System Integration of PV/T Collectors in Solar Cooling Systems

The demand for cooling and air-conditioning of building is increasingly ever growing. This increase is mostly due to population and economic growth in developing countries, and also desire for a higher quality of thermal comfort. Increase in the use of conventional cooling systems results in larger carbon footprint and more greenhouse gases considering their higher electricity consumption, and it occasionally creates peaks in electricity demand from power supply grid. Solar energy as a renewable energy source is an alternative to drive the cooling machines since the cooling load is generally high when solar radiation is high. This thesis examines the performance of PV/T solar collector manufactured by Solarus company in a solar cooling system for an office building in Dubai, New Delhi, Los Angeles and Cape Town. The study is carried out by analyzing climate data and the requirements for thermal comfort in office buildings. Cooling systems strongly depend on weather conditions and local climate. Cooling load of buildings depend on many parameters such as ambient temperature, indoor comfort temperature, solar gain to the building and internal gains including; number of occupant and electrical devices. The simulations were carried out by selecting a suitable thermally driven chiller and modeling it with PV/T solar collector in Polysun software. Fractional primary energy saving and solar fraction were introduced as key figures of the project to evaluate the performance of cooling system. Several parametric studies and simulations were determined according to PV/T aperture area and hot water storage tank volume. The fractional primary energy saving analysis revealed that thermally driven chillers, particularly adsorption chillers are not suitable to be utilizing in small size of solar cooling systems in hot and tropic climates such as Dubai and New Delhi. Adsorption chillers require more thermal energy to meet the cooling load in hot and dry climates. The adsorption chillers operate in their full capacity and in higher coefficient of performance when they run in a moderate climate since they can properly reject the exhaust heat. The simulation results also indicated that PV/T solar collector have higher efficiency in warmer climates, however it requires a larger size of PV/T collectors to supply the thermally driven chillers for providing cooling in hot climates. Therefore using an electrical chiller as backup gives much better results in terms of primary energy savings, since PV/T electrical production also can be used for backup electrical chiller in a net metering mechanism.

Construcao e calibracao de sensores termoeletricos para a medida da radiacao solar

Neste trabalho experimental, apresenta-se várias propostas para a construção de sensores termoelétricos para a medida da radiação solar. 0s sensores construídos segundo estas propostas obedecem 4 configurações geométricas, e têm seus princípios de funcionamento de acordo com dois sistemas: Preto e Branco e de Grande Capacidade Calorífica. 0s materiais utilizados são facilmente encontrados no mercado brasileiro, e a técnica de construção é simples e assegura a reprodutibilidade dos instrumentos. Uma das grandes vantagens oferecidas por alguns destes instrumentos é a possibilidade da utilização de instrumentos auxliares de leitura, baratos e comuns no mercado brasileiro. Enfim, os instrumentos construídos para este trabalho são considerados bons, fornecem um sinal de saída alto e um custo relativamente baixo, quando comparado aos instrumentos importados.

Desenvolvimento de um programa de simulação computacional de sistemas de aquecimento solar para água

Esta Tese apresenta uma análise do comportamento térmico de um sistema de aquecimento solar operando por termossifão. Neste tipo de sistema o fluido no coletor solar é circulado por convecção natural, que acontece devido à diferença de massa específica da água ao longo circuito. Nestes sistemas a vazão mássica varia ao longo do dia e do ano, dependendo, dentre outros fatores, da irradiância solar absorvida, do perfil de temperaturas da água no sistema, da geometria, do volume e do perfil de demanda de água quente. Para uma avaliação detalhada do comportamento térmico de aquecedores solares operando por termossifão foram realizados ensaios experimentais e cálculos teóricos. Os resultados dos experimentos concordaram com aqueles apresentados na literatura e sua análise fundamentou o desenvolvimento do aplicativo TermoSim, um programa de simulação computacional do comportamento térmico de sistemas de aquecimento de água com energia solar. O tratamento matemático adotado no TermoSim compreende a modelagem dos coletores solares de acordo com a teoria de Hottel-Bliss-Whillier. O reservatório térmico é modelado com estratificação térmica, convecção e condução entre as camadas. A vazão mássica é obtida a partir do balanço da quantidade de movimento no circuito. Os modelos matemáticos empregados na construção do aplicativo TermoSim foram validados através do confronto dos resultados simulados com medidas experimentais. Foi demonstrado que a utilização destes modelos é adequada e permite reproduzir com precisão o comportamento térmico dos coletores solares e do reservatório térmico. Além do programa TermoSim, foi também desenvolvido o programa TermoDim, que é uma ferramenta para o dimensionamento de sistemas de aquecimento solar, que requer apenas o conhecimento dos parâmetros geométricos do sistema, dados meteorológicos em média mensal e informação a respeito do volume de demanda. O TermoDim é apropriado para estimar o desempenho de aquecedores solares operando por termossifão com tanques verticais e horizontais. O método de dimensionamento do TermoDim é baseado na correlação para a eficiência média mensal obtida neste trabalho a partir de um grande número de simulações.

Estudio del Secado de Anacardo (Anacardium occidentale L.) mediante Secador Solar de Radiación Directa

MACHADO, Antônio V. et al. Estudio del Secado de Anacardo (Anacardium occidentale L.) mediante Secador Solar de Radiación Directa. Información Tecnológica, v. 21, n. 1, p. 31-37, 2010.

A influência de decisões arquitetônicas na eficiência energética do Campus vol. 1/UFRN

Building design is an effective way to achieve HVAC energy consumption reduction. However, this potentiality is often neglected by architects due to the lack of references to support design decisions. This works intends to propose architectural design guidelines for energy efficiency and thermal performance of Campus/UFRN buildings. These guidelines are based on computer simulations results using the software DesignBuilder. The definition of simulation models has begun with envelope variables, partially done after a field study of thirteen buildings at UFRN/Campus. This field study indicated some basic envelope patterns that were applied in simulation models. Occupation variables were identified with temperature and energy consumption monitoring procedures and a verification of illumination and equipment power, both developed at the Campus/UFRN administration building. Three simulation models were proposed according to different design phases and decisions. The first model represents early design decisions, simulating the combination of different types of geometry with three levels of envelope thermal performance. The second model, still as a part of early design phase, analyses thermal changes between circulation halls lateral and central and office rooms, as well as the heat fluxes and monthly temperatures in each circulation hall. The third model analyses the influence of middle-design and detail design decisions on energy consumption and thermal performance. In this model, different solutions of roofs, shading devices, walls and external colors were simulated. The results of all simulation models suggest a high influence of thermal loads due to the incidence of solar radiation on windows and surfaces, which highlights the importance of window shading devices, office room orientation and absorptance of roof and walls surfaces

The amount of solar energy made available for the production of a sabia (Mimosa caesalpinaefolia Benth.) seed has a determinating effect on its becoming dormant

The amount of solar energy made available for the production of a sabid seed varied as a function of the time of the year, the face of the plant in which, the position in the plant on which and the position in the pod in which it was produced.Variation in solar energy availability as a consequence of the time of the year was a direct consequence of latitude. At 21degrees5'22 S the highest amounts of Global Solar Radiation (GSR) reaching the site where the experiment was conducted took place during the months from November through February. During these months there were no marked differences between any two of the amounts of GSR reaching faces North (N), South (S), West (W) East (E). From February through November (period during which the sabid plants of this study flowered and the resulting seeds matured and were harvested) the total GSR's were the lowest and marked differences were found between faces N and S, with face N receiving much more GSR than face S. During that period, faces W and E received practically the same amount of GSR and it was much less than that received by face N and much more than the one received by face S.The amount of biological energy made available for the development of a seed seemed also to vary according to a dry matter partitioning strategy by the plant -the central third of the plant seemed to be the one receiving the highest amounts of energy, followed either by the upper or the lower third of the plant- it was not very clear which third of the plant immediately followed the central one. The partitioning of biological energy at the pod level also seemed to follow a strategy by which the central seeds would be the ones to receive more, followed by the proximal seeds and these by the distal ones.This availability of energy seemed to have a direct effect on seed size, weight and on the percentage of seeds which showed a degree of dormancy deep enough to prevent their germinating under the conditions of a standard germination test.The implications of these results for the improvement of methods for the overcoming of dormancy of sabia seeds are discussed.

Radiação solar em ambiente protegido cultivado com tomateiro nas estações verão-outono do Rio Grande do Sul

O crescimento e desenvolvimento de uma planta dependem da intensidade, qualidade e duração da radiação solar. Por esse fator ser de importância vital às plantas, o presente trabalho objetivou fazer uma avaliação sobre sua variação, bem como sobre a sua disponibilidade no interior do ambiente protegido durante o ciclo do tomateiro nas estações verão-outono em Pelotas, Rio Grande do Sul. O experimento foi conduzido de janeiro a junho de 2003 no Campus da Universidade Federal de Pelotas (latitude 31°52'S; longitude 52°21'W e altitude de 13m), em estufa plástica disposta no sentido Leste-Oeste, com área de 180m². A cultivar utilizada foi Flora-dade, semeada em 24/01/03, transplantada no dia 28/02/03, sendo a última colheita em 12/06/03. Avaliou-se a radiação solar global externa (Rgext) e interna (Rgint), transmitância, radiação fotossinteticamente ativa (RFA) e o albedo da cultura a partir de sensores eletrônicos conectados a um datalloger. Durante o ciclo da cultura, o total de Rgext foi 1161,21MJ m-2, enquanto a Rgint foi 881,85MJ m-2. A Rgint e a RFA apresentaram valores médios diários de 8,5MJ m-2 dia-1 e 3,4MJ m-2 dia-1, respectivamente. A transmitância média da cobertura plástica à radiação solar global foi de 76%. O albedo médio diário da cultura foi 0,23, com albedo de 0,17 nos estádios iniciais, 0,26 no período de máximo crescimento e 0,23 no final do ciclo.

Improving photoprotection of Beauveria bassiana conidia for biological control of the cactus pest Dactylopius opuntiae in the semiarid region northeast of Brazil

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Emerald zoyzia grass development regarding photosynthetically active radiation in different slopes

Com este trabalho, o objetivo foi estimar a radiação fotossinteticamente ativa (PAR) e correlacioná-la com a massa de matéria seca (MMSPA) da grama-esmeralda (Zoysia japonica Steud.), em superfícies com diferentes exposições e declividades. A pesquisa foi desenvolvida na Bacia Hidrográfica Experimental do Departamento de Engenharia Rural, FCAV/UNESP, Brasil, onde foram utilizadas as superfícies (H; 10 N; 30 N; 50 N; 10 S; 30 S; 50 S; 10 L; 30 L; 50 L; 10 O; 30 O e 50 O). Para a obtenção da radiação solar global, foi instalada uma estação meteorológica automatizada, onde a PAR (variável dependente) foi obtida por meio da equação y = a + bx, e a radiação global foi a independente. Para comparação de médias da MMSPA, utilizou-se o teste de Tukey, a 5% de probabilidade, e para verificar a relação existente PAR/MMSPA, o coeficiente de correlação linear simples. O resultado mostrou que o acúmulo desses efeitos na PAR aumenta com a exposição norte e decresce com a sul, sendo a exposição 50 N a mais indicada para taludes, não havendo correlação entre a PAR e a MMSPA para as superfícies avaliadas para o período estudado.

Variação anual de características morfológicas e da temperatura de superfície do pelame de vacas da raça Holandesa em ambiente semiárido

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

Estimativa da radiação solar global diária em função do potencial de energia solar na superfície do solo

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

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.

Controle de posição de uma plataforma plana para captação de radiação solar

This study aims at the design, development and performance evaluation of a flat platform to capture incident solar radiation. The design and implementation of a fuzzy system for the efficient control of the solar tracking movement of the platform are also presented

Perspectivas de inserção da energia solar fotovoltaica na geração de energia elétrica no Rio Grande do Norte

The generation of electricity in Brazil is predominantly renewable, with internal hydraulic generation being more than 70% of its energy matrix. The electricity rationing occurred in 2001 due to lack of rain, led the country to increase the participation of alternative energy sources. This need for new sources of energy makes the regional potential to be exploited, which configures the change of generation model from centralized generation to distributed generation. Among the alternative sources of energy, the solar energy is presented as very promising for Brazil, given that most of its territory is located near to the equator line, which implies days with greater number of hours of solar radiation. The state of Rio Grande do Norte (RN) has one of the highest levels of solar irradiation of the Brazilian territory, making it eligible to receive investments for the installation of photovoltaic solar plants. This thesis will present the state-of-the-art in solar photovoltaic power generation and will examine the potential for generation of solar photovoltaic power in Brazil and RN, based on solarimetrics measurements conducted by various institutions and also measurements performed in Natal, the state capital

Construção e análise de desempenho de um fogão solar à concentração utilizando dois focos para cozimento direto

A model of a solar oven with a reflective surface composed of two mirror segments is presented, constituting a two semi-parabolic surfaces made of fiberglass, applied on a ceramic mold, intended to be used in residential and commercial cooking. The reflective surface of the semi-parable is obtained with the use of multiple plain segments of 2 mm wide mirrors. The semi-parabolic structure has visible movements that are comparable to that of the sun. The technical details of the manufacturing and assembling processes will be presented with an analysis of the viability of thermal, economic, and materials of such prototype. This prototype has important social implications and primordial aspects, which combats the ecological damages caused by the wide-scale use of firewood during cooking. It has been demonstrated that the solar oven has the capacity to cook simultaneous two meals distinct for a family of four