Evapotranspiração de referência com base na radiação solar global estimada pelo método de Bristow-Campbell

A quantidade de água a ser aplicada em sistemas de irrigação é normalmente calculada com base na evapotranspiração de referência (ETo) da região. Vários métodos podem ser empregados para o cálculo de ETo, sendo o de Hargreaves um dos mais adotados. Esse método utiliza valores estimados da radiação solar global (Rs) com base na diferença entre as temperaturas máxima (Tmáx) e mínima (Tmín) do ar. Entretanto, a Rs pode ser calculada por outros métodos, como o de Bristow-Campbell, que também se baseia na diferença entre Tmáx e Tmín. No presente trabalho, foram estimados valores diários da ETo pelo método de Hargreaves, em Jales - SP, com e sem o uso da equação de Bristow-Campbell para cálculo de Rs. Esses valores foram comparados aos obtidos pelo método de Penman-Monteith, que é considerado padrão para a estimativa de ETo. As avaliações consideraram os períodos úmido e seco na região. O uso da equação de Bristow-Campbell melhorou o desempenho do método de Hargreaves, em relação ao de Penman-Monteith, sendo que durante o período seco do ano o desempenho foi superior ao do período úmido.

Solar drying of jack fruit almonds

Dryers heated by solar energy have been constructed and used in drying whole and half jack fruit almonds. The samples were dried during the day in direct sun and in the conventional solar dryer prepared for this purpose. Another piece of equipment was built for reception and accumulation of sun energy in a body of water, which was used as a heat source for night drying. The drying with the sun energy was compared with artificial drying. The jack fruit almonds were dried whole, half, with pellicle and without it. The storage of solar energy in water was technically viable for use in night drying. The drying by combining solar dryers in the day and night periods were completed in approximately 35 hours, and were equivalent to artificial drying between 40ºC and 70ºC. Almond cut in half and the pellicle removed reduced the drying time.

Computer tools applied to analysis of solar water heaters

The simulation programs are important tools to analyze the different energetic alternatives, including the use of renewable energy. The objective of this study was to analyze comparatively the different computer tools available for modeling of solar water heaters. Among the main simulation software of solar thermal systems, there are: RETScreen International, EnergyPlus, TRNSYS, SolDesigner, SolarPro, e T*SOL. Among the tools mentioned, only EnergyPlus and RETScreen International are free, but they allow obtaining interesting results when applied together. The first one has a detailed module of energy analysis of solar water heaters, while the second one provides an detailed economic feasibility study and an assessment of emissions of greenhouse gases. RETScreen International and EnergyPlus programs are aimed at a diverse audience, including designers, researchers and energy planners.

Solar energy use for water pre-heating in boilers of agro-industries

Energy consumption in the world has been growing every year. The industrial sector represents 27.32% of the world energy demand. Heating systems that use solar energy may contribute with a percentage of the total energy required by industries. This work aimed to study the use of vacuum solar collectors for water pre-heating in boilers. We used four collectors installed according to NBR 15,569; water flow through the tubes was 0.058 L/s, and temperature in the inlet and outlet pipes was measured. Results showed that instantaneous radiation, and inlet fluid and room temperatures are variables that influence the process, reaching water maximum temperature in the solar collector outlet of 97.9 °C, and efficiency of approximately 65% for most experiments. For the financial viability evaluation, the payback study was applied, which resulted in 4; 7 and 5 years, for the respective sources: firewood, LPG (liquefied petroleum gas), and electricity. Regarding the calculation of the annual contribution to the reduction of greenhouse gases, it was, respectively, 2.162 and 356 kg of CO2 per m² of collector tubes, in comparison with firewood and LPG.

Série histórica secular de brilho solar e suas relações com os modos de variabilidade ENOS e ODP em Santa Maria-RS

Os objetivos neste trabalho foram testar a homogeneidade, recalcular a média climatológica e determinar possíveis tendências e variabilidade interanual e interdecadal na série histórica secular mensal e sazonal de brilho solar, em Santa Maria - RS. Os dados de brilho solar foram obtidos na Estação Climatológica Principal (ECP) do Instituto Nacional de Meteorologia (8o DISME), no período de 1912 a 2011. Foram usados os testes de Sequência, de Mann-Kendall e Pettitt para análise de homogeneidade e tendência, respectivamente. As séries históricas na escala mensal e sazonal são estacionárias e homogêneas, exceto para o mês de dezembro e para a estação de outono. Há variabilidade interanual e interdecadal nas séries, devido aos fenômenos El Niño-Oscilação Sul (ENOS) e da Oscilação Decadal do Pacífico (ODP), com sinal marcante da fase fria de ambos os fenômenos, que aumentam o brilho solar, principalmente nos meses de outubro e novembro (primavera).

Sistema de drenagem torácica e uso de antimicrobianos: avaliação bacteriológica após troca do frasco coletor com seu conteúdo com 12 e 24 horas

OBJETIVO: Avaliar a contaminação bacteriológica do líquido de drenagem torácica sob sistema fechado, após troca com 12 e 24 horas do frasco coletor e de seu conteúdo, em pacientes sob drenagem torácica, em vigência ou não de antibióticos. MÉTODO: Investigou-se o líquido de 54 drenagens torácicas, sob sistema fechado, de 44 pacientes com trauma torácico fechado ou com pneumotórax espontâneo, divididos em dois grupos, de acordo com o tempo de intervalo na substituição da solução de soro fisiológico e do frasco coletor. No grupo A (23 pacientes: 28 drenagens) a troca foi realizada a cada 12 horas e no grupo B (21 pacientes: 26 drenagens) com troca a cada 24 horas. Foram empregados os testes de distribuição normal para análise dos dados paramétricos e qui-quadrado para análise dos dados não paramétricos. Excluiu-se os casos de empiemas pleurais e traumas torácicos por arma de fogo ou arma branca. RESULTADOS: Dos 44 pacientes submetidos à drenagem torácica,15 (34,2%) apresentavam hemopneumotórax, 13 (29,5%) pneumotórax isoladamente, seis (13,6%) hemotórax, seis (13,6%) pós-toracotomia, três (6,8%) por derrame pleural e um (2,3%) por enfisema subcutâneo. Não houve diferença significativa quanto ao uso de antibióticos ou ao número de culturas positivas (onze em cada) nos dois grupos, mesmo quando se analisou o número de novos casos positivos diários em cada grupo (p>0,05). CONCLUSÃO: Através deste estudo constatou-se que a substituição do frasco coletor e do líquido drenado neste frasco, pelo soro fisiológico estéril, tanto por intervalo de tempo de 12h quanto 24h, não mostrou diferença nos índices de colonização bacteriana, independente do uso de antimicrobianos.

Photoexcitation dynamics in organic solar cell donor/acceptor systems

Solceller presenteras ofta som ett miljövänligt alternativ för energiproduktion. Det största hindret för en bredare ibruktagning av kiselbaserade solceller är deras höga pris. I och med upptäckten av ledande och halvledande organiska (kolbaserade) molekyler och polymerer har ett nytt forskningsområde, organisk elektronik, vuxit fram. Den stora fördelen med organisk elektronik är att de använda materialen oftast är lösliga. Tillverkning av elektroniska komponenter kan då göras med hjälp av konventionella trycktekniker där bläcket ersatts med upplösta organiska material. Detta har potential att betydligt sänka priset för solceller. Nackdelen med organisk elektronik är att de använda materialen är komplexa, och de fysikaliska processerna i dem likaså. I min avhandling har jag studerat fotofysiken i två polymerer, P3HT och APFO3, som kan användas för att tillverka organiska solceller. Blandade med fullerenderivatet PCBM, som är en stark elektronacceptor, fås ett material som effektivt producerar elektroner och hål under belysning. I praktiken bidrar dock inte alla skapade laddningar till strömmen ur solcellen. Elektronerna och hålen kan förbli bundna till varandra i olika exciterade tillstånd, och även de som är fria kan träffa på motsatta laddningar under vägen till kontakterna och rekombinera. Centralt i mitt arbete har varit att identifiera olika typer av exciterade tillstånd i dessa solcellsmaterial, samt att bestämma deras livstider och rekombination. Metoden för detta har varit s.k. fotoinducerad absorption, som mäter fotoexcitationernas absorptioner i infraröda våglängdsområdet. De två viktigaste resultaten som presenteras i avhandlingen är en ratekvationsmodell för fotoexcitationsdynamiken i APFO3 på ultrasnabba tidsskalor (femtosekund - microsekund) och bildandet av en rekombinationshämmande dipol vid gränsytan för P3HT och PCBM som följd av värmebehandling. Dessa resultat bidrar till förståelsen av de fotofysikaliska processerna i relaterade material.

Testing Platform Development for Large Scale Solar Integration

Currently, a high penetration level of Distributed Generations (DGs) has been observed in the Danish distribution systems, and even more DGs are foreseen to be present in the upcoming years. How to utilize them for maintaining the security of the power supply under the emergency situations, has been of great interest for study. This master project is intended to develop a control architecture for studying purposes of distribution systems with large scale integration of solar power. As part of the EcoGrid EU Smart Grid project, it focuses on the system modelling and simulation of a Danish representative LV network located in Bornholm island. Regarding the control architecture, two types of reactive control techniques are implemented and compare. In addition, a network voltage control based on a tap changer transformer is tested. The optimized results after applying a genetic algorithm to five typical Danish domestic loads are lower power losses and voltage deviation using Q(U) control, specially with large consumptions. Finally, a communication and information exchange system is developed with the objective of regulating the reactive power and thereby, the network voltage remotely and real-time. Validation test of the simulated parameters are performed as well.

Avaliação da exposição solar na intoxicação experimental por Brachiaria decumbens em ovinos

Foram utilizados 26 ovinos, entre 3 e 4 meses de idade, divididos em 3 grupos, provenientes de rebanhos que nunca tiveram contato com pastos de Brachiaria spp.. Dois grupos receberam Brachiaria decumbens no cocho diariamente ad libitum, sendo que um deles permaneceu em área com exposição solar (GS) e o outro foi mantido em baias cobertas protegidos do sol (GSB). O grupo controle (GC) foi também mantido em local com exposição solar e alimentado com feno de Cynodon dactylon e capim Pennisetum purpureum triturado. Todos os grupos receberam alimentação em cochos e foram suplementados com 200g/dia/animal de ração comercial para ovinos. Foi realizada a avaliação clínica diária dos ovinos e colhidas amostras duas vezes por semana para dosagem sérica de AST e GGT. Os animais que morreram foram submetidos a necropsia e em todos os ovinos sobreviventes foi realizada biópsia hepática no final do experimento. Três animais do grupo GS adoeceram e dois morreram. Um ovino do grupo GSB adoeceu e morreu. Não houve alterações clínicas nos ovinos controles. Os principais sinais clínicos observados nos animais que adoeceram foram apatia, emagrecimento, fotofobia, hiperemia e secreção ocular e icterícia. Nenhum animal apresentou lesões cutâneas de fotossensibilização. O grupo que permaneceu no sol apresentou atividades séricas médias de AST e GGT significativamente maiores que a dos demais grupos (p<0,05) e os animais que permaneceram na sombra apresentaram níveis maiores de GGT (p<0,05) em comparação ao grupo controle. A histopatologia das amostras de fígados dos ovinos com sinais clínicos demonstrou tumefação e vacuolização de hepatócitos, necrose individual de hepatócitos, macrófagos espumosos com cristais birrefringentes intracitoplasmáticos e dentro de ductos biliares e infiltrado mononuclear periportal. Amostras do capim fornecidas aos cordeiros evidenciaram níveis médios de 0,94±0,80% da saponina protodioscina. As observações do presente experimento sugerem que a não exposição ao sol não evita a presença de sinais clínicos da intoxicação, mas que a exposição solar exacerba os sinais clínicos.

Studies of Solar Activity with Emphasis on Quasi-Periodic Oscillations

In this thesis mainly long quasi-periodic solar oscillations in various solar atmospheric structures are discussed, based on data obtained at several wavelengths, focussing, however, mainly on radio frequencies. Sunspot (Articles II and III) and quiet Sun area (QSA) (Article I) oscillations are investigated along with quasi-periodic pulsations (QPP) in a flaring event with wide-range radio spectra (Article IV). Various oscillation periods are detected; 3–15, 35–70 and 90 minutes (QSA), 10-60 and 80-130 minutes (in sunspots at various radio frequencies), 3-5, 10-23, 220-240, 340 and 470 minutes (in sunspots at photosphere) and 8-12 and 15-17 seconds (in a solar flare at radio frequencies). Some of the oscillation periods are detected for the first time, while some of them have been confirmed earlier by other research groups. Solar oscillations can provide more information on the nature of various solar structures. This thesis presents the physical mechanisms of some solar structure oscillations. Two different theoretical approaches are chosen; magnetohydrodynamics (MHD) and the shallow sunspot model. These two theories can explain a wide range of solar oscillations from a few seconds up to some hours. Various wave modes in loop structures cause solar oscillations (<45 minutes) both in sunspots and quiet Sun areas. Periods lasting more than 45 minutes in the sunspots (and a fraction of the shorter periods) are related to sunspot oscillations as a whole. Sometimes similar oscillation periods are detected both in sunspot area variations and respectively in magnetic field strength changes. This result supports a concept that these oscillations are related to sunspot oscillations as a whole. In addition, a theory behind QPPs at radio frequencies in solar flares is presented. The thesis also covers solar instrumentation and data sources. Additionally, the data processing methods are presented. As the majority of the investigations in this thesis focus on radio frequencies, also the most typical radio emission mechanisms are presented. The main structures of the Sun, which are related to solar oscillations, are also presented. Two separate projects are included in this thesis. Solar cyclicity is studied using the extensively large solar radio map archieve from Metsähovi Radio Observatory (MRO) at 37 GHz, between 1978 and 2011 (Article V) covering two full solar cycles. Also, some new solar instrumentation (Article VI) was developed during this thesis.

Efeito de doses de metribuzin no crescimento e na conversão da energia solar em plantas de soja (Glycine max (L .) merrill)

O crescimento e a eficiência na conversão da energia solar foram estudados em soja (Glycine max (L.) Merri ll, cv. 'Uberaba'), cultivada em condições de campo, sob quatro doses de metribuzin (0, 0,35; 0,70 e 1,05 kg i.a.ha-1). O valor máximo da conversão da energia solar foi de 0,75%, para as plantas cultiva das na maior dose do herbicida. Os valores da conversão da energia solar média durante o ciclo da cultura foram 0,32 ; 0,31 ; 0,32 e 0,33%. em ordem crescente de dose do metribuzin. De modo geral, na fase vegetativa as plantas controle apresentaram valores inferiores em todos os valores de crescimento determinados, superando as tratadas com metribuzin somente na fase reprodutiva, mostrando que no período crítico de competição o dano causado pelas plantas daninhas é maior que a possível fitotoxicida de causada pelo metribuzin.

Acceleration of Solar Energetic Particles in coronal shocks through self-generated turbulence

The acceleration of solar energetic particles (SEPs) by flares and coronal mass ejections (CMEs) has been a major topic of research for the solar-terrestrial physics and geophysics communities for decades. This thesis discusses theories describing first-order Fermi acceleration of SEPs through repeated crossings at a CME-driven shock. We propose that particle trapping occurs through self-generated Alfvén waves, leading to a turbulent trapping region in front of the shock. Decelerating coronal shocks are shown to be capable of efficient SEP acceleration, provided seed particle injection is sufficient. Quasi-parallel shocks are found to inject thermal particles with good efficiency. The roles of minimum injection velocities, cross-field diffusion, downstream scattering efficiency and cross-shock potential are investigated in detail, with downstream isotropisation timescales having a major effect on injection efficiency. Accelerated spectra of heavier elements up to iron are found to exhibit significantly harder spectra than protons. Accelerated spectra cut-off energies are found to scale proportional to (Q/A)^1.5, which is explained through analysis of the spectral shape of amplified Alfvénic turbulence. Acceleration times to different threshold energies are found to be non-linear, indicating that self-consistent time-dependent simulations are required in order to expose the full extent of acceleration dynamics. The well-established quasilinear theory (QLT) of particle scattering is investigated by comparing QLT scattering coefficients with those found via full-orbit simulations. QLT is found to overemphasise resonance conditions. This finding supports the simplifications implemented in the presented coronal shock acceleration (CSA) simulation software. The CSA software package is used to simulate a range of acceleration scenarios. The results are found to be in agreement with well-established particle acceleration theory. At the same time, new spatial and temporal dynamics of particle population trapping and wave evolution are revealed.

Partição da competição por recursos do solo e radiação solar entre cultivares de soja e genótipos concorrentes

As plantas competem por recursos do meio situados abaixo e/ou acima da superfície do solo. A separação física da competição entre plantas possibilita conhecer a importância relativa de cada fração, bem como apontar possíveis diferenças em competitividade entre espécies. Objetivou-se neste trabalho separar os efeitos individuais decorrentes da competição por recursos do solo ou radiação solar, entre soja e plantas concorrentes. Foram realizados seis experimentos em vasos na UFRGS, em Porto Alegre-RS, sendo dois em 2001 e quatro em 2002. Os tratamentos testados resultaram das combinações de dois genótipos concorrentes (cultura e competidor) e quatro condições de competição (ausência de competição, competição por recursos do solo e radiação solar, competição por recursos do solo e competição por radiação solar). Os cultivares de soja IAS 5 e Fepagro RS 10 representaram a cultura, enquanto o nabo forrageiro e o cultivar de soja Fundacep 33 foram os competidores. Determinaram-se variáveis morfofisiológicas em plantas de soja e de nabo forrageiro. O crescimento das plantas de soja foi mais afetado pela competição por recursos do solo, sendo o cultivar RS 10 mais competitivo do que IAS 5. O nabo forrageiro não interferiu no crescimento dos cultivares de soja, porém cresceu mais na presença da cultura.

Comparative Analysis of Solar PV Business Models

The goal of the thesis is to analyze the strengths and weaknesses of solar PV business model and point out key factors that affect the efficiency of business model, the results are expected to help in creating new business strategy. The methodology of case study research is chosen as theoretical background to structure the design of the thesis indicating how to choose the right research method and conduction of a case study research. Business model canvas is adopted as the tool for analyzing the case studies of SolarCity and Sungevity. The results are presented through the comparison between the cases studies. Solar services and products, cost in customer acquisition, intellectual resource and powerful sales channels are identified as the major factors for TPO model.

Energy and Dynamics of the solar agricultural robot "SolarSprayer"

The main objective of the present study was to design an agricultural robot, which work is based on the generation of the electricity by the solar panel. To achieve the proper operation of the robot according to the assumed working cycle the detailed design of the main equipment was made. By analysing the possible areas of implementation together with developments, the economic forecast was held. As a result a decision about possibility of such device working in agricultural sector was made and the probable topics of the further study were found out.