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Simulador solar de baixo custo (SOLSIM): simulação da corrente fotogerada em diferentes células solares
Authors: Veissid Nelson , Vaz Célio Costa
Published: July 2023

O simulador solar de baixo custo (SOLSIM) desenvolvido pelo INPE em parceria com a empresa Orbital Eng. Ltda é composto por um conjunto de dois tipos diferentes de lâmpadas. O espectro AM1,5G, obtido pela superposição dos espectros individuais de cada tipo de lâmpada, é de classe A. Neste trabalho compara-se os valores de corrente fotogerada do SOLSIM com a de outros simuladores solares na irradiação padrão AM1,5G ( 1000 W/m 2 ) das normas ABNT NBR 11879, IEC 904-9 e ASTM E 927-85. A simulação é feita considerando-se curvas de irradiância espectralde diferentes simuladores solares e de resposta espectral de diferentes células solares. Os resultados indicam que o mesmo dispositivo pode ter variações de até 40% no valor da corrente fotogerada quando caracterizado com simuladores de diferentes classes. O SOLSIM e o X25 foram os equipamentos que apresentaram o menor desvio padrão médio, em torno de 1 %, em relação aos valores de corrente fotogerada calculadas para o padrão AM1,5G. Somado a este fato, o SOLSIM é o equipamento que mostra o menor custo por benefício pois seu preço (quinze mil dolares) é da ordem de um terço dos equipamentos importados.
Projeto e comparação de um controlador pi digital e um controlador preditivo modificado para um inversor fotovoltaico de 700 w interligado à rede elétrica
Authors: Bezerra Pedro André Martins , Daher Sergio , De Sousa Gean Jacques Maia , Antunes Fernando Luis , Oliveira Júnior Demercil de Souza
Published: July 2023

A maneira mais eficiente de aproveitamento da energia fotovoltaica é feita através dos sistemas conectados a rede elétrica, uma vez que não se requer o armazenamento em baterias. Nestes sistemas, inversores são responsáveis por transformar a corrente contínua proveniente dos painéis em corrente alternada sincronizada com a tensão da rede e por maximizar a energia absorvida. Este artigo contém o projeto e a comparação de dois controladores digitais de corrente para um inversor fotovoltaico de 700 W conectado a rede elétrica: um proporcional integral (PI) e um preditivo modificado. Os controladores foram comparados através de simulações no software PSIM, utilizando DLLs para simular a dinâmica dos algoritmos de controle, e através de resultados experimentais. Para sempre se extrair a máxima potência dos painéis fotovoltaicos, um algoritmo de MPPT baseado no perturba e observa também foi projetado e simulado. O inversor proposto foi desenvolvido para conectar os painéis fotovoltaicos do laboratório deeletrônica de potência da Universidade Federal do Ceará.
Redução da demanda no horário de ponta proporcionada pelo preaquecimento solar da água para o banho
Authors: Naspolini Helena Flávia , Rüther Ricardo
Published: July 2023

Este trabalho tem como objetivo avaliar os impactos proporcionados pela agregação da energiasolar térmica ao aquecimento da água para o banho sobre a demanda ativa, reativa e aparente solicitadas à concessionária de energia elétrica, através da utilização de metodologias de medição da demanda e da energia elétrica consumida por um grupo estatisticamente representativo de sistemas de aquecimento solar monitorados, instalados em moradias populares integrantes do Edifício Residencial Solar Buona Vitta, localizado em Florianópolis, Santa Catarina, Brasil. Para o período analisado, os resultados mostram que a agregação da energia solar térmica ao aquecimento da água para o banho proporciona redução significativa, no horário de ponta, das demandas ativa, reativa e aparente solicitadas à concessionária de energia elétrica para aquecer a água para o banho.
Projeto básico de uma central heliotérmica de 1 MW em Petrolina - PE
Authors: Vieira Leonardo Reis , Guimarães Ana Paula Cardoso , Bezerra Lauro Barde , Serra Eduardo Torres
Published: July 2023

O objetivo deste artigo é apresentar o projeto básico de uma planta solar de 1 MW com tecnologia de cilindros parabólicos, realizado pela empresa espanhola Solar Technology Advisors – STA, “spin-off” da Ciemat, sob orientação e coordenação do Cepel. O projeto leva em consideração a possibilidade de uma futura ampliação, abrangendo novas tecnologias de geração solar.
Análise do processo de difusão/queima de pastas metálicas e da passivação com SiO2 em Células Solares Bifaciais finas com região P+ Localizada
Authors: Osório Vanessa da Conceição , Moehlecke Adriano , Zanesco Izete
Published: July 2023

Neste artigo apresentam-se os resultados da análise de processos envolvidos na fabricação de células solares bifaciais finas com região de campo retrodifusor de alumínio localizado. Foram usadas lâminas de silício monocristalino Czochralski, tipo p, de espessura reduzida de aproximadamente 150 μm. A região p+ foi formada por pasta de Al depositada por serigrafia e pela difusão de Al em forno de esteira. Foi otimizado o processo de difusão/queima são das pastas de Al e Ag/Al bem como foram analisadas diferentes formas de passivar as superfícies com SiO 2 . Observou-se que a melhor temperatura para a queima/difusão é de 840 oC para células sem óxido de passivação e de 850oC para aquelas com uma camada de SiO 2 com espessura da ordem de 10 nm. A passivação de ambas as faces por um óxido crescido termicamente melhorou o desempenho das células solares, mas constatou-se que o comprimento de difusão dos portadores minoritários nas células é menor que a espessura da lâmina, o que explica a baixa eficiência obtida quando a célula foi iluminada pela face posterior com região de campo retrodifusor de Al localizado.
Sistemas fotovoltaicos conectados a red: estabilidad en los parámetros de la red y sus efectos en la capacidad de generación
Authors: Cáceres Manuel , Busso Arturo , Vera Luis , Firman Andrés , Leiva Guillermo , Luque Lisandro
Published: July 2023

Con el objeto de evaluar la influencia que tiene la variación de los parámetros característicos de la red de baja tensión en la eficiencia global de un sistema fotovoltaico conectado a red (SFCR), el Grupo en Energías Renovables (GER) desarrolló un modelo matemático que permite predecir la interacción red-SFCR. En este estudio se presenta por un lado, el desarrollo del modelo matemático citado y por otro, la metodología empleada para determinar la calidad de la energía inyectada por un SFCR. Se presentan y comparan los resultados obtenidos por simulación y los adquiridos en forma experimental durante 15 meses de funcionamiento. Del análisis de los resultados obtenidos se concluye que, en la evaluación de la disminución en la capacidad de generación del SFCR, el desvío máximo cometido por el modelo matemático desarrollado es menor al 2%, que la disminución en la eficiencia global del sistema instalado es del 20% y que para mejorar esta eficiencia es suficiente con introducir modificaciones en los rangos de trabajo del inversor para conexión a red.
Coeficiente de extinção da luz em cana-de-açúcar Irrigada em Alagoas
Authors: Ferreira Junior Ricardo Araujo , De Souza José Leonaldo , Teodoro Iêdo , De Araújo Neto Renato Américo , Da Silva Maurício Bruno Prado , Escobedo João Francisco
Published: July 2023

O objetivo deste trabalho foi estudar a irradiância fotossintética interceptada pelas plantas de cana-de-açúcar em dois espaçamentos entre as linhas de plantio através da determinação do coeficiente extinção da luz em diferentes fases do crescimento da área foliar. A variedade RB98710 foi plantada em uma área experimental do Centro de Ciências Agrárias (CECA) da Universidade Federal de Alagoas (UFAL) em Rio Largo – Alagoas. A área foi dividida em duas parcelas estabelecidas de 12 fileiras de plantio, sendo uma parcela com espaçamento único (1 m) e a outra com espaçamento combinado (0,6 e 1,4 m). O cultivo foi irrigado por um sistema de gotejamento superficial. Medidas biométricas e radiométricas foram realizadas em uma frequência mensal. As frações de irradiância fotossintética interceptada foram maiores que 0,93 a partir das medidas realizadas 169 DAP (espaçamento combinado) e 173 DAP (espaçamento único), acima desses valores é considerado o fechamento total do dossel. No espaçamento único o valor de k foi igual a 0,48 e um coeficiente de determinação (R 2 ) de 0,98. O valor médio de k (0,51) no espaçamento combinado foi similar (estatisticamente) ao do espaçamento único, o R 2 teve valor 0,98.
Desenvolvimento de um sistema para descontaminação Microbiológica da água por pasteurização solar
Authors: Carielo Gustavo , Tiba Chigueru , Calazans Glícia
Published: July 2023

Neste artigo é descrito um sistema de pasteurização automático cujos critérios básicos de projeto foram: ausência da produção de trihalometanos; geração local de energia térmica e elétrica; preservação do bioma local (a caatinga); tecnologia de automação; baixo custo de manutenção e construção. O protótipo construído consiste de um sistema solar térmico para tratamento microbiológico da água com um pequeno sistema fotovoltaico para suprimento de eletricidade, somente para o sistema de controle. Esse equipamento mostrou-se capaz de pasteurizar a água por bateladas, em intervalos de tempo pré-programados. De acordo com portaria no 518 do Ministério da Saúde do Brasil (2005), o resultado das análises bacteriológicas antes do tratamento mostrou um alto nível de contaminação por bactérias do grupo coliformes, inclusive a presença de Escherichia coli. Após os tratamentos, as amostras encontraram-se totalmente negativas para ambos os microrganismos.
Configurações para operação de plantas heliotérmicas CSP com armazenamento de calor e hibridização no Brasil
Authors: Soria Rafael , Schaeffer Roberto , Szklo Alexandre S
Published: July 2023

A energia solar de concentração (CSP), embora não seja aplicada em larga escala no Brasil, tem um potencial importante em zonas específicas do território. Este trabalho analisa as diversas configurações de plantas centralizadas CSP com armazenamento de calor e hibridização, e as vantagens da sua operação no Sistema Interligado Nacional (SIN). Dois cenários foram analisados: base e alternativo. O cenário base está associado ao atual contexto de incentivos, que inclui o regime fiscal atual e as regras dos órgãos financiadores; o cenário alternativo incorpora propostas de incentivos fiscais e financeiros. Usando o software SAM, é analisada a influência da variação na capacidade de armazenamento de calor e de hibridização sobre os custos nivelados da energia (LCOE), o fator de capacidade e a produção anual de energia. O estudo de caso foi desenvolvido em Campo Grande - Brasil, onde foram simuladas cinco tipos de plantas CSP de cilindro parabólico (combinações de armazenamento de calor e hibridização) para cada cenário. Conforme os dados de entrada e as configurações de planta para cadacenário, os valores de LCOE variaram numa ampla faixa entre 39,9 – 82,9 cent. USD/kWh no cenário base e entre 19,7 – 39,1 cent. USD/kWh no cenário alternativo.
Avaliação numérica da convenção natural em coletor solar de tubo evacuado
Authors: Manea Tiago Francisco , Oliveski Rejane de Césaro , Krenzinger Arno
Published: July 2023

Este trabalho propõe uma avaliação qualitativa da convecção natural que ocorre no coletor solar de tubo evacuado. Para tanto foi utilizado o método de volumes finitos aplicado com a ferramenta do fluidodinâmica computacional ANSYS-FLLUENT. Foram simuladas situações de irradiância sobre o tubo de 300, 500 e 800 W/m2, combinadas a ângulos de inclinação do coletor de 30° e 45° em relação ao plano horizontal. Observou-se o comportamento no formato de pluma da água quente que sai do tubo em direção ao topo do reservatório. Verificou-se a dependência da velocidade do fluido na saída do tubo com a irradiância e com o ângulo de inclinação. Para ângulos maiores há velocidades maiores e, consequentemente, uma homogeneização maior da temperatura no reservatório. Entre o fluido aquecido que ascende ao reservatório e o que desce para o fundo do tubo há uma zona de cisalhamento, onde foi observada uma reegião de recirculação de fluido.
Uma análise sobre efeitos metaestáveis em módulos fotovoltaicos CI(G)S por exposição à luz solar
Authors: Bühler Alexandre José , Gasparin Fabiano Perin , Krenzinger Arno
Published: July 2023

Módulos fotovoltaicos de filmes finos tem aumentado gradativamente a sua participação no mercado fotovoltaico. Dentre as diversas tecnologias hoje disponíveis estão os módulos baseados em disseleneto de cobre e índio (CIS) e disseleneto de cobre, índio e gálio (CIGS). Essas tecnologias apresentam hoje a maior eficiência de conversão entre os filmes finos e já representam uma interessante alternativa de geração fotovoltaica. Entretanto, módulos baseados nesses materiais apresentam alguns efeitos peculiares, entre os quais, a variação da eficiência de conversão devido à exposição do módulo à radiação luminosa. Esse efeito metaestável causa um aumento na potência do módulo cuja magnitude varia muito dependendo da composição específica dos materiais usados na fabricação das células e do processo de fabricação empregado. O tempo necessário para um módulo atingir o máximo de sua eficiência de conversão, bem como o tempo de relaxamento (perda do efeito) também variam dependendo dos mesmos fatores que o incremento na potência. Este trabalho apresenta uma breve discussão sobre o efeito metaestável de incremento na eficiência de conversão em módulos CIGS e uma proposta de metodologia para estudar esse efeito em módulos expostos à radiação solar natural. Alguns resultados preliminares realizados em um módulo comercial disponível no mercado brasileiro é também apresentado.
Modelos estatísticos para estimativa da irradiação solar UV horária em Botucatu/SP/Brasil
Authors: Teramoto Érico Tadao , Escobedo João Francisco , Martins Dinival
Published: July 2023

O objetivo deste trabalho foi ajustar modelos estatísticos para a estimativa da irradiação solar UV horária em Botucatu/SP/Brasil. Foram ajustados três modelos que permitem a estimativa a partir da correlação entre a transmissividade atmosférica da radiação solar UV (K TUV ) e o índice de claridade K T . Modelos deste tipo podem ser utilizados em qualquer cidade no globo terrestre que possua clima similar ao do local onde foram desenvolvidos. Os principais fatores que motivaram o presente estudo foram: a importância da radiação solar UV como um fator nocivo para a biosfera, polímeros sintéticos e fibras naturais e o número pequeno de cidades no Brasil que a monitoram. Em geral, os modelos ajustados apresentaram imprecisão inferior ao do sensor utilizado na medição da radiação solar UV, com tendência de superestimar os valores de irradiação solar UV horária em ~1%.
Geração distribuída com sistemas fotovoltaicos: 20 telhados solares em Porto Alegre
Authors: Rampinelli Giuliano Arns , Krenzinger Arno , Gasparin Fabiano Perin , Bühler Alexandre José
Published: July 2023

O atual processo brasileiro de regulamentação e incentivo à geração de energias renováveis deve proporcionar um cenário promissor para a energia solar fotovoltaica. Este trabalho apresenta a descrição do projeto de 120 telhados fotovoltaicos no Brasil a serem implantados nos próximos anos e que visa delimitar as condições e impactos da geração distribuída de energia elétrica a partir de sistemas fotovoltaicos em telhados de consumidores na rede de baixa tensão. O trabalho descreve especialmente o estágio atual dos telhados fotovoltaicos que serão instalados em um condomínio de residências na cidade de Porto Alegre localizada no sul do Brasil e destacando os requesitos e condições necessárias exigidas pela concessionária proprietária da rede elétrica de distribuição onde os sistemas fotovoltaicos serão conectados.
Determinação das características espectrais da radiação solar na superfície terrestre através de satélites
Authors: Haag Rafael , Krenzinger Arno
Published: July 2023

Este trabalho apresenta uma metodologia para caracterizar a distribuição espectral da irradiância solar através de dados obtidos por instrumentos a bordo de satélites. Estas informações formam um banco de dados sobre parâmetros atmosféricos que alteram as características espectrais da irradiância solar. O modelo computacional de transferência radiativa na atmosfera SMARTS2 (Simple Model of the Atmospheric Radiative Transfer of Sunshine) adota este banco de dados como parâmetros de entrada e estima a intensidade e distribuição espectral da radiação solar sobre a superfície terrestre. Através da utilização dos instrumentos MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) a bordo dos satélites TERRA e AQUA e AIRS (Atmospheric Infrared Sounder) também instalado na plataforma AQUA, foram determinadas as concentrações e propriedades ópticas de aerossóis, quantidade de água precipitável, coluna de ozônio e dióxido de carbono sobre o território brasileiro. Instrumentos instalados no Laboratório de Energia Solar da UFRGS foram usadas para a validação das irradiâncias espectrais e de banda larga previstas pelo modelo computacional SMARTS2. Foram determinadas as características da distribuição espectral em Porto Alegre - RS, em uma base de dados decenal (2002-2011).
Estudo da transmitância do policarbonato alveolar em diferentes ângulos de incidência para cobertura de um coletor solar passivo
Authors: Toro Juan Diego Naranjo , Ruschel Cristiano Saboia , Krenzinger Arno
Published: July 2023

Este trabalho apresenta um estudo sobre o policarbonato alveolar para fim de utilização como material para cobertura de um coletor solar passivo localizado no Laboratório de Energia Solar da Universidade Federal de Rio Grande do Sul (LABSOL). Foram feitas medições da transmitância do policarbonato alveolar de duas espessuras e com diferentes ângulos de incidência. Os resultados indicam uma maior transmitância do policarbonato em comparação com a cobertura dupla de vidro, atualmente utilizada. Além disso, se apresenta uma análise do efeito da orientação (vertical ou horizontal) das aletas internas de reforço do policarbonato alveolar na transmitância para diferentes ângulos de incidência.
Suncloud-e: software para a localização do efeito lente produzido por nuvens na irradiação solar global
Authors: De Andrade Ricardo Cesar , Tiba Chigueru , Da Silva Tarcisio Coutinho
Published: July 2023

A irradiância solar extraterrestre total é atenuada pela atmosfera em diferentes proporções, dependendo principalmente do ângulo solar zenital e altitude do ponto de medição. Neste trabalho, valores muito altos e extremos da irradiância solar total medido na superfície são apresentados, que em alguns dias, ultrapassaram a Constante Solar Corrigida para a distância Terra-Sol (CSC). O presente artigo tem como objetivo apresentar o desenvolvimento de um software para a localização espaço-temporal da irradiância solar acima da condição de céu claro e/ou extraterrestre. O programa foi desenvolvido em Java, e o mesmo apresenta facilidade de uso, pois utiliza parâmetros geográficos simples e o fator de Linke.
Dynamical modeling and simulation of pv-solar pannels
Authors: Junior Antonio C. P. Brasil
Published: July 2023

This paper explores a dynamical model of the thermal and electrical behavior of solar photovoltaic module. A detailed heat transfer model is implemented, coupled to an electrical model that takes into account all effects of cell temperature dependence in the variables of a single diode equivalent circuit. Radiation and convection heat transfer are considered, as well as the effect of thermal inertia. Simulations for the unsteady power output are obtained for typical variations of irradiation (ramps and valleys) and other real climatic inputs. A comparison between the dynamical and steady state models is discussed and the main differences for the temperature and power levels have shown the framework of applicability of the proposed model.
Método para análise comparativa dos impactos técnicos da geração distribuída fotovoltaica concentrada e pulverizada
Authors: Camargos Ronaldo Sérgio Chacon , Shayani Rafael Amaral , De Oliveira Marco Aurélio Gonçalves
Published: July 2023

A publicação da Resolução Normativa 482/2012 da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) fez com que os estudos de impactos técnicos na rede de distribuição necessitassem de uma mudança de enfoque, pois agora a instalação de geração distribuída (GD) deixa de ser definida pela concessionária e passa a ser definida pelos consumidores. Nesse contexto, o presente artigo propõe um método para análise comparativa de dois tipos de geração distribuída fotovoltaica, a concentrada e a pulverizada. O método proposto é aplicado em uma rede radial de distribuição e os resultados são apresentados e discutidos.
Panorama da energia solar fotovoltaica no Brasil
Authors: Da Rosa Antonio Robson Oliveira , Gasparin Fabiano Perin
Published: July 2023

A matriz elétrica brasileira, composta em sua maior parte por hidrelétricas, depende de um nível estável de chuvas para manter seus reservatórios a níveis satisfatórios. Caso haja uma oscilação no regime das chuvas, e esta oscilação cause um impacto nos reservatórios, é necessário o acionamento das termoelétricas. Além dos custos de acionamento destas usinas serem mais elevados, sofre também o meio ambiente, uma vez que este tipo de usina provoca um impacto ambiental maior, principalmente pela grande produção de gases de efeito estufa. Como alternativa às crises hidrológicas e também ao acionamento de usinas termoelétricas, cresce o interesse pela diversificação da matriz elétrica brasileira com outras fontes renováveis de energia, com o intuito de atender a demanda e garantir confiabilidade ao sistema elétrico. Uma opção cada vez mais atraente é a energia solar fotovoltaica. O Brasil possui um ótimo potencial solar para geração de energia elétrica quando comparada, principalmente, com países que já possuem a energia solar fotovoltaica inserida de forma consistente em sua matriz energética. As políticas de incentivos existentes no Brasil ainda têm que evoluir para que melhore a viabilidade desta forma de geração de energia. O investimento inicial elevado acaba inibindo a expansão principalmente nas unidades consumidoras do tipo residencial. O crescimento desta fonte de geração de energia também fica prejudicado devido aos obstáculos tributários e institucionais. Frente a isto, será apresentado um panorama da energia solar fotovoltaica juntamente com os mais significativos programas para o desenvolvimento das fontes renováveis existente no país, serão destacadas algumas oportunidades, desafios, assim como sugestões de melhoria na legislação.
MÉTODO DE LOCALIZAÇÃO DE MÓDULOS FV UTILIZANDO ESTIMATIVA DA IRRADIAÇÃO INCIDENTE E APROXIMAÇÃO PELA QUALIDADE ELÉTRICA DO MÓDULO
Authors: Herrero Rafael , Simplício Roberto Silva , Shimura Sergio , De Moura Cesar Biasi , Zuffo Marcelo Knorich
Published: July 2023

O objetivo deste trabalho é propor uma metodologia de localização dos módulos fotovoltaicos (FV) com base na aproximação das características elétricas e irradiação solar incidente por módulo, para reduzir os percentuais de descasamento elétrico causados pelo sombreamento e tolerâncias da fabricação de módulos fotovoltaicos. A análise foi realizada para uma minigeração fotovoltaica de 450 kWp em formato de estacionamento no Parque Cândido Portinari, em São Paulo. Métodos tradicionais de simulação da estimativa de produção anual consideram módulos idênticos e não permitem importar arquivos flashtest com os parâmetros elétricos de cada módulo FV a ser utilizado na planta. A metodologia proposta incluiu a análise de irradiação global média diária anual no domínio do módulo FV e o desenvolvimento de algoritmo de estudo e ordenação em MATLAB, no qual o catálogo do módulo e os flashtests foram disponibilizados pelo fabricante. Os resultados do estudo mostram para uma associação série da planta, variação entre -1,4 e +1,2 Wp entre os valores máximos e mínimos da PMPP, indicando um desvio em relação ao valor médio de 0,57% e 0,48% resultando na queda da tolerância relativa à qualidade do módulo em comparação com os valores de ±2,5% anteriormente praticado nas simulações. Sendo obtido uma potência total média teórica de 5,922 kWp, enquanto que em uma montagem aleatório teríamos uma potência total média teórica de 5,880 kWp, resultando em -40,49 Wp (0,7%) inferior em comparação com a string na qual foi aplicado o algoritmo de ordenação.
DESEMPENHO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO EM DEZ CIDADES BRASILEIRAS COM DIFERENTES ORIENTAÇÕES DO PAINEL
Authors: Gasparin Fabiano Perin , Krenzinger Arno
Published: July 2023

Os sistemas fotovoltaicos conectados à rede são uma opção cada vez mais viável para produção de eletricidade no Brasil. Por ser uma fonte intermitente de energia dependente de diversas variáveis, a análise e dimensionamento destes sistemas é primariamente realizada com programas de simulação. Uma análise simplificada do sistema baseada somente em médias de irradiação mensal, por exemplo, não permite o estudo do impacto do ângulo de inclinação e orientação do arranjo fotovoltaico na produção anual de eletricidadecom o nível de detalhamento necessário. No estudo realizado neste trabalho foi utilizadaa ferramenta SAM (System AdvisorModel) para a simulação de um sistema fotovoltaico residencial típico de 1500 Wp em dez cidades brasileiras, compreendendo as inclinações do painel fotovoltaico entre 0 e 90° e ângulo de azimute compreendendo todas as direções. Os resultados indicam que há uma faixa relativamente ampla de inclinações e orientações do arranjo fotovoltaico em que a produção anual de eletricidade difere de apenas 1 % de um sistema de referência, isto é, com a orientação considerada ideal, onde a inclinação do arranjo fotovoltaico é igual à latitude local e orientado para o norte geográfico. Além destes resultados, esta metodologia permite verificar se é preferível utilizar uma orientação a leste ou oeste frente a alguma restrição de instalação e estimar a perda anual de energia gerada comparada à situação de referência.Foram utilizados dados de um arquivo climático horário para cada cidade, no formato de ano meteorológico típico. Para uma análise segura, a simulação do desempenho deveser realizada para cada local de interesse no momento do projeto. Este fato reforça a necessidade da produção de arquivos climáticos confiáveispara um maior número de cidades brasileiras e que só podem ser obtidos com medidasa partir de estações solarimétricas de qualidade ao longo de vários anos, realidade que precisa ser aperfeiçoada no Brasil.
ANÁLISE COMPUTACIONAL DE TÉCNICAS DE RASTREAMENTO DE MÁXIMA POTÊNCIA (MPPT) PARA APLICAÇÃO EM ARRANJOS FOTOVOLTAICOS
Authors: Silva Leonardo Rosenthal Caetano , Guimarães Geraldo Caixeta , Monteiro Raul Vitor Arantes , Tamashiro Marcio Augusto , Cunha Guilherme Henrique Bernardes , Oliveira Thales Lima , Santos Roberta Ramos
Published: July 2023

Este artigo apresenta uma verificaçãocomputacional das atuações de diversos métodos de busca do ponto de máxima potência (Maximum Power Point Tracking– MPPT) em sistemas fotovoltaicos utilizando o programa AlternativeTransientsProgram(ATP) e, desta forma, comparaa aplicação de cada método. É utilizado um modelo de célula fotovoltaica, onde são inseridos os dados comerciais de um determinado módulo, com diversos métodos de MPPT controlando o conversor em que este deve ser conectado.Com o objetivo de apresentar de forma detalhada a conexão do sistema módulo-conversor CC-CC (corrente contínua), são apresentados doze métodos de MPPTtrabalhados de forma teórica e, por fim, testados computacionalmente.
MODELOS GERADORES DE ENERGIA FOTOVOLTAICA: UMA ANÁLISE DE VIABILIDADE NO ESTADO DO GOIÁS
Authors: Da Costa João Filipe Ibanhez , Dos Santos Pedro Falcão Moreto
Published: July 2023

O antigo e importante assunto enegético mundial debatido entre as grandes nações, vem oscilando devido aos acontecimentos recentes nos Estados Unidos, porém a cupúla central mantém a postura do desenvolvimento sustentável. Apesar de caminhar lentamente, o alinhamento estratégico governamental brasileiro com todos os potenciais recursos que o país detém, trouxe grandes oportunidades para iniciativas privadas desenvolverem a geraçãodistribuída fotovoltaica, consequentemente alavancarem as importantes vertentes econômica, social e ambiental. Como uma opção cada vez mais atraente por todas as partes interessadas nesta tecnologia, e por ainda possuir difuculdades de proliferação, este estudo buscar apresentar uma síntese sobre as oportunidades de novos negócios descobertas após atualizações regulamentares da ANEEL, na utilização da energia solar fotovoltaica em sistemas de geração distribuída (GD). Como objetos de estudo, o estado do Goiás e a geraçao compartilhada, tornam-se uma excelente junção de elementos chaves para empresas ousadas desenvolverem a economia local, gerando empregos qualificados, agregando valor local com os menores riscos ambientais.
MAPEAMENTO DO POTENCIAL DE GERAÇÃO SOLAR FOTOVOLTAICA NO BRASIL – UMA ABORDAGEM PRELIMINAR
Authors: Costa André Moura Gomes , Lopes Bruno Marciano , Uturbey Wadaed
Published: July 2023

Questões ambientais, de segurança energética e, até mesmo, econômicas tornam premente o uso massivo de fontes renováveis de energia. Dentre estas, destaca-se a energia solar, que foi recentemente objeto da 2ª edição do Atlas Brasileiro de Energia Solar, lançado pelo INPE e parceiros. Aproveitando dados de radiação daquele documento, este trabalho se dedica ao mapeamento da capacidade de geração de energia por sistemas fotovoltaicos. Buscou-se dados confiáveis das demais variáveis ambientais impactantes no processo de conversão energética. Os parâmetros mensais foram convertidos em variáveis horárias por meio de modelos consagrados. Por fim, os dados horários sintéticos alimentaram um software, desenvolvido pelos autores. Como resultado, são apresentados os mapas de potencial de geração anual e mensal para todo o território nacional, considerando tecnologias e formas de instalação típicas. Ainda, é apresentado um mapeamento da taxa de desempenho média dos sistemas. A análise decorrente demonstra que é inadequado considerar que sistemas em localidades distintas tenham desempenho similar entre si, ou que um mesmo sistema mantenha nível de eficiência uniforme ao longo do ano. Além do mapeamento, a própria metodologia é uma contribuição desse artigo. O fato de a abordagem ser considerada preliminar decorre, principalmente, da baixa resolução temporal e/ou espacial dos dados de algumas variáveis ambientais e do reconhecimento de que alguns modelos adotados podem ser ajustados.
INTERCOMPARAÇÃO DE MODELOS NUMÉRICOS PARA ESTIMATIVA DA IRRADIAÇÃO SOLAR EM PARTE DO NORDESTE BRASILEIRO
Authors: Lima Francisco J. Lopes , Martins Fernando Ramos , Costa Rodrigo Santos , Gonçalves André Rodrigues , Souza Jefferson Gonçalves , Pereira Silvia Vitorino , Luiz Eduardo Weide , Pes Marcelo Pizzuti , Pereira Enio Bueno
Published: July 2023

O objetivo principal deste estudo foi avaliar os resultados de dois modelos numéricos – as simulações do modelo BRASIL-SR realizadas para elaboração da segunda edição do Atlas Brasileiro de Energia Solar e estimativas do modelo meteorológico de mesoescala WRF – e as suas capacidades em simular a irradiação solar incidente à superfície, em especial as componentes: global horizontal e direta normal. Para isso, foi realizado um estudo de caso, intercomparando suas estimativas para o ano de 2014, em uma porção da região Nordeste do Brasil, tomando como base os valores das simulações na estação Petrolina – PE, da rede SONDA. Os resultados indicam que as estimativas do modelo BRASIL-SR apresentam menores valores de viés e RMSE, com ligeira subestimativa dos valores simulados (em torno de -150 Wh/m2.dia e 440 Wh/m2.dia, para a irradiação solar global, respectivamente), enquanto que o modelo WRF tende a superestimar os valores simulados (viés de 1400 Wh/m2.dia e RMSE de 1700 Wh/m2.dia). Os dois modelos conseguem representar as principais feições da irradiação solar ao longo do ano, mas diferem em termos da variabilidade intranual da irradiação solar e do seu comportamento médio.
TOP ELECTRODE INVESTIGATION OF OPV MODULES BASED ON P3HT:PC[60]BM FABRICATED VIA ROLL-TO-ROLL PROCESS
Authors: Miranda Bárbara Hellen Souza , Rodrigues Jair Francisco , Vilaça Rodrigo , Bagnis Diego
Published: July 2023

Solar photovoltaic (PV) cells allow the direct conversion of sunlight into electricity without CO2 emission. Finding a way to cheaply utilize the vast amount of solar energy is one of the biggest challenges for this technology. The organic photovoltaic cells (OPV) are based on solution-processed photoactive polymers and can be fabricated via roll-to-roll (R2R) processes, which allow high production throughput with low costs. CSEM Brasil is building the foundations of future high-tech industries in Brazil and one of our key technology development areas is OPV modules production using R2R coating. In this work, polymer solar cells based on P3HT: PC[60]BM were prepared by R2R coating (electron transport, active and hole transport layers – ETL, AL and HTL) and by screen printing (top silver electrode). In order to save material and give more transparency of the OPV module were compared and evaluated the performance of two different suppliers of Ag paste (A and B) in three different top contact configurations, solid, grid and honeycomb. Additionally, were compared two different screen suppliers (I and II) for screen printing process and the Ag paste drying time studied. The comparisons were made with modules with an active area of 21.6 cm2 (6 stripes serially connected). Photovoltaic performance was evaluated in terms of Ag paste and screens suppliers, Ag pattern and drying time. Finally, modules were encapsulated in a R2R laminator using a flexible barrier film and evaluated in terms of lifetime.
INTERCOMPARAÇÃO DE MODELOS NUMÉRICOS PARA ESTIMATIVA DA IRRADIAÇÃO SOLAR EM PARTE DO NORDESTE BRASILEIRO
Authors: Lima Francisco J. Lopes , Martins Fernando Ramos , Costa Rodrigo Santos , Gonçalves André Rodrigues , Souza Jefferson Gonçalves , Pereira Silvia Vitorino , Luiz Eduardo Weide , Pes Marcelo Pizzuti , Pereira Enio Bueno
Published: July 2023

O objetivo principal deste estudo foi avaliar os resultados de dois modelos numéricos – as simulações do modelo BRASIL-SR realizadas para elaboração da segunda edição do Atlas Brasileiro de Energia Solar e estimativas do modelo meteorológico de mesoescala WRF – e as suas capacidades em simular a irradiação solar incidente à superfície, em especial as componentes: global horizontal e direta normal. Para isso, foi realizado um estudo de caso, intercomparando suas estimativas para o ano de 2014, em uma porção da região Nordeste do Brasil, tomando como base os valores das simulações na estação Petrolina – PE, da rede SONDA. Os resultados indicam que as estimativas do modelo BRASIL-SR apresentam menores valores de viés e RMSE, com ligeira subestimativa dos valores simulados (em torno de -150 Wh/m2.dia e 440 Wh/m2.dia, para a irradiação solar global, respectivamente), enquanto que o modelo WRF tende a superestimar os valores simulados (viés de 1400 Wh/m2.dia e RMSE de 1700 Wh/m2.dia ). Os dois modelos conseguem representar as principais feições da irradiação solar ao longo do ano, mas diferem em termos da variabilidade intranual da irradiação solar e do seu comportamento médio.
ASPECTOS DA MICROGERAÇÃO, CONSUMO E PRODUÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA FOTOVOLTAICA: ESTUDO DE CASO EM UMA RESIDÊNCIA NO SUL DA BAHIA
Authors: Gomes Ronaldo Lima , Cerqueira Adriano Hoth
Published: July 2023

Este trabalho tem o objetivo de entender a dinâmica de captação de energia solar, a sua conversão em energia elétrica, o seu consumo pela unidade geradora residencial e a sua parcela de injeção na rede pública. Para tanto, o método adotado se utilizará de dados coletados nos últimos 3 anos em uma unidade microgeradora residencial localizada na cidade de ilhéus, Bahia. Inicialmente foram organizados os dados de produção de energia elétrica realizada pela microgeração solar, a partir de dados coletados no inversor do sistema. Estes dados foram úteis também para estimar a irradiância solar global que incide na área em estudo. Em seguida, a partir dos dados coletados nas contas de energia da residência, foi possível calcular o balanço entre o consumo mensal de energia elétrica proveniente da concessionária e da parcela mensal de energia elétrica proveniente da microgeração solar injetada na rede pública. No período estudado, os painéis solares instalados foram responsáveis pela produção 8,5 MWh de energia elétrica. Nós mostramos que esta produção é compatível com um valor médio para a irradiação global diária que chega às superfícies inclinadas da unidade de 5,92 kWh/m2/dia. Mostramos também que os valores mensais de irradiação na superfície inclinada correlaciona-se com os valores mensais de irradiação global recebidos no plano horizontal. No período estudado, a demanda de energia elétrica da residência estudada foi de 11,2 MWh. Dessa forma, a diferença no balanço produção-consumo foi suprida pelo fornecimento de energia elétrica da rede pública que contabilizou 2,7 MWh. Mostramos que a utilização de energia elétrica da rede pública foi responsável por 24% da demanda total de energia elétrica da residência, o que proporcionou uma economia média de 63% no valor da fatura mensal de energia e uma taxa de amortização do investimento para a instalação e funcionamento deste sistema de microgeração da ordem de 14% ao ano.
ESPECIFICAÇÃO E PROTOTIPAGEM DE UM SISTEMA DE MICROGERAÇÃO FOTOVOLTAICA COM RASTREAMENTO SOLAR
Authors: Revoredo Téo Cerqueira , Ribeiro Marcos Vinícius Santos , Leitão Pedro Luis Moreira
Published: July 2023

A geração de eletricidade a partir da energia solar é uma proposta viável para solucionar parte dos problemas de energia do mundo. Dentre os principais fatores que influenciam o desempenho dos painéis fotovoltaicos na geração de energia está a sua orientação com relação ao Sol. Se o sistema é voltado de maneira constante e exata para o astro, o aumento da eficiência é significativo. Com esse objetivo, rastreadores solares orientam o painel constantemente na direção do Sol, e compensam modificações no ângulo de altitude diária, no desvio sazonal de latitude e no ângulo de azimute da estrela. Para que tenham bom desempenho, deve haver um compromisso adequado entre o ganho energético do posicionamento automático e o gasto de energia para mover o painel, além do desgaste das partes móveis e a manutenção necessária. O sistema deve operar de maneira estável e sem oscilações, e o foco de projeto deve ser a configuração dos ângulos de rastreamento e a otimização das partes móveis, enquanto uma configuração adequada do sistema de controle tende a aumentar a sua eficiência. Nesse contexto, esse trabalho apresenta os conceitos fundamentais do rastreamento solar, bem como a especificação e a prototipagem de um sistema de microgeração de energia com essa capacidade. A validação do desempenho do protótipo é realizada com base na comparação das medições feitas com um painel solar de especificações semelhantes, porém fixo, e com outros trabalhos da literatura. Os resultados comprovam a exequibilidade e a utilidade do sistema proposto.
CONSIDERAÇÕES SOBRE A QUALIDADE DE ÁGUA PLUVIAL ARMAZENADA EM CISTERNAS E SUA DESINFECÇÃO COM ENERGIA SOLAR
Authors: Cerqueira Tiago Batista , Oliveira Eduardo José Alécio De , Silva Ronaldo Faustino Da , Domingues Marco Antônio De Oliveira , Lyra Marília Regina Costa Castro
Published: July 2023

O acesso à água é um direito humano reconhecido pela ONU, devendo estar disponível e segura quantitativa e qualitativamente a todos. Sistemas de captação e armazenamento de água de chuva constitui uma alternativa viável para fornecer água potável de modo descentralizado, especialmente em regiões que sofrem com limitações hídricas. Embora os parâmetros físico-químicos de águas pluviais geralmente atendam aos padrões de potabilidade, são adequadas adoções de barreiras sanitárias preventivas e a desinfecção da água antes de consumi-la. A energia solar é um recurso abundante, gratuito e que pode facilmente ser empregado para o tratamento microbiológico da água por meio das técnicas SODIS (solar disinfection) e SOPAS (solar pasteurization). Sendo uma solução viável e sustentável, a pasteurização solar demonstra ser um método eficaz, que conciliado com as cisternas podem produzir água segura para beber em comunidades remotas, beneficiando o meio socioambiental e a saúde dos consumidores.
USO DE UM CONCENTRADOR SOLAR PARABÓLICO DE FOCO FIXO DE 0,30 m² PARA PASTEURIZAR ÁGUA EM BATELADAS
Authors: Cerqueira Tiago Batista , Domingues Marco Antônio De Oliveira , Lyra Marília Regina Costa Castro
Published: July 2023

Os paradigmas atuais no combate às mudanças climáticas e promoção do desenvolvimento sustentável tem impulsionado o desenvolvimento de inovações que fazem uso das fontes energéticas renováveis. Neste cenário a energia solar se destaca em virtude de sua abundância, disponibilidade e por ser limpa e versátil, podendo ser aplicada desde em grandes a pequenos projetos, inclusive por meio de tecnologias sociais para satisfazer demandas locais como para cozer, aquecer, pasteurizar e dessalinizar água. Entre os modelos de concentradores solares, o concentrador solar de disco parabólico de foco fixo (de Scheffler) se diferencia devido a proposta de manter o foco sempre estacionado à frente do painel refletor, graças ao mecanismo de rastreio solar diário automático e de ajuste sazonal, tornando assim mais cômodo o seu uso. Esta tecnologia pode ser construída em todos tamanhos e ser utilizada para diversos fins. Neste estudo foi avaliado a utilização de um concentrador de Scheffler de 0,30m² para pasteurizar água em sistema de bateladas, isto é, para eliminar os indicadores de contaminação microbiológica da água, como uma proposta de sistema alternativo de abastecimento individual. Foram realizados dois ensaios, cada um com volume de água e tempo de exposição solar diferentes. Embora não tenha sido possível fazer análises em laboratórios para comprovar a desinfecção da água, foi constatado que conforme as referências, a água foi aquecida a temperaturas suficientes para a realização da pasteurização solar.
CARACTERIZAÇÃO DA RESPOSTA TEMPORAL E ANGULAR DE PIRANÔMETRO TÉRMICO COM RADIAÇÃO SOLAR NATURAL
Authors: Mello Inhaquites Marcos Vinícius , de Barros Becker Renan Vinicius , Merlini Santos Lauren , Motta da Silva Jahel Emmanuhel , Perin Gasparin Fabiano
Published: July 2023

O aproveitamento da Energia Solar tanto em aplicações térmicas ou fotovoltaicas é fundamental para a redução de emissões e diversificação da matriz energética brasileira. O levantamento da radiação solar disponível é um passo importante na ampliação do uso da energia solar, sendo que o piranômetro de termopilha é o instrumento de medida da radiação solar global hemisférica necessário para este levantamento terrestre da radiação solar. Neste trabalho foi desenvolvido um dispositivo colimador para realização de ensaios de resposta angular de piranômetros com radiação solar direta. Um piranômetro protótipo baseado em uma pastilha peltier como elemento sensor foi construído e seu tempo de resposta e resposta angular foi determinado. O dispositivo colimador foi testado com o ensaio de resposta angular de um piranômetro padrão secundário, mostrando-se satisfatório. O protótipo desenvolvido atendeu aos parâmetros da norma ISO 9060-1990 para um instrumento de segunda classe no tempo de resposta e para a resposta angular a 60° em uma direção (leste). Na outra direção (oeste) o erro foi maior ao limite da norma, ocasionado pela imprecisão geométrica da cúpula de vidro de baixo custo utilizada. O trabalho contribuiu para o desenvolvimento de recursos humanos na Universidade Estadual do Rio Grande do Sul, além de possibilitar novos avanços no desenvolvimento nacional de instrumentos de medida de radiação solar e metodologia de ensaio.
CONCENTRADOR SOLAR APLANÁTICO COM DUPLA REFLEXÃO
Authors: Torres Aguiar Gomes Emerson , Fraidenraich Naum , De Castro Vilela Olga , Alves de Oliveira Carlos Antônio
Published: July 2023

O presente trabalho consiste em realizar análise de configurações de dispositivos voltados para concentração térmica com dupla reflexão, apresentar o aplanático como uma alternativa para aumento de concentração solar e propor uma nova configuração que apresente características distintas às dos dispositivos já existentes com ganho de concentração solar térmica. O trabalho parte da apresentação do concentrador aplanático, com sua geometria característica. Em seguida, o trabalho apresenta modelo analítico para dimensionamento da concentração solar obtida para os aplanáticos mais adequados para concentração solar face sua compacidade, e por fim, são realizadas simulações por meio de traçadores de raio que corroboram os resultados analíticos obtidos pelo modelo proposto. Os resultados obtidos e apresentados neste trabalho com o concentrador de geometria aplanática mostraram-se bem superiores aos obtidos com os obtidos por meio de cilindro-parábola que é de 23 sóis de concentração efetiva. A concentração obtida pelo concentrador aplanático hiperbólico chegou a 39,3 sóis e o elíptico chegou a 66,6 sóis. Esses resultados comprovam a importância do estudo de geometria aplanática e sua eficiência na concentração solar térmica a temperaturas elevadas.
Influence of Menstrual Hygiene Management Knowledge, Attitudes and Practices and School Attendance among Girls in Public Primary Schools in Kisumu West Sub-County, Kisumu County, Kenya
Authors:   Kisii University, Kenya, Ombogo Pamela Akech , Oino Peter Gutwa , Nyamwange Callen , Lumayu Mildred Fedha
Published: July 2023

School based comprehensive sexuality education that addresses Menstrual Hygiene Management (MHM) knowledge practices – including hygiene practices and management of menstrual pain may be an avenue for addressing both poor MHM practices and absenteeism, if they are locally adapted and practiced. Inadequate knowledge, lack of access to quality sanitary materials, cultural beliefs and taboos around menstruation and MHM, are common challenges that can negatively affect Education, Employment, Health and psychosocial outcomes. The study aimed at examining Menstrual Hygiene Management Knowledge, Attitudes and Practices in public primary schools in public Primary schools in Kisumu west sub-county. The respondents consisted of class 6-8 girls, teachers, Head teachers, and MoE officials who were key informants for the study. Data was collected using structured questionnaires and interview schedules. The data analyzed using Statistical Package for Social Sciences (SPSS) version 22 software. Both quantitative and qualitative findings were presented in the study. The study revealed that there is high prevalence of poor MHM among adolescent girls, and there exist a strong association between poor MHM and low knowledge. The study concluded that menstrual hygiene management in public primary schools is greatly influenced by knowledge, attitudes and practices of school management and girls’ perceptions. The study recommends the need for comprehensive education interventions in school settings, delivered during early adolescence to reach pre-menarche girls, particularly in rural settings for improve menstrual hygiene practices. The government should have a clear monitoring tool to ensure pupils receive accurate and timely information on menstruation and menstrual hygiene management.
PHÁT TRIỂN DOANH NGHIỆP Ở TỈNH PHÚ THỌ: THỰC TRẠNG VÀ GIẢI PHÁP
Authors: Điêu Quang Đạo  , Đào Hà Vĩnh
Published: July 2023

Năm 2020 năng suất lao động và GRDP/người của tỉnh Phú Thọ mới bằng khoảng 72-73% mức trung bình của cả nước. Cụ thể là GRDP/người của tỉnh mới đạt 2.190 USD so với 3.000 USD/người của cả nước. Ở Phú Thọ doanh nghiệp cũng chưa phát triển mạnh, trong khi dân số có khoảng 1,48 triệu người thì mới có 5.466 doanh nghiệp (trong đó có khoảng 98% doanh nghiệp vừa và nhỏ), tức là cứ 271 người mới có 1 doanh nghiệp và nhìn chung doanh nghiệp lại phát triển chưa có hiệu quả. Nhưng làm thế nào để phát triển mạnh cả số lượng và chất lượng doanh nghiệp ở tỉnh Phú Thọ trong những năm tới đang là vấn đề cần được nghiên cứu trả lời. Tác giả muốn trình bày một số vấn đề quan trọng về thực trạng và giải pháp phát triển doanh nghiệp ở tỉnh Phú Thọ để những ai quan tâm có thêm thông tin tham khảo