Dissertação
{en=Development of Solar Concentrators for large Photovoltaic Plants} {} EVALUATED
{pt=Os sistemas fotovoltaicos são uma excelente alternativa para produção de energia limpa. No entanto, em grandes aplicações, o elevado preço do silício torna-se um problema. Assim, os sistemas de concentração (onde o silício é substituído por materiais mais baratos tais como espelhos ou lentes) surgem como potencial solução. A tese apresenta um modelo teórico para simular o comportamento de um sistema fotovoltaico com concentração solar. O modelo simula a resposta dos sistemas em termos de produção energética, temperatura dos módulos e potência AC final, utilizando como input as coordenadas e condições atmosféricas locais (temperatura ambiente, nebulosidade, etc.). Adaptando o modelo, foi possível simular a performance de um produto DoubleSun® que combina concentração fotovoltaica com seguimento solar a dois eixos. Este sistema integrou uma campanha experimental realizada no laboratório da WS-Energia (Taguspark, Oeiras). A comparação entre os resultados teóricos e os adquiridos durante seis meses mostraram grande concordância, confirmando as suposições iniciais. O modelo permitiu desenvolver uma análise de sensibilidade, a qual, explora a resposta do sistema (produção de energia e temperatura dos módulos) a pequenas variações nos principais parâmetros, tais como a intensidade da radiação e o factor de concentração. A análise de sensibilidade conduz a importantes conclusões: o aumento da produção energética relaciona-se fortemente com a concentração; a temperatura que pode danificar os módulos é atingida quando o nível de concentração é superior a 3.3; e uma ligeira variação na reflectividade do espelho (com consequente redução do custo de produção) provoca uma pequena diminuição na produção diária de energia. , en=Photovoltaic systems are an excellent alternative for clean energy production. To reach large applications, obstructions as high silicon prices must be solved. Concentrator systems are a potential solution since silicon is replaced by cheaper material such as mirrors or lenses. The thesis presents the theoretical model that was developed to simulate the behaviour of a photovoltaic system with solar concentration. The model simulates the response of the systems in terms of energy yield, module temperature and final AC power using as input the local coordinates and atmospheric conditions (ambient temperature and clear-sky index). The model is applied to simulate the performance of the DoubleSun® product, which combines photovoltaic concentration and dual-axis solar tracking. An experimental campaign using a DoubleSun® system was performed at the WS Laboratory, in Taguspark, Oeiras. Comparison between theoretical data and experimental results collected over six months period showed good agreement, confirming the reliability of the initial assumptions. The theoretical model was used to develop a sensitivity analysis, which explores the response of the system (energy yield and module temperature) to slight variations in the leading working parameters, such as, radiation intensity and concentration factor. The sensitivity analysis leads to important conclusions: the increase of the energy yield is strongly related with concentration; the temperature that could damage the module is reached only when the concentration level overtakes 3.3; and a slight decrease in mirror reflectivity, that implies a cut in production cost, induces just a little reduction in the daily energy yield. }
outubro 29, 2008, 9:0
Orientação
