Cientistas da Universidade Van Yuzuncu Yil, na Turquia, conduziram um estudo experimental sobre sistemas fotovoltaicos montados em canais (CM-PV) para medir os ângulos de inclinação ideais para sua implantação.
“Os sistemas de painéis CM-PV têm várias vantagens. Graças ao resfriamento evaporativo, a eficiência do painel aumenta com a diminuição da temperatura do painel, e nenhuma fonte de energia externa é necessária para esse processo de resfriamento”, disse a equipe de pesquisa. “Também impede a ocupação de terrenos que podem ser usados para diferentes fins, como agricultura e construção. A sombra criada pelos painéis na superfície da água protege a qualidade da água, reduzindo a formação de algas no canal e contribui para a economia de água, evitando a evaporação.”
Para testar o desempenho desse tipo de sistema, a equipe construiu duas estruturas de canal na forma de um meio cilindro com dimensões de 200 cm × 100 cm × 50 cm. Para simular o fluxo de água em cada canal, foram utilizadas duas bombas com capacidade de 35 L/min. Painéis fotovoltaicos policristalinos com uma saída de 250 W foram colocados nessas estruturas em ângulos de 8°, 23° e 38°.
Os testes foram realizados no campus da Universidade Van Yuzuncu Kil. Os dados iniciais foram coletados às 07:45 da manhã e, em seguida, os dados foram obtidos e registrados a cada 20 minutos a partir das 08:00. Os últimos dados do dia foram obtidos às 18:00.
“Os painéis colocados no canal e no solo foram colocados com o mesmo ângulo de inclinação: de 8° no primeiro experimento, de 23° no segundo experimento e de 38° no terceiro experimento. Cada experimento foi conduzido por um dia. Este grupo de experimentos foi realizado consecutivamente de 23 a 25 de julho de 2024”, explicaram os acadêmicos.
A análise mostrou que, em um ângulo de inclinação de 8°, os painéis demonstraram temperaturas de superfície até 6,33 °C mais baixas do que as dos painéis montados no solo, com uma diferença média de 4,2 ° C. No caso de 23°, a diferença máxima foi de 5,1 ° C e a diferença média foi de 3,3° C, enquanto no caso de 38° as diferenças máxima e média foram de 5,43° C e 3,78° C, respectivamente.
Os painéis CM-PV também superaram consistentemente os equivalentes montados no solo em termos de eficiência energética, com melhorias máximas de eficiência de 1,86% a 8°, 1,05% a 23° e 1,3% a ângulos de inclinação de 38°.
“Os sistemas CM-PV reduziram significativamente a evaporação da água. Por exemplo, em uma inclinação de 8°, 6 litros de água evaporaram, enquanto 10 litros evaporaram em um canal sem sombra. Esse padrão persistiu em vários graus de inclinação, ilustrando a eficácia do sombreamento induzido pelo painel”, concluiu o grupo. “Em comparações de vários ângulos de inclinação dentro dos sistemas CM-PV, a inclinação de 8° demonstrou consistentemente melhor desempenho. Isso resultou em temperaturas de superfície reduzidas, menos evaporação e maior eficiência em comparação com os arranjos de 23° e 38°. As variações de eficiência entre os ângulos de inclinação atingiram um máximo de 1,7%, favorecendo a inclinação reduzida.”
As descobertas foram apresentadas em “An experimental performance analysis of canal-mounted photovoltaic systems regarding energy production and water conservation“, publicado na Solar Energy.
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