Pesquisadores da Universidade Multimídia da Malásia realizaram um estudo sobre a avaliação do desempenho e a comparação entre os diferentes métodos para manter os painéis solares resfriados em operação. Os módulos fotovoltaicos são menos eficientes ao operar em temperaturas mais altas e, em muitos casos, também podem causar degradação irreversível das células.
Suas conclusões estão publicadas no documento “Uma nova abordagem para avaliação e comparação de técnicas de resfriamento de módulos fotovoltaicos usando a razão de potência fotovoltaica dependente da temperatura”, publicado em Sustainable Energy Technologies and Evaluations e no site ScienceDirect.
Os pesquisadores observam que atualmente existem lacunas na pesquisa sobre a avaliação de diferentes métodos de resfriamento para módulos fotovoltaicos e uma falta de padrões universais. «Uma dessas lacunas é a indisponibilidade de uma medida que pode ser aplicada independentemente do valor da energia fotovoltaica de referência, a fim de reduzir o trabalho de cálculo», disseram eles.
O documento também explica que as eficiências da energia fotovoltaica em geral não podem ser comparadas de forma realista, uma vez que diferentes tecnologias fotovoltaicas funcionam melhor em diferentes condições de luz e clima, e os parâmetros de resfriamento da energia fotovoltaica são usados em diferentes condições operacionais.
Isso significa que, quando o mesmo tipo de resfriamento fotovoltaico é usado para diferentes tecnologias com diferentes classificações de potência, a saída resultante também deve ser diferente. Por exemplo, se a mesma solução de resfriamento for aplicada a um modelo diferente com uma potência nominal de 350 W, a saída será diferente para cada tipo de «resfriador».
«O uso de medições existentes requer mais tempo de cálculo, pois possui parâmetros mais influentes para avaliar o desempenho fotovoltaico desconhecido, o que requer um cálculo repetido no desempenho fotovoltaico para qualquer valor determinado da energia fotovoltaica de referência», diz o estudo.
O novo método proposto, de acordo com os pesquisadores, identifica parâmetros relevantes para medir o desempenho do resfriamento, como a potência do módulo após a adição do resfriamento e a potência nominal em condições de teste padrão. «Para comparar o desempenho dos chillers fotovoltaicos com o novo método, é necessário conhecer o valor R dos chillers fotovoltaicos», disseram os cientistas. “O valor do R é o mesmo, independentemente do valor da potência de referência usada para calcular a produção fotovoltaica. Quanto maior o valor de R, melhor o desempenho da geladeira fotovoltaica.”
O valor R mede o isolamento do painel e sua capacidade de resistir à transferência de calor. Um valor R mais alto significa melhor isolamento, o que evita que o calor escape no inverno ou no verão.
Os parâmetros do método são: a temperatura de um módulo fotovoltaico com refrigerador, a temperatura de referência do módulo fotovoltaico, a redução fracionária de referência na eficiência fotovoltaica por unidade de aumento da temperatura, a necessidade de bombeamento (para resfriamento por convecção forçada), radiação solar incidente, potência máxima de saída do módulo fotovoltaico e radiação solar em condições de teste de referência. «O resultado é que o cálculo da potência desconhecida para diferentes potências de referência pode ser obtido instantaneamente e a comparação do desempenho entre diferentes geladeiras é facilitada sem a necessidade de passar pelo longo processo exigido pelo método existente», afirmou o grupo.
As técnicas de resfriamento listadas no estudo são as seguintes: tubos paralelos; trocador de calor de placas; elipse design de fluxo; rolo absorvedor de alumínio; refrigerador fotovoltaico para tubos de calor; tubos retangulares em série; projeto de fluxo direto; design de fluxo serpentino múltiplo; projeto de fluxo em espiral; canais de placas paralelas; design de tubo retangular; design de fluxo serpentino; aquecedor de água; e refrigerador fotovoltaico de material de mudança de fase.
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