Um grupo de cientistas da Universidade de Bristol e da Universidade Benha do Egito usou água salgada para resfriar os módulos fotovoltaicos. Eles testaram uma técnica de resfriamento passivo baseada em alumina ativada saturada, com água salina como agente de resfriamento, após inicialmente usar água doce.
Em seus testes, eles substituíram os painéis fotovoltaicos por placas revestidas de azul com características ópticas equivalentes às dos produtos policristalinos comerciais. Para os testes, foi utilizado um simulador solar composto por seis lâmpadas halógenas de 1.000 W, com temperatura ambiente variando entre 30 C e -3 C e umidade relativa do ar de 40% a 50%. A velocidade do vento ficou próxima de zero. A eficiência do painel foi considerada de 17,1%.
Três camadas horizontais de tela de arame de alumínio foram montadas sob o painel simulado para melhorar a transferência de calor em todo o sistema.
Os acadêmicos afirmam que a tela de alumínio é preferível a placas de alumínio porque é mais barata e pesa menos. Eles também observaram que o revestimento é mais funcional do que pequenos cortes de malha.
Eles testaram água salgada com cinco níveis diferentes de salinidade – cinco, 10, 35, 80 e 377 partes por mil (ppt) misturados por meio de um medidor de salinidade. A solução misturada foi mantida em um recipiente fechado para sedimentar.
“Caixas com a nova configuração interna, placas fictícias, pellets de alumina ativada foram colocados e imersos em um recipiente com água salina por três horas, depois liberados e mantidos sob a radiação pré-medida por seis horas”, disseram os cientistas.
Eles também adicionaram perfurações aos recipientes retangulares para aumentar o calor e facilitar a transferência de massa entre os materiais saturados e o ar circundante.
A configuração do sistema de água salgada oferece melhor desempenho térmico do que os sistemas de água doce. Isso se deve à maior uniformidade de transferência de calor em ambas as direções, tanto vertical quanto horizontal, devido às aletas verticais de alumínio maciço e à tela de arame alinhada horizontalmente.
O sistema de refrigeração pode reduzir a temperatura de operação de uma planta entre 12 C e 14 C em diferentes intensidades de radiação comprovadas, em comparação com projetos sem sistemas de refrigeração.
“Os resultados mostraram que a água salina pode ser usada como alternativa à água pura, pois dá o mesmo desempenho”, disse o grupo. “Apesar de ter o mesmo desempenho, é preferível o uso de água salgada devido à sua disponibilidade e ao alto potencial do uso desse sistema para dessalinização”.
Eles recomendaram soluções de salinidade mais baixa, pois níveis mais altos mostraram uma taxa maior de deterioração.
“O grupo pesquisa atualmente os aspectos econômicos e ambientais de seu sistema e propõe um sistema completo que proporcione maior eficiência energética, implantando nanotecnologias e água destilada”, disse o pesquisador Saber Abdo à pv magazine.
O grupo apresentou suas descobertas no documento “Cooling solar panels using saturated activated alumina with saline water: Experimental study,” que foi publicado recentemente na Solar Energy.
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