Estudo Comparativo de Controladores Fuzzy Aplicados a um Sistema Solar Fotovoltaico.

Neste trabalho apresenta-se o modelo de um controlador baseado em Lógica Fuzzy para um sistema de energia baseado em fonte renovável solar fotovoltaica (photovoltaic - PV) multi-string em operação isolada, para o aproveitamento da máxima potência desta fonte. O sistema é composto por painéis solares, conversor CC-CC tipo elevador de tensão (boost), armazenamento por banco de baterias, inversor trifásico e carga trifásica variável. O sistema fotovoltaico foi modelado no MATLAB/Simulink de forma a representar a curva característica V-I do módulo PV, e que é baseado nos dados disponíveis em data-sheets de painéis fotovoltaicos comerciais. Outros estudos de natureza elétrica tais como o cálculo dos valores eficazes das correntes no conversor CC-CC, para avaliação das perdas, indispensáveis para o dimensionamento de componentes eletrônicos, foram realizados. O método tradicional Perturb and Observe de rastreamento do ponto de máxima potência (Maximum Power Point Tracking MPPT) de painéis foi testado e comparado com métodos que usam a Lógica Fuzzy. Devido ao seu desempenho, foi adotado o método Fuzzy que realiza o MPPT por inferência do ciclo de trabalho de um modulador por largura de pulso (Pulse Width Modulation - PWM) através da variação da potência pela variação da corrente do painel solar. O modelo Fuzzy adotado neste trabalho foi testado com sucesso. Os resultados mostraram que ele pode ser robusto e atende à aplicação proposta. Segundo alguns testes realizados, este controlador pode realizar o MPPT de um sistema PV na configuração multi-string onde alguns arranjos fotovoltaicos são usados. Inclusive, este controle pode ser facilmente adaptado para realizar o MPPT de outras fontes de energia baseados no mesmo princípio de controle, como é o caso do aerogerador.

Emprego da energia solar para pré-aquecimento de água de reposição de caldeira.

Apresenta-se uma avaliação técnico-econômica para o préaquecimento solar da água de reposição em caldeiras de sistemas de vapor abertos. São empregados, para compor um estudo de caso, os dados de uma indústria de laticínios de médio porte situada próximo da cidade do Rio de Janeiro. Quarenta e oito simulações computacionais do sistema de aquecimento solar (SAS) foram realizadas em TRNSYS, correspondendo aos 5% melhores resultados econômicos de uma série de 2.700 simulações mais simples (método φ-f-chart), programados em MATLAB. Foram empregados dados horários de ano típico meteorológico (TMY) para a cidade do Rio de Janeiro. O ganho econômico foi baseado no consumo evitado dos três combustíveis mais comuns na indústria de laticínios, enquanto o custo de investimento foi composto a partir de valores comerciais e da literatura. Os resultados da avaliação econômica mostraram-se desfavoráveis para a substituição de óleo combustível, favoráveis no caso de caldeiras a gás natural, condicionado a existência de subsídios, e bem competitivos para a substituição de GLP. A eficiência térmica do sistema mostrou ser o parâmetro técnico chave para o desempenho econômico, consequentemente, uma vez que a eficiência se mostrou inversamente proporcional tanto ao volume do reservatório quanto à área de coletores, não há uma configuração ótima para o sistema. Não obstante, os resultados permitiram a proposição de políticas públicas para incentivar o uso da energia solar na indústria leiteira e, consequentemente, contribuir para a preservação ambiental.

Potencial de energia solar e de geração com sistemas fotovoltaicos conectados à rede em Moçambique.

A energia solar fotovoltaica é uma alternativa de energia limpa que está se tornando uma importante opção para se utilizar eletricidade em regiões desprovidas de energia elétrica. Um estudo das condições energéticas da região através de consulta às concessionárias de energia elétrica (Eletricidade de Moçambique - EDM no caso de Moçambique) e do Ministério de Energia do Governo, são fontes importantes de dados para se conhecer o cenário energético de cada região. Outra fonte de dados importante para se estimar o potencial de geração de energia solar fotovoltaico sãoos indices de irradiação da região. Estes podemser obtidos através do órgão meteorológico da região (INAM no caso de Moçambique) que forneceesses dados para as principais cidades através de suas estações meteorológicas espalhadas na região. Laboratórios de pesquisa internacionais sãooutra importante fonte de dados solarimétricos, pois utilizam satélites capazes de cobrir todo globo terrestre e os dados obtidos são publicados e permitem, a partir das coordenadas do local, identificar a irradiação solar em diversos locais do mundo. Os dados desses laboratórios podem ser comparados com dados de órgãos oficiais da região. Utilizando o banco de dados solarimétricospode-se calcular o potencial fotovoltaico de geração de energia de cada localização e também definir qual região seria mais propícia a utilização de energiasolar fotovoltaica conectada à rede.

Fracionamento biomonitorado de fração isolada do extrato hexânico de Pterodon polygalaeoflorus

O gênero Pterodon compreende algumas espécies largamente distribuídas sobre a região central do Brasil. Seus frutos são comercialmente disponíveis no mercado da flora medicinal sendo amplamente utilizados pelas suas propriedades farmacológicas como antirreumático, anti-inflamatório e analgésicas. O objetivo deste trabalho foi biomonitorar o fracionamento do extrato hexânico de Pterodon polygalaeflorus Benth. (ExPpg), utilizando modelos de inflamação aguda (edema de pata e bolha de ar). O fracionamento/sub-fracionamento foi realizado por cromatografia em coluna de sílica e as amostras analisadas por cromatografia em camada fina e cromatografia gasosa acoplada a espectrômetro de massas. O edema de pata foi induzido em camundongos SW por injeção (s.c.) de carragenina. Uma hora antes da inoculação de carragenina os animais foram tratados v.o. com veículo (EtOH 15%, 1,25% Tween-20), indometacina (10 mg/kg p.c.) ou ExHPpg/frações/sub-frações de Ppg. No modelo bolha de ar, a cavidade foi desenvolvida em camundongos SW através da injeção de ar estéril (s.c.) no dorso e a inflamação induzida por carragenina. Uma hora antes de inocular a carragenina os animais foram tratados (v.o) com o veículo, indometacina (10 mg/kg) ou ExHPpg/Fr2Ppg/sub-frações. Após 4 h o exsudato da bolha foi coletado para contagem total e diferencial de leucócitos (Panótico rápido) e dosagem de proteínas (biureto), e a pele referente à bolha foi removida para análises macroscópica e histológica (HE). Também foi realizado estudo de migração de neutrófilos pelo ensaio do transwell. Após demonstração do efeito antiedematogênico do ExHPpg, este foi fracionado em quatro frações. A fração Fr2Ppg, mais ativa no modelo de edema de pata, também inibiu os diferentes parâmetros inflamatórios avaliados no modelo de bolha de ar, com a menor dose testada, e foi sub-fracionada em cinco sub-frações. Destas, as SF2.1 e SF2.2 foram as que mostraram melhor efeito anti-inflamatório pelo modelo da bolha de ar. Em relação ao grupo controle com carragenina, o ExHppg, Fr2Ppg, SF 2.1 e SF 2.2, na dose 0,02 mg/kg, exerceram inibições de 70,6%, 62,8%, 54,7% e 79% no número total de células no exsudato, reduções de 76,8%, 76,9%, 71,1% e 73,3% na concentração de proteína, respectivamente. Com a dose de 0,2 mg/kg, foram observadas inibições apenas para ExHPpg e SF 2.1, com intensidades menores, na leucometria total (62,9% e 48,62%, respectivamente), e na concentração de proteína para SF 2.1 e SF 2.2 (reduções de 68,2% e 30,4%, respectivamente). As análises macroscópica e histológica mostraram redução importante da vasodilatação e do infiltrado inflamatório pelo tratamento com o ExHppg, Fr2Ppg, SF 2.1 e SF 2.2. No ensaio de transwell a Fr2Ppg exibiu 31,4% de inibição na migração de neutrófilos. As sub-frações SF2.1 e SF2.2 foram avaliadas por GC-MS, identificando-se de diversos compostos majoritários. Em resumo, este trabalho confirma o potencial anti-inflamatório da espécie Pterodon polygalaeflorus e mostra um fracionamento efetivo do ExHPpg quanto à composição e ação anti-inflamatória.

A mechanism for the link between solar-irradiance variations and regional precipitation

Although the mechanisms of climatic fluctuations are not completely understood, changes in global solar irradiance show a link with regional precipitation. A proposed mechanism for this linkage begins with absorption of varying amounts of solar energy by tropical oceans, which may aid in development of ocean temperature anomalies. These anomalies are then transported by major ocean currents to locations where the stored energy is released into the atmosphere, altering pressure and moisture patterns that can ultimately affect regional precipitation. Correlation coefficients between annual averages of monthly differences in empirically modeled solar-irradiance variations and annual state-divisional precipitation values in the United States for 1950 to 1988 were computed with lag times of 0 to 7 years. The highest correlations (R=0.65) occur in the Pacific Northwest with a lag time of 4 years, which is about equal to the travel time of water within the Pacific Gyre from the western tropical Pacific Ocean to the Gulf of Alaska. With positive correlations, droughts coincide with periods of negative irradiance differences (dry, high-pressure development), and wet periods coincide with periods of positive differences (moist, low-pressure development).

Solar-cycle modulations of ENSO: a possible source of climatic change

An association between long-term changes in the solar cycle and the frequency of El Niño events has been identified in historical records of El Niño and sunspot number. Although no known mechanism can explain the apparent relationship, the association is strong. A possible coupling between the sun and the ocean's mixed layer, involving ENSO, is worthy of further study.

Radiocarbon record of solar variability and Holocene climatic change in coastal southern California

EXTRACT (SEE PDF FOR FULL ABSTRACT): Pollen analysis and 5 radiocarbon dates for a 687-cm core provide a detailed chronology of environmental change for San Joaquin Marsh at the head of Newport Bay, Orange County, California. Sediment deposition kept pace with sea level rise during the mid-Holocene, but after 4500 years BP, sea water regularly reached the coring site, and salt marsh was the local vegetation. Brief periods of dominance by fresh-water vegetation 3800, 2800, 2300 and after 560 years BP correlate global cooling events and (except the 3800-year BP event) with carbon-14 production anomalies. The coincidence of climate change and carbon-14 anomalies support a causal connection with solar variability, but regardless of the causal mechanism(s) the delta-carbon-14 curves provide a chronology for global, high-frequency climatic change comparable to that of Milankovitch cyclicity for longer time scales.

Evidence from the Pacific Northwest for solar modulation of climate and of northern ecosystems

EXTRACT (SEE PDF FOR FULL ABSTRACT): The 250-year net annual snow accumulation, or mass balance, time series derived from the Mt. Logan (Yukon) ice core has been spectrally analyzed and is found to contain a nominal 11-year waveform. The stable isotope time series contains a significant amount of power between 9 and 13 years, although this record is evidently not a straightforward proxy for air temperatures. The signal in the mass balance time series exhibits a close relationship with the sunspot cycle waveform and is, therefore, assumed to be related to it. Waveforms showing a high correlation with the solar cycle are found in other climate data in the region. ... Taken collectively, the data point to a link between solar variability, atmospheric variability, climate, and selected ecological dynamics in the Pacific Northwest, but other data, not presented, indicate these relationships may hold elsewhere. So far, the evidence is empirical; complete details of the physical mechanisms involved have yet to be synthesized in a satisfactory way.

Determining the role of linear and nonlinear interactions in records of climate change: possible solar influences in annual to century-scale records

Time series analysis methods have traditionally helped in identifying the role of various forcing mechanisms in influencing climate change. A challenge to understanding decadal and century-scale climate change has been that the linkages between climate changes and potential forcing mechanisms such as solar variability are often uncertain. However, most studies have focused on the role of climate forcing and climate response within a strictly linear framework. Nonlinear time series analysis procedures provide the opportunity to analyze the role of climate forcing and climate responses between different time scales of climate change. An example is provided by the possible nonlinear response of paleo-ENSO-scale climate changes as identified from coral records to forcing by the solar cycle at longer time scales.

Climate forcing by changing solar radiation

By how much does changing radiation from the Sun influence Earth's climate compared with other natural and anthropogenic processes? Answering this question is necessary for making policy regarding anthropogenic global change, which must be detected against natural climate variability. Current knowledge of the amplitudes and time scales of solar radiative output variability available from contemporary solar monitoring and historical reconstructions can help specify climate forcing by changing radiation over multiple time scales.