Análise dos benefícios rastreamento solar por módulos fotovoltaicos para diferentes condições climatológicas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Oliveira, José César Martins de
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Energia renovável
Climatologia
Painel solar fotovoltaico
Link de acesso: http://repositorio.unb.br/handle/10482/48622
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2023.
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É bem conhecido que os painéis fotovoltaicos com rastreamento solar são vantajosos. No entanto, não está claro como a climatologia local impacta nesses benefícios. Por exemplo, em locais onde o céu nublado é frequente, haverá pouco aumento na geração de energia devido ao rastreamento solar. Por outro lado, os painéis fotovoltaicos submetidos à alta irradiância solar direta sofrerão alta temperatura na célula, compensando o aumento da radiação solar incidente no painel fotovoltaico promovido pelos dispositivos de rastreamento. A fim de descobrir como as condições meteorológicas locais podem im pactar o benefício dos sistemas fotovoltaicos de rastreamento solar, um modelo térmico para um módulo fotovoltaico foi desenvolvido. O modelo é baseado em equações envolvendo a incidência solar para os principais componentes do painel. A radiação solar é contabilizada por seus componentes (direta, difusa e global) e a troca de radiação térmica considera as condições meteorológicas. O termo inercial é negligenciado após trabalhos experimentais anteriores, que mostraram que ele é muito menor do que os termos de transferência de ca lor por radiação e convecção. A geração de energia fotovoltaica é estimada em função da temperatura da célula fotovoltaica de acordo com a ficha técnica do fabricante. O modelo será aplicado a um módulo fotovoltaico fixo (inclinado com um ângulo correspondente à latitude local) e módulo fotovoltaico de rastreamento solar. As simulações serão realizadas durante um ano inteiro em etapas de hora em hora. Os resultados preliminares para Brasília mostraram um aumento relevante na geração de energia devido ao monitoramento solar, mas altamente sazonal. O modelo será aplicado nas principais cidades do Brasil com diferentes condições climatológicas para entender como o clima local afeta os ganhos na geração de energia com o sistema de rastreamento solar.The search for renewable energy sources is increasingly necessary on a planet impacted by environmental factors. Climate change caused by human activities that emit CO2, of which electricity generation is one of the main sources, brings serious impacts on the environmental, social and economic aspects of society. These facts require improvements in the generation of renewable energy, for which solar energy is a great bet, given that photovoltaic energy (PV) is highly renewable and, currently, economically competitive. It is well known that solar tracking photovoltaic panels are advantageous. However, it is unclear how local climatology impacts these benefits. For example, in locations where cloudy skies are frequent, there will be little increase in power generation due to solar tracking. On the other hand, photovoltaic panels subjected to high direct solar irradiance will suffer high temperature in the cell, compensating for the increase in solar radiation incident on the photovoltaic panel promoted by tracking devices. In order to discover how local weather conditions can impact the benefit of photovoltaic solar tracking systems, a thermal model for a photovoltaic module was developed. The model is based on equations involving solar incidence for the main components of the panel. Solar radiation is accounted for by its components (direct, diffuse and global) and the exchange of thermal radiation considers meteorological conditions. The inertial term is neglected after previous experimental work showed that it is much smaller than the radiation and convection heat transfer terms. Photovoltaic energy generation is estimated depending on the temperature of the photovoltaic cell according to the manufacturer's technical data sheet. The model will be applied to a fixed photovoltaic module (tilted with an angle corresponding to the local latitude) and solar tracking photovoltaic module. The simulations will be carried out over an entire year in hourly steps. Preliminary results for Brasília showed a relevant increase in energy generation due to solar monitoring, but highly seasonal. The model will be applied in the main cities in Brazil with different climatological conditions to understand how the local climate affects the gains in energy generation with the solar tracking system.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM)Programa de Pós-Graduação em Ciências MecânicasSiqueira, Mario Benjamim Baptista deOliveira, José César Martins de2024-07-09T10:28:29Z2024-07-09T10:28:29Z2024-07-092023-10-03info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfOLIVEIRA, José César Martins de.Análise dos benefícios rastreamento solar por módulos fotovoltaicos para diferentes condições climatológicas. 2023. 81 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas) — Universidade de Brasília, Brasília, 2023.http://repositorio.unb.br/handle/10482/48622porA 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/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2025-02-27T17:54:38Zoai:repositorio.unb.br:10482/48622Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2025-02-27T17:54:38Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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