Luminescent solar concentrators: challenges for lanthanide-based organic-inorganic hybrid materials

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Viabilidade técnica e econômica do uso da energia solar térmica em condomínios horizontais com habitações populares

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Analysis of hourly global, direct and diffuse solar radiations attenuation as a function of optical air mass

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Construção e avaliação térmica de um sistema concentrador parabólico com seguidor solar

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Analisys of thermal efficiency of a modified solar collector type evacuated tube

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação energética do ciclo de refrigeração por absorção utilizando biogás de aterros sanitários e gás natural

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Feasibility of solar heating systems composed of recyclable packaging for low-income rural communities

Solar heaters are an appropriate technology in tropical and sub-tropical climates to heat bath water by solar energy. Low-cost solar heaters meet the demand of low-income rural communities which currently do not have access to this technology. Current research analyzes the economic viability of solar heaters, built with recyclable materials, to reduce electric energy bill. A solar heating system was built consisting of recyclable materials in accordance with the manuals provided by the Secretariat of Environment of the state of Paraná (SEMA). Duration of use of electric showers by families of rural properties was determined to calculate expenses and billing of electricity. Simulation and material costs showed that the system was feasible. Commercial solar heaters could be replaced at a cost of R$ 22.61 per month during 13 months.

Análise diferencial da potência máxima gerada por um sistema solar fotovoltaico

The Earth receives annually 1,5.1018 kWh of solar energy, which corresponds to 1000 times the world energy consumption in this period. This fact comes out that, besides being responsible for the maintenance of life on Earth, the solar radiation is in an inexhaustible energy source, with an enormous potential for use by systems capture and conversion into another form of energy. In many applications of low power systems that convert light directly into electricity, called photovoltaic advantageously replace other means of production processes, where its distribution is very significant. The determination of the power generated by such a system is of paramount importance for the design energy of its implementation and evaluation of the system itself. This study aims to determine a relationship between the maximum power generated by solar photovoltaic and characteristic parameters of the generator. This relationship allows to evaluate the performance of such a system. For simulations of the developed equations were used 3 photovoltaic modules with an output of 100 Wp each, and data collection was performed during one year by enrolling in addition to meteorological data, solar irradiance incident on the modules.

Diurnal evolution of the hourly diffuse solar radiation incident on tilted surfaces in Southeast of Brazil

Evaluation has been made on the monthly and annual average diurnal evolution of the hourly diffuse radiation as well as its radiometric fractions on surfaces inclined at 12.85, 22.85 and 32.85° to face North, in climate conditions of Botucatu, São Paulo, Brazil (22.85° S and 48.43° W). Measurements were made between 04/1998 to 08/2001 for 22.85°; 09/2001 to 02/2003 for 12.85° and 01/2004 to 12/2007 for 32.85°, with concomitant measures in the horizontal. For all surfaces the diffuse radiation was obtained from different method. Assessment has been performed as well on the radiometric fractions obtained from the ratio of diffuse radiation and global radiation (KDH and KDβ) and between radiation and diffuse radiation at the top of the atmosphere (KʹDH and KʹDβ) for the horizontal and tilted surfaces in hourly partition. The diffuse radiation levels were dependent on variations in precipitation and cloudiness. There was an increase in the differences between the diffuse radiation and the radiometric fractions with the increment of the angle, and in horizontally, which affected higher levels of diffuse radiation in spring and summer. The values of KDH and KDβ present in an inverse behavior were compared to diffuse radiation and theydecreased in the southern passage due to the increase of the direct component in the total of incident radiation.

Sistema autônomo de iluminação utilizando energia solar

This work presents a self-sustainable lighting system using ultracapacitor as a storage device, replacing the conventional battery, using solar energy as the only energy supplier. A detailed study of solar panels, switched mode converters and ultracapacitors was made, in order to design a circuit capable of capturing solar energy and transfer it efficiently to a bank of ultracapacitors. Later, at nighttime, this energy is used for lighting in LED luminaires which have high luminous efficiency and high reliability index. This work presents the design of the solar panel, ultracapacitors bank, the development of the voltage converter circuit and charger working at the maximum power point of the solar panel. All subsystems were simulated and it was shown that the use of ultracapacitors is feasible to feed a LED lamp with enough brightness for a person to walk at night, for two night shifts, using a capacitive bank with twenty-four ultracapacitors. Replacing the battery by an ultracapacitor allows a faster recharge, with low maintenance costs, since ultracapacitors have a lifetime bigger than batteries; beyond reducing the environmental impact, as they don't use potentially toxic chemical compounds

Mathematical analysis of maximum power generated by photovoltaic systems and fitting curves for standard test conditions

The rural electrification is characterized by geographical dispersion of the population, low consumption, high investment by consumers and high cost. Moreover, solar radiation constitutes an inexhaustible source of energy and in its conversion into electricity photovoltaic panels are used. In this study, equations were adjusted to field conditions presented by the manufacturer for current and power of small photovoltaic systems. The mathematical analysis was performed on the photovoltaic rural system I- 100 from ISOFOTON, with power 300 Wp, located at the Experimental Farm Lageado of FCA/UNESP. For the development of such equations, the circuitry of photovoltaic cells has been studied to apply iterative numerical methods for the determination of electrical parameters and possible errors in the appropriate equations in the literature to reality. Therefore, a simulation of a photovoltaic panel was proposed through mathematical equations that were adjusted according to the data of local radiation. The results have presented equations that provide real answers to the user and may assist in the design of these systems, once calculated that the maximum power limit ensures a supply of energy generated. This real sizing helps establishing the possible applications of solar energy to the rural producer and informing the real possibilities of generating electricity from the sun.

Análise da comercialização de energia elétrica cogerada pelo setor sucroalcooleiro no estado de São Paulo

O Brasil viveu, em 2001, uma crise de oferta de energia elétrica sem precedentes que coincidiu com o processo de reestruturação do setor elétrico brasileiro e possibilitou aos autoprodutores de energia elétrica,como o setor sucroalcooleiro, comercializarem o excedente de energia, obtidos pelo processo de cogeração, que apesar do elevado potencial de comercialização, não está sendo devidamente aproveitado. Este trabalho teve por objetivo caracterizar o mercado de energia elétrica cogerada e analisar os obstáculos à comercialização da energia cogerada, à luz da existência dos custos de transação e econômicos, enfrentados pelo setor sucroalcooleiro e distribuidoras. Para a coleta de informações, foram realizadas entrevistas semi-estruturadas com o responsável pela área de cogeração das usinas e distribuidora de energia, que consistiam em perguntas pré-determinadas que foram lidas na mesma ordem e da mesma maneira para todos os entrevistados para assegurar a comparabilidade dos resultados. As entrevistas foram gravadas, transcritas e examinadas por meio da análise de conteúdo. Os resultados indicaram que poderiam ser estabelecidos contratos de longo prazo, mas os custos de transação e econômicos entre os agentes podem estar superando os benefícios da comercialização de energia elétrica cogerada, fazendo os agentes atuarem preferencialmente no mercado spot

Taxa de absorção atmosférica sobre as cidades de Botucatu-SP e Rio de Janeiro-RJ

O segundo satélite da Missão Espacial Completa Brasileira (SCD2/MECB) foi colocado em órbita em 23 de Outubro de 1998 e carrega a bordo um experimento de células solares. Célula solar de silício é um dispositivo semicondutor, que pode medir a intensidade da radiação visível e parte da radiação infravermelha (400-1100 nm). O experimento permite medir simultaneamente a insolação direta e parte da radiação solar que é refletida pela Terra para o espaço. Os dados do experimento célula solar são transmitidos em tempo real pela telemetria do satélite e recebidos pela estação terrestre em Cuiabá, MT-Brasil (16°S; 56°W). Este fato limita a cobertura espacial para um círculo sobre a América do Sul. O albedo planetário é obtido dentro desta cobertura e seus valores podem ser agrupados em períodos temporais (anual, sazonal ou mensal), ou podem ser estudados para várias localizações (latitude e longitude) durante a vida do satélite. O coeficiente de transmissão atmosférica ou índice de claridade (Kt), medido em estações meteorológicas na superfície da Terra, junto com o valor medido simultaneamente do albedo planetário, permite calcular o coeficiente de absorção atmosférica (Ka). O método desenvolvido neste trabalho para avaliar Ka considera que o albedo planetário é composto por duas partes: uma refletividade local e uma refletividade não local. Considerando este novo conceito, é definida uma taxa de absorção atmosférica (denominada Ra) que é a razão entre Ka e a potência de irradiância solar líquida, que não atravessou a atmosfera (100%-Kt). A taxa de absorção atmosférica assim definida é independente da cobertura de nuvens. O histograma de freqüência de Ra mostra os valores de 0,86±0,07 e 0,88±0,09 sobre as cidades de Botucatu-SP e do Rio de Janeiro-RJ, durante os anos de 1999 até 2006, respectivamente.

Annual evolution of global, direct and diffuse radiation and fractions in tilted surfaces

Avaliou-se a evolução anual das componentes global, direta e difusa da radiação solar incidente em superfícies inclinadas a 12,85; 22,85 e 32,85º, com face voltada ao Norte, em Botucatu-SP. Foram obtidas frações radiométricas para cada componente da radiação nas superfícies supracitadas, através de razões com a radiação global e a do topo da atmosfera. A sazonalidade foi avaliada através das médias mensais dos valores diários. As medidas ocorreram entre 04/1998 e 07/2001, em 22,85º; 08/2001 e 02/2003, em 12,85º; e de 03/2003 a 12/2007, em 32,85º, com medidas concomitantes no plano horizontal (referência). Os níveis das radiações global e direta nos planos inclinados foram inferiores no período de verão e superiores entre os equinócios, quando comparadas ao plano horizontal. A radiação difusa nas superfícies inclinadas foi inferior na maioria dos meses, com perdas de até 65%. Ocorreu uma tendência de aumento das diferenças entre as superfícies horizontal e inclinada com o incremento do ângulo em todas as componentes e frações da radiação incidente. A evolução anual das precipitações pluviométricas e da razão de nebulosidade afetou diretamente a transmissividade atmosférica das componentes direta e difusa na região.

Estimativa do fluxo de calor latente pelo balanço de energia em cultivo protegido de pimentão

O objetivo deste trabalho foi caracterizar e relacionar a radiação líquida com o calor latente equivalente, em mm de água, nos cultivos protegido e de campo, na cultura de pimentão. O experimento foi feito em Botucatu, SP. A estimativa do fluxo de calor latente foi feita pelo método do balanço de energia, por meio da razão de Bowen. Foram feitas medidas instantâneas da radiação líquida (Rn), dos fluxos convectivos de calor latente (LE) e sensível (H), do fluxo de calor no solo (G), e dos gradientes psicrométricos sobre a cultura. O cultivo protegido, apesar de receber menor quantidade de radiação solar global, foi mais eficiente na conversão da radiação líquida disponível em matéria seca total e na produtividade de frutos. No balanço de energia, o cultivo protegido apresentou razões G/Rn e LE/Rn inferiores e H/Rn superior, com um fluxo de calor latente, equivalente em milímetros, 45,43% menor que no cultivo no campo. Apresentou, ainda, menor quantidade de radiação líquida disponível e menores perdas de energia, mostrando-se mais eficiente no uso da água.