Measurement of natural convection heat transfer in an attic shaped enclosure

Heat transfer by natural convection in triangular enclosures is an area of significant importance in applications such as the design of greenhouses, attics and solar water heaters. However, given its significance to these areas it has not been widely examined. In this study, the natural convection heat transfer coefficients in an attic shaped enclosure were determined for Grashof Numbers over the range 107 to 109. It was found that the measured heat transfer coefficients could be predicted to within 5% by Ridouane and Campo’ (2005) equation (Eqn. 1) for natural convection in a triangular enclosure previously developed for Grashof Numbers in the range 105 to 106.

Nu=0.286*A-0.286*Gr1/4 (Eqn. 1)

As such, it is suggested that this equation may be suitable for predicting the natural convection heat transfer coefficients in full scale attic enclosures.

Enhanced properties in chemically polymerized poly(terthiophene) using vapour phase techniques

Poly(terthiophene) is an electronically conducting polymer with potential applications in solar energy devices. In the present study a series of poly(terthiophene) (PTTh) films are chemically polymerized (CP) at various temperatures and compared with a novel method of vapour phase polymerization (VPP). Utilizing the thiophene trimer (terthiophene) as the starting material, polymerization is achieved with Fe(III) tosylate. The films are characterized by their Raman and absorption spectra, in addition to differential scanning calorimetry (DSC), optical microscopy, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and four-point probe surface conductivity measurements. From the spectroscopy studies, increased conjugation length of the polymer chains with decreasing temperature or vapour phase polymerization is evident. More surprisingly, DSC results indicate the order of the polymer chains is dramatically enhanced by vapour phase polymerization and the D.C. conductivity is an order of magnitude higher for VPP compared with traditional CP films. Additionally, the optical micrographs reveal a significantly different morphology than the films cast from solution.

Assessment of thermal comfort near a glazed exterior wall

In many highly glazed buildings, the thermal comfort of the occupants will tend to be related to the incoming solar energy and the solar heat gain coefficient of the glazing. Many real buildings tend to be deep relative their height and therefore, areas close to the facade receive a much greater amount of the incoming energy than those farther from it. In turn, this imbalance leads to occupants near the facade experiencing a high dissatisfaction with their thermal environment (near-facade zone). This study experimentally examines the thermal environment of occupants near the facade of a glazed building wall. It presents results for Fangers’ predicted mean vote (PMV) and the predicted percentage dissatisfied (PPD) and explores some options for improving the thermal environment in this near-facade zone.

Designing for thermal comfort near a glazed exterior wall

In many highly glazed buildings, the thermal comfort of the occupants will tend to be related to the incoming solar energy and the heat transfer behaviour of the glazing. In this study, several glazing systems were designed using the software tools VISION 3 (University of Waterloo 1992) and WINDOW-6 (Lawrence Berkeley National Laboratory 2011), with a view to improving thermal environment of occupants near the glazed wall of a commercial office. The systems were fabricated and experimentally tested to validate the software modelling results. Subsequently, the glazing systems were retro-fitted to the office and tested in situ for a summer month. Results of this testing, in the form of Fangers’ predicted mean vote (PMV) and the predicted percentage dissatisfied (PPD), are presented, and some options for improving the thermal environment in this near-façade zone are discussed.

Potencial de produção de cana-energia em áreas agrícolas marginais no Brasil

A descoberta e utilização do petróleo provocaram significativas mudanças na sociedade ao longo do tempo, sendo ele um dos mais importantes fatores de transformação socioambiental e cultural no mundo ao longo do ultimo século. Sua grande gama de possibilidades de utilização acabou criando um sistema de produção baseado em um único agente energético, principalmente nos países que não possuem recursos hídricos nem outras fontes renováveis. Porém, nas ultimas décadas do século passado, começaram a surgir inúmeras discussões sobre a necessidade de se alterar a composição da matriz energética global. Como resultados das preocupações quanto à escassez daquele recurso natural, vários pesquisadores direcionaram seus estudos para a busca de alternativas que pudessem de forma sustentável se prestar como substituto ao petróleo. Uma delas seria o uso de biomassa, de forma a aproveitar a capacidade das plantas em transformar a energia solar em carbohidratos. O Brasil, além de possuir uma das matrizes energéticas mais diversificadas e limpas do mundo, possui grande extensão de terras agricultáveis o que o coloca em lugar de destaque quanto ao potencial de produção de culturas agroenergéticas. Considerando as características da cana-de-açúcar e a sua adaptação a áreas de cultivo do Brasil e impulsionados pela demanda de produção de biomassa moderna, a ser aplicada em processos de transformação mais complexos e que possibilitem a obtenção de outros produtos além de açúcar, álcool e energia, estudou-se neste trabalho plantas de cana-de-açúcar melhoradas com a finalidade exclusiva de produzir biomassa moderna, a chamada “cana- energia”. Esta é uma planta que, contrariamente à tradicional cana-de-açúcar, melhorada para produzir sacarose, é direcionada para produzir fibra, e que, além disso, por possuir maior participação de espécies ancestrais de maior rusticidade, estão aptas a suportar condições ambientais mais estressantes. Os resultados obtidos demonstraram que os híbridos de cana-energia apresentam grande potencial de produção de biomassa e massa seca por área, a custos altamente competitivos considerando as análises comparativas de custo de produção de massa seca por área. Quanto a produção foi possível observar que além de ser mais produtiva em primeiro corte, nos resultados de colheita de soqueira (segundo corte), o melhor híbrido de cana- energia chegou a produzir uma vez e meia mais massa seca que a cana-de-açúcar tradicional, e apresentou maiores produtividades que outras culturas energéticas tais como o eucalipto e o capim-elefante, sendo que, considerando as produtividades médias observadas, a partir do terceiro corte com estes níveis de produtividade, a cana-energia passa a ser a matéria prima de mais baixo custo de produção de massa seca por área, denotando o seu alto potencial como matéria prima para a produção de bioenergia. No Zoneamento agroecológico realizado para a cana energia foi possível identificar 32,3 milhões de hectares de áreas de produção agrícola marginais aptas ao cultivo deste material, sendo que de acordo com os resultados do zoneamento agrícola e as características das regiões em estudos, identifica-se que deste total, pode-se considerar que os materiais que se destacaram em produtividade neste estudo, apresentam boas condições de ocupar uma área de 2,0 a 8,0 milhões de hectares.

Entry on the Brazilian renewable power market: a case study

Conferências internacionais sobre o clima, bem como crescente conscientização sobre as questões de sustentabilidade lançaram luz sobre o papel fundamental que as energias renováveis poderiam desempenhar na transição energética. Ao contrário de combustíveis fósseis, elas podem ser regeneradas em um curto período de tempo e, por conseguinte, espera-se que sejam uma parte da solução para reduzir o aquecimento global. O Brasil sempre teve um forte setor hidrelétrico, mas agora está na vanguarda em relação a todas as outras fontes de energias alternativas, como energia eólica, biomassa o energia solar. Estas indústrias são uma promessa para um futuro próspero, graças ao potencial natural do país, bem como uma legislação de apoio, e estão atraindo muitas empresas locais e internacionais. Este estudo tem como objetivo preencher uma lacuna na literatura analisando o exemplo de uma empresa estrangeira que entra no mercado da energia renovável no Brasil. Baseando-se na literatura como um fundo conceptual, um único estudo de caso têm sido realizados para delinear todos os aspectos do processo de entrada. Neste desenvolvimento, relações causais entre as orientações estratégicas e a evolução do negócio foram identificadas. Esta pesquisa traz uma contribuição para as discussões acadêmicas sobre as dinâmicas de entrada no setor de energia renovável através de evidências do mercado brasileiro.

Taxa de absorção atmosférica sobre as cidades de Botucatu-SP e Rio de Janeiro-RJ

O segundo satélite da Missão Espacial Completa Brasileira (SCD2/MECB) foi colocado em órbita em 23 de Outubro de 1998 e carrega a bordo um experimento de células solares. Célula solar de silício é um dispositivo semicondutor, que pode medir a intensidade da radiação visível e parte da radiação infravermelha (400-1100 nm). O experimento permite medir simultaneamente a insolação direta e parte da radiação solar que é refletida pela Terra para o espaço. Os dados do experimento célula solar são transmitidos em tempo real pela telemetria do satélite e recebidos pela estação terrestre em Cuiabá, MT-Brasil (16°S; 56°W). Este fato limita a cobertura espacial para um círculo sobre a América do Sul. O albedo planetário é obtido dentro desta cobertura e seus valores podem ser agrupados em períodos temporais (anual, sazonal ou mensal), ou podem ser estudados para várias localizações (latitude e longitude) durante a vida do satélite. O coeficiente de transmissão atmosférica ou índice de claridade (Kt), medido em estações meteorológicas na superfície da Terra, junto com o valor medido simultaneamente do albedo planetário, permite calcular o coeficiente de absorção atmosférica (Ka). O método desenvolvido neste trabalho para avaliar Ka considera que o albedo planetário é composto por duas partes: uma refletividade local e uma refletividade não local. Considerando este novo conceito, é definida uma taxa de absorção atmosférica (denominada Ra) que é a razão entre Ka e a potência de irradiância solar líquida, que não atravessou a atmosfera (100%-Kt). A taxa de absorção atmosférica assim definida é independente da cobertura de nuvens. O histograma de freqüência de Ra mostra os valores de 0,86±0,07 e 0,88±0,09 sobre as cidades de Botucatu-SP e do Rio de Janeiro-RJ, durante os anos de 1999 até 2006, respectivamente.

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.

Construção de células solares de corantes fotoexcitáveis utilizando flavonóides da capsicum frutescens, pimenta malagueta

The conversion of solar energy in electric with photo-voltaic cells has been carried through exclusively with devices of semiconducting junction. To put this situation comes moving for better in them last years, thanks to a new technology of production of known solar cells as Dye Solar Cell. This proposal aims at to develop a DSC having as dye lavonoides of the Capsicum frutescens (malagueta pepper). Front is considered to evaluate the photo-voltaic parameters varies it regions of the visible specter, as well as a good efficiency of conversion

Viabilidade de utilização de um compósito de matriz cerâmica com cargas recicláveis na fabricação de equipamentos solares

Composite materials can be defined as materials formed from two or more constituents with different compositions, structures and properties, which are separated by an interface. The main objective in producing composites is to combine different materials to produce a single device with superior properties to the component unit. The present study used a composite consisting of plaster, cement, EPS, tire, PET and water to build prototype solar attempt to reduce the manufacturing cost of such equipment. It was built two box type solar cookers, a cooler to be cooled by solar energy, a solar dryer and a solar cooker concentration. For these prototypes were discussed the processes of construction and assembly, determination of thermal and mechanical properties, and raising the performance of such solar systems. Were also determined the proportions of the constituents of the composite materials according to specific performance of each prototype designed. This compound proved to be feasible for the manufacture of such equipment, low cost and easy manufacturing and assembly processes