Registro fonte: Sistema híbrido fotovoltaico/térmico para geração de energia elétrica e aquecimento de água utilizando termossifões

Sistema híbrido fotovoltaico/térmico para geração de energia elétrica e aquecimento de água utilizando termossifões

The search for new renewable sources and technologies that allow the substitution of non-renewable fuels and of high potential for environmental degradation, especially in the last two decades, has been very high. One of the most prominent renewable sources is solar energy, which has a high potentia...

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Autor principal:	Machado, Pedro Leineker Ochoski
Formato:	Dissertação
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2022
Assuntos:	Recursos naturais renováveis Energia solar Geração de energia fotovoltaica Coletores solares Renewable natural resources Solar energy Photovoltaic power generation Solar collectors CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA Engenharia/Tecnologia/Gestão
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28982
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id	riut-1-28982
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spelling	riut-1-289822022-07-05T06:06:24Z Sistema híbrido fotovoltaico/térmico para geração de energia elétrica e aquecimento de água utilizando termossifões Hybrid photovoltaic/thermal system for power generation and water heating using thermosyphons Machado, Pedro Leineker Ochoski Alves, Thiago Antonini https://orcid.org/0000-0003-2950-7377 http://lattes.cnpq.br/0763708094190677 Szmoski, Romeu Miqueias https://orcid.org/0000-0002-0968-7158 http://lattes.cnpq.br/5919669935159197 Alves, Thiago Antonini https://orcid.org/ 0000-0002-0968-7158 http://lattes.cnpq.br/0763708094190677 Santos, Gerson Henrique dos https://orcid.org/0000-0002-7074-8108 http://lattes.cnpq.br/0407596573800004 Ismail, Kamal Abdel Radi https://orcid.org/ 0000-0001-7671-1384 http://lattes.cnpq.br/2741276950055207 Marcelino Neto, Moisés Alves https://orcid.org/0000-0001-5492-6640 http://lattes.cnpq.br/2071333457212415 Szmoski, Romeu Miqueias https://orcid.org/0000-0002-0968-7158 http://lattes.cnpq.br/5919669935159197 Recursos naturais renováveis Energia solar Geração de energia fotovoltaica Coletores solares Renewable natural resources Solar energy Photovoltaic power generation Solar collectors CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA Engenharia/Tecnologia/Gestão The search for new renewable sources and technologies that allow the substitution of non-renewable fuels and of high potential for environmental degradation, especially in the last two decades, has been very high. One of the most prominent renewable sources is solar energy, which has a high potential in Brazil and can be harnessed through solar collectors and photovoltaic panels. Despite the high potential, this form of energy has a low participation in the Brazilian energy matrix, mainly due to the high costs of implementation and low efficiency of photovoltaic devices that, for each 1°C increase in relation to its ideal operating temperature, lose about 0.4% of efficiency. This experimental study aims to develop a hybrid photovoltaic/thermal system using a photovoltaic panel and thermosyphons. For this, the thermosyphons were inserted in an absorber medium (aluminum flat bars) in direct contact with the photovoltaic panel, taking energy from it in the form of heat and transferring such energy to the water coming from a circulation system. The hybrid system was tested in comparison with a commercial photovoltaic panel, and the results showed that the absorbing medium and the thermosyphons were not able to perform the cooling of the photovoltaic panel, the PV/T system had an average temperature of 56.3°C, while the PV had an average temperature of 49.0°C, resulting in electrical efficiencies of 14.09% and 14.65%. Considering the thermal part, the system provided an average total efficiency of 45.75%, while the PV provided an average total efficiency of 12.69%, achieving the goal of elevating the efficiency of the PV panel, while also being able to generate both kinds of energy, electrical and thermal. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) A busca de novas fontes e tecnologias renováveis que permitam a substituição de combustíveis não renováveis e de elevado potencial de degradação ambiental, principalmente nas duas últimas décadas tem sido muito elevada. Uma das fontes renováveis de destaque é a energia solar, que apresenta elevado potencial no território brasileiro e pode ser aproveitada por meio de coletores solares e painéis fotovoltaicos. Apesar do elevado potencial, tal forma de energia apresenta baixa participação na matriz energética brasileira, principalmente devido ao elevado custo de implementação e à baixa eficiência de dispositivos fotovoltaicos que, a cada acréscimo de 1°C em relação à sua temperatura ideal de funcionamento, perdem cerca de 0,4% de eficiência. Este estudo experimental tem como objetivo o desenvolvimento de um sistema híbrido fotovoltaico/térmico utilizando um painel fotovoltaico e termossifões. Para isso, os termossifões foram inseridos em um meio absorvedor (barras chatas de alumínio) em contato direto com o painel fotovoltaico, retirando energia desse na forma de calor e transferindo tal energia para a água proveniente de um sistema de circulação. O sistema híbrido foi testado em comparação com um painel fotovoltaico comercial, e os resultados mostraram que o meio absorvedor e os termossifões não foram capazes de realizar o resfriamento do painel fotovoltaico, o sistema PV/T apresentou uma temperatura média de 56,3°C, ao passo que o painel comercial apresentou uma temperatura média de 49,0°C, resultando em eficiências elétricas médias de aproximadamente 14,09% e 14,65%. Considerando a parcela térmica, o sistema PV/T apresentou uma eficiência total média de aproximadamente 45,75%, enquanto o painel fotovoltaico comercial apresentou uma eficiência total média de aproximadamente 12,69%, cumprindo o objetivo de elevar a eficiência do dispositivo e também possibilitar a geração de dois tipos de energia distintos, elétrica e térmica. 2022-07-04T17:02:33Z 2022-07-04T17:02:33Z 2022-02-10 masterThesis MACHADO, Pedro Leineker Ochoski. Sistema híbrido fotovoltaico/térmico para geração de energia elétrica e aquecimento de água utilizando termossifões. 2022. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2022. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28982 por openAccess http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Ponta Grossa Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica UTFPR
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description	The search for new renewable sources and technologies that allow the substitution of non-renewable fuels and of high potential for environmental degradation, especially in the last two decades, has been very high. One of the most prominent renewable sources is solar energy, which has a high potential in Brazil and can be harnessed through solar collectors and photovoltaic panels. Despite the high potential, this form of energy has a low participation in the Brazilian energy matrix, mainly due to the high costs of implementation and low efficiency of photovoltaic devices that, for each 1°C increase in relation to its ideal operating temperature, lose about 0.4% of efficiency. This experimental study aims to develop a hybrid photovoltaic/thermal system using a photovoltaic panel and thermosyphons. For this, the thermosyphons were inserted in an absorber medium (aluminum flat bars) in direct contact with the photovoltaic panel, taking energy from it in the form of heat and transferring such energy to the water coming from a circulation system. The hybrid system was tested in comparison with a commercial photovoltaic panel, and the results showed that the absorbing medium and the thermosyphons were not able to perform the cooling of the photovoltaic panel, the PV/T system had an average temperature of 56.3°C, while the PV had an average temperature of 49.0°C, resulting in electrical efficiencies of 14.09% and 14.65%. Considering the thermal part, the system provided an average total efficiency of 45.75%, while the PV provided an average total efficiency of 12.69%, achieving the goal of elevating the efficiency of the PV panel, while also being able to generate both kinds of energy, electrical and thermal.
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