Desenvolvimento de elemento sensor para medida de irradiância solar total

• Autor(a) principal: Franciele Carlesso
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
• Texto Completo: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2018/02.04.23.10

As variações da irradiação solar total (TSI) influenciam o clima da Terra. Essas mudanças impactam no balanço de energia global e medições precisas são fundamentais para entender os efeitos em longo prazo dessa influência. Medidas da TSI têm sido realizadas continuamente por instrumentos a bordo de satélites desde 1978. Essas medições utilizam radiômetros de substituição elétrica, os quais dependem de cavidades absorvedoras de radiação solar. As cavidades possuem o interior revestido com materiais pretos para absorver a radiação solar incidente. As cavidades são construídas, principalmente, de prata eletrodepositada devido a sua alta condutividade térmica e o interior revestido com materiais pretos absorvedores. O Ni-P enegrecido tem apresentado vantagens em relação às tradicionais tintas pretas em virtude da maior robustez a exposição solar e melhor condutividade térmica. As ligas de Ni-P são tipicamente utilizadas em diferentes campos da ciência e na indústria devido à alta resistência à corrosão, resistência ao desgaste e dureza. Contudo o filme de Ni-P atacado quimicamente com ácido oxidantes produz superfícies de alta absortância em todo o espectro solar apresentando aplicações em ambiente espacial e terrestre. O objetivo geral deste trabalho é o desenvolvimento de um elemento sensor constituído de um substrato cônico de prata e revestido internamente com um filme absorvedor de Ni-P enegrecido e sua caracterização ótica. Nesse trabalho foi estudado o processo de deposição de Ni-P electroless para a produção de Ni-P enegrecido. Também foi realizado o desenvolvimento de cavidade de prata com o interior revestido com o Ni-P enegrecido, o qual converte a radiação incidente em energia térmica. Para avaliar a refletância no filme enegrecido foram realizadas medidas da função BRDF (Bidirectional Reflectance Distribution Function) em amostras planas. Esses dados foram utilizados no estudo da geometria da cavidade absorvedora em um software de traçados de raios permitindo o estudo com diferentes geometrias com extensão cilíndrica e extremidade curva. As medidas do perfil de refletância permitiram o estudo da geometria do elemento sensor de forma inovadora considerando as características do filme. A caracterização da absortância das amostras planas e cavidades foi estudada através de diferentes metodologias. O filme de Ni-P enegrecido apresentou alta absortância solar (99,5 \%) em amostras planas, tornando sua utilização viável em radiômetros. O estudo possibilitou o desenvolvimento de cavidades para serem utilizadas como elemento sensor no primeiro radiômetro absoluto brasileiro.