Uma equipe internacional de pesquisa avaliou experimentalmente cinco protótipos de tubos de calor planos projetados para resfriar módulos fotovoltaicos. Os dispositivos distribuem o calor pela parte traseira de um módulo e o transferem para uma unidade compacta de resfriamento com água, com o objetivo de reduzir diferenças de temperatura e pontos quentes.
Cada protótipo media 1.650 mm por 1.000 mm e era composto por placas de aço inoxidável que envolviam uma cavidade rasa preenchida com água destilada. Os modelos variavam quanto às suas estruturas internas de malha e suporte, à espessura das placas e ao volume de água. Os pesquisadores os testaram em comparação com configurações sem tubos de calor, usando placas de aquecimento para simular temperaturas desiguais nos módulos.
Os testes abrangeram convecção natural em dois ângulos e resfriamento localizado com água, com temperaturas das placas de aquecimento entre 50 °C e 100 °C. Sensores e imagens infravermelhas foram usados para avaliar a transferência de calor e a uniformidade da temperatura. Dependendo do modelo e da temperatura do teste, as temperaturas máximas da superfície caíram aproximadamente de 8 °C a 32 °C. Nas condições estudadas, as diferenças de desempenho térmico entre os cinco protótipos foram pequenas.
Em seguida, a equipe utilizou as reduções de temperatura medidas em um modelo fotovoltaico simplificado baseado em dados meteorológicos de Riade, na Arábia Saudita. A análise estimou que o resfriamento ativo com água poderia aumentar a geração anual de eletricidade em 2,2% a 3,6%. Os pesquisadores também estimaram um benefício teórico máximo de até 4,5%, decorrente da capacidade dos tubos de calor de tornar mais uniformes as temperaturas dos módulos.
O estudo, intitulado “Avaliação experimental de tubos de calor planos com integração de resfriamento ativo para mitigação de pontos quentes térmicos em sistemas fotovoltaicos”, foi publicado na Renewable Energy. Seus colaboradores eram da Universidade de Tecnologia de Lappeenranta-Lahti, na Finlândia, da Universidade Friedrich-Alexander de Erlangen–Nuremberg, na Alemanha, e da Samirock, da Arábia Saudita.
Fontes: pv magazine.