Recuperació de metalls en l’aigua residual de la indústria galvànica mitjançant l’electròlisi i l’energia solar

Proposta del procés d’electròlisi com a mètode de recuperació de metalls pesants presents en les aigües de rentat de la indústria galvànica i l’obtenció de l’energia necessària a través de l’energia solar fotovoltaica

Estudi comparatiu entre un sistema de climatització solar amb planta d’absorció geotèrmica i un sistema de climatització amb bomba de calor geotèrmica

Disseny i dimensionat d’una instal•lació de climatització, durant tot l'any, i comparació entre un sistema de climatització solar amb una planta d’absorció geotèrmica i un sistema de climatització mitjançant una bomba de calor geotèrmica, per al despatx de professors i becaris del nou laboratori d’ energia de l’EPS, mitjançant la utilització d’un sistema d’energia solar tèrmica de baixa temperatura, com a medi d’aportació de calor, i per energia geotèrmica per a la climatització integral

Taller de energías renovables.

El proyecto se lleva a cabo en el centro de educación concertado Nuestra Señora del Carmen de Valladolid, donde trabajan los once profesores y profesoras que lo han desarrollado. Los objetivos planteados son: - Formar y sensibilizar a los docentes sobre la problemática socio-ambiental de las fuentes energéticas contaminantes y acercar a estos a las energías renovables mediante experiencias sencillas que ellos mismos puedan desarrollar en sus domicilios. - Potenciar actitudes y capacidades para poder participar de una manera activa en la defensa del medio ambiente desarrollando e incentivando el pensamiento crítico y objetivo para poder pasar a la acción.- Potenciar hábitos de consumo responsable y sostenible y valores como la solidaridad, la tolerancia y la cooperación.- Valorar las Energías Renovables frente a las no Renovables, así como comprender los fenómenos y procesos naturales que son el germen de las primeras, así como las diferentes técnicas de aprovechamiento.- Reconocer la dependencia energética en la actividad diaria y fomentar hábitos de ahorro energético. - Promover la cultura del desarrollo energético sostenible basado en el uso de las fuentes renovables de energía y su uso eficiente.- Promover diversas vías de formación y capacitación de los recursos humanos en energías renovables. A lo largo del proyecto se ha realizado por parte de los profesores con conocimientos en programación del Centro y con la colaboración del resto, una aplicación multimedia dedicada a las energías renovables, donde aparecían las distintas prácticas llevadas a cabo por los alumnos. Esta aplicación cuenta con información relativa a las distintas fuentes renovables: energía solar térmica y fotovoltaica, energía eólica, energía hidráulica, energía geotérmica, biomasa, mareomotriz, etc. Todos los alumnos participantes en el proyecto Taller de Energías Renovables han recibido una copia de la aplicación de forma que tengan una herramienta a la hora de buscar información acerca de las fuentes renovables. Con el objeto de convocar a los participantes en el taller a las distintas prácticas e informar al resto de los compañeros de las distintas actividades que estaban llevándose a cabo, los profesores han elaborado un boletín energético que se situaba en las distintas aulas donde estaban los alumnos seleccionados. Este boletín energético constaba de las siguientes partes: - ¿Qué hemos hecho?, - Conclusiones,- Teoría de la sesión anterior,- ¿Qué vamos a hacer?, y un JuegoTambien se ha realizado un curso de introducción a las energías renovables que ha constado de una parte general, donde se explicaban los fundamentos de la energía, y una parte específica donde se ha enseñado los principios de las energías renovables. Los alumnos han ido copiando los distintos esquemas realizados durante la clase en un cuadernillo y han pegado dibujos, recortes de revistas, noticias, slogan y distintos materiales relacionados con las energías renovables. Así mismo se ha realizado un debate, Para el debate se dividió a los alumnos en varios grupos. Cada uno de estos grupos representaba un sector relacionado con la energía: un grupo ecologista, un ejecutivo de una central nuclear, una gran petrolera multinacional y una empresa dedicada a la instalación de sistemas renovables. Se les planteaba una determinada situación y tenían que argumentar según a quién representaban. Una vez realizado este debate se pusieron en común las principales ideas recogidas. Las prácticas del Taller de Energías Renovables han sido: Primera práctica. Propiedades del calor: Conducción, convección y radiación. Segunda práctica. Invernadero y muro de botellas. Tercera práctica. Panel solar térmico. Cuarta práctica. Panel solar térmico con depósito. Elaboración de boletines energéticos. Quinta práctica. Panel solar fotovoltaico. Sexta práctica. Principios de energía eólica - veleta, molinillo y anemómetro. Elaboración de boletines energéticos. Séptima práctica. Generación eléctrica eólica. Campaña de concienciación en el Centro. En el mes de mayo se han expuesto los materiales elaborados por los alumnos en el 'Taller de Energías Renovables' de forma que el resto de alumnos del Centro pudiesen contemplar los distintos avances conseguidos. Trabajo no publicado.

Futuro energético mundial, que no cambio climático.

Por cambio climático se entiende un cambio de clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana. Se analizan las consecuencias de esta variación climática como el efecto invernadero, el aumento de las temperaturas, el crecimiento del nivel del mar o el cambio en las precipitaciones. Frente al cambio climático, se proponen alternativas como el uso más restringido de las reservas de petróleo; desarrollo de fuentes de energía sostenibles como la eólica, termosolar o fotovoltaica; y reanudar la tecnología de los reactores nucleares para obtener energía limpia y abundante.

De sol a sol.

Programa emitido el 4 de mayo de 1995

Enerxías alternativas e acuicultura mariña. 'Energías alternativas y acuicultura marina'.

Se analiza el estado actual de las distintas tecnologías energéticas. Se parte de la idea de que las energías son renovables y que la Unión Europea está aumentando su dependencia de energías extranjeras, lo cual podría causar problemas geopolíticos en el futuro. Las energías analizadas son: energía geotérmica, energía solar térmica, energía fotovoltaica, energía eólica, la biomasa y la energía de corrientes marinas. Se realiza una análisis de la dependencia energética derivados de las actividades de la acuicultura y se presentan diversas alternativas que permitan el mejor aprovechamiento energético. Finalmente, se detalla un experimento de utilización de energías alternativas para actividades de acuicultura.

Recursos audiovisuales sobre desarrollo sostenible.

Durante el desarrollo del proyecto se han elaborado seis documentales sobre desarrollo sostenible agricultura ecológica, depuración de aguas residuales, residuos, energía eólica, energía solar fotovoltaica y energía solar térmica, parte de estos documentales se han utilizado en clase, pero no se ha podido evaluar la utilización y difusión de estos contenidos en la red.

Desenvolvimento de um sistema de ensaio de módulos fotovoltaicos

Com a progressiva disseminação de sistemas fotovoltaicos nos últimos anos tornouse cada vez mais importante a correta caracterização dos módulos fotovoltaicos. A partir da análise da curva corrente versus tensão são obtidas as principais características elétricas de um módulo fotovoltaico, especialmente a potência máxima que o módulo é capaz de fornecer a uma determinada carga. Nesta dissertação é descrito o desenvolvimento de um sistema de ensaios e apresentada uma metodologia para a determinação de curvas características 1-V de módulos fotovoltaicos sob iluminação natural. Sempre observando as normas nacionais e internacionais que regulam ensaios de dispositivos fotovoltaicos, foram estudadas as grandezas necessárias para o levantamento das curvas e qual a instrumentação mais adequada em função das disponibilidades do Laboratório de Energia Solar da UFRGS. o sistema de medidas foi montado e posto em operação. Para o funcionamento automatizado deste sistema foi desenvolvido e implantado um software específico de aquisição de dados e controle. Com o sistema desenvolvido foi levantada a curva I-V de um módulo padrão, previamente calibrado no Instituto de Energías Renovables do Centro de Investigaciones Energéticas y Medioambientales de Madrid, Espanha, e comparados os resultados, os quais mostraram ótima concordância. Através de uma análise das incertezasassociadas ao experimento é demonstradaa adequaçãodo métodoe do instrumentalutilizado.

Análise de associações de módulos fotovoltaicos

A utilização de sistemas fotovoltaicos tem se intensificado bastante nos últimos anos. A medida que a demanda exigida do sistema aumenta, torna-se necessário associar uma certa quantidade de módulos fotovoltaicos em arranjos série e paralelo a fim de que se tenham níveis de tensões e intensidades de correntes adequados. Essas associações de módulos ocasionam perdas de potência pois os módulos não apresentam características idênticas. Essa não identicidade e eventuais desuniformidades de iluminamento entre os módulos do sistema também podem provocar o aparecimento de pontos quentes no sistema e fazer com que alguns módulos operem como carga e não como geradores de energia elétrica. Com a finalidade de analisar o comportamento de sistemas fotovoltaicos ao longo de seu funcionamento, foi montado um sistema fotovoltaico experimental nas dependências do Laboratório de Energia Solar da UFRGS. Os módulos que o compuseram foram caracterizados individualmente através do levantamento de suas curvas características I-V e foram associados em duas configurações diferentes. Durante os ensaios, as principais grandezas do sistema foram monitoradas e armazenadas em arquivos através de um programa de aquisição de dados especialmente implementado para este fim. Através do monitoramento do sistema ao longo do seu funcionamento, foi possível compreender melhor as causas das perdas de potência de sistemas fotovoltaicos Nesta Tese é analisado o comportamento deste sistema fotovoltaico, nas duas configurações, nas situações de circuito aberto, curto-circuito e em operação perto do ponto de máxima potência, com e sem sombreamento de módulos, incluindo a comparação entre os resultados experimentais e os previstos teoricamente. Esta análise permitiu estender a caracterização de efeitos possíveis para outros sistemas que venham a operar em situações similares. Além destas análises de comportamento do sistema, foi implementado um programa de simulação do desempenho de sistemas fotovoltaicos, o qual considera um grande número de fatores que influenciam no mesmo entre eles a temperatura dos módulos, a reflexão da radiação solar, a variação do espectro solar em função da massa de ar e a queda de tensão nos condutores do sistema. Os dados monitorados também foram utilizados para validar os resultados obtidos através deste programa, podendo ser observada uma ótima concordância.

Análise experimental e simulação de sistemas híbridos eólico-fotovoltaicos

Sistemas para a geração de eletricidade a partir de fontes renováveis de energia, com um mínimo impacto ambiental, apresentam uma contribuição energética cada vez mais significativa, sendo importante conhecer em detalhe o comportamento dos mesmos. A radiação solar e o vento podem se mostrar complementares, sendo interessante empregar uma combinação eólica e fotovoltaica em um sistema único. Os sistemas assim constituídos recebem o nome de sistemas híbridos eólico-fotovoltaicos e em algumas aplicações podem mostrar vantagens em relação aos sistemas singelos. Esta Tese tem por objetivo contribuir com o conhecimento sobre o comportamento de sistemas híbridos eólico-fotovoltaicos de pequeno porte. Para obter dados experimentais foi montado um protótipo no Laboratório de Energia Solar, constituído de um painel de 420 Wp e de um aerogerador de 400 W de potência nominal, sendo que para o acionamento do aerogerador foi instalado um túnel de vento. Para a observação do comportamento do sistema híbrido foi também montado um sistema de monitoramento, sendo analisadas na Tese as incertezas associadas às medições realizadas. O sistema de monitoramento forma parte de um sistema mais amplo, que permite também o controle da velocidade do vento no túnel de vento e a ativação automática de um conjunto de cargas resistivas para simular o perfil de consumo. A Tese discute os modelos matemáticos de todos os componentes do sistema, assim como as principais configurações que podem ser dadas aos sistemas híbridos. Foram realizadas várias experiências com o sistema híbrido que permitiram a coleta de informações sobre o comportamento dos componentes independentes e como um todo Essas informações, por sua vez, serviram de base para a validação de modelos matemáticos dos diversos componentes do sistema, que foram integrados em um programa computacional de simulação elaborado como parte desta Tese. Além dos resultados do funcionamento do sistema híbrido experimental, a Tese mostra os resultados do programa de simulação e faz uma estimativa da aplicação de sistemas híbridos semelhantes em localidades de Rio Grande do Sul, a partir da informação do Atlas Eólico do Estado.

Programa computacional para dimensionamento e simulação de sistemas fotovoltaicos autônomos

Nas últimas décadas, sistemas de suprimento de energia que utilizam recursos renováveis têm sido estudados e empregados como opção para o fornecimento de energia elétrica em comunidades isoladas em áreas remotas. Devido aos avanços da tecnologia fotovoltaica associada à diminuição de custos e maior conhecimento de seu desempenho, os sistemas fotovoltaicos apresentam-se como uma opção promissora. Neste trabalho apresenta-se o desenvolvimento de um programa computacional de dimensionamento e simulação de sistemas fotovoltaicos autônomos na linguagem de programação Visual Basic 5.0, chamado PVSize, capaz de propor, para uma certa configuração de sistema, o número de baterias e módulos com seu risco de déficit de energia. Este programa tem como finalidade facilitar a interação com o usuário, e poderá ser utilizado como uma ferramenta auxiliar no processo de escolha dos elementos do sistema e estabelecer a melhor configuração através de um acompanhamento anual com base horária dos parâmetros envolvidos. Estes elementos são caracterizados através da implementação de modelos matemáticos propostos por diferentes autores que descrevem o seu desempenho individual. A integração destes modelos através de uma metodologia apropriada levou ao desenvolvimento de um programa completo de dimensionamento e simulação de sistemas fotovoltaicos autônomos. O potencial energético solar é obtido a partir de informações das características climatológicas locais, utilizadas para gerar séries de dados de radiação a partir de modelos estatísticos O programa permite projetar sistemas de suprimento de energia elétrica que atenderão cargas comunitárias (iluminação pública e de escolas, bombeamento de água, refrigeração em centros de saúde, irrigação, telecomunicações, e mais) e cargas residenciais (iluminação, refrigeração, lazer, etc.) tornando-se uma ferramenta importante para o projeto de sistemas fotovoltaicos autônomos. A comparação dos valores obtidos através de PVSize e outros programas computacionais desenvolvidos por estabelecimentos conceituados na área apresentou uma ótima concordância. Desta forma fica demonstrada a adequação do PVSize para o dimensionamento e simulação de sistemas fotovoltaicos autônomos.

Comparação do desempenho de duas bombas acopladas diretamente a geradores fotovoltaicos

No Brasil, assim como em outros países que recebem abundantes quantidades de radiação solar durante todo o ano, há um grande potencial para os sistemas que usam a tecnologia fotovoltaica para promover o bombeamento de água. Entretanto, a escolha dos conjuntos de motores e bombas mais adequados para cada situação passa pela análise do desempenho dos sistemas de bombeamento. Portanto, devem ser analisadas tanto as melhores configurações de geradores fotovoltaicos destinados a operar os conjuntos formados pelos motores e bombas, quanto às eficiências das bombas e da conversão fotovoltaica. Nesse trabalho são apresentadas medidas e comparações do desempenho de dois sistemas de bombeamento diretamente acoplados a geradores fotovoltaicos. Para tanto, foi construída uma bancada destinada a realizar uma série de experimentos. Um dos sistemas usou uma bomba centrífuga acoplada a um gerador fotovoltaico formado por três módulos fotovoltaicos. O outro, utilizou uma bomba volumétrica de diafragma acoplada a um único módulo fotovoltaico. Os experimentos foram conduzidos em duas etapas distintas. A primeira foi feita com os motores acoplados a uma fonte de potência em corrente contínua e serviu para a determinação das curvas de desempenho de cada uma das bombas, das curvas dos sistemas, assim como das curvas de corrente (I) e de tensão (V) de cada um dos motores que acionavam as bombas. A segunda foi realizada com os sistemas acoplados diretamente aos geradores fotovoltaicos. A determinação da configuração dos geradores fotovoltaicos destinados a acionar os diferentes sistemas de bombeamento em análise nesse trabalho foi feita por meio da sobreposição das curvas de corrente e tensão dos motores e dos módulos fotovoltaicos. A parte experimental, estando os sistemas acoplados aos geradores, constou de medidas realizadas em intervalos de tempo de cinco segundos, para cada bomba e em várias alturas, das seguintes variáveis: temperatura ambiente, irradiância, temperatura dos módulos, corrente e tensão do motor, rotação do motor, temperatura da água, diferencial de pressão entre entrada e saída da bomba e vazão. As diversas alturas foram simuladas por meio da abertura e/ou fechamento de uma válvula de controle de vazão colocada na extremidade tubulação de descarga, operada manualmente. Os procedimentos adotados nessa dissertação permitiram caracterizar os sistemas de bombeamento propostos, assim como determinar quais os arranjos mais adequados para operar cada sistema. Verificou-se que o melhor arranjo para operar o conjunto motor e bomba centrífuga foi aquele formado por três módulos fotovoltaicos ligados em paralelo, enquanto que a melhor opção para operar o conjunto motor e bomba de diafragma foi com somente um módulo fotovoltaico. De posse dos dados medidos foi possível determinar as eficiências: instantâneas, máximas instantâneas e diárias da conversão fotovoltaica assim como dos conjuntos motores e bombas, em diferentes alturas. Relativamente à conversão fotovoltaica, verificou-se que o conjunto motor e bomba centrífuga operou com eficiência instantânea máxima de 5,74% e eficiência diária de 4,70%, enquanto que o conjunto motor e bomba volumétrica de diafragma operou com eficiência instantânea máxima de 7,66% e eficiência diária de 5,82%. Relativamente à eficiência dos conjuntos motores e bombas, verificou-se que o conjunto motor e bomba centrífuga operou com eficiência instantânea máxima de 19,19% e eficiência diária de 16,79%, enquanto que o conjunto motor e bomba volumétrica de diafragma operou com eficiência instantânea máxima de 38,88% e eficiência diária de 34,30%. Verificou-se ainda que a altura foi determinante na eficiência do conjunto motor e bomba centrífuga e pouco influenciou na eficiência do conjunto motor e bomba de diafragma. Além dessas, outras considerações sobre o comportamento dos sistemas de bombeamento ao longo de um dia também foram ser registrados, tais como: limiares de irradiância para início e final de vazão, correntes de pico ou de arranque dos motores e correntes de início de vazão ou escoamento.