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Dissertação

{pt_PT=Wind Effect in Enhancing PV Performance - Analysis of Wind Speed, Direction, and Convective Heat Transfer on Inclined PV Module at Tennant Creek, Australia} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=Alinhando-se com o acordo de Paris para combater as mudanças climáticas, a humanidade tem-se posicionado no sentido de aumentar a participação das energias renováveis na matriz energética. A utilização em grande escala de centrais solares fotovoltaicas (FV) cresceu significativamente ao longo da última década. A produção fotovoltaica depende não só da irradiância solar, mas também da temperatura da célula, com influência direta na eficiência fotovoltaica e vida útil das células FV. Para prever a temperatura da célula com mais precisão, são necessárias análises de convecção natural e forçada. O estudo da velocidade e da direção do vento enriquecerá os dados analíticos para a produção de centrais FV. Tennant Creek, na Austrália, é o local de referência desta dissertação de mestrado porque a área é abundante em recursos solares, pode acolher novas centrais, tem temperatura ambiente bem caracterizada e dados de vento adequados. Esta dissertação de mestrado apresenta uma análise de convecção fotovoltaica correlacionada com a irradiância solar, ângulo de inclinação dos painéis FV, considerando convecção natural e convecção forçada. O modelo analisa o efeito nas faces frontal e posterior dos painéis, e o efeito do vento nas condições de fluxo laminar, turbulento ou misto e, comprimento característico dos painéis FV para determinar o coeficiente de convecção. Por último, o cálculo da eficiência que resulta em ter uma eficiência mais alta de 0,83% em comparação se a direção do vento for desconsiderada e também o projeto de parque solar fotovoltaico em escala de utilidade é proposto para a localização do caso., en=Aligning with the Paris agreement to combat climate change, the world is moving towards increasing renewable energy share in the energy mix. The utilization of large scale - Photovoltaic (PV) solar farms has grown significantly throughout the last decade making meteorological data analysis of the area become more crucial than ever in PV solar farm design. PV output is not only decided by solar irradiance but also other important factors such as cell temperature, because high temperature means lower PV efficiency and lifetime. For predicting cell temperature more accurately, analysis of both natural and forced convection are necessary. Studying wind both speed and direction will enrich analytical data for PV yield. Tennant Creek, Australia, is being chosen for this master thesis case location because the area is abundant in solar resources, has plenty of land availability, flat terrain, high ambient temperature and suitable wind data. This master thesis is presenting PV convection analysis related to solar irradiance, inclination angle, wind speed and wind direction by summarizing from various previous research papers in regard to convection modelling: natural and forced convection. The model factoring frontside and backside of the PV, up-wind or down-wind, flow condition: laminar, turbulent or mixed, and PV characteristic length to determine the convection coefficient. Lastly, calculation of efficiency which results in having higher efficiency of 0.83% compared if wind direction is disregarded and also utility scale PV solar farm design is proposed for case location.}
Keywords: {pt=Central Solar Fotovoltaica, Convecção natural, Direção do vento, Convecção forçada, Coeficiente de convecção, Modelo de convecção fotovoltaico, en=PV solar farm, Free convection, Wind direction, Forced convection, Convection coefficient, PV convection model.}

Discussão: dezembro 10, 2021, 16:30