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A produção de energia limpa tem sido uma das principais buscas globais nos últimos anos. As faixas de radiação, enviadas através da luz solar, que podem ser captadas por células fotovoltaicas, que transformam a luz em energia elétrica, tornam o sol na fonte mais promissora para as necessidades elétricas dos seres humanos. O clima tem uma considerável importância na captação de energia solar, pois a eficiência de um sistema de células é relacionado diretamente com as condições climáticas locais. O objetivo deste artigo é estabelecer uma relação entre geração de energia elétrica por meio de células fotovoltaicas e os elementos meteorológicos, de poluição, radiação e temperatura das células fotovoltaicas, a fim de definir as melhores condições para ampliação da eficiência das células, bem como proporcionar a redução da emissão de gases de efeito estufa. A metodologia proporciona a mensuração da geração de energia elétrica, a compilação dos elementos meteorológicos, CO2, UVA, UVB e temperatura de placa, a relação entre a geração de energia elétrica e os demais parâmetros e a criação de cenários para análise da emissão de gases de efeito estufa. Os resultados esperados são o estabelecimento de uma relação entre a geração de energia elétrica por meio de células fotovoltaicas e os parâmetros, bem como possibilitar a redução da emissão de gases de efeito estufa por meio da ampliação do uso dessa fonte e redução da geração de energia por hidrelétricas e termelétricas.

Para o presente trabalho foi desenvolvido um estudo de um sistema fotovoltaico, com armazenamento de energia, na Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Campus Campo Grande, durante o ano de 2014. Foi avaliada a eficiência de painéis fotovoltaicos em função dos valores da componente de radiação solar global no plano horizontal de incidência; das temperaturas ambiente e de operação do painel; e da tensão e corrente do sistema fotovoltaico. Os resultados mostram que a eficiência média mensal oscilou entre 8,65 e 9,17%, com média anual de 8,84%. O módulo apresentou eficiência média 50% inferior aos valores propostos pelos fabricantes. Palavras-chave: Eficiência Fotovoltaica Celular; Radiação Solar; Conversão da Irradiação Solar; Temperatura da Célula Fotovoltaica. STUDY OF ENERGETIC EFFICIENCY OF PHOTOVOLTAIC CELLS AS A FUNCTION OF SOLAR RADIATION IN BRAZIL’S MIDWEST REGION ABSTRACT In this paper, we developed a study of a photovoltaic system (PV) with energy storage installed at the Federal University of Mato Grosso do Sul, campus of Campo Grande, during 2014. It has been evaluated the efficiency of photovoltaic panels according to the data of the solar radiation components in the horizontal plane of incidence, the local and operating temperatures, and the current - voltage response of the PV system. The results show that the average monthly efficiency oscillated between 8.65% and 9.17%, with an annual average of 8.84%. The modules showed an average efficiency that is 50% smaller compared to the values provided by manufacturers. Keywords: Photovoltaic Cell Efficiency; Solar Irradiation; Conversion of Solar Irradiation; Photovoltaic Cell Temperature. ESTUDIO DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA DE CÉLULAS FOTOVOLTAICAS COMO FUNCIÓN DE LA RADIACIÓN SOLAR EN LA REGIÓN CENTRAL DE BRASIL RESUMEN En el presente trabajo se ha desarrollado un estudio para un sistema fotovoltaico con almacenamiento de energía, durante el año 2014 en el campus de Campo Grande de la Universidad Federal de Mato Grosso do Sul. Se evaluó la eficiencia de paneles fotovoltaicos en función de los valores de la componente de radiación solar global en el plano horizontal de incidencia; de las temperaturas ambiente y de funcionamiento del panel; y de la tensión y corriente generada en el sistema fotovoltaico. Los resultados muestran que la eficiencia media mensual osciló entre 8.65% y 9.17%, con una media anual de 8.84%. El módulo ha presentado una eficiencia media 50% inferior a los valores propuestos por los fabricantes. Palabras clave: Eficiencia de Células Fotovoltaicas; Irradiación Solar; Conversión de Irradiación Solar; Temperatura de las Células Fotovoltaicas.

As propriedades físicas das células fotovoltaicas baseadas em silício (Si) sofrem influência dos componentes utilizados na composição dos semicondutores tipo N e tipo P. Essa influência se manifesta principalmente no comportamento da camada de depleção. Desta forma é possível observar neste trabalho que as alterações dos dopantes utilizados irão afetar tanto a barreira potencial, quanto o comprimento da camada de depleção, modificando a corrente reversa de saturação e a tensão em circuito aberto, como também as características de tensão e corrente da célula.

The rural electrification is characterized by geographical dispersion of the population, low consumption, high investment by consumers and high cost. Moreover, solar radiation constitutes an inexhaustible source of energy and in its conversion into electricity photovoltaic panels are used. In this study, equations were adjusted to field conditions presented by the manufacturer for current and power of small photovoltaic systems. The mathematical analysis was performed on the photovoltaic rural system I-100 from ISOFOTON, with power 300 Wp, located at the Experimental Farm Lageado of FCA/UNESP. For the development of such equations, the circuitry of photovoltaic cells has been studied to apply iterative numerical methods for the determination of electrical parameters and possible errors in the appropriate equations in the literature to reality. Therefore, a simulation of a photovoltaic panel was proposed through mathematical equations that were adjusted according to the data of local radiation. The results have presented equations that provide real answers to the user and may assist in the design of these systems, once calculated that the maximum power limit ensures a supply of energy generated. This real sizing helps establishing the possible applications of solar energy to the rural producer and informing the real possibilities of generating electricity from the sun.A eletrificação rural é caracterizada pela dispersão geográfica da população, baixo consumo, alto investimento por consumidor e elevado custo operacional. Por outro lado, a radiação solar constitui-se numa inesgotável fonte energética, e para sua conversão em energia elétrica são utilizados painéis fotovoltaicos. Neste trabalho, foram determinadas equações ajustadas às condições de campo apresentadas pelo fabricante para corrente e potência de sistemas fotovoltaicos de pequeno porte. A análise matemática foi feita sobre o sistema fotovoltaico rural I-100 da ISOFOTON, com potência de 300 Wp, localizado na Fazenda Experimental Lageado da FCA/UNESP. Para o desenvolvimento de tais equações, procurou-se estudar o circuito elétrico de células fotovoltaicas, aplicar os métodos numéricos iterativos para a determinação de parâmetros elétricos e analisar possíveis erros na adequação das equações existentes da literatura à realidade. Sendo assim, foi proposta a simulação de um painel fotovoltaico por meio de equações matemáticas que foram ajustadas segundo os dados de radiação locais. Os resultados apresentam equações que fornecem respostas reais para o usuário e podem auxiliar no dimensionamento destes sistemas, uma vez que a potência máxima calculada garante um limite de fornecimento da energia gerada. Este real dimensionamento auxilia a determinação das possíveis aplicações da energia solar para o produtor rural, informando as possibilidades reais de geração de energia elétrica pelo Sol.

La globalización ha traído consigo mercados más abiertos y personas más consumistas, lo cual exige a las industrias el desarrollo de economías a escala para satisfacer la demanda. A razón de esto, del impacto de la industrialización y de las consecuencias de la acción humana en el medioambiente, como la emisión de gases de efecto invernaderos en los últimos años las corrientes medioambientales han adquirido protagonismo. La Armada Nacional quiso contribuir a estos esfuerzos con la investigación del patrón de consumo de energía del Club Naval de Oficiales mediante la visita de expertos en ingeniería eléctrica y topografía, para analizar y determinar cuál sería el posible modelo de celdas fotovoltaicas necesarias para cubrir las necesidades energéticas del club. La implementación y puesta en marcha de este proyecto contribuye eficientemente a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, en particular del CO2, y así mismo, ayuda a reducir la dependencia de la energía del sistema nacional. De igual forma, este modelo permite a corto plazo retornar los costos de inversión y convertirla en una unidad autosuficiente, lo que a la vez hace posible utilizar los recursos que anteriormente se utilizaban en otros proyectos encaminados al cumplimiento de los 17 acuerdos firmados por los países de las Naciones Unidas, que refieren al desarrollo sostenible, dentro de los cuales está Colombia.

Las tecnologías utilizadas en los módulos solares se distinguen principalmente por la eficiencia de conversión energética. En consecuencia, la selección del panel fotovoltaico es determinante para el rendimiento a largo plazo de una instalación generadora fotovoltaica. Por lo cual, dicha selección debe estar soportada por resultados experimentales obtenidos bajo un entorno de operación específico. En el artículo se implementa un banco de prueba para obtener de manera experimental los parámetros característicos de un módulo solar, se analiza la eficiencia de conversión energética y otros parámetros correlacionados que inciden directamente sobre el rendimiento de un generador fotovoltaico. Los resultados obtenidos demuestran que el uso de un sistema de prototipado rápido mediante open hardware, como es el caso del kit de desarrollo TMS320F28335, permite construir fácilmente un banco de prueba de sistemas de generación fotovoltaica. Esto último, justificado por el bajo costo de dichos dispositivos y su facilidad de programación. The technologies used in solar modules are distinguished mainly by the energy conversion efficiency. Consequently, the module selection is critic to the long term performance of photovoltaic generating facility. Therefore, the selection must be supported by experimental results obtained under a specific operation condition. The article implements an experimentally test for obtain the characteristic parameters of a solar module, we analyze the energy conversion efficiency and other correlated parameters that directly affect the performance of a photovoltaic generator. The results show that the use of a rapid prototyping system using open hardware, such as TMS320F28335 development kit makes it easy to build a test photovoltaic generation systems. Latter justified by the low cost of such devices and ease of programming.

Se diseñó y construyó un prototipo funcional de un sistema fotovoltaico (SFV) con el objetivo principal de incrementar la eficiencia de sistemas fotovoltaicos convencionales. Este nuevo sistema implementa elementos de óptica y utiliza sistemas de selección de longitud de onda que permiten un uso efectivo del espectro electromagnético solar. Se obtuvo un incremento aproximado del 180% de la potencia promedio con el nuevo sistema, en comparación a los sistemas sin la modificación mencionada. Uno de los resultados más importante del método usado, es que la temperatura de las células fotovoltaicas, aún con la luz concentrada, no creció de manera significativa, en el mejor de los casos estudiados se registró un incremento de menos de 2 oC, lo que muestra que los sistemas desarrollados son muy prometedores para una implementación real práctica en los SFV convencionales, como los utilizados en el área rural de Bolivia.

A energia solar é uma fonte de energia renovável que utiliza a irradiância da luz solar em células fotovoltaicas. Modelos, algoritmos e métodos matemáticos são utilizados para a otimização destas células. Este artigo propõe uma análise bibliográfica comparativa sobre os algoritmos meta-heurísticos para se identificar qual algoritmo apresenta a menor raiz do erro quadrático médio (RMSE: Root Mean Square Error), comumente utilizada para expressar a acurácia dos resultados numéricos. Um método qualitativo de revisão sistemática, orientado pelo Methodi Ordinatio, foi utilizado para seleção dos artigos na plataforma Dimensions.ai. Os resultados sugerem a utilização dos algoritmos genéticos para este fim, bem como o algoritmo Firefly para o cálculo dos parâmetros do circuito das células fotovoltaicas.

A Avaliação de Ciclo de Vida é uma metodologia que estuda os aspectos ambientais e os potenciais impactos associados a um produto ou serviço por meio da elaboração de um inventário de recursos. Dentre os vários indicadores que mensuram esses impactos, a pegada de carbono se destaca por analisar as emissões de gases de efeito estufa derivados de uma atividade, processo ou produto. Assim, este trabalho objetiva comparar a pegada de carbono de um sistema fotovoltaico convencional e um semitransparente, dimensionados para atender uma demanda energética de 386 kWh/dia. Observou-se no sistema de painéis convencionais maiores valores de pegada de carbono, totalizando 3623 kg CO2-eq/ano, enquanto o semitransparente obteve 2726 kg CO2-eq/ano. Nos dois casos, as células fotovoltaicas e as estruturas de alumínio responderam pela maior contribuição à pegada de carbono, além do significante aporte atribuído aos vidros solares. Também foi calculado o fator de emissão, cujo valor refere-se à capacidade de produção elétrica com a pegada de carbono, obtendo-se 0,0257 kg CO2‑eq/kWh para o sistema convencional e 0,0193 kg CO2-eq/kWh para o semitransparente. Conclui-se que, entre os sistemas analisados, o semitransparente possui um fator de emissão menor que o convencional, colocando-se como melhor opção do ponto de vista do indicador utilizado.

Um problema crucial da geração de energia solar fotovoltaica (FV) é a susceptibilidade dos módulos às sujidades que culminam em perdas na geração de energia ou mesmo em danos físicos. Nesse contexto, uma solução é apresentada neste artigo, a qual propõe o desenvolvimento de tecnologia, que baseada na modelagem matemática das células fotovoltaicas e nos conceitos de modelo preditivo (MPC), possibilite a estimação de perdas por sujidades em sistemas de geração FV. Para realizar a estimação de perdas, foi desenvolvido um dispositivo que recebe informações da unidade fotovoltaica, as processa com base em MPC e, envia para um servidor os dados relativos às perdas encontradas na unidade de geração a fim de auxiliar em tomadas de decisão. Os resultados demonstram reais aplicabilidades do sistema para estimar as perdas por sujidade ou por incompatibilidade na planta fotovoltaica.

Este trabalho apresenta o cálculo dos esforços de corrente nos semicondutores do inversor fonte Z trifásico operando com a modulação Boost Simples. O inversor fonte Z possui uma malha de impedância conhecida como malha Z, que possibilita realizar as funções CC-CC elevador e CC-CA em um único estágio. Por possuir essa característica, este conversor se torna uma opção interessante em aplicações com células fotovoltaicas. Serão apresentadas as etapas de operação e as equações que regem o funcionamento do inversor operando com a modulação Boost Simples para que se possa entender o desenvolvimento do equacionamento dos valores médio e eficaz nos semicondutores. A etapa Boost é definida por uma nova etapa conhecida como shoot-through, em que os semicondutores do mesmo braço conduzem simultaneamente. Esta característica altera profundamente o comportamento das correntes, exigindo um cálculo complexo dos esforços. Para validar os cálculos, os resultados teóricos são comparados com os resultados obtidos na simulação, assim como os dados experimentais.

El proyecto se basa en habilitar un sistema móvil fotovoltaico, el mismo que cuenta con 3 paneles solares que generan una potencia efectiva de 300W. Se diseñó y construyó un dispositivo de seguimiento solar automático con dos grados de libertad, implementando un software de supervisión el cual sirve para llevar un histórico, que permite obtener las curvas características de funcionamiento y operatividad de los parámetros que intervienen dentro del sistema solar fotovoltaico. Este proyecto aprovecha la energía producida por las células fotovoltaicas, transformando la energía solar en electricidad, que es utilizada en el consumo local y abastecimiento del propio sistema, volviéndose un equipo autónomo. Se implementaron circuitos conversores DC-DC que permiten obtener las curvas características y el correcto funcionamiento del seguidor. El sistema opera con el algoritmo perturbar y observar (Maximum Power Point Tracking, MPPT) para el seguimiento del punto de máxima potencia del sistema fotovoltaico.

Este projeto trata da implantação de células fotovoltaicas na forma de postes independentes na área externa da escola Oswaldo Cruz em Sinop- MT, mais especificamente no estacionamento do local, e também a implantação de placas solares nas guaritas e nos estacionamentos cobertos, tornando-os semi-sustentáveis.

As células solares de Grätzel consistem de células fotovoltaicas de TiO2 nanocristalinas sensibilizadas por corante. Elas apresentam uma superfície nanoporosa de TiO2, um semicondutor de bandgap largo. A luz excita elétrons do corante que são então injetados na banda de condução do TiO2. Esse processo eletroquímico é regenerativo, com perda de parte da energia produzida através de recombinação de cargas. Compreender o processo de recombinação é um passo importante para o desenvolvimento de células mais eficientes. Uma experiência é sugerida para aulas de Laboratório de Física usando essas células solares, onde se mostra que o rendimento aumenta juntamente com o crescimento do valor da resistência interna de recombinação.

Resumo Filmes de Cu1-xInxSe2 (0,45≤x≤0,80) foram depositados em substrato de vidro pela técnica de spray-pirólise para utilização como camada absorvedora de células fotovoltaicas. As propriedades estruturais, morfológicas, ópticas e elétricas dos filmes preparados foram analisadas em função da variação da estequiometria utilizada. A análise por difração de raios X mostrou que os picos mais intensos foram de orientação (204/220) e que os filmes possuíram as fases CuSe, CuSe2 e CuInSe2. Os filmes apresentaram superfície uniforme e sem trincas, independente da estequiometria utilizada. Na caracterização elétrica, os filmes depositados apresentaram energia de ativação do processo de condução elétrica com valor médio de 0,74 eV e comportamento típico para semicondutores. A caracterização óptica foi realizada no intervalo de comprimento de onda de 350 a 1100 nm e os filmes apresentaram coeficiente de absorção na ordem de 103 cm-1 no comprimento de onda de 550 nm e gap óptico de 1,4 eV. Os resultados indicaram que a condição de deposição mais adequada para filmes visando sua aplicação como camada absorvedora teve como temperatura de substrato de 400 °C, fluxo de solução de 1 mL/min, tempo de deposição de 10 min e estequiometria de Cu0,2In0,8Se2, obtendo assim filmes sem trincas, apresentando maior coeficiente de absorção de 6,8x103 cm-1 para o comprimento de onda de 550 nm, espessura de aproximadamente 2,5 mm e resistividade elétrica de 0,13 kΩ.m na temperatura ambiente.