Disertación de Maestría
DOI
https://doi.org/10.11606/D.106.2021.tde-23082021-111521
Documento
Autor
Nombre completo
Ícaro da Silva Misquita
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Paulo, 2021
Director
Tribunal
Zilles, Roberto (Presidente)
Andrade, Adnei Melges de
Benedito, Ricardo da Silva
Pinho, João Tavares
Título en portugués
Análise da influência do ângulo de inclinação, na deposição de sujidade, em geradores fotovoltaicos alocados em ambientes urbanos.
Palabras clave en portugués
ângulo de inclinação
Energia solar
sujeira
Resumen en portugués
O presente estudo foi realizado na Universidade de São Paulo (USP), no campus da capital, Butantã, São Paulo, no telhado do Laboratório de Sistemas Fotovoltaicos. Para tal foram utilizados vinte módulos fotovoltaicos com uma potência unitária de 20 Wp. Antes do início do estudo, os módulos foram expostos à luz natural para que sofressem o efeito LID. Posteriormente, os módulos foram calibrados para medir a irradiância solar, seguindo o IEC 60904-2, utilizando um piranômetro como sensor de referência secundário. Após a calibração, os módulos foram instalados em pares, com ângulos variando entre 0 a 45° em referência à superfície, com uma diferença entre pares de 5°. Em cada par de módulos, um deles foi limpo semanalmente, padrão limpo, e o outro foi mantido sem limpeza, padrão sujo. Para avaliar a influência da precipitação, a principal responsável pela lavagem dos módulos, os valores de chuva foram obtidos da estação meteorológica do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da USP. O módulo padrão sujo instalado a 0º, foi utilizado como padrão e os ganhos de irradiação foram calculados em relação a ele. Os resultados foram apresentados em tabelas, onde os valores de irradiação e de chuva mensais são apresentados, bem como o acumulado do semestre e o acumulado total para a chuva e irradiação. Os valores do ganho relativo e irradiação acumulada são apresentados em gráficos. Foi calculada uma variável que demonstra apenas a influência da sujidade para cada um dos pares de ângulos. Os maiores valores desta variável foram 5,0 e 4,2% observados para 0 e 5º. Os maiores ganhos relativos foram observados para os módulos limpos em 25 e 30º, com 14,77 e 14,58%, respectivamente. A chuva apresentou valores bastante elevados, impactando significativamente o acúmulo de sujidade e consequentemente reduzindo as perdas. Conclui-se que o ângulo recomendado para as condições se encontra entre 20 e 30º e que a realização de uma rotina de limpeza traz resultados benéficos, mesmo durante períodos de alta precipitação.
Título en inglés
Analysis of the influence of the tilt angle on soiling deposition at photovoltaic generators allocated in urban environments.
Palabras clave en inglés
soiling
Solar energy
tilt angle
Resumen en inglés
The present study was carried out at the University of São Paulo (USP), in the capital campus, Butantã, São Paulo, on the roof of the Photovoltaic Systems Laboratory. Twenty photovoltaic modules with a unit power of 20 Wp were used for study. Before the beginning of the study, the modules were exposed to natural light in order to undergo the LID effect. Subsequently, the modules were calibrated to measure solar irradiance following IEC 60904-2, using a pyranometer as a secondary reference sensor. After calibration, the modules were installed in pairs, with angles ranging from 0 to 45° in reference to the surface, with a difference between pairs of 5°. In each pair of modules, one of them was cleaned weekly, clean standard, and the other was kept without cleaning, dirty standard. To evaluate the influence of precipitation, the main responsible for washing the modules, the rainfall values were obtained from the weather station of the Institute of Astronomy, Geophysics and Atmospheric Sciences of the USP. The dirty standard module installed at 0º, was used as a standard and the irradiation gains were calculated in relation to it. The results were presented in tables, where the monthly irradiance and rainfall values are shown. In addition, the semester accumulated and the total accumulated for rainfall and irradiance are also presented. The values of relative gain and cumulative irradiation are presented in graphs. A variable was calculated that shows only the influence of dirt for each of the angle pairs. The highest values of this variable were 5.0 and 4.2% observed for 0 and 5°. The largest relative gains, were observed for the modules cleaned at 25 and 30º, with 14.77 and 14.58%, respectively. Rainfall presented very high values, significantly impacting the accumulation of dirt and consequently reducing losses. In conclusion, the recommended angle for the conditions is between 20 and 30º and the performance of a cleaning routine brings beneficial results, even during periods of high precipitation.
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Fecha de Publicación
2021-11-11