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Dissertação

{pt_PT=Otimização da Geometria do Refletor de um Sistema de Concentração Solar para a Suécia e Portugal} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=Com crescente preocupação dos efeitos das alterações climáticas e a necessidade de substituir as fontes de energia fósseis, o investimento associado às fontes de energia renováveis tem vindo a aumentar, com especial destaque na energia fotovoltaica. A energia fotovoltaica de concentração é uma das tecnologias solares utilizadas que recorre à utilização de refletores concentradores para aumentar a radiação solar incidente nos módulos fotovoltaicos. Exemplo deste tipo de tecnologia é o concentrador fotovoltaico-térmico PowerCollectorTM desenvolvido pela empresa SOLARUS, que possui um refletor com geometria MaReCoTM (a sigla vem do inglês Maximum Reflector ConcentrationTM), otimizado para a Suécia. Propõe-se com o presente trabalho a otimização deste refletor para quatro países em localizações geográficas diferentes (Portugal, Suécia, México e São Tomé e Príncipe) e consequente comparação dos seus desempenhos com o do MaReCoTM. Para tal, é desenvolvido um modelo ótico-elétrico que, dadas a geometria do refletor (definida por uma função polinomial), a inclinação do painel, a irradiância e posição solar, calcula a potência recebida pelas células fotovoltaicas. Com dados referentes a cada país utiliza-se um algoritmo de otimização, NSGA-II, para otimizar a inclinação do painel e os parâmetros do polinómio que define o refletor, de forma a minimizar o seu comprimento e maximizar a energia absorvida pelas células fotovoltaicas. Em suma, a geometria MaReCoTM é a de menores dimensões em relação às soluções apresentadas e a solução otimizada para a Suécia absorve mais energia que a geometria MaReCoTM, em cerca de 6,7%, ao fim de um ano., en=With the increasing concern about the effects of climate change and with the need of replacing fossil fuel’s energy sources, investment in renewable energy sources is increasing, with emphasis on photovoltaics technologies. Concentrating photovoltaic energy is one solar technology that uses concentrator reflectors to increase the solar radiation incident on the photovoltaic modules. Example of this is the photovoltaic-thermal concentrator PowerCollectorTM developed by the company SOLARUS, that has a reflector with a MaReCoTM (Maximum Reflector ConcentrationTM) geometry, optimized for Sweden. The present work proposes the optimization of this reflector for four countries in different geographic locations (Portugal, Sweden, Mexico and São Tomé and Príncipe) and the comparison of their optimized performances with that of MaReCoTM. For this, an optical-electric model is developed that, given the geometry of the reflector (defined by a polynomial function), the panel inclination, irradiance and solar position, calculates the power received by the photovoltaic cells. With data referring to each country an optimization algorithm, NSGA-II, is used to optimize the panel inclination and the reflector polynomial parameters, to minimize its length and to maximize the energy absorbed by the photovoltaic cells. In sum, the MaReCoTM geometry is the refletctor with smaller dimensions than the optimized solutions. The geometry optimized for Sweden can absorb more energy than the MaReCoTM geometry (+6,7%) after one year.}
Keywords: {pt=MaReCo, Otimização, Refletor, Tecnologia Solar Concentradora., en=Concentrating Solar Technology, MaReCo, Optimization, Reflector.}

Discussão: junho 24, 2019, 14:0