Optimização de Células Fotovoltaicas

Perante os cenários do aumento da população mundial, da concentração de CO2, dos custos dos combustíveis, do consumo energético mundial e das alterações climáticas, surgiu a necessidade de encontrar fontes de energias alternativas. Neste contexto, a Energia Solar Fotovoltaica, fruto de investigações e investimentos realizados, teve um grande impacto na última década, registando um aumento significativo quer da produção de painéis fotovoltaicos ou de instalações de sistemas fotovoltaicos no Mundo. A Energia solar Fotovoltaica surge como uma energia alternativa limpa, inesgotável e que contribui para a diminuição do impacto ambiental, mas o elevado custo inicial é ainda um entrave à sua comercialização, sendo por isso importante conseguir uma optimização na produção dos painéis fotovoltaico bem como em instalações a fim de optimizar o seu rendimento. Um dos objectivos deste trabalho foi instalar e monitorizar um sistema fotovoltaico no telhado do laboratório de máquinas eléctricas do ISEL. Foi instalado um sistema com uma potência de 990 Watts. A monitorização dos módulos durante alguns períodos de 2011 e 2012 demonstraram um bom desempenho do sistema fotovoltaico instalado comparativamente aos valores estimados. Outro objectivo deste trabalho foi estudar a influência da temperatura no rendimento das células fotovoltaicas. A primeira fase deste estudo foi desenvolver um modelo matemático de uma célula fotovoltaica em Simulink/Matlab. As curvas obtidas da simulação numérica do modelo matemático permitiram observar e demonstrar a influência do aumento da temperatura das células fotovoltaicas na sua potência e rendimento. A segunda fase deste estudo tinha como objectivo comprovar experimentalmente o efeito da temperatura e analisar possíveis meios que permitissem refrigerar as células fotovoltaicas. Através de uma montagem experimental específica as células fotovoltaicas foram testadas num ambiente controlado. Os valores obtidos permitiram observar uma diminuição de cerca de 36% da temperatura das células utilizando refrigeração e consequente aumento do rendimento.

Aplicação dos Sistemas de Informação Geográfica nas Energias Renováveis: o Potencial da Energia Solar na Ilha de São Vicente – Cabo Verde

A presente dissertação, tem como foco principal a aplicação dos Sistemas de Informação Geográfica (SIG) ao estudo das energias renováveis, tendo como caso avaliar o potencial solar na ilha de São Vicente do arquipélago de Cabo Verde. A energia do sol é a principal fonte de energia renovável, e está disponível em quase todas as regiões do planeta. Quantificar o potencial energético solar de um lugar ou região é indispensável, para avaliar as potencialidades de produção de energia fotovoltaica. Outro fator importante prende-se com ordenamento territorial associado à exploração desses recursos energéticos, pelo que devem ser avaliadas as condições técnicas, ambientais e económicas, quando se pretende instalar parques para a produção de energia fotovoltaica. Assim, neste trabalho foram aplicadas as ferramentas SIG, para quantificar a radiação solar mensal e anual da ilha de São Vicente, arquipélago de Cabo Verde, através do modelo Solar Analyst. Numa segunda fase, aplicou-se a técnica de análise multicritério em combinação com os SIGs para definir as áreas mais favoráveis para a instalação de parques de produção de energia elétrica a partir da energia solar. Para o cálculo da radiação solar na ilha de São de Vicente, utilizou-se o modelo digital de terreno (MDT) e a latitude da ilha como parâmetros de entrada ao modelo. Para a análise multicritério definiram-se um conjunto de critérios que devem ser considerados na implementação de parques solares, nomeadamente, a disponibilidade de radiação solar existente na área, a distância à rede de transporte de energia elétrica e à rede viária, o declive do terreno, o uso e ocupação do solo e a proximidade às linhas de água. Para auxiliar na atribuição dos pesos aos critérios utilizados na análise aplicou-se a método Analytic Hierarchy Process (AHP). As áreas resultantes do processo da análise multicritério, foram confrontadas com a Carta de Condicionantes do esquema regional de ordenamento da ilha de São Vicente, aferindo a conformidade das propostas e reajustes subsequentes, de modo a obter os resultados finais.

Dessalinização da Água do Mar Através da Energia Solar - Caso de Estudo Salamansa – Cabo Verde

principal objectivo deste trabalho é o estudo da viabilidade técnica e económica da dessalinização da água do mar, utilizando a energia solar, tomando como caso de aplicação uma pequena comunidade rural de Cabo Verde, a vila piscatória de Salamansa, local onde há graves problemas com a disponibilidade de água potável. No entanto, a proximidade do mar e a disponibilidade de energia solar sugerem a dessalinização como processo para mitigar a falta de água. A dessalinização da água do mar pode ser obtida através de diversas técnicas que podem ser agrupadas de acordo com os princípios em que estes processos se baseiam: processos de dessalinização térmica (destilação solar, destilação multi-estágio, destilação multi-efeito, etc.) e processos de dessalinização por membranas (electrodiálise e osmose inversa). A destilação solar passiva foi a tecnologia de dessalinização estudada neste trabalho e que se pode vir a tornar uma alternativa promissora para um fornecimento regular de água. Por outro lado, o uso de fontes alternativas de energia, como a solar, apresenta-se como uma solução para viabilizar a dessalinização em meios semi-áridos como o deste caso de estudo. Fez-se uma modelação matemática da unidade de destilação solar proposta utilizando o Engineering Equation Solver (EES) como ferramenta para ajudar a resolver as equações de balanço térmico. O projecto do destilador solar proposto poderá atender às necessidades de água doce para consumo de 18 famílias constituídas por 5 agregados (92 pessoas) e apresenta uma eficiência média diária de aproximadamente 78% no Verão e 77% no Inverno.

Reabilitação Urbana Uma proposta para Campo Concentração do Tarrafal

A iniciativa de reabilitação das áreas pertencentes ao Campo de Concentração do Tarrafal e a possibilidade de reabilitação deste espaço deu-se pelo fenómeno da degradação percebido e pelo significativo número de edifícios fechados. Em relação aos outros que estão habitadas, encontram-se em mal estado de conservação, além da redução significativa das funções que este espaço poderia oferecer à população local, ao município e à sociedade em geral. Dentro deste contexto, será apresentado neste trabalho a situação actual do Campo Concentração do Tarrafal, caracterizando sua situação de degradação e uma proposta de intervenção para a reabilitação do mesmo.

Reabilitação Urbana Uma proposta para Campo Concentração do Tarrafal

Neste trabalho a reabilitação urbana será analisada na vertente da melhoria das características físicas do espaço e as suas consequências sobre o tecido económico e social. De forma em geral este conceito integra todo o processo que leva a cidade e o próprio espaço a corresponder às expectativas de todas as faixas da população, incluindo os mais habilitados a nível sócio-cultural, de modo que este espaço urbano seja utilizado de forma durável e agradável.Um espaço urbano bem conservado é o símbolo da comunidade. Imprescindível à continuidade da vida social, o património cultural poderá subsistir se integrado na vida contemporânea, participando de todos os valores dessa vivência colectiva, Coelho (1992). O Campo Concentração do Tarrafal, por ser um dos patrimónios históricos de Cabo Verde e encontrando-se em mau estado de conservação, necessita de uma intervenção no sentido de preservar, não só, a sua história como a estrutura arquitectónica do próprio espaço.A reabilitação desse espaço permitirá que as gerações futuras não só conhecem a história mas também conhecer a estrutura desse espaço. Para isso, é necessária uma conservação precisa dos valores identitários e de autenticidade, preservando as qualidades referenciais existentes da sua arquitectura, garantindo a continuidade das permanências essenciais de longo prazo,conservando as qualidades formais que construiu, no tempo, a história desse espaço, integrando novas possibilidades. A maneira mais eficaz de protecção e conservação desses valores culturais é evidentemente sua integração na sociedade. Com referência à arquitectura, paradoxalmente “ é o uso que conserva ”, diz o Coelho (1992). A protecção de bens móveis, sítios ou monumentos sem que lhes seja dada uma função na sociedade contemporânea é um procedimento totalmente fora darealidade social, sem sentido algum que não atingirá sua finalidade de conservação desses valores naturais.O mesmo autor afirma que ainda o património só será realmente protegido de tantas ameaças que o envolvem se estiver integrado na vida moderna e adaptado às necessidades sociais. O uso do património cultural é outro aspecto importante. A maneira como será utilizado pelos grupos contemporâneos será responsável evidentemente pela sua capacidade de integração no novo meio social. A sociedade contemporânea não admite mais o monumento, sitio ou objecto como coisa intocável, protegida para ser admirada, sem que o homem possa participar de sua existência. Esse aspecto será fundamental para conseguir – se a integração do bem cultural na sociedade.

ADEQUABILIDADE DA ENERGIA SOLAR PARA A PRODUÇÃO AUTÓNOMA DE ÁGUA DESSALINIZADA

A problemática da escassez de água fazem-se sentir com maior intensidade nas regiões áridas e semi-áridas. Estas regiões caraterizam-se c pela variabilidade climática e constantes secas, sendo uma condicionante ao desenvolvimento socioeconómico dessas localidades. Nas zonas mais remotas e com limitação de recursos hídricos, a dessalinização é utilizada como fonte primária para obter água potável para abastecimento de comunidades. Entre as várias tecnologias existentes na dessalinização, a osmose inversa é a mais utilizada para produção de água potável. A energia solar fotovoltaica permite resolver o problema da eletrificação em zonas rurais sendo uma mais-valia pois permite alcançar a autonomia energética relativamente ao sistema convencional. Esta dissertação tem como objetivo avaliar o potencial da dessalinização descentralizada com recurso à energia solar aplicada a pequena escala. Para estudar a aplicabilidade e a viabilidade da tecnologia é realizado o pré-dimensionamento do sistema de osmose inversa associado ao sistema fotovoltaico, a ser instalado numa localidade rural em Cabo Verde. A validação desta combinação de tecnologias e a sua implementação no local pressupõe a garantia de um desenvolvimento sustentável para as comunidades. Os resultados obtidos mostram a viabilidade da produção autónoma de água potável suficiente para garantir a satisfação das necessidades da população.