Dispositivo de interligação multi-rádio de longo alcance para redes de sensores com alimentação solar

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Dimensionamento de um sistema solar térmico para apoio à climatização de 4 edifícios da FCT-UNL

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Energias Renováveis – Conversão Eléctrica e Utilização Sustentáveis

Estudo técnico-económico de um sistema solar termoelétrico com back-up a biomassa

Este trabalho consistiu no estudo técnico-económico (dimensionamento) de uma central térmica solar de torre norte, com back-up a biomassa (pellets) para produção de energia elétrica. A partir da plataforma PVGIS obteve-se a irradiação normal direta, DNI, da região do Alentejo, Portugal, segundo critérios descritos na secção 3.1. O valor anual obtido foi de 2319 !"ℎ/%&, valor este que foi convertido em energia elétrica, obtendo-se, assim, um montante de 105.761.800 kWh por ano, em 25 anos. Estas importâncias foram obtidas através dos equipamentos que constituem a central, entre eles o campo solar (composto por 2067 helióstatos com área total de 188097 %&), a torre (convertendo a concentração da DNI para energia térmica ao fluído de transferência de calor, HTF), o bloco de potência (composta por permutador de calor, turbina, gerador elétrico e outros) e com ajuda de uma caldeira a biomassa (pellets) que consome cerca de 24.001,23 toneladas de pellets por ano. O estudo económico foi realizado num modelo executável no Excel, calculando, assim, o custo total do sistema, 138.515.886,87 €. A partir deste valor calcularam-se os indicadores económicos (Valor Atualizado Líquido, VAL=-12.282540,28 €) com uma tarifa bonificada de 0,22114 €/kWh, que indica que o sistema termo solar com back-up a biomassa (pellets) não é viável economicamente (e o mesmo acontece com o sistema termo solar sem a biomassa). O dimensionamento técnico do sistema CSP de torre é feito a partir de um modelo matemático executado em Excel e MatLab e pelo software System Advisor Model, SAM e o da caldeira a pellets é concretizado também no Excel. Os resultados do modelo matemático foram comparados com os valores obtidos no SAM para o mês típico de julho comprovando, assim, as fórmulas e conceitos contidos no estado da arte. Realizou-se, também, uma comparação dos valores anuais do sistema obtidos no SAM com os valores reais da Gemasolar (em Espanha), demonstrando então a veracidade dos valores obtidos no dimensionamento feito para Portugal.

Previsão de produção de energia elétrica através de fontes de energia renováveis

A capacidade de prever precisamente a produção de energia renovável é extremamente relevante tanto do ponto de vista económico como para controlo da estabilidade da rede elétrica. Para tal, é necessário realizar uma previsão das condições meteorológicas adjacentes à produção de energia a partir de fontes de energia renovável. Vários modelos de previsão têm sido utilizados para este fim, desde modelos atmosféricos a modelos estatísticos, onde se destacam métodos como Redes Neuronais Artificiais ou a Metodologia de Box & Jenkins. Lidar com dados meteo-rológicos pode revelar algumas complicações devido à possível instabilidade das medições, com-plicando o desenvolvimento de um modelo de previsão adequado. Neste trabalho pretende-se realizar a previsão de produção a partir de uma instalação fotovoltaica e um gerador eólico através do uso da Metodologia de Box & Jenkins para desenvolver um modelo capaz de realizar a previsão das condições meteorológicas para diferentes horizontes temporais medidos no topo do edifício do Departamento de Engenharia Eletrotécnica (DEE) da Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT), Universidade Nova de Lisboa (UNL), e usando esses valores para calcular a produção de energia. Os resultados obtidos revelaram um bom desempenho quando comparados os resultados previstos com os resultados reais para o mesmo período de tempo, garantindo que podem ser utilizados para calcular a previsão de potência produzida através das instalações presentes no local e encorajando novos estudos no tema.

Dimensionamento mecânico de um equipamento de aproveitamento de energia das ondas pelo sistema YOYOGEN

Nos últimos anos tem havido um grande investimento nas energias renováveis tendo como principal objetivo a redução das emissões de dióxido de carbono. Em vários ramos das renováveis a tecnologia já atingiu um estado de maturidade, como no caso da energia hídrica, eólica e solar. No entanto o mesmo não se passa com a energia das ondas onde ainda não se encontrou uma solução viável, que juntamente com o ele-vado potencial para a produção de energia elétrica abre o caminho para o estudo de abordagens alternativas a esta fonte de energia. O principal objetivo deste trabalho foi o dimensionamento do sistema mecânico do equipamento de aproveitamento de energia das ondas YOYOGEN, composto por um veio e vários geradores e engrenagens planetárias. Foi utilizado o software SolidWorks® para modelar em 3D todos os componen-tes do sistema mecânico. Nos cálculos para dimensionamento das engrenagens foram utilizadas as normas Britânicas e para os cálculos dos outros componentes as fórmulas da resistência dos materiais. Os resultados obtidos mostram que embora do ponto de vista dinâmico o sistema funcione, os requisitos de projeto para que o sistema funcione submerso durante 20 anos sem manutenção resultaram numa solução com engrenagens de dimensões e peso consideráveis. Estes resultados poderão por em causa a viabilidade do projeto visto que o sistema mecânico tem de se mover dentro de água com uma largura de aproxi-madamente 4 metros e uma massa a rondar as 3 toneladas.

Implementação de um sistema MPPT em circuito integrado CMOS

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica Industrial e Computadores

Desenvolvimento de microcápsulas ativadas por radiação solar para aplicação em painéis cerâmicos exteriores

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de Materiais

Ecoetiqueta de serveis i aprofitament dels recursos hídrics i energètics als establiments hotelers de Sitges

Aquest projecte té com a objectiu l’estudi de l’estat ambiental dels hotels del municipi de Sitges i l’estudi d’aprofitament dels recursos hídrics i energètics característics d’aquesta zona del Mediterrani per hotels de 4 i 5 estrelles. Sitges és un municipi que al període estival dobla la població, i que amb una superfície de 43,85 Km2 conta amb 35 hotels i apart pensions, hostals i càmpings, per tant, el turisme és l’activitat més important a Sitges. Per desenvolupar aquest projecte s’ha realitzat una enquesta senzilla sobre qualitat ambiental per conèixer el comportament ambiental dels diferents hotels. En aquest estudi han participat 15 dels 35 hotels del municipi, ja que el 49% d’aquests romanen tancats des d’Octubre fins a Març i dels 18 hotels restants 15 han accedit a formar part d’aquest estudi. A través d’una prova pilot s’ha avaluat la implantació del Distintiu de Garantia de Qualitat Ambiental a l’hotel Antemare i a l’hotel Sunway Playa Golf, aquests dos hotels pertanyen a la categoria de quatre estrelles, categoria que reuneix més nombre d’hotels i el tant per cent d’ocupació és major en comparació amb les altres categories. El DGQA és una ecoetiqueta de serveis que atorga la Generalitat de Catalunya a partir de la revisió de l’establiment per mitjà d’un tècnic autoritzat. S’ha analitzat l’aprofitament dels recursos local com, les aigües pluvials i la radiació solar en els hotels de 4 i 5 estrelles per obtenir l’autosuficiència individual dels 9 hotels objecte d’estudi. Els resultats obtinguts en aquest estudi reflecteixen la possibilitat de millorar l’estat ambiental dels establiments hotelers, duent a terme alguns criteris bàsics com, la recollida selectiva i una major implantació d’energies renovables, així com també la utilització d’aquestes per assolir un cert nivell d’autosuficiència energètica i hídrica. La prova pilot mostra que els dos hotels estudiats estan molt a prop d’aconseguir el DGQA, els vectors on s’haurien de fer millores són, informació ambiental, energia, aigua i residus.

Instal•lació solar tèrmica per la producció d’ACS i climatització de 10 H.P.O. a Quart

Aquesta instal•lació solar tèrmica s’ha dissenyat per cobrir part de les necessitats energètiques d’un edifici que consta de 10 habitatges de protecció oficial construïts en 2 plantes a la localitat de Quart. L’objectiu d’aquest projecte és arribar a una cobertura solar aproximada del 50% de les necessitats d’ aigua calenta sanitària (ACS) i climatització

Projecte d'una central d'energia elèctrica de 400 kW mitjançant concentradors solars i una turbina de vapor

L’objecte del projecte és dissenyar una central productora d’energia elèctrica a través d’una turbina de vapor i un generador acoblat a aquesta, mitjançant concentradors d’energia solar cilindro-parabòlics. Aquests concentradors captaran la radiació directa del sol per concentrar-la al focus de la paràbola, on s’hi col·locarà un receptor per l’interior del qual hi passarà un fluid que s’escalfarà gràcies a aquests raigs concentrats. En el projecte s’ha dissenyat la instal·lació i estudiat la radiació disponible a la zona, s’ha realitzat un estudi de la viabilitat de la instal·lació necessària i del cost econòmic d’una central d’energia termoelèctrica fictícia a la zona de Tarragona

Electrical and optical properties of Zn-In-Sn-O transparent conducting thin films

Indium tin oxide (ITO) is one of the widely used transparent conductive oxides (TCO) for application as transparent electrode in thin film silicon solar cells or thin film transistors owing to its low resistivity and high transparency. Nevertheless, indium is a scarce and expensive element and ITO films require high deposition temperature to achieve good electrical and optical properties. On the other hand, although not competing as ITO, doped Zinc Oxide (ZnO) is a promising and cheaper alternative. Therefore, our strategy has been to deposit ITO and ZnO multicomponent thin films at room temperature by radiofrequency (RF) magnetron co-sputtering in order to achieve TCOs with reduced indium content. Thin films of the quaternary system Zn-In-Sn-O (ZITO) with improved electrical and optical properties have been achieved. The samples were deposited by applying different RF powers to ZnO target while keeping a constant RF power to ITO target. This led to ZITO films with zinc content ratio varying between 0 and 67%. The optical, electrical and morphological properties have been thoroughly studied. The film composition was analysed by X-ray Photoelectron Spectroscopy. The films with 17% zinc content ratio showed the lowest resistivity (6.6 × 10 - 4 Ω cm) and the highest transmittance (above 80% in the visible range). Though X-ray Diffraction studies showed amorphous nature for the films, using High Resolution Transmission Electron Microscopy we found that the microstructure of the films consisted of nanometric crystals embedded in a compact amorphous matrix. The effect of post deposition annealing on the films in both reducing and oxidizing atmospheres were studied. The changes were found to strongly depend on the zinc content ratio in the films.

Coeficientes médios da equação de Angström-Prescott, radiação solar e evapotranspiração de referência em Brasília

O objetivo deste trabalho foi estimar os coeficientes médios a e b da equação de Angström-Prescott, em Brasília, e seus efeitos sobre o cálculo da radiação solar global (Rs) e da evapotranspiração de referência (ETo). Foram utilizados dados da estação meteorológica da Embrapa Hortaliças, do período de 1978 a 2003. Os coeficientes médios foram determinados por análise de regressão linear, no período todo e em períodos mensais e anuais. Utilizando-se o coeficiente calculado e os propostos pela FAO (0,25 e 0,50) estimaram-se Rs e ETo, e avaliaram-se os seus desempenhos. Os coeficientes médios mensais a variaram de 0,241 a 0,345, e b de 0,430 a 0,515. Os coeficientes médios anuais a e b foram 0,278 e 0,498, e os do período geral foram 0,282 e 0,490, respectivamente. A performance entre esses coeficientes na estimativa da radiação não diferiu. No mês de julho, foram verificados as piores estimativas e os piores desempenhos. Com as estimativas de Rs e os coeficientes médios calculados, as estimativas de ETo não diferiram dos observados, tendo-se constatado um ótimo desempenho, independentemente do coeficiente utilizado. Dependendo do tipo de aplicação final dos dados, recomenda-se utilizar, por sua simplicidade, os coeficientes médios obtidos para o período geral.

Anàlisi experimental de la capacitat d'emmagatzematge d'energia tèrmica de dos tancs connectats en cascada amb diferent pcm

En aquest treball es pretén estudiar el potencial d'emmagatzematge d'energia tèrmica, per aplicacions de refrigeració solar d'un sistema format per dos tancs intercanviadors acumuladors connectats en cascada. Cada tanc conté un PCM diferent amb diferent temperatura de canvi de fase. Concretament es tracta d'hidroquinona i d-mannitol. Els quals posseixen temperatures de canvi de fase entre 140 i 200 Cº requerides per aplicacions de fred solar. També es pretén comparar el sistema en cascada amb el mateix sistema connectat en paral·lel.

Balanço de energia e controle biofísico da evapotranspiração na Caatinga em condições de seca intensa

Resumo:O objetivo deste trabalho foi determinar a variação sazonal dos componentes do balanço de energia e avaliar o controle biofísico da evapotranspiração, em área de Caatinga preservada, em condições de seca intensa. O experimento foi conduzido em 2012, tendo-se utilizado o sistema "eddy covariance", instalado a 16,9 m acima da superfície do solo. Além disso, foram realizadas medidas de temperatura, umidade, radiação solar, saldo de radiação, fluxo de calor no solo e temperatura do solo. Os dados dos fluxos de calor sensível e latente foram processados com o programa Alteddy e analisados em escalas diária e sazonal. Com os dados do fluxo de calor latente, foram determinados os valores da evapotranspiração, bem como os indicadores da sua sensibilidade às condições ambientais: fator de desacoplamento, e resistências aerodinâmica e da superfície. O saldo de radiação apresentou forte sazonalidade, com comportamento dependente da radiação solar. A partição dos componentes do balanço de energia revelou que a ocorrência de seca intensa maximiza a destinação da energia disponível ao fluxo de calor sensível, e que a evapotranspiração nessa condição é especialmente dependente do deficit de pressão de vapor e da resistência da superfície.

Disseny d'una instal·lació solar tèrmica per A.C.S. i calefacció en una casa prefabricada

Disseny d'una instal·lació solar tèrmica capaç d'abastir les necessitats d'A.C.S. i representar un suport a les necessitats de calefacció amb sistema de recolzament per garantir una funcionalitat continua. La instal·lació es calcula per instal·lar-la en una casa prefabricada, unifamiliar a Lleida.