Pesquisadores da Universiti Malaysia Pahang desenvolveram uma nova técnica de resfriamento passivo para módulos solares que usa fibra de coco úmida como agente de resfriamento.
“Nossa solução usa uma fibra de coco bioinspirada para regulação térmica”, disse o pesquisador Sudhakar Kumarasamy à pv magazine. “Ele pode ser usado para sistemas fotovoltaicos integrados em edifícios (BIPV), plantas montadas no solo e sistemas agrovoltaicos.”
Os pesquisadores descreveram suas descobertas em “Desempenho térmico e elétrico de módulos térmicos não resfriados, resfriados pela natureza e fotovoltaicos”, que foi publicado recentemente no International Journal of Photoenergy. Eles disseram que o sistema de resfriamento apresenta uma casca de coco úmida encapsulada com uma folha de poliuretano. Ela é colocada na parte de trás da superfície do módulo fotovoltaico para atuar como um dissipador de calor.
“As moléculas de água estão diretamente em contato com a superfície traseira dos módulos fotovoltaicos com a ajuda da fibra de coco devido à alta capacidade de retenção de água da fibra de coco, diminuindo a temperatura da superfície traseira do módulo”, disseram os cientistas, observando que isso ajuda a transferir calor da frente para a superfície posterior por condução. “A partir disso, o calor sensível será absorvido pelas moléculas de água presentes na fibra do coco. Finalmente, quando as moléculas de água tiverem absorvido energia térmica suficiente, elas atuarão como um agente de remoção de calor evaporando através das perfurações presentes no encapsulamento da folha de polietileno.”
Os pesquisadores compararam o comportamento da temperatura e o desempenho de um módulo fotovoltaico equipado com o sistema com o de um módulo fotovoltaico-térmico (PVT) com resfriamento à base de água. Eles descobriram que o módulo fotovoltaico resfriado passivamente tinha uma temperatura operacional máxima de 44,6 ºC, enquanto o painel PVT e um painel fotovoltaico de referência sem resfriamento registraram temperaturas mais altas de 47,8 ºC e º57,2 C, respectivamente.
“Ao integrar o coco úmido, a temperatura da superfície do módulo fotovoltaico diminuiu em 22,03% e 23,46%, enquanto o sistema PVT reduziu a temperatura da superfície do módulo fotovoltaico em 16,43%”, explicaram os cientistas. “O ponto de potência máxima (MPP) para o módulo fotovoltaico resfriado passivamente com fibra de coco, sistema PVT e módulo de referência é 24,21 W, 20,21 W e 14,65 W, respectivamente.”
Eles disseram que a potência do módulo fotovoltaico resfriado passivamente aumentou em 65,26%.
“O sistema PVT, no entanto, só conseguiu aumentar a potência em 37,95%”, disse. “A convecção que transporta as moléculas de água para longe da parte traseira do módulo fotovoltaico aumenta a perda de calor da superfície traseira e, como resultado, da tampa frontal do módulo fotovoltaico resfriado passivamente em comparação com o sistema PVT.”
O mesmo grupo de pesquisa também publicou uma extensa revisão de todas as técnicas passivas e de resfriamento aplicadas à energia fotovoltaica em outubro de 2021. O estudo analisou técnicas ativas, como resfriamento baseado em ar, resfriamento baseado em líquido, circulação forçada de água, resfriamento por imersão em líquido, pulverização de água. Os métodos passivos também considerados, como resfriamento PCM, tubos de calor, dissipadores de calor ou aletas e trocadores de calor, trocadores de calor de microcanais, resfriamento radiativo do céu, resfriamento baseado em nanofluidos, resfriamento termoelétrico, resfriamento evaporativo e resfriamento de filtro de espectro.
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