Orientador: Ana Flavia Nogueira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-14T14:27:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Freitas_FlavioSantos_M.pdf: 1335737 bytes, checksum: 43bb80b2fab0adc9d9092583a0f45e94 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Neste trabalho foram investigados eletrólitos poliméricos baseados em poli(óxido de etileno-co-2-(2-metoxietoxi) etilglicidiléter) - P(EO-EM) com adição do oligômero dibenzoato de etileno-glicol (DIB)/LiI/I2 e poli(óxido de etileno-co-óxido de propileno) - P(EO-PO), com adição do líquido iônico iodeto de 1-metil-3- propilimidazólio (MPII)/I2 (com e sem a presença de LiI), visando a aplicação em células solares de TiO2/corante. Os eletrólitos foram caracterizados por Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio (H RMN) e Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE). Para o sistema P(EO-EM)/DIB, os estudos realizados por DSC e FTIR mostraram alta homogeneidade entre os componentes, com evidências de coordenação de sal no copolímero e no oligômero. Nas medidas de condutividade iônica, verificou-se saturação em ~10 S cm a partir de 10 % de LiI para todas as proporções de PEO-EM/DIB. Como conseqüência, a aplicação de eletrólitos com 20 % de LiI apresentou resultados bem similares, independente da proporção de DIB no sistema, indicando que os processos cinéticos relacionados ao transporte de carga são diferentes dos eletrólitos géis reportados na literatura, não sendo verificada mudança no potencial de circuito aberto (VOC) dos dispositivos. Para o sistema P(EO-PO)/MPII, as análises por DSC, FTIR e H RMN evidenciaram interações entre o oxigênio do copolímero e o hidrogênio do cátion imidazólio, possibilitando aumento na difusão do par I /I3 (estimado em 1,9x 10 cm s para o eletrólito com 70 % de MPII). A maior condutividade iônica foi obtida para o eletrólito com 70 % de MPII (2,4 x 10 S cm), possibilitando a montagem de células solares com eficiência de 5,66 %. Para todos os dispositivos, a presença de íons I3 promoveu aumento nas reações de recombinação, observando-se valores menores para o VOC com o aumento da concentração de MPII nos eletrólitos. Após a adição de LiI, não foram observadas melhores eficiências em comparação aos dispositivos montados sem a adição do sal. Esses resultados indicam que eletrólitos poliméricos baseados na combinação de polímero e líquido iônico consistem em sistemas promissores para aplicação em células solares. / Abstract: New polymer electrolytes based on poly(ethylene oxide-co-2-(2- methoxyethoxy)ethylglycidylether) - P(EO-EM) with addition of the oligomer ethyleneglycol dibenzoate (DIB)/LiI/I2, and poly(ethylene oxide-co-propylene oxide) - P(EO-PO) with addition of the ionic liquid 1-methyl-3-propylimidazolium (MPII)/I2 (with and without LiI) were investigated in this work aiming at the application in dye-sensitized solar cells. The electrolytes were characterized using Differential Scanning Calorimetry (DSC), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Nuclear Magnetic Ressonance (H NMR) and Complex Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS). For the P(EO-EM)/DIB system, the DSC and FTIR measurements revealed a homogeneous mixture, with evidence of coordination of the salt with both the copolymer and the oligomer. The ionic conductivity measurements presented saturation in ~10 S cm for samples containing at least 10 % of LiI, for all P(EO-EM)/DIB concentration ratios. As consequence, the solar cells assembled with electrolytes containing 20 % of LiI presented similar performance, regardless of the DIB concentration, indicating that the kinetic processes related to the charge transport in these systems are different from those usually observed for gel electrolytes (which cause changes in the open circuit potential, VOC, of the devices). For the P(EO-PO)/MPII system, the DSC, FTIR and HNMR measurements revealed the presence of interactions between the oxygen atoms in the copolymer and the hydrogen atoms from the imidazolium cation, which increased the diffusion of the I/I3 redox couple (estimated to be 1,0 x 10 cm s for the electrolyte containing 70 % if MPII). The highest ionic conductivity was observed for the electrolyte containing 70 % of MPII (2,4 x 10 S cm), leading to the assembly of solar cells with 5,66 % of efficiency. In all the devices assembled, the presence of I3 ions leads to an increase of the recombination reactions, thus reducing the VOC values. This effect is more pronounced for higher concentrations of MPII in the electrolyte. After addition of LiI to these systems, no improvements in the device efficiency were observed. These results show that polymer electrolytes based on the mixture of polymer and ionic liquids are very promissing systems for application in solar cells. / Mestrado / Quimica Inorganica / Mestre em Química

Orientador: Ana Flavia Nogueira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-14T13:13:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Conturbia_GiovannideLimaCabral_M.pdf: 7472586 bytes, checksum: 9ede857037431127443d2bed95bd1ccc (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo:Células solares orgânicas têm despertado atenções devido ao baixo custo de produção e dos materiais utilizados, bem como devido à versatilidade química e de propriedades eletrônicas e ópticas dos semicondutores orgânicos. A eficiência atual atinge 5% (100 mWcm). Nanotubos de carbono encontram suas aplicações nessas células ora como eletrodos transparentes ora como material receptor de elétrons. Nesse trabalho, foi realizada a modificação química de nanotubos de carbono de única camada com grupos tióis, visando a incorporação de nanopartículas metálicas ou semicondutoras. O material de partida, bem como os nanotubos modificados, foi caracterizado por Espectroscopia Raman, Espectroscopia de Fotoelétron por Raios-X, Análise Térmica e Microscopia Eletrônica de Transmissão de Alta Resolução. Foi necessário um pós-tratamento (térmico e lavagens com diversos solventes) para que pudéssemos obter nanotubos individuais e funcionalizados. O pós-tratamento também possibilitou um aumento na fotocorrente dos dispositivos em comparação com o dispositivo sem nanotubos de carbono. A incorporação de nanopartículas de ouro no sistema P3HT/fulereno acresceu a fotocorrente e o fator de preenchimento dos dispositivos. Estudos de caracterização através de difração de raios-X, espectroscopia UV-visível e microscopia de força atômica, indicam que esse aumento está relacionado a uma mudança na morfologia do sistema, aumentando a cristalinidade do polímero e também ao efeito plasmônico com a adição das nanopartículas. Imagens de microscopia eletrônica de transmissão revelaram que as nanopartículas de ouro estão distribuídas tanto na fase polimérica quanto na fase contendo moléculas de fulereno / Abstract: Organic solar cells have attracted attention due to their low costs of production and materials used, as well as the chemical versatility and good electronic and optical properties of organic semiconductors. The current efficiency reaches 5% (100 mWcm). Carbon nanotubes materials can be applied in these cells as both transparent electrode or as electron acceptor materials. In this work, the chemical modification of single wall carbon nanotubes was carried out attaching thiol groups, aiming the incorporation of semiconductor or metallic nanoparticles. The raw material and the modified nanotubes were characterized by Raman Spectroscopy, X-ray Photoelectron Spectroscopy, Thermal Analysis and High Resolution Transmission Electron Microscopy. A post-treatment (thermal and washing with different solvents) was necessary in order to obtain single functionalized nanotubes. The post-treatment also allowed an increase in the photocurrent of the devices compared to the device without carbon nanotubes. The incorporation of gold nanoparticles in the P3HT/fullerene system increased the photocurrent and the fill factor of the devices. X-Ray diffraction, UV-vis Spectroscopy and Atomic Force Microscopy studies reveal that such increase can be related to the plasmonic effect and also to a change in the morphology, increasing polymer crystallinity after incorporation of the gold nanoparticles. High resolution transmission microscopy images showed that the nanoparticles are distributed between both polymer and fullerene phase. / Mestrado / Físico-Química / Mestre em Química

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Eléctrico / El proyecto Solarbosch, de la empresa Enerbosch, es un proyecto de una central de concentración solar de torre de pequeña escala, que busca aprovechar el gran potencial solar existente en Chile, sobre todo en su zona norte. Varios son los desafíos que deben ser abordados en el diseño de una planta de estas características; uno de ellos y tema principal del actual trabajo de memoria corresponde al control automático de los helióstatos encargados de redirigir la radiación solar hacia la torre. El requerimiento principal que estos deben cumplir corresponde a que el error de apunte sea el menor posible. En primer lugar, se desarrolla un modelo matemático que describe el movimiento de un helióstato con geometría de movimiento de tipo pitch/roll. Este modelo es vital para calcular la posición que debe adoptar un helióstato con el objetivo de apuntar a la torre; pero además, es necesario para desarrollar la metodología de calibración basada en el uso de una superficie objetivo ubicada en la torre central, la cual permite realizar mediciones de error. Para lograr esto último, el modelo considera posibles errores geométricos de construcción y/o instalación del helióstato, los cuales pueden ser estimados utilizando las mediciones mencionadas. En segundo lugar se presenta el sistema de control desarrollado, el cual funciona completamente en lazo abierto, siendo esto posible gracias a las ventajas que presentan los motores paso a paso en tal contexto. La posición del Sol se calcula con un algoritmo especial para aquello, luego, el modelo geométrico desarrollado es utilizado para calcular la posición que debe adoptar el helióstato en función de su posición relativa a la torre. El sistema diseñado fue aplicado e implementado en un helióstato prototipo, el cual fue construido en el contexto de un trabajo de memoria multidisciplinario entre las especialidades de Ingeniería Civil Eléctrica y Mecánica. Finalmente, para validar la metodología de calibración implementada se realizan simulaciones y pruebas en terreno utilizando el helióstato prototipo construido. De las simulaciones se obtiene que la metodología permite corregir el seguimiento de los helióstatos de forma eficaz siempre y cuando las medidas de calibración sean lo más variadas posible, esto quiere decir que hayan sido tomadas durante distintos días del año y a distintas horas. Por otro lado, las pruebas en terreno validan que el sistema de control y la metodología de calibración implementados efectivamente funcionan para un helióstato real. Como trabajo futuro se plantea que aún deben realizarse pruebas en terreno ubicando el/los helióstatos prototipos a distancias más alejadas de la superficie objetivo de calibración. Por otro lado, también debe extenderse de forma funcional el sistema de control implementado para que pueda operar en una planta con un mayor número de helióstatos.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico / 20/03/2024

El fruto de Vasconcellea weberbaueri (Harms) V.M. Badillo “Maushan” originario del distrito de Granada, provincia de Chachapoyas, región Amazonas es conocido en nuestro país por distintos usos que le dan, desde alimenticio, industrial y medicinal. Realiza un estudio in vitro de la actividad antioxidante, antielastasa y anticolagenasa de su extracto etanólico, posteriormente la pre-formulación de una crema base con evaluación de la actividad fotoprotectora in vitro. Los frutos frescos de Vasconcellea weberbaueri (Harms) V.M. Badillo fueron macerados en etanol de 96° así mismo se hizo uso de un evaporador rotatorio para condensar el producto. El extracto etanólico tuvo como resultado en la cuantificación de polifenoles totales un valor de 7,355 mg GAE/ g extracto. Con respecto a las actividades antioxidantes in vitro, para el radical DPPH nos dio un IC50 de 158,303 valor TEAC de 13,6131 mgTrolox/g y para el radical ABTS un IC50 de 98,5051 µg/mL valor TEAC de 25,6961 mgTrolox/g. Con respecto a las actividades antienzimáticas, para la actividad anticolagenasa nos dio un valor de 1,388 mg/mL y para la actividad antielastasa de 4,9278 mg/mL. Después de esto se pre-formuló una crema dermocosmética a tres concentraciones 1, 3 y 5% del extracto, a las cuales se les evaluó la actividad fotoprotectora in vitro según el método de Mansur, la que obtuvo mayor eficacia fue la crema al 5% con un FPS de 0,5892, a esta se le realizó un estudio preliminar de estabilidad, basándonos en la prueba de centrifugación y medición del pH. Los resultados muestran que el extracto de Vasconcellea weberbaueri (Harms) V.M. Badillo posee un potencial antioxidante, anticolagenasa y antielastasa moderado relacionado con el contenido de polifenoles totales. La crema base elaborada presentó una limitada capacidad fotoprotectora in vitro. / Tesis

Orientador: Maria Glória Caño de Andrade / Resumo: Este trabalho é baseado no estudo do comportamento de um diodo PIN de multicamadas utilizado como célula solar. Esse estudo é desenvolvido por meio de simulações em ambiente virtual, validada a partir de dados experimentais, e tem como foco principal o comportamento da geração de corrente pelo dispositivo, tanto na interação entre o dispositivo e uma determinada faixa do espectro luminoso, como na influência que as alterações nas dimensões dessa célula solar podem trazer na tensão gerada. O diodo PIN proposto encontra-se em uma lâmina SOI (Silicon On Insulator) com uma potencial aplicação destinada para a alimentação de circuitos que necessitam de ultrabaixa potência (ULP – Ultra Low Power), tais como sensores de campo para monitoramento e circuitos subcutâneos para monitoramento médico. É construído por uma camada dupla com diferentes semicondutores (silício e germânio) e, através de alterações em sua estrutura (mudança dos materiais e das dimensões), será verificado o comportamento dos principais parâmetros de uma célula solar, tais como fator de forma (FF), corrente fotogerada, tensão de circuito aberto, corrente de curto-circuito, tensão e corrente de trabalho e potência gerada pelo dispositivo. Adicionalmente, é também analisado o comportamento de penetração e absorção do espectro luminoso na célula solar e a existência de alterações nos parâmetros medidos quando há alteração na posição das camadas de semicondutores, com a finalidade de demonstrar que o incremento de uma... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work is based on the study of multilayer PIN diode used as a solar cell. This study was developed through simulations in a virtual environment with the main focus of the generation current by the device so much in the interaction between the device and a range of the light spectrum as well as in the influence the changes in the dimensions of the solar cell may bring in the voltage generated. It is composed of a double layer with different semiconductors (silicon and germanium), and though changes in its structure (materials and dimensions change), it will be verified the behavior of main parameters of a solar cell, such as Fill Factor (FF), photogenerated current, open-circuit voltage, short circuit current, work voltage and work current and the generated power will by the device. Additionally, it was also verified the behavior of the penetration and absorption of the light spectrum in the solar cell, and the existence of changes in the measured parameters when there is a change of position in the semiconductor layers, to demonstrate that the increase of a germanium layer may bring to the device concerning entirely silicon device. The results obtained indicate that there was an increase in the photogeneration when the germanium layer is positioned above the silicon layer. This way, this work demonstrates that small changes in the construction and the thickness of the lateral PIN diode used as a solar cell provide an increase in efficiency of more than 136% when comparing... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

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.

La presente investigación se trata de un proyecto de inversión privada para la central de energía solar fotovoltaica y su distribución en la ciudad de Chiclayo y distritos, ubicado en la región Lambayeque. El proyecto está realizado para cumplir con la demanda eléctrica insatisfecha por un deficiente abastecimiento de energía eléctrica en el departamento de Lambayeque. En el análisis y evaluación del proyecto, la inversión total determina es de S/61,432,500.00, de la cual S/56,432,500.00 será un aporte de capital propio lo que representa el 92% y lo restante, representando el 8% será financiado por una entidad financiera, equivalente a S/5,000,000.00. Por último, mediante los indicadores financieros del VAN, TIR, entre otros, los resultados obtenidos para poder realizar el proyecto indican que es viable, obteniendo un VAN económico de S/86,407,524.01 y un VAN financiero de S/80,530,294.72 siendo el resultado final superior a cero, lo que indica que el proyecto es totalmente viable.

El acceso al agua en diferentes partes de la región Lambayeque es limitado, cuya producción de sus cultivos no es factible para los agricultores. Para ello, utilizan motobombas y electrobombas para la expulsión de agua subterránea los cuales perjudica a sus condiciones económicas en mantenimientos sucesivos, asimismo de la emisión del gas contaminante de dióxido de carbono (CO2). Esta tesis ha tenido como objetivo general diseñar un sistema de bombeo con energía solar cuyo fin busca reducir el costo energético del riego de cultivo de maíz en el centro poblado Batangrande destinada especialmente al pequeño agricultor con una demanda hídrica por hectárea de 64.29 m3 /día. El sistema estará conformado por una bomba sumergible de marca Pedrollo y modelo 4SR33G/20 2HP trifásico 380V, 8 módulos fotovoltaicos de 340 W cada uno dando una potencia total de 2720Wp, un inversor Hoberteck modelo HSPL1500HA/ 1500W y de un reservorio para el almacenamiento de agua con una autonomía de 2 días. De tal manera que su operación será automática mediante dos sensores tanto para el pozo y el reservorio, en donde cada sensor permitirá la detección de nivel de agua bajo, medio y alto con el fin de evitar que en temporadas del año la bomba opere en seco. Para su configuración automática se ha tenido en cuenta un modelo de pantalla LCD donde se establecen periodos de prendido y apagado del sistema esto según el requerimiento del mismo agricultor. Asimismo, para el presupuesto planteado se obtuvieron indicadores económicos del VAN de S/ 32,661.47 y TIR de 20% representando la viabilidad y factibilidad de dicho proyecto.

El presente trabajo de tesis tiene como objetivo principal proponer un diseño de planta para el ensamblaje de paneles solares fotovoltaicos en el Perú. A través de herramientas de Ingeniería Industrial, se busca analizar las operaciones involucradas para este diseño, con el fin de evaluar su factibilidad económica. En el primer capítulo se comparó y contrastó casos de diseño de plantas de ensamblaje para tomar como referencia la metodología utilizada por dos autores. En el segundo capítulo, se evaluó las características de los paneles solares y las diferentes tecnologías que existen en el mercado, siendo las celdas solares monocristalinas, la tecnología escogida. Posteriormente, en el tercer capítulo, se evaluó los componentes y materiales requeridos para la fabricación y ensamble de un panel solar. En el cuarto capítulo se realizó un análisis de las operaciones y máquinas necesarias para el diseño de planta. De esta forma, en el quinto capítulo, se propuso un diseño de planta, se escogió un tipo de distribución por producto y el área total del diseño resultó igual a 7,425 m2. En el sexto capítulo, a través de métodos de macro y micro localización de planta, se obtuvo como localización ideal la ciudad de Sicuani, Cusco, Perú. Finalmente, en el séptimo capítulo, se evaluó los ingresos y egresos de la operación de la planta en un periodo de 5 años. La viabilidad económica se analizó con indicadores económicos como el VAN y TIR, obteniéndose un VAN igual a S/ 559,237.91 para el escenario probable y un TIR igual a 27%, siendo superior al WACC de 20%. Los resultados obtenidos con la presenta investigación se resumen en la factibilidad económica de la propuesta de diseño de una planta para el ensamblaje de paneles solares fotovoltaicos al cabo de 5 años de operación. Siendo sus indicadores económicos positivos para cualquiera de los 3 escenarios posibles.