Dissertação
{pt_PT=Design of a Solar Concentrator for a PV/T Collector System} {} EVALUATED
{pt=Uma nova geometria concentradora foi criada e optimizada para um sistema PV/T para baixas latitudes no sul da Europa, especificamente para Lisboa, Milão e Luga. O colector é um concentrador assimétrico parabólico com um receptor de dupla face com um painel PV em cada superfície. Fazendo uma análise meteorológica e óptica inicial, uma estimação para três modelos de concentração foram obtidos. Estes três modelos foram simulados num programa traçador de raios chamado Tonatiuh, obtendo as distribuições de irradiância em cada superfície do receptor. No passo final, um algoritmo com um modelo térmico, eléctrico e económico foi programado em Mathematica, e usado para obter o modelo com o preço de produção por unidade de energia eléctrica mais barato. Um novo modelo de colector foi obtido com uma concentração efectiva de 1.83. Este novo modelo obtém uma distribuição da irradiância incidente mais homogénea na superfície inferior e é pelo menos 18.5% mais barato que o modelo inicial. Para Lisboa, a energia eléctrica anual obtida foi (176.67±14.78) kW h, e a energia térmica obtida foi (495.19±2.72) kW h, com um custo de 0.152 e kW ⁻¹ h ⁻¹. Para Milão, a energia eléctrica anual obtida foi (131.86±12.39) kW h, e a energia térmica obtida foi (359.56±2.15) kW h, com um custo de 0.204 e kW ⁻¹ h ⁻¹. Para Luga, a energia eléctrica anual obtida foi (190.94±14.38) kW h, e a energia térmica obtida foi (565.70±3.06) kW h, com um custo de 0.141 e kW ⁻¹ h ⁻¹. , en=A new concentrating geometry was designed and optimized for a PV/T system low latitudes in the southern region of Europe, specifically, Lisbon, Milan and Luga. The collector is an asymmetrical parabolic concentrator with a double sided receiver with a solar PV panel on each surface. With an initial meteorological and optical analysis, an estimation was obtained for three concentrating system designs. These three designs were simulated in a ray-tracing software named Tonatiuh, obtaining the irradiance distributions on each surface of the receiver. In the final step, an algorithm with a thermal, an electric and economic model was programmed in Mathematica, and used to obtain the design with the lowest production costs per unit of electric energy. A new collector design with an effective concentration of 1.83 was obtained. This new design achieves a more uniform incident irradiance distribution on the bottom surface and it is, at least, 18.5% cheaper than the initial design. For Lisbon, the annual electric energy output obtained was (176.67±14.78) kW h, and the annual thermal energy output was (495.19±2.72) kW h, with a cost of 0.152 e kW ⁻¹ h ⁻¹. For Milan, the annual electric energy output obtained was (131.86±12.39) kW h, and the annual thermal energy output was (359.56±2.15) kW h, with a cost of 0.204 e kW ⁻¹ h ⁻¹. For Luga, the annual electric energy output obtained was (190.94±14.38) kW h, and the annual thermal energy output was (565.70±3.06) kW h, with a cost of 0.141 e kW ⁻¹ h ⁻¹.}
junho 8, 2017, 11:0
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