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Equações de estimativas das irradiações e frações global, difusa e direta infravermelha em Botucatu SP / Brasil / Global, diffuse and direct solar radiation of the infrared spectrum in Botucatu / SP / BrazilRossi, Taiza Juliana 25 January 2018 (has links)
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EQUAÇOES DE ESTIMATIVAS DAS IRRADIAÇOES E FRAÇOES GLOBAL, DIFUSA E DIRETA INFRAVERMELHA EM BOTUCATU SPBRASIL.pdf: 2837399 bytes, checksum: 3132c2f5dfa0bbea384b4c009f6a376b (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Lucia Martins Frederico null (mlucia@fca.unesp.br) on 2018-03-22T16:23:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2018-01-25 / É descrito no trabalho um estudo sobre as irradiações e frações solares global, difusa e direta diárias dos espectros total e infravermelho. A base de dados foi medida no período de 2003 a 2006 em Botucatu/SP/Brasil. Por meio de uma análise estatística, determinou-se os valores médios totais e sazonais das três irradiações em ambos os espectros, enquanto que, em uma análise climática avaliou-se os efeitos da nebulosidade, vapor de água e aerossóis na sazonalidade das irradiações. Foram propostas equações de regressão linear (tipo Y= a×X),obtidas para estimativas das irradiações global (HGNIR), difusa (HdNIR) e direta(HDNIR) do espectro infravermelho em função das irradiações global (HG), difusa (Hd) e direta (HD) do espectro total, sob todas as condições de céu. Os coeficientes de determinação (R2) próximos de 1 mostram que as irradiações dos espectros total e NIR estão bem correlacionadas estatisticamente. Os coeficientes angulares quantificam os valores das frações infravermelhas incidentes como sendo: KGNIR= (HGNIR / HG) = 46,1%; KdNIR = (HdNIR / Hd) = 38,2% e KDNIR = (HDNIR / HD) = 51,1%. Os indicativos estatísticos na validação: MBE inferior a 5%; RMSE iguais a 5,6%, 20,4% e 9,2% e valores d de Willmott superiores 0,98 respectivamente, indicam exatidão, precisão e elevada concordância no ajuste entre a estimativa e a medida, para as três equações. Em relação aos valores das frações anuais, a análise sazonal das equações de estimativas mostra que o valor de KGNIR é menor no verão (44,8%) e primavera (45,1%) e maior no outono (47,6%) e inverno (48,0%); o valor de KdNIR é igual a anual no verão (38,2%) e maior na primavera (40,1%), e menor no outono (34,9%) e inverno (33,9%) o valor de KDNIR é menor no verão (49,0%) e primavera (49,3%) e maior no outono (52,7%) e inverno (53,9%). A análise por cobertura de céu das equações de estimativas mostra que o valor de KGNIR é menor nas coberturas de céu nublada (I), parcialmente nublada para difusa (II) e parcialmente nublada para claro (III): 43,4%, 45,0% e 45,8% respectivamente, e maior na cobertura claro (IV) 46,9%;o valor de KdNIR é maior nas coberturas de céu I e II: 41,0% e 40,7% respectivamente, e menor nas coberturas de céu III e IV: 35,9% e 25,0% respectivamente; o valor de KDNIR é pouco maior nas coberturas de céu (I) e (IV) ambas com 51,4%, e pouco menor nas coberturas de céu (II) e (III) ambas com 50,6%. O trabalho descreve ainda a obtenção e a validação de equações de estimativas para frações solares global (K̅GNIR), difusa (K̅dNIR) do espectro infravermelho em função das frações solares Kt e Kd do espectro total. No modelo estatístico proposto, os valores médios de K̅GNIR e K̅dNIR foram equacionados em função de Kt por meio de regressão linear e polinomial, respectivamente. Similarmente, os valores médios de K̅dNIR foram equacionadas em função de Kd por meio de regressão polinomial. O coeficiente de determinação obtidos para as correlações em função de Kt e Kd foram superiores R2= 0,9600. Os indicativos estatísticos obtidos na validação: K̅GNIR (MBE = 2,8% e RMSE = 3,8%) e K̅dNIR (MBE = 1,0% e RMSE = 13,7%) mostram que as equações podem ser utilizadas nas estimativas de K̅GNIR e K̅dNIR em função de Kt, respectivamente, com exatidão e precisão. Similarmente, K̅dNIR (MBE = 0,5% e RMSE = 10,7%) na estimativa de K̅dNIR em função de Kd. / This study describes global, diffuse and direct solar irradiation and fractions of the total and infrared spectra (NIR). The database was obtained in the period from 2003 to 2006 in Botucatu / SP / Brazil. Through statistical analyses, values of the three total and seasonal average irradiations in both spectra were determined, while a climate analysis evaluated the effects of cloudiness, water vapor and aerosols on the seasonality of the irradiations. Linear regression equations (y = a × X) were proposed to estimate global (HGNIR), diffuse (HdNIR) and direct (HDNIR) irradiations of the infrared spectrum as a function of the global (HG), diffuse (Hd) and direct (HD) irradiations of the total spectrum in all sky cover conditions. Determination coefficients (R2) close to 1 show that the irradiations of the global and NIR spectra are statistically well correlated. The angular coefficients quantify the values of incident infrared fractions as: KGNIR = (HGNIR / HG) = 46.1%; KdNIR = (HdNIR / Hd) = 38.2% and K DNIR = (HDNIR / HD) = 51.1%. Statistical indicators in the validation: MBE less than 4.6%; RMSE equal to 4.3%, 17.8% and 7.3% and Willmott’s d values higher than 0.978, respectively, indicate precision, accuracy and high agreement on the adjustment between estimated and measured values for the three equations. In relation to values of the annual fractions, the seasonal analysis of the estimate equations shows that the KGNIR value is lower in the summer (44.8%) and spring (45.1%) and higher in the autumn (47.6%) and winter (48.0%); KdNIR value is the same in the summer (38.2%) and higher in the spring (40.1%) and lower in the autumn (34.9%) and winter (33.9%); KDNIR value is lower in the summer (49.0%) and spring (49.3%) and higher in the autumn (52.7%) and winter (53.9%). The analysis of the estimate equations considering sky covers shows that KGNIR value is lower in cloudy sky (I), partially cloudy sky with prevalence of diffuse sky (II) and partially cloudy sky with prevalence of clear sky (III) in 43.4%, 45.0% and 45.8% respectively, and higher in clear cover (IV) 46.9%; KdNIR value is higher in sky covers I and II: 41.0% and 40.7%, respectively and lower in sky covers III and IV: 35.9% and 25.0% respectively; KDNIR value is a little higher in sky covers I and IV, both with 51.4% and a little lower in sky covers II and III both with 50.6%. The study also presents obtaining and validation of estimating equations for global (K̅ GNIR) and diffuse (K̅ dNIR) solar fractions of the infrared spectrum as a function of the solar fractions Kt and Kd of the total spectrum. The radiation database was measured from 2003 to 2006 in Botucatu / SP / Brazil. In the proposed statistical model, average values of K̅ GNIR and K̅ dNIR were determined as a function of Kt by means of linear and polynomial regressions, respectively. Similarly, average values of K̅ dNIR were correlated as a function of Kd by means of polynomial regression. The coefficient of determination obtained for the correlations as a function of Kt and Kd were higher than R2 = 0.9600. The statistical indicatives obtained in the validation K̅ GNIR (MBE = 2.8% and RMSE = 3.8%), K̅ dNIR (MBE = 1.0% and RMSE = 13.7%) and K̅ dNIR (MBE = 0.5% and RMSE = 10.7%) show that the equations can be used precisely and accurately for estimating K̅ GNIR and K̅ dNIR as a function of Kt, respectively, and K̅ dNIR as a function of Kd
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Células solares bifaciais finas com campo retrodifusor localizado de alumínio e seletivo de boro e alumínioOsório, Vanessa da Conceição January 2012 (has links)
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Previous issue date: 2012 / The aim of this work is to develop and optimize processes for manufacturing of bifacial silicon solar cells with n+pp+ structure and by using 150 μm thick p-type Cz-Si and FZ-Si wafers. Local BSF was implemented by Al deposited by screen-printing and diffused in a belt furnace and surfaces were passivated by SiO2. Initially, the process for thinning the wafers was optimized and the average value of (146 ± 4) μm was obtained after texturing, obtaining an average reflectance of 11. 2 %. The Al and Ag/Al pastes diffusion/firing was optimized as well as analyzed different approaches to passivate the surfaces with SiO2. It was observed that the best temperature for diffusion/firing was 840 °C for cells without passivation oxide and 850 °C for those with a SiO2 layer with a thickness of approximately 10 nm. The analysis of the minority-carrier lifetime showed that phosphorus diffusion produced gettering, but due to contamination in belt surface, minority-carrier lifetime decreased, reaching values similar to the initial. In order to improve the cell efficiency when it is illuminated by p face with local Al-BSF, boron (PBF20) was deposited on the rear face and two different orders of boron diffusion in the process were checked. For the process called α, in which the boron was diffused after phosphorus, the best efficiency obtained was 11. 2% when the n+ face was illuminated and it was 8. 3% when the cell was illuminated by the p+ side. For the process called β, with boron diffusion performed before the phosphorus diffusion (producing a n+ region with sheet resistance of 43 Ω/□) and with antireflective coating (AR) on both sides, the efficiency achieved was 14% when the solar cell was illuminated by n+ face and it was of 10. 4% when illuminated by p+ face. With the comparison of experimental results of the Cz-Si and FZ-Si cells, it was possible to conclude that, there is no advantage in using substrates higher life time of minority carriers considering the developed processes. / Este trabalho tem como objetivo desenvolver e otimizar processos para fabricação de células solares bifaciais com estrutura n+pp+, espessura da ordem de 150 μm, em substratos de silício Czochralski (Si-Cz), tipo p, com difusão localizada de alumínio realizada em forno de esteira, metalização por serigrafia e passivação com SiO2. Para comparação dos parâmetros elétricos, também foram utilizadas lâminas de silício Float Zone (FZ). Inicialmente, foi otimizado o processo de afinamento da espessura alcançando o valor de (146 ± 4) μm, após ocorreu a texturação, resultando na refletância média de 11,2 %. Foi realizado o processo de difusão/queima das pastas de Al e Ag/Al bem como foram analisadas diferentes formas de passivar as superfícies com SiO2. Observou-se que a melhor temperatura para a difusão/queima foi de 840 ºC para células sem óxido passivador e de 850 ºC para aquelas com uma camada de SiO2 com espessura da ordem de 10 nm. A análise do tempo de vida dos portadores minoritários mostrou que a difusão de fósforo produziu gettering, mas devido à contaminação no forno de esteira, o tempo de vida dos portadores minoritários no final do processo ficou próximo ao valor inicial. Com o objetivo de aumentar a eficiência das células quando são iluminadas pela face p, com campo retrodifusor local de Al, foi depositado o dopante boro (PBF20) e testadas as diferentes ordens de difusão do boro no processo. Para o processo denominado de α, no qual o boro foi difundido depois do fósforo, a melhor célula solar obteve eficiência de 11,2 % quando iluminada pela face n+ e 8,3 % quando iluminada pela face p+.Para o processo β, com a difusão de boro antes da de fósforo, com a região n+ tendo resistência de folha de 43 Ω/□ e com deposição de filme antirreflexo em ambas as faces, atingiu-se a eficiência de 14 % quando a célula solar foi iluminada pela face n+ e de 10,4 % quando iluminada pela face p+. Com a comparação dos resultados experimentais das células de Si-Cz e Si-FZ pode-se concluir que não há vantagem em usar substratos de maior tempo de vida dos portadores de carga minoritários inicial com os processos desenvolvidos.
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Células solares de Perovskita com camadas transportadoras de elétrons à base de óxido de nióbio e anodização de titânio em meios contendo Li+Castro, Jhon Alexander Peñafiel January 2018 (has links)
O preocupante cenário energético atual protagonizado pelas fontes de combustíveis fósseis justifica todas as iniciativas para o desenvolvimento de materiais e processos que possam transformar os recursos renováveis em energia útil. Hoje em dia, as células solares de perovskita (PSCs) estão atraindo muita atenção da comunidade científica. Estes semicondutores híbridos (orgânico-inorgânicos) podem ser processados a partir de soluções químicas e apresentar propriedades ópticas e eletrônicas comparáveis com as dos semicondutores de alta cristalinidade, como o GaAs. Essas vantagens colocam as PSCs no topo dos tópicos mais investigados no campo fotovoltaico. Geralmente, as camadas transportadoras de elétrons (ETL) nestas células solares compreendem um óxido metálico de largo band gap, cujo modelo típico e amplamente usado é o óxido de titânio TiO2. Nesta pesquisa são apresentados resultados dos estudos da inclusão em PSCs de novas camadas ETLs baseadas em óxido de nióbio (Nb2O5). As camadas de Nb2O5 foram obtidas por meio da deposição por sputtering de filmes finos de nióbio sobre vidros condutores e subsequente oxidação térmica (OT). Uma eficiência de conversão de potência (PCE) máxima de 2,8% em estado estacionário foi obtida usando Nb2O5 resultado da OT de um filme de Nb de 90 nm Este resultado se deve às propriedades intrínsecas da perovskita e a um equilíbrio adequado entre a cobertura superficial e a extração de carga do filme de Nb2O5. Os estudos de espectroscopia de impedância (IS) obtidos suportam e estendem a validade do modelo de circuito equivalente de Bisquert, onde processos dinâmicos em altas frequências descrevem o transporte de carga na perovskita e na ETL e transferência de carga nessa interface. Também são apresentados os estudos da incorporação direta de cátions alcalinos em camadas compactas de TiO2 formadas por anodização em eletrólito aquoso baseado em ácido fosfórico contendo perclorato de lítio. As medidas usando a técnica de Análise por Detecção de Recuo Elástico (ERDA) mostram que acontece incorporação de íons de lítio durante a anodização, enquanto que os transientes da voltagem de célula permitem evidenciar as diferentes propriedades eletrônicas das camadas de TiO2 dopadas com Li. Como parte final desta pesquisa é proposto e discutido um mecanismo da incorporação in situ do Li durante a obtenção das camadas de TiO2 anódico.
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Análise espectral MHD em plasmas cilíndricos de duas camadas : aplicação a manchas solaresFaria Junior, Roberto da Trindade 26 July 1995 (has links)
Orientador: Paulo Hiroshi Sakanaka / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-21T01:22:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 1995 / Resumo: É proposto um modelo cilíndrico para estudar o espectro magnetohidrodinâmico (MHD) ideal. Este modelo consiste de duas camadas cilíndricas concêntricas de plasma que definem duas regiões (interna e externa) com características físicas distintas. Supõe-se neste modelo uma pequena corrente longitudinal difusa na região interna, assim, campos magnéticos helicoidais com uma pequena razão entre Bq / Bz, aparecem em ambas as regiões. Um código numérico foi desenvolvido para se obter modos de oscilação das perturbações de plasma referente a este modelo, usando a teoria MHD e analisando os espectros obtidos. Verifica-se que, devido a dupla camada, o espectro caracteriza-se por apresentar modos discretos de natureza mista (lenta, Alfvênica ou rápida), separados por regiões de contínuos. É confirmado definitivamente a existência do comportamento Sturmiano e anti-Sturmiano das autofunções. Ondas superficiais também são obtidas, associadas às descontinuidades acima citadas. Sugere-se a aplicação do presente modelo ao estudo de oscilações em diversos objetos solares e astrofísicos, bem como na pesquisa da fusão termo- nuclear. Em particular, a aplicação a manchas solares é apresentada nesta tese. É observado que os períodos estimados pelo modelo são comparáveis àqueles obtidos de dados observacionais, principalmente os das oscilações umbrais e os das ondas caminhantes na penumbra / Abstract: A cylindrical model is presented, in order to study the ideal magnetohydrodynamic (MHD) spectrum. We modeled a two-layered cylindrical plasma, where two regions are defined, an internal and an external one, with different aspects each other. A diffuse longitudinal current is present in the internal region, so, twisted magnetic fields with a small Bq / Bz ratio are assumed in both region. A numerical code / Mestrado / Física / Mestre em Física
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Oscilações entre três sabores de neutrinosAquino, Verissimo Manoel de 17 August 1995 (has links)
Orientador: Jose Bellandi Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-20T10:40:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 1995 / Resumo: Apresentam-se neste trabalho as soluções para a equação de evolução temporal para um spinor a três componentes, quando a hamiltoniana do sistema depende do tempo e quando ela for constante. Discute-se as soluções para um sistema de três estados de sabores de neutrinos na presença da matéria solar. Quando se assume que o potencial de interação de neutrinos com a matéria é independente do tempo as soluções obtidas são exatas. Para o caso do potencial dependente do tempo as soluções são aproximadas. Discute-se também como se analisar transições ressonantes entre diferentes sabores de neutrino quando o potencial for dependente do tempo / Abstract: Not informed. / Doutorado / Física / Doutor em Ciências
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Propriedades de células solares de homojunção e heterojunção do sistema GaAs-GaA1AsRego, Antonio Carlos Gravato Bordeaux 15 July 1977 (has links)
Orientador: Jose Ellis Ripper Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-15T09:17:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 1977 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed. / Mestrado / Física / Mestre em Física
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Influencia da secagem com coletores solares na qualidade do pescado salgadoQueiroz, Maria Isabel 17 July 2018 (has links)
Orientador: Gonzalo Roa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-17T05:43:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 1977 / Resumo: Com a finalidade de estudarmos o comportamento de um secador não convencional, aquecido com coletores solares planos, assim como a qualidade do peixe salgado seco neste sistema de secagem e durante seu armazenamento à temperatura ambiente, desenvolveu-se o presente trabalho. Para o referido estudo utilizou-se a espécie corvina (Micropogon furnieri) salgada: a) Na indústria. b) Na planta piloto da Faculdade de Engenharia de Alimentos e Agrícola (FEAA). No decorrer do trabalho, os experimentos foram desenvolvidos em três etapas: 1. Seleção de um antioxidante que melhor surtisse efeito, para evitar a oxidação lipidica na secagem e estocagem. 2. Estudo da deterioração dos lipídios do produto salgado e seco, em secador aquecido com coletores solares planos, durante um tempo de estocagem de três meses. A deterioração lipídica foi medida pelos índices de peróxido e TBA. 3. Experiência comparativa de secagem de peixe salgado em um secador não convencional, aquecido com coletores solares planos e com um secador tipo túnel em U, aquecido por intermédio de resistências elétricas. Foi demonstrada a viabilidade da secagem, do pescado salgado, utilizando a energia solar como fonte de aquecimento. O tempo de secagem foi de 33 horas, para uma densidade de 0,2 toneladas de pescado por metro cúbico de secador, a uma temperatura media de 31ºC e vazão de 15,1 m3/min-ton. As análises durante o tempo de estocagem indicaram o BHA como o antioxidante mais conveniente para proteger o pescado salgado e seco contra a oxidação. A qualidade do peixe seco, em secador aquecido com coletores solares, não foi inferior ao peixe seco em secador convencional / Abstract: In order to study the performance of a non-conventional dryer heated by flat solar collectors, as well as the quality and shelf life of fish dried in this system, salted corvina (Micropogon furnieri), either from industry or prepared in the pilot plant, the following investigations were undertaken: 1. Selection of an antioxidant which would best prevent lipid oxidation during drying and storage. 2. Extent of lipid deterioration during a three-month period in the product that had been salted and dried by heating in flat solar collectors. The lipid deterioration was measured by TBA and peroxide indicators. 3. Comparison of drying salted fish in a non-convention- al dryer heated by flat solar collectors and in a conventional U-tunnel type heater powered by electricity. The feasibility of drying salt fish by using solar energy as a heat source was demonstrated. Drying time was 33 hours for a density of 0,2 ton of fish per cubic meter of dryer at an average temperature of 31ºC and an air flow of 15.1 m3/min-ton. The analyses during the storage period indicated that BHA is the most convenient antioxidant to protect the dry salt fish against oxidation. The quality of the fish dried in a dryer heated with solar collectors was not below that of fish dried in a conventional dryer / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos
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Desenvolvimento de coletores de Winston de baixa concentraçãoFrança, Fernando de Almeida, 1952-2014 17 July 2018 (has links)
Orientador : Isaias de Carvalho Macedo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-17T22:35:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 1979 / Resumo: Análise do desempeho térmico instantâneo de coletores de parábola composta - coletor de "Winston" - de baixa concentração, para três montagens: cobertura de vidro no plano de abertura e refletor isolado; cobertura de vidro no plano de abertura e refletor sem isolamento e cobertura de vidro imediatamenete acima do absorvedor. A transferência de calor convectiva no interior do coletor, 2a montagem, foi determinada experimentalmente. São discutidas as técnicas de construção de protótipos de concentrações 2,4 e 5,3 e apresentadas as curvas de eficiências, teóricas e experimentais, para temperaturas do absorvedor variando entre 50ºC e 150°C / Abstract: Not informed / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica
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Células solares de Perovskita com camadas transportadoras de elétrons à base de óxido de nióbio e anodização de titânio em meios contendo Li+Castro, Jhon Alexander Peñafiel January 2018 (has links)
O preocupante cenário energético atual protagonizado pelas fontes de combustíveis fósseis justifica todas as iniciativas para o desenvolvimento de materiais e processos que possam transformar os recursos renováveis em energia útil. Hoje em dia, as células solares de perovskita (PSCs) estão atraindo muita atenção da comunidade científica. Estes semicondutores híbridos (orgânico-inorgânicos) podem ser processados a partir de soluções químicas e apresentar propriedades ópticas e eletrônicas comparáveis com as dos semicondutores de alta cristalinidade, como o GaAs. Essas vantagens colocam as PSCs no topo dos tópicos mais investigados no campo fotovoltaico. Geralmente, as camadas transportadoras de elétrons (ETL) nestas células solares compreendem um óxido metálico de largo band gap, cujo modelo típico e amplamente usado é o óxido de titânio TiO2. Nesta pesquisa são apresentados resultados dos estudos da inclusão em PSCs de novas camadas ETLs baseadas em óxido de nióbio (Nb2O5). As camadas de Nb2O5 foram obtidas por meio da deposição por sputtering de filmes finos de nióbio sobre vidros condutores e subsequente oxidação térmica (OT). Uma eficiência de conversão de potência (PCE) máxima de 2,8% em estado estacionário foi obtida usando Nb2O5 resultado da OT de um filme de Nb de 90 nm Este resultado se deve às propriedades intrínsecas da perovskita e a um equilíbrio adequado entre a cobertura superficial e a extração de carga do filme de Nb2O5. Os estudos de espectroscopia de impedância (IS) obtidos suportam e estendem a validade do modelo de circuito equivalente de Bisquert, onde processos dinâmicos em altas frequências descrevem o transporte de carga na perovskita e na ETL e transferência de carga nessa interface. Também são apresentados os estudos da incorporação direta de cátions alcalinos em camadas compactas de TiO2 formadas por anodização em eletrólito aquoso baseado em ácido fosfórico contendo perclorato de lítio. As medidas usando a técnica de Análise por Detecção de Recuo Elástico (ERDA) mostram que acontece incorporação de íons de lítio durante a anodização, enquanto que os transientes da voltagem de célula permitem evidenciar as diferentes propriedades eletrônicas das camadas de TiO2 dopadas com Li. Como parte final desta pesquisa é proposto e discutido um mecanismo da incorporação in situ do Li durante a obtenção das camadas de TiO2 anódico.
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Recuperación de energía desde pozas solares para suministrar calor a procesos minerosRiobó Pezoa, Carolina January 2015 (has links)
Ingeniera Civil Mecánica / Una poza solar es un sistema térmico que permite colectar y almacenar energía solar. El hecho de ser un sistema que realiza ambos trabajos en un mismo equipo le entrega ventajas sobre los sistemas comunes. Por otra parte, las pozas solares utilizan un tipo de energía renovable que contribuye a la disminución del impacto ambiental debido a la generación de energía y permite aprovechar el recuso solar que tiene Chile.
Estas pozas contienen una solución salina, acá se crea un gradiente de concentración generando 3 zonas importantes: la zona convectiva inferior (LCZ), es la zona más profunda de la poza y donde se almacena la energía solar colectada en forma de calor sensible; la zona no convectiva (NCZ), la cual posee un gradiente de concentración salina tal que se suprime la convección natural y sólo hay transferencia de calor por conducción, limitando la pérdida de calor desde la LCZ. Finalmente, está la zona convectiva superior, en la cual la concentración de sales y la temperatura son bajas.
El objetivo de este trabajo es realizar un estudio de factibilidad del suministro de calor a procesos mineros mediante un sistema de escala mediana basado en pozas solares. Para esto, se debe diseñar una poza solar con sus dimensiones y su sistema de extracción para suplir la demanda energética del proceso al cual se le suministra calor, en este caso, el proceso de electro-obtención para la minería del cobre. Este sistema se ubica en la II región de Antofagasta en las cercanías de Calama debido a la alta radiación y gran concentración de mineras presentes en este sector.
La herramienta básica de este trabajo es el programa creado en MATLAB que permite modelar el estado térmico de la poza en función del tiempo, obteniendo la capacidad de extracción de calor de ésta.
Los resultados presentados se realizaron en base a distintas dimensiones de pozas y muestran el comportamiento térmico de ésta. Las tres zonas presentaron un comportamiento esperado, donde la UCZ sigue las variaciones de la temperatura ambiente de forma amortiguada, la NCZ presenta un gradiente de temperatura que adopta un perfil lineal luego de un tiempo, y finalmente, la LCZ presenta temperaturas bastante altas, las cuales siguen las variaciones estacionales del año.
Se obtuvo que mediante la poza se puede suministrar el calor necesario para que el electrolito llegue a su temperatura deseada de 55°C un máximo del 61% del tiempo total de extracción de calor, el resto del tiempo, se debe respaldar el suministro mediante un sistema de calderas, obteniendo una eficiencia de la poza del 16% aproximadamente.
Al realizar la evaluación económica del proyecto, se pudo ver que para pozas con una superficie mayor a 140×140 m2 el proyecto es rentable, aumentando esta última con el tamaño de la poza. Sin embargo, para pozas más pequeñas el proyecto pierde su rentabilidad.
Finalmente, se obtuvo un costo de la poza de 40 USD/m2, el cual se asemeja a valores obtenidos de pozas solares construidas en Israel, EEUU e India.
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