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Tipo: Dissertação
Título: Metodologia de determinação de propriedades ópticas direcionais em módulos fotovoltaicos de silício utilizando termografia
Título(s) alternativo(s): Methodology for determining directional optical properties in silicon photovoltaic modules using thermography
Autor(es): Flávia Aparecida Ferreira de Oliveira
primer Tutor: Rafael Augusto Magalhães Ferreira
primer Co-tutor: Matheus Pereira Porto
primer miembro del tribunal : Antônia Sônia Alves Cardoso Diniz
Segundo miembro del tribunal: Igor Amariz Pires
Resumen: O aumento da dependência de fontes renováveis de energia sublinha a necessidade de manutenção eficiente e não invasiva das usinas fotovoltaicas. Neste contexto, a termografia infravermelha é uma técnica de manutenção preditiva, que possibilita diagnósticos de anomalias térmicas em módulos fotovoltaicos de silício sem interromper sua operação. Contudo, a aplicabilidade da termografia como ferramenta quantitativa tem sido limitada pela variabilidade das condições de medição, que afetam diretamente a precisão das propriedades ópticas, como emissividade e refletividade dos módulos. Este estudo desenvolve uma metodologia para quantificar a incerteza de medição termográfica, aplicando o método GUM (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement) e modelagem através do software EES ®. A investigação foi realizada no Laboratório de Termometria da UFMG, em um ambiente controlado, simulando condições reais de campo, incluindo variações no ângulo de visada e na sujidade dos módulos. Além disso, foram conduzidas inspeções termográficas para determinar as propriedades ópticas dos módulos em condições limpas e sujas, previamente caracterizadas utilizando as técnicas de Difração de Raios X (DRX) e Espectrometria por Fluorescência de Raios X (FRX). A metodologia validada permite determinar faixas de ângulos de visada e condições operacionais específicas sob as quais a termografia pode fornecer diagnósticos adequados, essenciais para a manutenção preditiva de instalações fotovoltaicas. O estudo revelou que o ângulo de visada e a sujidade afetam significativamente a emissividade e refletividade dos módulos fotovoltaicos, destacando-se a necessidade de manter o ângulo de inspeção termográfica abaixo de 60° para minimizar incertezas e garantir precisão na detecção de anomalias térmicas.
Abstract: The increasing reliance on renewable energy sources highlights the need for efficient and non invasive maintenance of photovoltaic plants. In this context, infrared thermography emerges as a predictive maintenance technique that enables thermal anomaly diagnostics in silicon photovoltaic modules without interrupting their operation. However, the applicability of thermography as a quantitative tool has been limited by the variability in measurement conditions, which directly affects the accuracy of optical properties such as emissivity and reflectivity of the modules. This study develops a methodology to quantify thermographic measurement uncertainty, applying the GUM (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement) method and modeling through EES ® software. The investigation was conducted at the UFMG Thermometry Laboratory in a controlled environment, simulating real field conditions, including variations in viewing angle and module soiling. Additionally, thermographic inspections were carried out to determine the optical properties of clean and soiled modules, previously characterized using X-ray Diffraction (XRD) and X-ray Fluorescence (XRF) techniques. The validated methodology defines viewing angle ranges and specific operational conditions under which thermography can provide accurate diagnostics, essential for the predictive maintenance of photovoltaic installations. The study revealed that the viewing angle and soiling significantly affect the emissivity and reflectivity of photovoltaic modules, emphasizing the need to maintain a thermographic inspection angle below 60° to minimize uncertainties and ensure accuracy in detecting thermal anomalies.
Asunto: Engenharia mecânica
Manutenção
Termografia
Incerteza de medição
Propriedades ópticas
Termodinâmica
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Institución: UFMG
Departamento: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
Curso: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecanica
Tipo de acceso: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/79816
Fecha del documento: 20-sep-2024
Aparece en las colecciones:Dissertações de Mestrado

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