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.

Curvas de crescimento do fruto de cafeeiro cv. Obatã IAC 1669-20 em diferentes alinhamentos de plantio

The growth of the coffee fruit is highly dependent on physiological and environmental factors. Environmental factors that most influence the yield of coffee during the critical growth stages are the minimum and maximum temperatures of air, which are affected by solar radiation and depend on the apparent path of the sun. This research work correlated dry mass versus fresh mass, and, fresh and dry mass as function of days after flowering of fruit coffee cv. Obata IAC 1669-20 planted in three different alignments based on the apparent trajectory of the sun, in Jaboticabal, SP. The planting was aligned according to the apparent path of the sun. There were three treatments with four replications, a total of twelve plots, each plot with one hundred plants of coffee, each treatment corresponded to an alignment of planting. The three alignments used showed no differences with respect the average fresh and dry mass. The growth rate of fruit, in fresh weight, was higher in the exponential phase, and in dry mass was higher in the linear stage. The dry weight (DW) can be estimated from the fresh weight (FW) using the model: DW = A1*exp(FW/t1). The sigmoidal model that represents the fruit growth in of coffee plants in fresh and/or dry mass in terms of days after flowering (DAF) was: FW(DW) = A2+[(A1-A2)/(1+exp(DAF-x0)/dx)].

Determinantes locais da decomposição foliar e de raízes finais em um ecossistema semiárido do nordeste brasileiro

The decomposition process exercises an extensive control over the carbon cycle, affecting its availability and nutrient cycling in terrestrial ecosystems. The understanding of leaf decomposition patterns above the soil and fine roots decomposition below the soil is necessary and essential to identify and quantify more accurately the flow of energy and matter in forest systems. There is still a lack of studies and a large gap in the knowledge about what environmental variables act as local determinants over decomposition drivers. The knowledge about the decomposition process is still immature for Brazilian semiarid region. The aim of this study was to analyze the decomposition process (on leaves and fine roots) of a mixture of three native species for 12 months in a semiarid ecosystem in Northeast Brazil. We also examined whether the rate of decomposition can be explained by local environmental factors, specifically plant species richness, plant density and biomass, soil macro-arthropods species richness and abundance, amount of litterfall and fine root stock. Thirty sampling points were randomly distributed within an area of 2000 m x 500 m. To determine the decomposition rate, the litterbag technique was used and the data analysis were made with multiple regressions. There was a high degradation of dead organic matter along the experiment. Above ground plant biomass was the only environmental local factor significantly related to leaf decomposition. The density of vegetation and litter production were positively and negatively related to decay rates of fine roots, respectively. The results suggest that Caatinga spatial heterogeneity may exert strong influences over the decomposition process, taking into account the action of environmental factors related to organic matter exposure of and the consequent action of solar radiation as the decomposition process main controller in this region

Influência do alinhamento de plantio na severidade da mancha-preta-dos-citros, produção e qualidade do suco

Os níveis de incidência e severidade de sintomas das doenças resultam da interação hospedeiro-patógeno-ambiente. Nesse contexto, a favorabilidade do ambiente, em particular, depende do nível de umidade, intensidade de radiação solar, luminosidade e molhamento foliar, dentre outros fatores. Por outro lado, a magnitude de expressão desses fatores é dependente do ciclo e porte das plantas, e possivelmente, também, do alinhamento de plantio. No presente estudo, foi avaliada a influência dos alinhamentos de plantio N-S, L-O, NE-SO E NO-SE no desempenho agronômico de plantas de laranjas 'Natal'e 'Valência', assim como na severidade de sintomas da mancha-preta-dos-citros (MPC), causada por Guignardia citricarpa. Para tal, foram selecionadas cinco propriedades distribuídas ao longo do cinturão citrícola paulista, de talhões semelhantes, a partir das quais foram coletadas amostras de 50 frutos, em dez plantas de mesma linha, da região central dos mesmos. Tais frutos foram levados para laboratórios e analisados quanto aos níveis de severidade de sintomas da MPC, produção e qualidade do suco. Constatouse que os frutos oriundos de pomares implantados no alinhamento N-S apresentavam menores níveis de severidade da doença, enquanto no alinhamento NE-SO, os mais elevados. Propriedades localizadas mais ao sul do Estado de São Paulo apresentaram menores níveis de doença, provavelmente em consequência da ocorrência recente da doença em tais áreas. em relação à produção, os alinhamentos de plantio N-S e L-O proporcionaram maior número de frutos por planta, assim como quanto ao número de caixas por planta. Por outro lado, a menor produção foi verificada nos alinhamentos NO-SE. em relação à qualidade do suco, não foi possível estabelecer um padrão definido em termos de ratio e ºBrix e os respectivos alinhamentos de plantio. Foi verificado que os valores de ratio foram menores nos frutos de pomares localizados mais ao sul do Estado, de maiores latitudes.

Características do pelame de vacas Holandesas em ambiente tropical: um estudo genético e adaptativo

As características do pelame (espessura da capa, comprimento médio dos pêlos, número de pêlos por unidade de área, densidade de massa dos pêlos, ângulo de inclinação dos pêlos com respeito a superfície da epiderme e diâmetro médio do pêlos) foram avaliadas em 973 vacas da raça Holandesa, entre novembro de 2000 e abril de 2001, numa área localizada 20cm abaixo da coluna vertebral, no centro do tronco, tanto nas malhas brancas como nas negras. As amostras de pêlos foram obtidas com um alicate comum adaptado. O método da Máxima Verossimilhança Restrita (REML) foi usado para estimar os componentes de variância e covariância sob modelo animal, sendo empregado o sistema MTDFREML. Os resultados mostraram que as características do pelame preto são diferentes das do branco, quando os animais são criados em ambiente tropical. O pelame preto apresentou-se menos denso, com pêlos mais curtos e grossos devido à maior necessidade de perder calor, enquanto que, o pelame branco é mais denso e com pêlos mais compridos, oferecendo uma melhor proteção contra à radiação solar direta. A seleção de vacas predominantemente negras pode ser uma boa escolha para aumentar a resistência do gado Holandês às condições do ambiente tropical, principalmente à radiação solar, quando esses animais são criados a campo, devido a que a epiderme sob esse tipo de malhas é altamente pigmentada. Tal seleção pode ser facilmente realizada, considerando a alta herdabilidade (h²=0,75) para a proporção de malhas negras. Esta seleção deve ser realizada no sentido de um pelame menos denso, com pêlos curtos e grossos favorecendo as perdas de calor sensível e calor latente.

Florescimento em cana-de-açúcar

O florescimento da cana-de-açúcar é um processo fisiológico complexo formado por vários estádios de desenvolvimento, e cada estádio tem a sua própria necessidade ambiental e fisiológica. Os fatores externos relacionados com o florescimento são: fotoperíodo, temperatura, umidade e radiação solar, além da fertilidade do solo. Por outro lado, os fatores internos envolvem fitocromo, hormônios, florígeno, ácidos nucleicos, dentre outros. A intensidade do processo de florescimento e as consequências na qualidade da cana-de-açúcar variam com a variedade e com o clima. A redução do volume de caldo é o principal fator no qual o florescimento interfere, resultante do aumento do teor de fibras. Como as demais Poaceae, a cana-de-açúcar floresce, frutifica e morre, garantindo a perpetuação da espécie. Dessa forma, o homem procura interferir na natureza tentando evitar o florescimento da cana-de-açúcar, seja por meio de melhoramento genético ou por meio de reguladores vegetais. em áreas comerciais de produção de cana-de-açúcar, onde há condições ideais para o florescimento da cultura, é recomendado o uso de variedade com potencial menos florífero. E, quando não é possível esse manejo varietal, o uso de inibidores do florescimento é a melhor alternativa para evitar mais perdas no conteúdo de sacarose.

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)

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)

Efeito da temperatura ambiental na densidade e ponto de congelamento do leite de cabra

Seis cabras Pardas Alpinas com produção média de leite de 2,5kg/dia, foram distribuídas aleatoriamente em dois grupos de três cada, submetidas a termoneutralidade ou estresse térmico. Usou-se um delineamento estatístico crossover. Um período de adaptação de 28 dias foi seguido por quatro intervalos de 14 dias cada, durante os quais os animais sob estresse foram expostos à temperatura média do ar de 33,84ºC das 8 às 17 horas, incluindo radiação solar simulada das 10 às 15 horas. Na segunda semana de cada intervalo experimental amostras de leite individuais foram coletadas diariamente pela manhã e à tarde, adicionando-se conservador. No final da semana as amostras de cada ordenha foram misturadas formando-se amostras compostas nas quais foram efetuadas determinações de pH, acidez titulável, densidade e ponto crioscópico. Os resultados indicaram que os valores obtidos para densidade e ponto crioscópico são compatíveis aos encontrados por diversos autores em diferentes países. Constatou-se valor maior para densidade no leite ordenhado pela manhã, em relação ao da tarde, sendo que o intervalo desigual entre as ordenhas deve ter influído neste resultado. Não se verificou diferença estatística significativa para esta propriedade no leite das cabras em condições de termoneutralidade e de estresse térmico. Para o ponto crioscópico não se observou diferença estatística entre o leite ordenhado pela manhã e à tarde. Houve diferença estatística significativa para esta propriedade física entre o leite das cabras em condições de termoneutralidade e estresse térmico, sendo o valor médio maior, para as condições de termoneutralidade.

Albedo e estimativas do saldo de radiação em feijão-vagem sob cobertura de plástico e ambiente externo

Este trabalho objetivou determinar o albedo (r) no espectro solar e estimar o saldo de radiação, em ambientes cultivados com feijão-vagem (Phaseolus vulgaris L.), em condições de campo e em casa de vegetação com cobertura de polietileno, em Botucatu, SP, (22º 54' S; 48º 27' W; 850 m). A irradiância solar global (Rg) e a radiação solar refletida (Rr) foram utilizadas na determinação do albedo através da razão entre Rr e Rg. Curvas diurnas de r foram traçadas para dias com céu parcialmente nublado e claro, em fases fenológicas da cultura. Os valores do albedo diurno, obtidos através dos totais de radiações, foram utilizados para analisar a variação desse índice durante o ciclo da cultura, nos dois ambientes. O albedo variou com a elevação solar, o ambiente e as fases fenológicas da cultura. A variação de nebulosidade praticamente não influiu sobre o albedo, para totais diurnos. As estimativas do saldo de radiação nas fases vegetativa, reprodutiva e no ciclo da cultura, foram realizadas por meio de regressões lineares simples, tendo como variáveis independentes a irradiância solar global (Rg) e o saldo de radiação de ondas curtas (Rc). Todas as estimativas de radiações apresentaram um melhor ajustamento para fases fenológicas que para o ciclo como um todo. O saldo de radiação (Rn), em condições de campo, ficou bem estimado pela irradiância solar global e o saldo de ondas curtas. O saldo de radiação interno (RnI) à casa de vegetação mostrou-se satisfatoriamente estimado pela irradiância global externa (RgE).

Construção, calibração e análise de desempenho de um piranômetro de baixo custo, baseado no modelo Kimball-Hobbs

In this work a pyrometer using the classic model of Kimball-Hobbs was developed, tested and calibrated. The solar radiation is verified through the temperature difference between the sensible elements covered by absorbing (black) and reflecting (white) pigmentations of the incoming radiation. The photoacoustic technique was used to optimize the choice of the pigments. Methodologies associated with linearity, thermo-variation, sensibility, response time and distance are also presented. To correctly classify the results, the international standard ISO 9060 as well as indicative parameters of World Meteorological Organization (WMO) are used. In addition a system of data acquisition of two channels with 12 bits, constructed during the this time, was used to measure the global solar radiation on the ground by the pyrometer and also by another pyrometer certified in the case of Keep & zonen. The results statistically show, through the hypothesis test presented here, that both equipments find population average with 95% of correctness

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.

Balanço de radiação e fluxo de calor no solo em ambiente natural e protegido cultivado com pepineiro

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

Relações radiométricas no terço superior da copa de cafeeiro

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

Desenvolvimento de um sistema foto-oxidativo visando aplicação no tratamento de águas produzidas em campos de petróleo

Increasing concern with the environment, in addition to strict laws, has induced the industries to find altenatives to the treatment of their wastes. Actually, the oil industry has sought solutions to overcome a big environmental problem, i.e., oil field produced water being discharged to the sea. These effluents have organic compounds dissolved, such as polycyclic aromatic hydrocarbons, phenols, benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes (BTEX). These compounds are difficult to be removed and have high toxicity. The advanced oxidation processes - AOP are effective to degradation of these organic compounds, because they generate hydroxyl radicals with high potential of oxidation. This work includes the reactor photochemical development applied in the photodegradation treatment (by photo-Fenton process) of wastewaters containing organic compounds dissolved, aiming at treatment and recovery the oil field produced water. The studied reactor allowed the evaluation of two ultraviolet radiation sources that is the main factor to describe the feasibility of the photo¬Fenton treatment, i.e., sun and black light fluorescent lamps, and other relevant variables the process: concentration of reagents, irradiated area and also various reactor configurations to maximize the use of radiation. The organic matter degradation was verified with samples collected during the experimental and analyzed with a total organic carbon analyzer (TOC), which expressed the results in terms of mgC/L. The solar radiation was more effective than radiation from the lamps. it's an important factor for the operation costs cutting. Preliminary experiments applied to oil field produced water treatment have showed satisfactory results, reducing up to 76 % of organic matter