Pesquisadores
analisaram o efeito do vento no resfriamento de um painel fotovoltaico de
telhado de 5,9 MW. O estudo avaliou como a velocidade e a direção do vento
afetam o resfriamento de uma usina fotovoltaica com 10.806 painéis. Os
pesquisadores concluíram que os ventos de trás foram menos eficazes devido à
inclinação do telhado.
Outros
fatores que podem influenciar o desempenho dos painéis solares são:
A
temperatura: Os painéis solares funcionam melhor quando a temperatura é de até
25 °C.
O
uso de telhados verdes: Os telhados verdes podem ajudar a resfriar os painéis
solares, o que contribui para combater o efeito da ilha de calor urbana.
O
uso de módulos fotovoltaicos flutuantes: O efeito de resfriamento do corpo
d'água sobre os módulos fotovoltaicos flutuantes pode aumentar a geração de
energia elétrica.
Os pesquisadores analisaram como a velocidade e a direção do vento afetam o resfriamento de uma usina fotovoltaica no telhado com 10.806 painéis. Eles dizem que os ventos de trás foram menos eficazes devido à inclinação do telhado e à lacuna mínima entre os painéis e o telhado, mas o vento de outras direções pode contribuir para um efeito de resfriamento de até 7°C.
Pesquisadores da Universidade Bursa Uludağ, na Turquia, investigaram o efeito de resfriamento do vento em usinas fotovoltaicas em telhados. Eles mediram as mudanças de temperatura em uma instalação de telhado de 57 acres (1 acre = 4.047 metros quadrados) durante o verão de 2023 e descobriram que o vento pode fornecer um efeito de resfriamento de até 7°C, dependendo de sua direção e velocidade.
“Observou-se
que uma parte significativa dos estudos na literatura se concentra em usinas
fotovoltaicas montadas no solo. Neste estudo, no entanto, as usinas
fotovoltaicas em telhados, que estão sendo cada vez mais usadas por muitas
instalações industriais para reduzir os custos de energia, foram examinadas”,
disse o grupo. “A diferença mais significativa que distingue os sistemas
fotovoltaicos de telhado das aplicações montadas no solo é a geometria do
telhado. Painéis dispostos em sequência em telhados congestionados estão em
desvantagem em comparação com as plantas montadas no solo em termos de receber
ventos frios”.
O local solar fica no topo de uma instalação de produção de automóveis TOFAS em Bursa, Turquia. Bursa recebe uma intensidade média de radiação solar de 1.393 kWh/m² por ano e, durante o período de medição, os ventos sopraram predominantemente do Nordeste. A velocidade média do vento de todas as direções foi de cerca de 1 m/s, com o Leste experimentando os ventos mais fortes com uma média de 1,49 m/s.
Instalações fotovoltaicas em telhados podem aumentar as temperaturas diurnas em ambientes urbanos em até 1,5 ° C.
O
telhado abriga 10.806 painéis fotovoltaicos monocristalinos PERC de meio corte,
cada um com capacidade de 545 W, contribuindo para uma capacidade nominal total
de aproximadamente 5,9 MW. Os painéis são orientados 22° leste do Sul, com um
ângulo de inclinação de 17,8° e uma folga de 15 cm entre os painéis e o
telhado.
“A
instalação medida está ativamente em uso e o proprietário da instalação coleta
medições de um único ponto. Os instrumentos de medição incluem sensores de
temperatura ambiente, irradiância e vento. O sensor de temperatura fotovoltaico
é montado abaixo do painel”, disse o grupo. “Os dados de medição do vento são
coletados em intervalos de um minuto, enquanto todos os outros dados são
coletados em intervalos de 15 minutos”.
Para explicar os efeitos da velocidade do vento, os pesquisadores emparelharam e compararam 50 eventos com irradiância, temperatura e direção do vento semelhantes, mas diferentes velocidades do vento. Eles descobriram que velocidades do vento abaixo de 0,5 metros por segundo (m/s) resultam em um efeito de resfriamento limitado de 1°C a 3°C em painéis solares, enquanto velocidades superiores a 0,5 m/s aumentam o efeito de resfriamento para 3°C a 7°C.
Usando pares de vento traseiro e lateral, o grupo de pesquisa também foi capaz de analisar o efeito da direção do vento.
“Devido
à inclinação do telhado e à lacuna mínima entre os painéis e o telhado, os
ventos de trás foram menos eficazes, pois não conseguiram penetrar na parte
traseira dos painéis fotovoltaicos”, disse o grupo. “Os ventos laterais, por
outro lado, não enfrentaram dificuldade em fluir sobre as superfícies dos
painéis, mas perderam seu efeito de resfriamento à medida que passavam pelas
longas fileiras de painéis”.
Pesquisadores concluíram que a seleção de locais com velocidades de vento mais altas é crucial durante a fase de projeto de uma usina solar. Eles observaram a importância de configurar a usina adequadamente para garantir que o vento possa atingir efetivamente todos os painéis fotovoltaicos. Eles acrescentaram que a otimização da fase de projeto pode melhorar o desempenho sem incorrer em custos significativos, especialmente porque a modificação de uma planta existente apresenta desafios e despesas.
Entenda a ação dos ventos em relação às placas solares. (pv-magazine-brasil)
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