Balanço de energia em painel fotovoltaico : um estudo experimental

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Lima, Ariane Martins Caponi
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: https://repositorio.unb.br/handle/10482/38650
Resumo: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2019.
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spelling Lima, Ariane Martins CaponiSiqueira, Mario Benjamim Baptista2020-07-01T17:07:39Z2020-07-01T17:07:39Z2020-07-012019-12-06LIMA, Ariane Martins Caponi. Balanço de energia em painel fotovoltaico: um estudo experimental. 2019. 85 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2019.https://repositorio.unb.br/handle/10482/38650Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2019.O uso da energia solar se mostra como uma alternativa para diminuir o consumo de combustíveis fósseis. Este trabalho tem o objetivo de realizar um balanço de energia, através dos parâmetros coletados de um aparato experimental e fazer uma análise térmica de um painel solar fotovoltaico. A importância de tal estudo reside no fato de que a eficiência de conversão de energia solar em energia elétrica é função da temperatura da célula. A metodologia é baseada na coleta de dados em um projeto experimental, em que se mediu temperaturas dos componentes do painel. Construiu-se um painel fotovoltaico onde foram instalados termopares atrás das células solares, em cima do vidro e sob o backsheet para a medição de suas temperaturas. Os demais dados foram coletados através da estação meteorológica compacta e de dois piranômetros que mediram a temperatura ambiente, a velocidade do vento, a irradiância global horizontal e a irradiância global no plano inclinado com inclinação do painel, igual a latitude de Brasília virada para o Norte. Adicionalmente, uma estação solarimétrica próxima ao local dos experimentos, onde as componentes da radiação solar, a saber, irradiância global horizontal, irradiância direta normal e irradiância difusa foram medidos. Para registrar os dados de voltagem utilizou-se um circuito resistivo ligado diretamente ao datalogger. Três dias de medições foram coletados. Com os dados foi possível estudar os mecanismos de transferência de calor que ocorrem em um painel fotovoltaico durante o seu funcionamento em dias de céu claro. Os resultados demonstraram que, termicamente, os componentes têm dinâmicas diferentes, ou seja, para a determinação mais precisa da eficiência de um painel fotovoltaico se faz necessário a modelagem térmica do painel considerando seus componentes individualmente. Outra descoberta relevante é a inabilidade das formulações conhecidas para trocas de calor por convecção em capturar os fluxos entre o painel e atmosfera. Os resultados sugerem que as discrepâncias são devidas ao fato de ser o escoamento atmosférico turbulento em diversas escalas o que não é reproduzido nos experimentos nos quais tais relações foram baseadas. Sendo assim, estudos mais específicos são necessários para construção de relações mais adequadas.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)The use of solar energy is an alternative to reduce the consumption of fossil fuels. This work aims to perform an energy balance, through the parameters collected from an experimental apparatus and to perform a thermal analysis of a photovoltaic solar panel. The importance of such a study lies in the fact that the efficiency of converting solar energy into electrical energy by a photovoltaic solar panel is a function of the cell's temperature. The methodology is based on data collection in an experimental project, in which temperatures of the panel components were measured. A photovoltaic panel was built where hermocouples were installed behind the solar cells, on top of the glass and underneath the backsheet to measure their temperatures. The other data were collected through the compact meteorological station and two pyranometers that measured the ambient temperature, the wind speed, the global horizontal irradiance and the global irradiance in the inclined plane with panel inclination, equal to Brasilia's latitude facing North. In addition, a solarimetric station near the site of the experiments, where the components of solar radiation, namely, horizontal global irradiance, normal direct irradiance and diffuse irradiance were measured. To record the voltage data, a resistive circuit connected directly to the datalogger was used. Three days of measurements were collected. With the data, it was possible to study the mechanisms of heat transfer that occur in a photovoltaic panel during its operation on clear days. The results showed that, thermally, the components have different dynamics. As a consequence, for the more precise determination of the efficiency of a photovoltaic panel, it is necessary to model the panel considering its components individually. Another relevant finding is the inability of known formulations for heat exchanges by convection to capture heat transfer between the panel and the atmosphere. The results suggest that the discrepancies are due to the fact that the atmospheric flow is turbulent at different scales, which is not reproduced in the experiments on which such relationships were based. Therefore, more specific studies are needed to build more appropriate relationships.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM)Programa de Pós-Graduação em Ciências MecânicasA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessBalanço de energia em painel fotovoltaico : um estudo experimentalinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisBalanço energéticoGeração de energia fotovoltaicaEnergia - fontes alternativasCalor - Transmissãoporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBORIGINAL2020_ArianeMartinsCaponiLima.pdf2020_ArianeMartinsCaponiLima.pdfapplication/pdf3061465http://repositorio2.unb.br/jspui/bitstream/10482/38650/1/2020_ArianeMartinsCaponiLima.pdf1756eca02911aef25e6015851c8d47d2MD51open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain671http://repositorio2.unb.br/jspui/bitstream/10482/38650/2/license.txtbacfee268cc5d4f6aaa2e6e0066d38f5MD52open access10482/386502024-02-08 18:40:44.322open accessoai:repositorio2.unb.br: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Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestopendoar:2024-02-08T21:40:44Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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