Dissertação

{pt_PT=Estudo da eficiência dos painéis solares com concentradores e arrefecimento térmico em função do fluido utilizado no arrefecimento das células solares. } {} EVALUATED

{pt=Este trabalho foca-se no estudo do desempenho do PowerCollector™, um sistema de concentração híbrido caraterístico pela sua geometria singular e tecnologia de aproveitamento térmico. Esta tecnologia envolve a utilização de um fluido de transferência de calor, que por sua vez é um elemento determinante não só para a produção de energia solar térmica, como também para a eficiência dos painéis fotovoltaicos. O desenvolvimento de um modelo que retrate por completo o comportamento deste sistema foi o primeiro procedimento realizado para modelar todos os efeitos provocados por esta mesma tecnologia e prever ainda a influência de uma variedade de fatores na eficiência do PowerCollector™, como a velocidade do fluido, o ângulo de inclinação dos painéis e a ocorrência de concentração solar. A validação deste modelo foi posteriormente efetuada a partir da comparação entre as medições obtidas durante a execução de ensaios experimentais e os respetivos resultados previstos pelo mesmo. Há que notar que todos estes procedimentos foram baseados no fluido para o qual o PowerCollector™ foi idealizado, a água. Por essa razão, a possibilidade de uma melhoria na eficiência deste sistema com a utilização de nanofluidos foi posteriormente considerada, ao serem analisados dados de alguns estudos que abordam este mesmo tema. Paralelamente, os efeitos de degradação provocados pela utilização de cada um dos fluidos apresentados foram também avaliados. Em suma, com esta investigação concluiu-se que os nanofluidos podem constituir uma alternativa à água, desde que escolhidos de acordo com as particularidades de cada caso., en=This master thesis focuses on the performance study of the PowerCollector™, a concentrated photovoltaic thermal system with a custom-made geometry and a photovoltaic cell cooling technology. The correct operation of this latter cooling feature involves the use of a heat transfer fluid, which in turn plays a significant role in the thermal energy generation as well as in the electrical efficiency of the PowerCollector™. The development of a model that portrays the behavior of this concentrating solar system was the first step to, not only testify the occurrence of all these effects, but also predict the influence that factors such as the fluid flow, the photovoltaic panels tilt, and the solar concentration may have on this system. In order to validate all the information obtained with its simulation, measurements were taken from an experimental setup and compared to the respective results predicted by this exact same model. It should be highlighted that all these procedures were based on the fluid for which PowerCollector™ has been designed (water). Hence, the efficiency enhancement by the use of nanofluids was also considered, as data from some studies addressing this issue were analyzed. Alongside all of this, the corrosion and erosion effects on the pipes incorporated in this system and originated by all the fluids mentioned throughout this investigation were also evaluated. In summary, with this entire study, it could be concluded that nanofluids may represent an appropriate alternative to water, as long as they are chosen according to all particularities of each case.}
{pt=Corrosão, eficiência térmica e elétrica, nanofluido, PowerCollector™., en=Corrosion, electrical and thermal efficiency, nanofluid, PowerCollector™.}

Novembro 29, 2018, 9:30

Orientação

ORIENTADOR

João Filipe Pereira Fernandes

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

João Paulo Neto Torres

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Prof Auxiliar Convidado