Durabilidade de colectores solares térmicos: novas competências do LNEG para as empresas [Comunicação oral]

Palestra no âmbito do projeto DURASOL

Desarrollo de Cu₃SbSe₄ en película delgada con potencial aplicación en celdas solares

Propósito y Método de Estudio: Debido al incremento de la contaminación ambiental y el agotamiento de combustibles fósiles, generados a partir de la producción de energía eléctrica, se han investigado fuentes de energía alterna, tal como la energía solar, que sean amigables con el medio ambiente y ofrezcan un enorme potencial para satisfacer las futuras demandas energéticas. Actualmente, existe una búsqueda constante de nuevos materiales semiconductores que puedan ser utilizados dentro de una celda solar, a partir de métodos prácticos y que no afecten al ambiente. Por lo tanto, en el presente trabajo se investigó el desarrollo de películas delgadas de Cu3SbSe4 por medio de la técnica de depósito por baño químico (CBD) para su potencial aplicación en celdas solares. Contribuciones y Conclusiones: En este trabajo se obtuvieron películas delgadas conformadas por la fase ternaria Cu3SbSe4 y fases secundarias Cu3SbS4 y selenio elemental a partir de la técnica de depósito por baño químico. Se evaluaron las propiedades ópticas y eléctricas de las películas delgadas obtenidas, las cuales exhibieron valores de Eg de 1.63, 1.57, 1.62 eV y conductividades de 3.92, 7.20, 3.25 (Ω•cm)-1, respectivamente. Además, se determinó su tipo de conductividad, el cual resultó en un semiconductor tipo p. Esto indicó que el material tiene perspectiva de aplicación en celdas solares.

Preparación y caracterización de películas delgadas de Cu3BiS3 con potencial aplicación en celdas solares

Propósito y Método de Estudio: El despliegue a gran escala de la energía fotovoltaica se está convirtiendo cada vez en un aspecto más importante. Las tecnologías actuales que utilizan elementos raros como el indio y el galio es improbable que sean capaces de satisfacer la creciente demanda de celdas solares de película delgada. Las películas de Cu3BiS3 formadas por depósito por baño químico exhiben alta absorbancia óptica en la región visible y una conductividad de tipo “p”. Contribuciones y Conclusiones: Se depositaron películas delgadas de Cu3BiS3 sobre sustratos de vidrio por el método de CBD aplicando tratamiento térmico durante 1.5 h a vacío a capas de Bi2S3-CuS. Los espesores logrados fueron desde 170 nm hasta 450 nm. El análisis por difracción de rayos X confirmó la formación del material Cu3BiS3. Las películas con espesor de 170 nm presentan bajos %T y %R, estos porcentajes disminuyen al aumentar el espesor de la película a 450 nm. Se obtuvieron valores de Eg = 1.65 y 1.0 eV para las películas de 170 y 450 nm, respectivamente. Así mismo fue calculada la conductividad del material obteniendo valores de 2.58 y 1.01 (Ω-cm)-1. Se logró la incorporación del material Cu3BiS3 en estructuras de celdas solares obteniendo adherencia sobre las capas anteriores. Las celdas solares desarrolladas presentaron valores de Jsc= 0.26 y 0.02 (mA/cm2) y V = 130 y 1.45 mV para las películas de 170 y 450 nm respectivamente.

Guía para el estudio de macroinvertebrados. I.- Métodos de colecta y técnicas de fijación.

El motivador de este trabajo ha sido generar estrategias de enseñanza tendientes a comprender a la diversidad biológica que nos rodea (haciendo hincapié en los macroinvertebrados), desde los distintos niveles de la enseñanza de las ciencias biológicas. Asimismo, sobre la base de nuestra experiencia en investigación en biología y en los distintos niveles de educación, podemos señalar que no son frecuentes de las actividades prácticas de campo y laboratorio en las clases de ciencia. Las mismas, constutyen recursos útiles para la enseñanza y aprendizaje de diferentes técnicas de muestreo específicas para cada grupo de organismos y para cada tipo de ecosistema: también para diseñar la forma de analizar los diferentes tipos de datos obtenidos e identificar las diferentes relaciones entre los grupos de macroinvertebrados con el ambiente en que viven. En esta contribución y a modo de una primera etapa, se plantea la forma de colecta y fijación (conservación) de macroinvertebrados, en relación con el ambiente en que se hallan. Los invertebrados, especialmente los artrópodos se pueden encontrar en cualquier época del año y en casi todos los ambientes. No es necesario ir muy lejos para encontrar la fauna buscada, de forma que con tan sólo un poco de capacidad de observación se pueden descubrir en los jardines, en los solares, en las quintas, en las hierbas de los caminos, en la playa, e incluso en el interior de nuestras viviendas. Por estas razones no debería presentar gran dificultad llevar a cabo un trabajo práctico de campo, incluso en los sitios que presentan marcados problemas de conservación. Los mismos deben realizarse teniendo en cuenta las directrices destinadas hacia la no depredación del ambiente y respetando la fauna de lugares protegidos (e.g. reservas y parques naturales), donde las capturas sin la debida autorización están prohibidas. El propósito de esta contribución es ofrecer la información indispensable para la captura y conservación de la fauna de invertebrados, y al mismo tiempo despertar la curiosidad del lector hacia estos grupos de animales. Sobre esta base, y teniendo en cuenta que hay que aclarar los por qué, para qué y el cómo diseñar estrategias y escenarios de intervención educativa para promover el aprendizaje, los objetivos de esta contribución son: 1) Proponer distintos métodos de captura adecuados para los diversos hábitats y formas de vida de los macroinvertebrados. 2) Describir diferentes técnicas de conservación del material colectado. Posteriormente, el objetivo de estudiar las relaciones existentes entre las distintas especies y con el ambiente donde viven, se realiza una contribución (Darrigran, et al., ms.), en la cual se describen los modelos básicos de muestreos necesarios para lograr esos objetivos. A partir de la adquisición de estos conocimientos, el docente estará en condiciones de elaborar recomendaciones didácticas tendientes a la sistematización y optimización del uso de estas herramientas como recurso didáctico para la enseñanza y aprendizaje de la biodiversidad que lo rodea. (Texto en Español. PDF tiene ochenta y seis paginas.

Dinâmica populacional de Halodule wrightii Ascherson e sua fauna e flora associada em Cabo Frio RJ

Fanerógamas marinhas (gramas marinhas) são plantas com flores adaptadas ao ambiente marinho costeiro da maioria dos continentes do mundo. As gramas marinhas formam extensos bancos e proveem valiosos recursos em águas costeiras rasas em todo o mundo, servindo de alimento e berçário para espécies importantes de pescados comerciais e recreacionais. Nesse estudo foi realizada uma revisão sobre o estado de conhecimento das fanerógamas marinhas no Brasil até o presente momento; avaliou-se a importância do monitoramento em longo prazo e a influência de fatores ambientais, como o número de manchas solares; pesquisou-se também a distribuição espacial da grama marinha, bem como a fauna e flora associada; e o crescimento de Halodule wrightii em duas condições ambientais extremas (exposta no ciclo de maré baixa e permanentemente submersa). A revisão bibliográfica sobre as gramas marinhas foi abrangente e verificou a existência de algumas lacunas no conhecimento. Através do monitoramento a longo prazo pôde ser observado que o número de manchas solares tem forte relação negativa sobre a altura do dossel das gramas marinhas de região entre marés. A variação de marés na região de mediolitoral está relacionada diretamente com a distribuição espacial de Halodule wrightii e, consequentemente na distribuição da fauna e flora associada. A diferença de crescimento nos eixos de Halodule wrightii em condições ambientais diferentes é compensada pelas variações nas características de distribuição da planta no ambiente, tais como a altura do dossel, a densidade e biomassa de eixos. O monitoramento a longo prazo pode permitir a tomada de ações que auxiliem no manejo e na recuperação desses importantes habitats costeiros.

Analyses of planetary atmospheres across the spectrum : from Titan to exoplanets

Planetary atmospheres exist in a seemingly endless variety of physical and chemical environments. There are an equally diverse number of methods by which we can study and characterize atmospheric composition. In order to better understand the fundamental chemistry and physical processes underlying all planetary atmospheres, my research of the past four years has focused on two distinct topics. First, I focused on the data analysis and spectral retrieval of observations obtained by the Ultraviolet Imaging Spectrograph (UVIS) instrument onboard the Cassini spacecraft while in orbit around Saturn. These observations consisted of stellar occultation measurements of Titan's upper atmosphere, probing the chemical composition in the region 300 to 1500 km above Titan's surface. I examined the relative abundances of Titan's two most prevalent chemical species, nitrogen and methane. I also focused on the aerosols that are formed through chemistry involving these two major species, and determined the vertical profiles of aerosol particles as a function of time and latitude. Moving beyond our own solar system, my second topic of investigation involved analysis of infra-red light curves from the Spitzer space telescope, obtained as it measured the light from stars hosting planets of their own. I focused on both transit and eclipse modeling during Spitzer data reduction and analysis. In my initial work, I utilized the data to search for transits of planets a few Earth masses in size. In more recent research, I analyzed secondary eclipses of three exoplanets and constrained the range of possible temperatures and compositions of their atmospheres.

Animali hezurretatik eta lokatz aktibatuetatik prestatutako ikatz aktibatuaren bidezko uren arazketa

Ur edangarrietan aurkitzen diren mikrokutsatzaileen ezabapena animali hezurretatik eta EDAR lokatzetatik eratorritako karbono aktibatuaren bidez.

HYBRID PHOTOVOLTAIC DEVICES BASED ON ORGANIC SEMICONDUCTING POLYMERS AND INORGANIC NANOSTRUCTURED ELECTRODES

La fotovoltaica orgánica es una tecnología solar emergente que todavía no ha entrado en el mercado. El objetivo de esta tesis ha sido acercar un poco más la industrialización de dicha tecnología mediante el incremento de la eficiencia y la durabilidad de estos dispositivos solares. Para la consecución de dicho objetivo se identificaron las limitaciones existentes y se diseñó una hora de ruta con diversas estrategias para poder superar cada uno de los problemas. Así, mediante un exhaustivo control de la nano morfología del film fotoactivo y la introducción de electrodos nanoestructurados se ha conseguido incrementar la eficiencia. La sustitución de los electrodos estándares por nuevos electrodos basados en óxidos metálicos confiere durabilidad al sistema. Por último, la sustitución del óxido de indio y estaño como electrodo transparente por nanohilos metálicos de plata habilita la posibilidad de fabricar dispositivos solares flexibles de bajo coste.

El soleamiento en las fachadas, técnicas para su reducción y pre dimensionamiento.

[EU]Lan honen helburu nagusia eraikuntzan gehituko diren argi-babeski sistema mota desberdinak aurkeztea da, bertan ematen den energia kontsumoa murrizteko asmoz. Izan ere, argi naturalaren erabilpen egoki batek eraikinaren efizientzia hobetzera eramango gaitu. Horretarako, ezinbestekoa izango da baliabide hau behar bezala ezagutzea, argitasuna eta beharrezko babesa eskaintzeko, eta ondorioz, energia aurreztea lortzeko. Babes sistema egokiena aukeratu baino lehen, aldez aurretik sortu izan diren argi-babeski mota desberdinak aztertu izan dira. Horrez gain, eguzki erradiazioa neurtzeko metodo grafiko eta analitikoak ere aztertu dira. Ondoren, Ecotect programak eskaintzen dituen simulazioei esker, eguzki erradiazioaren datu zehatzagoak lortzeko asmoz, ikasketa horretan erabiliko den eraikinaren kokapena, orientazioa eta ezaugarriak erabaki dira. Behin prototipoa definituta, programa bidez lau babes sistema mota desberdinak aztertu dira, horrela babesik gabeko eraikinean lortutako datuak alderatzeko. Azterketa Bilbo eta Sevillan egitea erabaki izan da. Izan ere, bi hiriburu hauek klimatologian duten desberdintasuna argi-babeskien aukeraketan duen eragina aztertzeko aukeratu dira, gainera, orientazioak eta argi babeskien dimentsioek ere izan dute zer esana aukeraketa garaian. Horrez gain, argi-babeskiek sortutako itzala ere aztertu izan da. Horrela, sistema hauen jarrera orokorra ikusi daiteke, eta beraz, uda garaian babesteko eta negu garaian eguzki izpiak sartzen uzteko duten ahalmena ikusi da. Bukatzeko, aurretik lortutako datu guztiei esker, eta bai kokapena zein orientazioa kontutan hartuz, babes sistema egokiena aukeratu da, jakinik ezinbestekoa dela argitasuna, babesa eta aurrezte energetikoaren arteko oreka egoki bat lortzea.

Desarrollo de una aplicación software para la monitorización de una instalación solar fotovoltaica.

[ES]El Dpto de Ingeniería Eléctrica en la ETSI de Bilbao dispone, en uno de sus laboratorios destinados a la docencia e investigación, de una instalación de generación solar fotovoltaica. Este TFG ha realizado una aplicación software que monitoriza dicha instalación, con el objetivo de poder posteriormente supervisar y analizar el funcionamiento óptimo de la misma.

Estudio de viabilidad financiera de un proyecto de inversión en energías alternativas

A través de este estudio se ha querido buscar una alternativa a la dependencia de la red eléctrica dada la escasez de combustible fósil y el encarecimiento de las tarifas eléctricas. Es por ello, que tras una larga búsqueda de energías renovables y eligiendo la energía solar y eólica como las más factibles, se ha hecho un estudio sobre la viabilidad financiera que supondría una instalación de bien paneles solares o bien un aerogenerador. En cuanto al proceso que conlleva la instalación, ha sido necesaria una rigurosa revisión de las legislaciones vigentes referentes a la instalación de este tipo de sistemas, para así, poder estimar el coste del procedimiento de la instalación, incluidas las tasas además de los costes de legalización. También se ha evaluado el consumo de la familia en una vivienda unifamiliar con el fin de estimar la potencia necesaria para hacer frente a dicho consumo. Una vez obtenido el consumo y la necesidad energética se ha realizado una compra de paneles solares y un aerogenerador. Para hacer frente a la suma de gastos se ha recurrido a un préstamo como única fuente de financiación. Por último, con el fin de estimar la viabilidad financiera, se han creado dos escenarios en los cuales por una parte estimaremos los rendimientos bajo el supuesto de que nos abasteceremos únicamente a través de los paneles solares o aerogenerador, y por la otra suponiendo que durante cuatro meses al año no vamos a recibir toda la electricidad necesaria y tendremos que recurrir a la red eléctrica; y como métodos de valoración se han utilizado el payback y TIR. Idioma: castellano.

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.

Avaliação do potencial fotoprotetor de extratos de musgos e investigação de seus riscos toxicológicos

A radiação ultravioleta (UV) induz diversos efeitos nocivos nos organismos e a quantidade desta radiação que atinge a biosfera é afetada pela concentração de ozônio, latitude, altitude, clima e reflexão especular. As respostas de briófitas em relação aos efeitos da radiação UV e a presença de compostos que absorvem esta radiação têm sido estudadas. Sanionia uncinata, Holomitriopsis laevifolia e Leucobryum laevifolium são espécies de musgos encontrados em locais expostos a alta incidência de radiação UV e com habitats distintos. Considerando que as respostas de musgos contra os efeitos da radiação UV e seus mecanismos de proteção ainda são pouco caracterizados, o objetivo deste estudo foi investigar o potencial fotoprotetor e possíveis riscos toxicológicos associados aos extratos dos musgos S. uncinata, proveniente da Antártica e H. laevifolia e L. laevifolium, proveniente do Amazonas. Seus extratos metanólico (EM), aquoso (EA), hidroalcoólico (EH) e etanólico (EE) foram estudados com a caracterização química por absorção ao UV e visível e pela cromatografia líquida de alta eficiência; quantificação do índice total de compostos fenólicos; determinação da capacidade captadora do radical 2,2-difenil-1-picril-hidrazila a fim de avaliar as atividades antioxidantes; avaliação do potencial de fotoproteção cutânea pela determinação do fator de proteção solar; avaliações do potencial mutagênico e citototóxico, através do ensaio de Salmonella/microssoma, utilizando as cepas TA97, TA98, TA100, TA102 e TA104; do potencial fotomutagênico através do ensaio de fotomutagenicidade, usando as cepas TA102 e TA104; e investigação dos efeitos genotóxicos e fotogenotóxicos, pelo ensaio de micronúcleo e fotomicronúcleo, respectivamente, usando diferentes linhagens celulares estabelecidas. Foram encontradas atividades fotoprotetoras e antioxidantes e observou-se que os extratos se apresentaram singulares devido a sua composição química. Os resultados fotoprotetores, além dos mutagênicos/fotomutagênicos, genotóxicos/fotogenotóxicos e suas respectivas avaliações citotóxicas também permitiram selecionar extratos e suas concentrações, como promissores candidatos em fotoproteção Assim, os EA e EH de H. laevifolia e L. laevifolium apresentam, no geral, os resultados mais significativos, tornando-se potenciais para avaliações refinadas em fotoproteção e na separação de componentes que possam levar a futuras aplicações como antioxidantes e protetores solares ou como adjuvantes.