these changes can be controlled by the production of reactive power by the inverter. Furthermore, it was found that the photovoltaic generation does not affect the voltage harmonic distortion of the mains and it increases the lifespan of the transformer.

Projetos piloto com sistemas fotovoltaicos de irrigação foram implementados ao redor do mundo para avaliar a confiabilidade e a viabilidade desta aplicação frente a outras opções de bombeamento. O presente trabalho dedicou atenção à compilação de informações sobre projetos com sistemas fotovoltaicos de bombeamento para uso na irrigação. A partir dessa compilação foi realizada uma síntese das experiências com identificação das principais barreiras e potencialidades de seu uso no Brasil. Levando em conta as lições aprendidas em projetos anteriores, o trabalho é finalizado com recomendações e orientações para implantação de projetos de sistemas fotovoltaicos de bombeamento para irrigação em pequenas propriedades rurais. / Pilot projects with photovoltaic irrigation systems have been implemented around the world to evaluate the reliability and feasibility of this application. This paper has devoted attention to compiling information about projects with photovoltaic pumping systems for use in irrigation. From this compilation, a synthesis of experience, the key barriers and the potential for their use in Brazil were made. Taking into account the lessons learned in previous projects the work shows recommendations and guidelines for implementation of projects for photovoltaic pumping systems for irrigation on small farms.

Grande parte da população rural do Semiárido brasileiro sofre com problemas de acesso à água de qualidade. A exploração da água subterrânea representa uma das principais alternativas para o abastecimento dessa parcela da população, mas muitas vezes os poços perfurados encontram-se longe da rede elétrica. A região apresenta abundante recurso solar e, assim, essa dificuldade poderia ser contornada com a utilização de sistemas fotovoltaicos de bombeamento. Mas, além da questão da energia para o funcionamento dos sistemas de bombeamento, pelo fato da maior parte do Semiárido estar localizada sobre escudo cristalino, muitos poços apresentam água com altos níveis de salinidade, o que inviabiliza a utilização desses mananciais para o fornecimento de água potável ou faz com que a população rejeite seu consumo, por conta do gosto. O presente trabalho tem como objetivo verificar se a adaptação de sistemas de dessalinização de pequeno porte disponíveis comercialmente a sistemas fotovoltaicos domiciliares pode potencializar a difusão dos sistemas fotovoltaicos de bombeamento em poços de água com alto teor de sais dissolvidos e se essa opção pode representar uma alternativa de fornecimento de água para a população rural de áreas com problemas de salinização dos mananciais de abastecimento. A opção analisada consiste em um sistema duplo de fornecimento de água, com tratamento do tipo ponto de uso da água para consumo humano. Foi verificado que os sistemas de dessalinização atualmente disponíveis no mercado podem funcionar acoplados a geradores fotovoltaicos e utilizados para fornecimento de água potável a partir de água salobra. / Much of the rural population of the Brazilian Semiarid region suffers from problems related to access of improved water quality. The exploitation of ground water is the main alternative for water supply solutions regarding this population, but often the boreholes are away from power lines. The region has abundant solar source and therefore this problem could be overcome with the use of photovoltaic pumping systems. Beyond the issue of energy for operation of the borehole systems, considering that most of the semiarid region is located on crystalline shield, many boreholes have water with high level of salinity, which hinder their use for drinking water supply solutions, as the population rejects the water because of its taste. This study aims to determine whether the adaptation of commercially available small household desalinization systems adapted to photovoltaic systems can enhance the diffusion of photovoltaic pumping systems of boreholes with high concentrations of dissolved salt, by proposing this water supply solution as an alternative for water supply systems in rural areas with problems of salinization of the main water sources. The proposed technical solution consists of a dual water supply system with the use a point of use water treatment for human consumption. It was found that desalination systems available on the market can operate coupled to photovoltaic generators and used to supply drinking water from brackish water.

Esta tese tem como objetivo analisar as políticas públicas de universalização do atendimento de eletricidade, por meio de sistemas fotovoltaicos, em algumas comunidades isoladas e propor procedimentos de aprimoramento. A pesquisa de campo foi baseada em dados qualitativos através de estudo de caso. O trabalho deu-se em três comunidades tradicionais de Ilhabela-SP, onde cem domicílios receberam sistemas capazes de fornecer 30 kWh mensais - SIGFI 30 -, em 2012. cujo financiamento foi pelo Programa Luz para Todos. Foram identificados aspectos facilitadores e barreiras para a adoção dos sistemas fotovoltaicos nessas comunidades. São apresentadas proposições para aprimoramento. O trabalho conclui que nas comunidades de Ilhabela não foi ainda garantida a consecução plena dos objetivos da política pública de poder suprir as necessidades básicas de iluminação, comunicação e refrigeração, notadamente, porque não havia geladeiras; os sistemas fotovoltaicos e a luz elétrica foram muito bem recebidos e foi constatada melhoria da qualidade de vida. / This thesis aims at analyzing public policy of electricity service universalization, by means of photovoltaic systems, in some isolated communities, as well as suggesting improvement procedures. The field research was based on qualitative data collected through case study. The work was performed in three traditional communities in Ilhabela-SP, where a hundred of households received systems capable of supplying monthly 30 kWh SIGFI 30 -, in 2012 which was financed by Light for All Program. Facilitator aspects and barriers for the adoption of the photovoltaic systems in these communities were identified. Suggestions for improvement have been presented. As a result, it is possible to conclude that a plain achievement of the public policy aimed at supplying the basic needs for illumination, communication and refrigeration in those Ilhabela communities, hasnt yet been guaranteed due to the absence of refrigerator. Photovoltaic systems and electricity were well accepted ant it was observed an improvement of quality of life.

Orientador: Frederico Bernardino Morante Trigoso / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia.

Orientador: Sergio Henrique Ferreira de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia.

Orientador: Sérgio Henrique Ferreira de Oliveira. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2010

Orientador: Paula Homem de Mello / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2013

Orientador: Prof. Dr. Federico Bernardino Morante Trigoso / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Energia, 2014. / Esta dissertação procura demonstrar as contribuições que a tecnologia fotovoltaica trouxe à educação rural nas comunidades isoladas. Para chegar ao resultado foram feitas pesquisas de campo que incluíam 3 escolas rurais onde a energia elétrica derivava de um gerador fotovoltaico, uma escola com gerador a diesel para servir de comparação, 4 professores que lecionavam nessas escolas, e 11 alunos e 6 pais de alunos que moravam nas comunidades atendidas por essas escolas. As comunidades pesquisadas situam-se nos municípios de Ilhabela e Cananéia, localizadas no litoral sul e norte do Estado de São Paulo. Foi realizada também uma pesquisa on-line com 6 professores que lecionam em escolas rurais nos Estados do Pará, Maranhão e Goiás, que se encontram respectivamente nas regiões norte, nordeste e centro-oeste do Brasil. Foram realizadas entrevistas com os professores, alunos e pais de alunos e preenchimento de um questionário para identificar a importância e a relação que existe entre a geração fotovoltaica e a educação desses alunos. Foram dois os questionários utilizados, um com perguntas direcionadas aos professores e outras direcionado aos alunos. O questionário on-line foi elaborado e hospedado no Google Docs e encaminhado às Delegacias Regionais de ensino e sindicatos para posterior encaminhamento aos professores alvo da pesquisa. Através da metodologia empregada foi possível verificar quais foram os benefícios e impactos que os módulos fotovoltaicos proporcionaram à educação desses alunos, quais as melhorias que eles ocasionaram nas aulas dessas escolas e quais são as limitações e problemas encontrados na utilização do sistema fotovoltaico nessas escolas. / This essay aim to demonstrate the contributions of the photovoltaic technology brought rural education in isolated communities. To obtain the results of field surveys were made which included three rural schools where electricity derived from a PV array, a school with diesel generator to serve as a comparison, four teachers who taught in these schools, and 11 students and 6 parents of students living in the communities served by these schools. The communities studied are located in the municipalities of Cananéia and Ilhabela, seaside towns south and north of the State of São Paulo. We also carried out a survey online with six teachers who teach in rural schools in the states of Pará, Maranhão and Goiás, which are respectively in the northern, northeastern and central-western Brasil. Interviews were conducted with teachers, students and parents and fill a questionnaire to determine the importance and relationship observed existed between the PV generation and the education of these students. There were two questionnaires, with questions addressed to teachers and other targeted students. The online questionnaire was developed and hosted on Google Docs and directed the regional teaching unions and teachers in order to forward the researched. Through the methodology was verified what were the benefits and impacts of photovoltaic modules provided the education of these students, what improvements they resulted in classes of these schools and what are the limitations and problems encountered in the use of photovoltaic system at these schools.