Aplicação de termofluidos no arrefecimento de painéis solares fotovoltaicos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ralha, Rafael Picas
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1822/84092
Resumo: Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica
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spelling Aplicação de termofluidos no arrefecimento de painéis solares fotovoltaicosPainel solar fotovoltaicoTransferência de calorTermofluidosArrefecimentoPhotovoltaic solar panelHeat transferThermofluidsCoolingEngenharia e Tecnologia::Engenharia MecânicaDissertação de mestrado integrado em Engenharia MecânicaA eficiência no arrefecimento dos painéis solares é uma tecnologia que necessita de um desenvolvimento cada vez maior, sendo este o principal campo em que este trabalho incide. Assim, este trabalho baseia-se no estudo do arrefecimento em painéis fotovoltaicos com a incorporação de diferentes termofluidos e serpentinas de arrefecimento. Numa primeira etapa, foram criados dois moldes representativos de uma serpentina experimental de arrefecimento para painéis fotovoltaicos. Nesta fase foram selecionados dois materiais com condutividadestérmicas distintas, com o principal intuito de estudar o material que tem uma influência mais positiva no arrefecimento da instalação desenvolvida. Ambos os moldes experimentais foram inseridos na mesma instalação com os mesmos parâmetros de teste, de modo a comparar exaustivamente os resultados obtidos com materiais diferentes. No entanto, com a realização dos testes verificou-se que a temperatura ambiente tem um grande impacto no arrefecimento, e como não foi conseguido mantê-la constante, foi necessário abordar outros parâmetros para explicar a eficiência do arrefecimento. Numa segunda etapa, foi realizado o estudo do arrefecimento de uma forma mais detalhada sendo realizado uma série de testes com a incorporação de diferentestermofluidos selecionados para o estudo em caso. A seleção dos termofluidos a utilizar dependeu de uma série de fatores que seriam importantes para um melhor arrefecimento da instalação. Sendo assim, os dois termofluidos que foram escolhidos para serem utilizados nos testes práticos foi a água destilada e uma mistura de água destilada com glicol. Após serem escolhidos todos estes fatores passou-se para a realização dos testes experimentais, testes estes que foram realizados 3 vezes para cada caudal, sendo utilizados 8 caudais distintos para cada tipo de fluido. Todos estes testes foram reproduzidos nas duas serpentinas experimentais desenvolvidas, totalizando um total de 96 testes práticos. Neste trabalho foi verificado que a serpentina de alumínio apresentou uma maior eficiência de arrefecimento quando comparada com a serpentina de acrílico. Adicionalmente, verificou-se que a mistura desenvolvida de glicol com água destilada apresentou melhores resultados do que a água destilada em ambos os moldes.The cooling efficiency of solar panels is a technology that needs an increasing development, this being the main field in which this work focuses. Hence, this work is based on the study of cooling in photovoltaic panels with the incorporation of different thermofluids and cooling serpentines of different materials. In a first step, two experimental molds representative of an experimental cooling serpentine for photovoltaic panels were developed. To perform this work, two distinct materials were selected with regard to their thermal conductivity, with the main intention of understanding which material has a more positive influence on the cooling of the developed system. Both experimental molds were performed in the same installation with the same test parameters, in order to thoroughly analyse the results obtained taking into account all the same experimental test parameters. However, with the performance of the tests it was found that the environment temperature has a great impact on the cooling performance. In this way, its necessary to address other parameters to explain the cooling efficiency. In a second stage, the cooling study was carried out in a more detailed way and a series of tests were performed with the incorporation of the thermofluids selected for the case study. The selection of thermofluids to be used depends on a number of factors that would be important to improve the cooling performance of the installation. Thus, the two thermofluids that were chosen to be used in the experimental tests were distilled water and a mixture of distilled water with glycol. After all these factors were chosen, we performed the experimental tests, tests that were repeated 3 times for each flow rate, being used 8 different flow rates for each type of fluid. All these tests were reproduced in the two experimental serpentines, each makes a total of 96 practical tests. In this work it was verified that the aluminum serpentine presented a higher cooling efficiency when compared to the acrylic serpentine. Additionally, it was found that the developed mixture of glycol with distilled water presented better results than distilled water in both molds.Agradeço, ainda, o apoio financeiro do projeto 2022. 03151.PTDC para a realização da componente experimental desta dissertação, financiado pelo Programa Operacional Regional NORTE 2020 Portugal, ao abrigo do Acordo de Parceria PORTUGAL 2020, através do Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional (FEDER) e da Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT).Lima, Rui Alberto Madeira MacedoSouza, Reinaldo RodriguesUniversidade do MinhoRalha, Rafael Picas2023-03-152023-03-15T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/1822/84092por203253604info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-21T12:42:38Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/84092Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:39:53.310590Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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