CAMPOS, L. F. Identificação e comparação das taxas de acerto e erro de transições de radiação por meio de dados medidos por um sensor de luminosidade arduino e um pireliômetro. 2017. 41 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-07-27T10:44:39Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_lfcampos.pdf: 1065068 bytes, checksum: af43eeba0e9655e6cd43f8cf521dc8d7 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-08-03T17:10:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_lfcampos.pdf: 1065068 bytes, checksum: af43eeba0e9655e6cd43f8cf521dc8d7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-03T17:10:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_lfcampos.pdf: 1065068 bytes, checksum: af43eeba0e9655e6cd43f8cf521dc8d7 (MD5) Previous issue date: 2017-06-20 / Energy is a very important natural resource for all living creatures. The research of this work is related to solar energy. In order to achieve a proper way to take advantage of this solar resource, it is necessary to analyze the places and times where solar radiation is highest. Within this context, clouds play an important role in the use of the solar energy resource, as they are responsible for covering the sun, thus reducing the direct solar radiation available at certain periods of the day. In this work a prototype developed in the LESGN of the UFC was applied. This device is called Solar Irradiation Time Meter (SITM), and uses an Arduino Micro controller board. The measurement is done by means of six LDR's (Light Dependent Resistor), generating data with the values of its resistances according to the luminosity emitted by the sunlight. Direct radiation data obtained with a pyrheliometer were also used. This work aims to evaluate these data obtained by these two devices and search through them to identify the presence of a cloud covering the sky. The arrangement of the generated data is done by a classifier that determines if at any given moment the data belongs to the class cloud or not cloud. The data is based on moving averages and the increments of them. From the classification results obtained by the data in the two sensors, the process of obtaining the confusion matrix of the same was done to make a correct comparison of the fidelity and error rates of the classification algorithm and to calculate the Kappa coefficient, which estimates the classification performance levels. / A energia é um recurso natural de suma importância para todos os seres vivos. A pesquisa deste trabalho está relacionada com a energia solar. No intuito de se conseguir uma boa forma de aproveitamento deste recurso é necessária uma análise dos locais e horários onde é maior a radiação solar. Dentro deste contexto, as nuvens desempenham um papel de importância na utilização do recurso energético solar, pois elas são responsáveis por cobrir o sol, diminuindo assim a radiação solar direta disponível em alguns momentos do dia. Neste trabalho utilizou-se um protótipo desenvolvido no LESGN da UFC. Este dispositivo é denominado Medidor de Tempo de Irradiação Solar (MTIS) , e utiliza uma placa Micro controladora Arduino. A medição se dá por meio de seis LDR´s (Light Dependent Resistor). Utilizaram-se também valores de radiação direta obtidos com um pireliômetro. Este trabalho tem por objetivo avaliar estes dados obtidos por estes dois dispositivos e buscar através deles a identificação da presença de uma nuvem cobrindo o céu. É feita à classificação dos dados gerados por meio de um classificador que determina se num instante o dado pertence à classe nuvem ou não nuvem. Ele é baseado em médias móveis e incrementos das mesmas. Foi feito, a partir dos resultados de classificação obtidos pelos dados nos dois sensores, o processo de obtenção da matriz de confusão dos mesmos para realizar a devida comparação das taxas de acertos e erros do algoritmo de classificação e calcular o coeficiente Kappa, que é um estimador dos níveis de desempenho da classificação.

As fulgurações têm sido estudadas há muito tempo e continuam intrigando os cientistas solares. Nosso trabalho trata da relação entre fulgurações e cancelamento de fluxo. O cancelamento é um fenômeno observacional descoberto usando séries de magnetogramas na linha de visada, que consiste na aproximação e posterior desaparecimento de fluxo magnético nas zonas em que polaridades magnéticas opostas estão em aparente contato e mantém um alto gradiente de campo magnético. / Flares have been studied for a long time and continue to puzzle solar scientists. Our work is on the relationship between flares and flux cancellation. Flux cancellation is an observational phenomena discovered using series os magnetograms of the line-of-sight component. It consists of the encounter and further disappearance of magnetic flux where opposite magnetic polarities are in apparent contact with each other and maintain a high gradient of magnetic field.

ARAÚJO, M. E. Validação experimental de um resfriador de água operando em ciclo de adsorção com aquecimento solar indireto. 2009. 73 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-21T16:31:16Z No. of bitstreams: 1 2009_dis_mearaujo.pdf: 2555472 bytes, checksum: 526335cdb6dd3c8f1273e0b7c94f4b3e (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-31T17:06:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_dis_mearaujo.pdf: 2555472 bytes, checksum: 526335cdb6dd3c8f1273e0b7c94f4b3e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-31T17:06:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_dis_mearaujo.pdf: 2555472 bytes, checksum: 526335cdb6dd3c8f1273e0b7c94f4b3e (MD5) Previous issue date: 2009-05-29 / This work presents the experimental validation of a new adsorption solar refrigeration with indirect heating. The components of the refrigerator are: an adsorber, a condenser, an evaporator, and a solar collector. The choice of the adsorbate / adsorbent pair, water and silica gel type RD, respectively, took into consideration the temperatures reached by the solar collectors and available for the desorption of the refrigerant fluid (water) from the cavities of the adsorbent material (a porous solid). Due to the co-existence of the heating and cooling phases in the adsorber, a specific geometry for this component was defined so as to allow a good heat dissipation in the adsorbent material in the cooling phase, and the conservation of thermal energy in the heating phase. The experimental results validate the operation of the refrigerator, as temperature valves of 140ºC at the inlet of the adsorber, of 80ºC in the adsorber bed, and of 4,4ºC in the evaporator were reached, allowing its application in air conditioning systems / Apresenta a validação experimental de um novo refrigerador solar por adsorção com aquecimento indireto. Os componentes do refrigerador são: adsorvedor, condensador, evaporador e coletor solar. A escolha do par adsorbato / adsorvente, água e sílica gel tipo RD, respectivamente, levou em consideração as temperaturas alcançadas pelos coletores e disponíveis para a dessorção do fluído refrigerante (água) das cavidades do material adsorvente (sólido poroso). Devido à coexistência das etapas de aquecimento e resfriamento no adsorvedor, foi definida uma geometria para este componente capaz de permitir uma melhor dissipação de calor no material adsorvente na fase de resfriamento, e a conservação de energia térmica durante a fase de aquecimento. Os resultados experimentais comprovaram o funcionamento do refrigerador, visto que foram atingidas temperaturas de 140ºC na entrada do adsorvedor, 80ºC no leito adsortivo e de 4,4ºC no evaporador, possibilitando sua aplicação em sistemas de condicionamento de ar

Este trabalho pode ser melhor descrito a partir da sua divisão em duas etapas. Uma predominantemente experimental onde se descreve o projeto, o desenvolvimento e a calibração de um radiômetro espectral destinado à caracterização da distribuição espectral da irradiância solar e outra etapa teórica que permite obter o espectro solar. O radiômetro espectral desenvolvido neste trabalho possui um anel de sombra rotativo, deste modo utiliza-se o mesmo conjunto de sensores na medida das componentes global, direta e difusa da radiação solar. Diferentemente de outros instrumentos que utilizam filtros ópticos de interferência acoplados a fotodiodos de silício, empregou-se no radiômetro diodos emissores de luz (LEDs), como sensores espectrais. Esta escolha baseia-se principalmente no alto custo dos filtros ópticos de boa qualidade e também devido à sua degradação. O radiômetro desenvolvido nesta Dissertação também possui um fotodiodo de silício com resposta espectral ampla (entre 300 e 1100 nm) destinado à medida da irradiância solar total. Na etapa teórica é desenvolvida uma metodologia para caracterização espectral da irradiância solar a partir dos dados obtidos pelo radiômetro espectral para uma atmosfera isenta de nuvens. Estes dados são utilizados na determinação da quantidade de água precipitável e espessura óptica de aerossóis. Estes parâmetros atmosféricos, além da coluna total de ozônio, associados a variáveis meteorológicas locais (pressão atmosférica, umidade relativa e albedo da superfície), variáveis de tempo (hora e data) e variáveis de espaço (latitude, longitude, altitude) são utilizados como dados de entrada em um programa computacional escrito em linguagem FORTRAN 77 baseado no modelo SMARTS2 (Simple Model of the Atmospheric Radiative Transfer of Sunshine). O programa computacional é capaz de modelar a irradiância solar direta, difusa e global incidente sobre superfícies planas ou inclinadas. O modelo paramétrico cobre o segmento entre 280 até 4000 nm, com resolução espectral de 0,5 nm entre 280-400 nm, 1 nm entre 400-1700 nm e 5 nm entre 1705-4000 nm. / For a better understanding, this work is divided into two sections. The first one, predominately experimental, is related to the design, development and calibration of a radiometer used for spectral solar irradiance measurements. The other section, theoretical, is devoted to obtain the solar spectrum from the atmospheric parameters. The built spectral radiometer is provided with a rotating shadow-band, so the global, beam and diffuse solar irradiance components can be measured with the same set of sensors. Differently from other instruments, this radiometer utilizes light-emitting diodes (LEDs) as spectrally selective sensors, instead of interference filters and photodiodes. This option is favored by the high prices and quality degradation of the interference filters. The radiometer developed in this dissertation also employs a broadband (response between 300-1100 nm) silicon photodiode to detect the global solar irradiance. The methodology used to reconstruct the spectral solar irradiance of a cloudless sky from the radiometer data is explained in the theoretical section of this work. The data from the spectral radiometer are used for the determination of precipitable water and aerosol optical depth. These atmospheric parameters and the ozone optical depth, together with meteorological variables (atmospheric pressure, relative humidity and local albedo), geographic variables (latitude, longitude and altitude), time and date are used as input data for a computer program developed in FORTRAN 77 based on the SMARTS2 (Simple Model of the Atmospheric Radiative Transfer of Sunshine) model. This computer program allows the determination of the global, beam and diffuse solar irradiance on horizontal or tilted planes. The model covers the wavelength range from 280 nm to 4020 nm. The achieved resolution is 0,5 nm between 280 nm and 400 nm, 1 nm between 400 nm and 1700 nm and 5 nm between 1705 nm and 4000 nm. The results of the methodology are compared to the experimental values obtained for the global-horizontal irradiance in order to validate the spectral irradiance predictions.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:32:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2562_Dissertação Mestrado - Vitor Luiz Rigoti dos Anjos.pdf: 1998358 bytes, checksum: 1c58b783ac25daca9ee45262215ba725 (MD5) Previous issue date: 2008-07-28 / Tendo em vista a necessidade de transportar óleos pesados produzidos em regiões notoriamente ensolaradas do Brasil (tais como o norte do estado do Espírito Santo e estados da região Nordeste), o aproveitamento da radiação solar incidente como fonte de energia térmica alternativa para aquecimento de oleodutos e tanques de armazenamento terrestres (on-shore) surge como uma solução para a redução da perda de carga induzida no escoamento através da redução da viscosidade do fluido. O presente trabalho apresenta de modo sucinto as etapas de dimensionamento, projeto, construção e teste de um protótipo de concentrador solar parabólico, bem como os resultados experimentais obtidos durante as atividades do projeto como um todo, além de apontar também novas possibilidades de melhoria do sistema para futuras operações. A principal proposta deste trabalho é a otimização do tubo absorvedor do concentrador solar, a fim de aumentar o aproveitamento da radiação incidente. Utilizando configurações distintas de tubos absorvedores instalados sobre o foco do concentrador solar parabólico experimental, o fluido de trabalho é aquecido e, de posse dos dados coletados nos experimentos são feitas as devidas análises para alcançar o objetivo do projeto principal, que é obter uma forma de redução da perda de carga em escoamentos de óleos pesados utilizando a energia solar coletada por um concentrador parabólico.

Foi projetado e construido um equipamento de refrigeração por absorção intermitente, com a utilização da mistura água-amônia, para produzir gelo. Tem-se como fonte de calor a energia solar, obtida com coletores concentradores de párabola composta. O trabalho envolve vários assuntos; foram descritas analiticamente as propriedades gerais da mistura a b s o mte- refrigerante , e analisados experimentalmente os parametros de real significado no desempenho dinâmico e.funcionamento, tais como, evaporação, candensação e absorção, bem c2 mo as relações existentes entre eles. De modo mais completo, foram avaliadas a eficácia do sistema e as condições nas quais se pode otimizar o desempenho.A abrangência dos assuntos de forma ampla, tem por finalidade servir de subsidios a futuras pesquisas que venham a ser desenvolvidas nesta área. / A full equipment for intemittent absorption ref rigeration , was designed and constructed by utilizing water plus anmonia mixture to produce the ice. The heat some was solar energy obtained from parabolic compound concentrators type collectors. The objetive of this work were numerous covering from an analytical Zescription o£ the general properties of the refrigerant-absorbent mixture , to determine experime-n tally the influente of the most fmportant parameters on the dynamic behavior characteristics. Such parameters include evaporation, condensation, absorption and relationships among thern. Further a11 conditions w e r e optimized to give the best system efficiency. The wide analysis of this matter was perf ormed with the aim to give origin to other future research lines on this particular area.

Orientador: Oscar Armando Maldonado Astorga / Banca: Durval Luiz Silva Ricciulli / Banca: George Alves Soares / Resumo: No Brasil, devido ao forte crescimento da demanda de energia elétrica nas últimas décadas e com a necessidade de atender a esta procura, torna-se indispensável a inclusão no sistema elétrico brasileiro de programas de eficiência energética e a utilização de fontes alternativas de energia, pois com a construção de novas hidrelétricas e termoelétricas para atender o consumidor, ocorre inundações de grandes áreas e diminuição da emissão de gases para a atmosfera, o que causa fortes impactos ambientais. O uso de fontes alternativas também diminui a dependência do Brasil de combustíveis fósseis, pois futuramente ocorrerá o esgotamento de reservas naturais no país, tendo a necessidade de importar energia, o que elevará os preços das tarifas de energia elétrica. Para que haja a conservação de energia proveniente de fontes tradicionais e incentivar a implantação de energia solar no sistema elétrico brasileiro, desenvolveu-se um programa que analisa a viabilidade técnico-econômica de inclusão do sistema fotovoltaico e fototérmico ao sistema tradicional de distribuição de energia nas diversas regiões do Brasil em residências, pois é o setor que possui um maior potencial de economia de energia. O programa é uma ferramenta de fácil manuseio, de acesso rápido que permitem tomadas de decisões rápidas e seguras quanto à implantação de energia solar por parte do consumidor, além de fornecer em qual região é mais viável essa implantação. / Abstract: In Brazil, due to a solid increasing in electrical energy demand at the last decades and due to the need to comply with this demand, became essential the inclusion of energetic efficiency programs and use of alternative energy resources in the Brazilian electrical supply system. However, the new hydro and thermo electrical power plants construction to attend the consumer cause strong environmental impacts, since they need big flooded lakes and eliminate theirs pollutants in the atmosphere, respectively. Moreover, the use of alternative energy resources decreases Brazil dependency of fossil fuels, besides it prevents the breakdown of the natural reserves and the need of energy importation, what would increase the charge for the electrical energy. To the energy conservation provided by traditional resources and to encourage the implementation of a solar energy based system in Brazil, it was developed a software that analyzes technical and economic feasibility of the photovoltaic and photothermical systems introduction in the traditional supply system on the several regions of Brazil to residential use, because this is a sector that has an elevated potential of energy saving. The software has a friendly interface, with quick access that allows the user to take quick and safe decisions, regarding to the solar energy implementation by consumers, and evaluate which area of the country is the most interesting to the implementation. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-07-07Bitstream added on 2014-06-13T18:47:28Z : No. of bitstreams: 1 santos_rs_me_guara.pdf: 3310410 bytes, checksum: dbdc747497f7d936a9a108f561ec367f (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / No Brasil, devido ao forte crescimento da demanda de energia elétrica nas últimas décadas e com a necessidade de atender a esta procura, torna-se indispensável a inclusão no sistema elétrico brasileiro de programas de eficiência energética e a utilização de fontes alternativas de energia, pois com a construção de novas hidrelétricas e termoelétricas para atender o consumidor, ocorre inundações de grandes áreas e diminuição da emissão de gases para a atmosfera, o que causa fortes impactos ambientais. O uso de fontes alternativas também diminui a dependência do Brasil de combustíveis fósseis, pois futuramente ocorrerá o esgotamento de reservas naturais no país, tendo a necessidade de importar energia, o que elevará os preços das tarifas de energia elétrica. Para que haja a conservação de energia proveniente de fontes tradicionais e incentivar a implantação de energia solar no sistema elétrico brasileiro, desenvolveu-se um programa que analisa a viabilidade técnico-econômica de inclusão do sistema fotovoltaico e fototérmico ao sistema tradicional de distribuição de energia nas diversas regiões do Brasil em residências, pois é o setor que possui um maior potencial de economia de energia. O programa é uma ferramenta de fácil manuseio, de acesso rápido que permitem tomadas de decisões rápidas e seguras quanto à implantação de energia solar por parte do consumidor, além de fornecer em qual região é mais viável essa implantação. / In Brazil, due to a solid increasing in electrical energy demand at the last decades and due to the need to comply with this demand, became essential the inclusion of energetic efficiency programs and use of alternative energy resources in the Brazilian electrical supply system. However, the new hydro and thermo electrical power plants construction to attend the consumer cause strong environmental impacts, since they need big flooded lakes and eliminate theirs pollutants in the atmosphere, respectively. Moreover, the use of alternative energy resources decreases Brazil dependency of fossil fuels, besides it prevents the breakdown of the natural reserves and the need of energy importation, what would increase the charge for the electrical energy. To the energy conservation provided by traditional resources and to encourage the implementation of a solar energy based system in Brazil, it was developed a software that analyzes technical and economic feasibility of the photovoltaic and photothermical systems introduction in the traditional supply system on the several regions of Brazil to residential use, because this is a sector that has an elevated potential of energy saving. The software has a friendly interface, with quick access that allows the user to take quick and safe decisions, regarding to the solar energy implementation by consumers, and evaluate which area of the country is the most interesting to the implementation.

Este trabalho pode ser melhor descrito a partir da sua divisão em duas etapas. Uma predominantemente experimental onde se descreve o projeto, o desenvolvimento e a calibração de um radiômetro espectral destinado à caracterização da distribuição espectral da irradiância solar e outra etapa teórica que permite obter o espectro solar. O radiômetro espectral desenvolvido neste trabalho possui um anel de sombra rotativo, deste modo utiliza-se o mesmo conjunto de sensores na medida das componentes global, direta e difusa da radiação solar. Diferentemente de outros instrumentos que utilizam filtros ópticos de interferência acoplados a fotodiodos de silício, empregou-se no radiômetro diodos emissores de luz (LEDs), como sensores espectrais. Esta escolha baseia-se principalmente no alto custo dos filtros ópticos de boa qualidade e também devido à sua degradação. O radiômetro desenvolvido nesta Dissertação também possui um fotodiodo de silício com resposta espectral ampla (entre 300 e 1100 nm) destinado à medida da irradiância solar total. Na etapa teórica é desenvolvida uma metodologia para caracterização espectral da irradiância solar a partir dos dados obtidos pelo radiômetro espectral para uma atmosfera isenta de nuvens. Estes dados são utilizados na determinação da quantidade de água precipitável e espessura óptica de aerossóis. Estes parâmetros atmosféricos, além da coluna total de ozônio, associados a variáveis meteorológicas locais (pressão atmosférica, umidade relativa e albedo da superfície), variáveis de tempo (hora e data) e variáveis de espaço (latitude, longitude, altitude) são utilizados como dados de entrada em um programa computacional escrito em linguagem FORTRAN 77 baseado no modelo SMARTS2 (Simple Model of the Atmospheric Radiative Transfer of Sunshine). O programa computacional é capaz de modelar a irradiância solar direta, difusa e global incidente sobre superfícies planas ou inclinadas. O modelo paramétrico cobre o segmento entre 280 até 4000 nm, com resolução espectral de 0,5 nm entre 280-400 nm, 1 nm entre 400-1700 nm e 5 nm entre 1705-4000 nm. / For a better understanding, this work is divided into two sections. The first one, predominately experimental, is related to the design, development and calibration of a radiometer used for spectral solar irradiance measurements. The other section, theoretical, is devoted to obtain the solar spectrum from the atmospheric parameters. The built spectral radiometer is provided with a rotating shadow-band, so the global, beam and diffuse solar irradiance components can be measured with the same set of sensors. Differently from other instruments, this radiometer utilizes light-emitting diodes (LEDs) as spectrally selective sensors, instead of interference filters and photodiodes. This option is favored by the high prices and quality degradation of the interference filters. The radiometer developed in this dissertation also employs a broadband (response between 300-1100 nm) silicon photodiode to detect the global solar irradiance. The methodology used to reconstruct the spectral solar irradiance of a cloudless sky from the radiometer data is explained in the theoretical section of this work. The data from the spectral radiometer are used for the determination of precipitable water and aerosol optical depth. These atmospheric parameters and the ozone optical depth, together with meteorological variables (atmospheric pressure, relative humidity and local albedo), geographic variables (latitude, longitude and altitude), time and date are used as input data for a computer program developed in FORTRAN 77 based on the SMARTS2 (Simple Model of the Atmospheric Radiative Transfer of Sunshine) model. This computer program allows the determination of the global, beam and diffuse solar irradiance on horizontal or tilted planes. The model covers the wavelength range from 280 nm to 4020 nm. The achieved resolution is 0,5 nm between 280 nm and 400 nm, 1 nm between 400 nm and 1700 nm and 5 nm between 1705 nm and 4000 nm. The results of the methodology are compared to the experimental values obtained for the global-horizontal irradiance in order to validate the spectral irradiance predictions.

As fulgurações têm sido estudadas há muito tempo e continuam intrigando os cientistas solares. Nosso trabalho trata da relação entre fulgurações e cancelamento de fluxo. O cancelamento é um fenômeno observacional descoberto usando séries de magnetogramas na linha de visada, que consiste na aproximação e posterior desaparecimento de fluxo magnético nas zonas em que polaridades magnéticas opostas estão em aparente contato e mantém um alto gradiente de campo magnético. / Flares have been studied for a long time and continue to puzzle solar scientists. Our work is on the relationship between flares and flux cancellation. Flux cancellation is an observational phenomena discovered using series os magnetograms of the line-of-sight component. It consists of the encounter and further disappearance of magnetic flux where opposite magnetic polarities are in apparent contact with each other and maintain a high gradient of magnetic field.