Orientador: Marcelo Moraes Guzzo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-21T03:59:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bartra_JorgeHumbertoColonia_M.pdf: 807888 bytes, checksum: d8915103e00d9fb655e3e19f2b276e51 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Estudamos um modelo onde ondas magnetossônicas lentas são produzidas devido a deslocamentos de plasma solar, perturbando o campo magnético no Sol. Como conseqüência, quando se supõe um momento magnético não nulo do neutrino, observam-se flutuações no fluxo do neutrino solar. A razão é a interação dos neutrinos solares com o campo magnético perturbado no Sol, que leva à; conversão de um neutrino ativo a outro não detectável. Resolvemos a equação que modela o campo magnético perturbado no Sol, e as equações de evolução dos neutrinos que interagem com o campo magnético solar. Simulamos o comportamento temporal do espectro do neutrino solar de 8B para analisar possíveis flutuações do fluxo a serem observadas em detalhe nos experimentos que entrarão em funcionamento num futuro próximo / Abstract: We analyse a model where slow magnetosonic waves are produced from solar plasma displacements perturbating the solar magnetic field. As a consequence, when a nonvanishing neutrino magnetic moment is assumed, we observe flutuations of solar neutrino flux. This is because the interaction of solar neutrinos with the perturbated solar magnetic field leads to a conversion of an active neutrino into a nondetectable one. We solved the equation that models the perturbated solar magnetic field and the evolution equations of neutrinos interacting with the solar magnetic field. We simulate the time behavior of 8B solar neutrino spectrum to analyse possible flux fluctuations which will be detailed observed in experiments will begin operating in a near future / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador : Augusto Ruy de Oliveira Pinto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-15T05:32:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HageJunior_Elias_M.pdf: 2073458 bytes, checksum: 939dd3dcc3e6e0e20ca093bbd21b0bd8 (MD5) Previous issue date: 1978 / Resumo: No Brasil o uso de coletores para captação da energia solar. planos e com concentração. vem se desenvolvendo a passos largos. o uso de materiais plásticos nestes tipos de coletores vem se difundindo cada vez mais. principalmente o do Poliéster Reforçado com Fibra de Vidro empregado como cobertura transparente. Entretanto. Pouco se sabe de concreto sobre as limitações sofridas por esse material durante sua exposição às intempéries. Este trabalho procura caracterizar o Poliéster Reforçado com Fibra de Vidro sob o ponto de vista de propriedades óticas (Transmitância) e sob o ponto de vista de propriedades mecânicas. quando este é submetido à um envelhecimento acelerado em laboratório. Neste estudo foram utilizadas resinas comerciais de Poliéster. dentre elas; um tipo próprio para ser aplicado ao ar livre. Um tipo de resina caracterizada pela alta transparência sem preparo especial para ser usada sob ação de intempéries e um tipo de resina para uso geral particularizada por suas boas propriedades mecânicas. Após um levantamento da propriedades ótica e das propriedades mecânicas. antes e após tempos variados de exposição num Weather-Ometer. com diferentes tipos de reforços em fibra de vidro encontrou-se características próprias de cada tipo de resina. Com estes dados pode ser feita uma análise indicando qual o tipo de resina Poliéster comercial mais adequado à aplicação como cobertura transparente. não só em coletores solares. como em qualquer outra aplicação em condições de trabalho semelhantes / Abstract: The use of solar collectors, flat-plate or focusing, is growing fast. The use of plastic materials is becoming more popular, more particularly in the use of fiberglass reinforced polyester. How ever, little is known about the limitations of the material with respect to the outside exposure. The purpose of this work is to characterize fiberglass reinforced polyester with respect to optical properties (transmittance) and mechanical properties after exposure to accelerated ageing as measured in the laboratory. In this work two comercial polyester resins were used: one for outdoor use, one with high transparency, without prepared to stand climatic conditions, the other for general use characterized by good mechanical properties. After a study of the optical and mechanical properties before and after exposure to the Weather-Ometer for different times, the characteristics of each resins were determined. With this data it is possible to decide which is the most adequate type of resin to be used as transparent cover, not only in solar collectors, but also in other applications with outside exposure / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Submitted by Heitor Rapela Medeiros (heitor.rapela@ufpe.br) on 2015-03-03T18:50:08Z No. of bitstreams: 2 Daniela Fernandes Hermínio.pdf: 3730759 bytes, checksum: 90806573e3f90d6085b785b0c8540ef9 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-03T18:50:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Daniela Fernandes Hermínio.pdf: 3730759 bytes, checksum: 90806573e3f90d6085b785b0c8540ef9 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-02-29 / CNPq / O óxido de zinco (ZnO) é um composto químico semicondutor com excelentes propriedades eletrônicas e ópticas. É utilizado como insumo farmacêutico para preparação de protetores solares, funcionando como um filtro físico. Quando reduzido a uma escala nanométrica fornece aos protetores solares maior transparência quando aplicado sobre a pele. Neste contexto, a nanotecnologia apresenta-se como uma nova opção para a produção de protetores solares com boa aparência cosmética, além de oferecer proteção contra o câncer de pele, um dos principais tipos de câncer que acomete a população da Região Nordeste. O Brasil ainda não dispõe de ZnO nanoestruturado em escala industrial a custo acessível. Isto representa um estímulo para o desenvolvimento de processos sintéticos de baixo custo para estes materiais. O objetivo deste trabalho foi sintetizar ZnO nanoestruturado através do método hidrotermal assistido por microondas, caracterizá-lo através das técnicas de Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia Raman e Infravermelho para utilizá-lo como insumo farmacêutico numa formulação de protetor solar. Soluções contendo um sal de Zn2+ (nitrato ou acetato) contendo NaOH e NH4OH na proporção molar 1:2:5 foram preparadas. Em seguida, alíquotas foram colocadas em recipientes apropriados para reator de microondas. As sínteses foram realizadas a temperatura (T) entre 160 e 180 ºC e intervalos de tempo (t) 90 – 300 s, observando-se a formação de um pó fino e branco com rendimento para ZnO entre 59-85%. Posteriormente, as amostras foram lavadas com água ultrapura e etanol P.A. e secas a T = 60 ºC por 2 h. Os resultados de DRX, IV e Raman confirmam a formação de ZnO na fase wurtzita. Os sistemas apresentam morfologias com formações tubulares hexagonais agrupadas. O tamanho dos cristais tubulares de ZnO foi estimado entre 360 e 170 nm. O método desenvolvido apresenta vantagens em relação aos métodos sintéticos convencionais da literatura, tais como: simplicidade, rapidez, rendimento e grande potencial para sua transposição em escala industrial.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica / En un trabajo previo se propuso un control de mitigación de efecto nube que permitía disminuir los efectos nocivos de la nubosidad parcial sobre parques fotovoltaicos en la frecuencia de sistemas eléctricos de potencia. Esto último sin la necesidad del uso de acumuladores de energía. La estrategia se basa en la operación sub-óptima de los parques (operación en deload) con tal de disponer de reservas de potencia. A pesar que la implementación del sistema nombrado mejoró la frecuencia del sistema de forma significativa en comparación al caso base (sin el sistema de control), la operación en deload de los parques implica una gran cantidad de energía que no se está aprovechando, lo que no se consideró en la metodología. Con tal de mejorar esto, el siguiente trabajo propone un control de mitigación de efecto nube en parques fotovoltaicos de gran escala basado en una herramienta de pronóstico de radiación. Esto último permite disminuir las pérdidas de energía junto con mitigar los efectos de la nubosidad parcial, mediante la determinación de un nivel de deload en los parques fotovoltaicos usando dicho pronóstico. En primer lugar, esta tesis presenta una revisión bibliográfica y discusión del estado del arte de las técnicas de pronóstico en parques fotovoltaicos. Se muestra que la selección de la técnica de pronóstico depende en la información disponible y la ventana de tiempo del pronóstico, es decir, dependerá del caso de estudio. Dicho esto, se propone el uso de una técnica de pronóstico basada en redes neuronales en el Sistema Interconectado del Norte Grande (SING) de Chile. El pronóstico sirve para determinar el nivel de deload en el parque fotovoltaico para los siguientes 10 minutos, en función de una rampa de radiación. Los resultados muestran que la implementación de la técnica de pronóstico no solo mejora la respuesta en frecuencia del sistema, sino que también disminuye las pérdidas energéticas de forma significativa. / Este trabajo fue parcialmente financiado por el Proyecto CONICYT/FONDAP/15110019 "Solar Energy Research Center" SERC-Chile y el Instituto de Sistemas Complejos de Ingeniería (ISCI)

Este proyecto consiste en el diseño de una central termosolar de colectores cilíndricos-parabólicos para producir 5MW en el distrito de Olmos. Como un prototipo de central con el propósito de determinar sus costos de generación junto con los beneficios ambientales asociados, para su posterior ampliación dentro del distrito de Olmos. Se tomaron criterios para la selección de la mejor opción tecnológica y de los principales componentes de la central de acuerdo a las condiciones geográficas y meteorológicas de la zona. Se van a tratar aspectos como el diseño de la planta solar, que implica el dimensionamiento de los espejos de los CCPs, las estructuras de soporte, la elección del fluido conductor (Sales fundidas o aceite sintético), así como los parámetros y especificaciones de los equipos que se van a utilizar en la central termosolar. Para determinar la viabilidad del proyecto se abordarán aspectos económicos y de rentabilidad como inversión necesaria. Por último, se han expuesto las conclusiones de los cálculos realizados de la central termosolar. / Tesis

El objetivo general del presente trabajo de título, fue la creación de un software de trazado de rayos para realizar un análisis del flujo energético captado por colectores concentradores catóptricos, de geometrías definidas, desde el punto de vista óptico - geométrico. Se utilizó una técnica computacional de trazado de rayos aleatorios, tipo Monte Carlo, para analizar la distribución del flujo energético generado por los colectores concentradores. Este flujo energético se analizó en torno a la variable más relevante de los sistemas concentradores: el factor de concentración de flujo. Se abarcaron geometrías estándar y otras más innovadoras, a través de un programa modular y flexible diseñado en Matlab, el cual permite una utilización sencilla para el usuario, y cuenta con la funcionalidad de guardar los resultados de las simulaciones llevadas a cabo en planillas de datos Excel y en tres formatos de imagen, lo cual facilita un post análisis. Los resultados obtenidos fueron validados analíticamente para cada uno de los colectores concentradores considerados, obteniéndose resultados satisfactorios, de acuerdo a las hipótesis planteadas y a los resultados entregados por la literatura. Además se verificó la integridad del software diseñado sometiéndolo a diferentes pruebas de funcionamiento. Se concluye que el software creado constituye una poderosa herramienta de evaluación para los sistemas concentradores estudiados, el cual permite calcular a piori, diversas aberraciones ópticas que pudiesen afectar el desempeño final de los mismos. Se recomienda finalmente la extensión de las funcionalidades del software, con el fin de poder analizar más geometrías, y agregarle modelos termodinámicos, para realizar en conjunto análisis de tipo ópticos y térmicos.

No autorizada por el autor a ser publicada a texto completo / El objetivo del presente trabajo es realizar un análisis técnico y económico de la instalación de centrales termo solares de tipo concentrador con torre central con el fin de conocer la factibilidad de introducir este tipo de tecnología en Chile. El Norte de Chile, en particular el desierto de Atacama, tiene el potencial de iniciar un desarrollo en la energía solar. Su condición de extrema radiación, precios elevados y volátiles de la energía y su crecimiento industrial hacen de esta región un objetivo estratégico para el desarrollo de la tecnología de concentración solar. La generación eléctrica de la zona, perteneciente al Sistema Interconectado del Norte Grande, es en su casi totalidad producida por centrales termo-eléctricas que requieren importar combustibles fósiles. En este trabajo se revisa el estado del arte del desarrollo de la tecnología de centrales concentradoras con torre, a partir del cual se identifica los sistemas más adecuados para su instalación en el desierto de Atacama y se muestran las ventajas y desventajas de cada tecnología existente hoy en día. Con el objeto de simular la operación, se construye una base de datos meteorológica del sitio de la subestación Crucero. A través del programa System Advisor Model, se simulan centrales de 9 y 50 MW con despachos uniformes, desplazados y de horas punta. Mediante los resultados de las simulaciones se generan los flujos de caja correspondientes para conocer la rentabilidad de cada central. Los resultados demuestran que para asegurar la rentabilidad de este tipo de proyecto, la mejor opción es una central de gran tamaño (50 MW en este caso) donde se prioriza el factor de planta, es decir lograr una generación uniforme durante las 24 horas del día. En el mejor de los escenarios, se obtiene un nivel de costo de energía (Levelized Cost of Energy) que rentabiliza el proyecto de 98 USD/MWh. Se concluye que esta tecnología tiene el potencial de instalarse en Chile, logrando una rentabilidad positiva, gracias a las condiciones económicas y geográficas de la región. Se propone a futuro realizar un estudio de operación más detallado y con más libertad de control de los parámetros.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica / Ingeniero Civil Electricista / Las carreras de autos solares se caracterizan principalmente por su gran limitación energética. En ellas, el vehículo debe recorrer grandes distancias durante extensos periodos sujeto a fuertes restricciones en la energía disponible de sus baterías, por lo que resulta primordial hacer una adecuada planificación en el manejo de la energía solar para obtener una buena posición al final de la carrera. El problema adquiere una complejidad matemática muy atractiva, si se considera que durante la carrera ocurren situaciones sujetas a incertidumbre y que pueden afectar el consumo de energía, tales como la presencia de fuertes vientos, nubosidad y problemas en el vehículo. El presente trabajo presenta un algoritmo para el uso óptimo de la energía en un vehículo solar, tomando en cuenta la existencia de perturbaciones, pero sin modelarlas explícitamente. Se consideran conocidas las pendientes de la ruta, al poder ser obtenidas desde documentación cartográfica pertinente. El algoritmo distribuye temporalmente el consumo de energía del vehículo de manera de no agotar prematuramente las baterías, buscando llegar a la meta en el mínimo tiempo posible y basándose en un esquema de control óptimo en tiempo real. Se planifica primeramente la energía utilizada por el vehículo en cada día de competición y a continuación se aplica una discretización temporal más fina, de manera de detallar aún más dicho consumo durante el día actual de competición. Finalmente se aplica un algoritmo de control óptimo en tiempo continuo basado en un método pseudoespectral al segmento de discretización en que se está corriendo al momento de la planificación. El procedimiento completo se itera considerando las mediciones de la instrumentación del vehículo, para construir el vector de estado actualizado al momento de la realización de cada iteración, obteniéndose así un proceso realimentado que reacciona oportunamente frente a imprevistos. Hasta el momento no se reportan en la literatura aplicaciones del método pseudoespectral utilizado en vehículos solares. El presente trabajo tiene, entonces, la ventaja de considerar en el corto plazo la dinámica continua del vehículo a un costo computacional menor que en otros esquemas, logrando un ventajoso compromiso entre el detalle de la solución obtenida y la rapidez de su obtención. Los resultados, obtenidos mediante simulaciones, muestran que el algoritmo recupera los principios generales de control óptimo de vehículos solares, a la vez que es efectivamente capaz de realizar, en tiempos del orden de los cinco segundos, cambios en la estrategia a seguir frente a imprevistos de diversa naturaleza, de manera que el tiempo requerido para llegar a destino resulta ser menor que al utilizar un esquema de lazo abierto. En la literatura consultada dichas soluciones tardan tiempos del orden de minutos en ser obtenidas. El detalle sobre consumos energéticos y velocidades esperadas con que el algoritmo predice la evolución del vehículo, permiten al equipo de carrera facilitar la detección de fallas que puedan presentarse.

El objetivo general del presente trabajo, es generar una metodología de evaluación del uso de colectores solares para una piscina municipal temperada en base a factores en base a un análisis exergético y económico; se espera ver tanto el impacto que podrían tener los colectores en el sistema como la magnitud del ahorro económico asociado a su uso. Se utilizó como caso particular para este trabajo, la piscina temperada de uso público que tiene la municipalidad de Vitacura en la misma comuna. Esta piscina funciona todo el año, siempre temperada, y cuenta además con servicio de camarines con duchas, de manera que se tiene tanto una carga por la calefacción de la piscina como en la generación de agua caliente sanitaria (ACS). Actualmente se utilizan equipos eléctricos para calentar el agua necesaria, lo que genera altos gastos asociados al consumo eléctrico de estos equipos. Por otra parte, está el creciente interés en utilizar energías renovables tanto por el beneficio económico que suponen como el beneficio medioambiental que conlleva su uso. Se determinaron, para el sistema actual, las pérdidas de calor asociadas a la piscina y la energía necesaria para producir ACS. Se calcularon los flujos de exergía del sistema y se identificaron puntos donde existe destrucción o pérdida de exergía. Se identificó la producción de agua caliente sanitaria como una importante carga energética y exergética del sistema, principalmente por la alta temperatura que se debe alcanzar. Se calcularon los requerimientos que se quiere suplir con los colectores y se utilizó el criterio de inversión del valor actual neto para encontrar la cantidad de colectores que entregue un mayor retorno económico. Posteriormente se vio el impacto en el balance exergético del sistema al incluir los colectores solares. Se concluye que hay tanto una mejora exergética como un importante beneficio económico al incorporar al sistema la tecnología de colectores solares para el calentamiento del agua. La mejora exergética está dada por la intervención en algunos puntos del sistema donde se pierde exergía y el menor uso de los equipos actuales. Se puede suponer, que a mayor escala, el ahorro energético acarrearía además una disminución en las pérdidas de exergía aguas arriba del sistema, hacia las fuentes de producción de energía eléctrica, lo que puede significar un beneficio mayor.

Ingeniero Civil Electricista / En la actualidad, existe un inmenso interés internacional por el desarrollo de tecnologías de generación con fuentes renovables. Particularmente, la tecnología de concentración solar ha alcanzado suficiente madurez para ser incluida en el mercado de generación y se espera que dentro de los próximos años sea una tecnología presente en la matriz energética de Chile debido principalmente a las condiciones privilegiadas de radiación en el norte del país y también por los incentivos por parte del Estado y también de privados para invertir en esta tecnología. Debido a que en una planta solar no es posible manipular la fuente de energía primaria (radiación solar), el objetivo general del presente trabajo consiste en el diseño de una estrategia de control predictivo basado en modelos (MPC) a nivel supervisor para una planta con colectores cilíndrico parabólicos, que permita aprovechar al máximo el recurso disponible. El trabajo se ha realizado utilizando el simulador de planta solar ACUREX, desarrollado en Matlab-Simulink, el cual representa el comportamiento del lazo de colectores de la plataforma solar de Almería, España. Los modelos predictivos de la planta desarrollados consisten en modelos lineales ARX (autorregresivo con entrada exógena) y ARIX (autorregresivo integral con entrada exógena); y un modelo no lineal difuso de T&S (Takagi & Sugeno), los cuales consideran como variable de salida a la temperatura de salida del aceite del campo colector y como variable de entrada su valor de referencia. Debido a que los modelos ARIX y de T&S presentan los mejores resultados, se propone el diseño de una estrategia de control predictivo a nivel supervisor en base a ambos modelos. Los resultados obtenidos muestran que su implementación reduce el error de seguimiento en 1%, se evita sobreimpulso en el sistema y se limita los cambios en la energía de control, haciendo el funcionamiento del sistema más seguro. En base a pruebas por simulación, se concluye que el MPC difuso supervisor basado en el modelo de T&S mejora el desempeño de la planta frente a cambios en la referencia y en condiciones anormales de operación en comparación con el control regulatorio original. Como líneas de investigación futuras se propone entregar robustez al sistema por medio de la integración de incertidumbre paramétrica en el modelo, incluir criterios económicos de operación e implementar el sistema de control en una futura planta solar en Chile.