Investigação e desenvolvimento · 2022
CoSoX — Collettore Solare X
Mais rendimento dos mesmos painéis fotovoltaicos, fechados num coletor de superfícies refletoras. Simulador CoSimX escrito de raiz, protótipos à escala impressos em 3D, medições de validação em laboratório.
Título oficial, em italiano: «CoSoX — Collettore Solare X: sperimentazione di collettori a superfici riflettenti per migliorare la resa di pannelli fotovoltaici standard».
Objetivo
O CoSoX (Collettore Solare X) nasce para experimentar formas de melhorar o rendimento de painéis solares standard, policristalinos e monocristalinos, colocando-os num contentor de superfícies espelhadas e variando a sua disposição. Os objetivos: reduzir a superfície necessária com o mesmo rendimento, ou reduzir a quantidade de painéis com o mesmo rendimento.
O que foi feito
O trabalho partiu da realização, de raiz, de um simulador de software, batizado CoSimX (C# em .NET Framework, ambiente Windows), que simula a absorção e a reflexão da radiação dentro do contentor segundo a geometria — parábola, círculo, seno, hipérbole —, o posicionamento e os parâmetros de eficiência, com uma função de aleatorização para explorar automaticamente as configurações mais prometedoras. A geometria escolhida, a mais simples de realizar mecanicamente, é um tronco de pirâmide de base quadrada, com paredes refletoras que concentram a luz nos painéis.
Os protótipos à escala foram modelados em CAD e impressos em 3D em PLA resistente a altas temperaturas, com duas configurações de suporte comparadas: matriz plana 3x3 e configuração inclinada 4x3, com incidência a 45 graus. As medições foram conduzidas numa bancada de ensaio com três projetores LED de 100 W alimentados por inversor, em duas sessões distintas, num total de 16 medições sobre 8 configurações: painéis mono e policristalinos, planos e inclinados, com e sem superfícies refletoras de alumínio.
O que daí saiu
As configurações inclinadas revelaram-se sempre desvantajosas, enquanto o contentor refletor deu um ganho médio de 60 a 70 % em relação à configuração não refletora: com o mesmo espaço ocupado, cada metro quadrado de painéis num coletor refletor rende como 1,60 a 1,70 metros quadrados de painéis nus. Dos dois objetivos iniciais, o da redução da quantidade de painéis foi portanto alcançado, ao preço da superfície ocupada; o relatório indica a configuração mais prometedora — monocristalinos planos em contentor refletor — e as direções para aprofundar a investigação.
Do laboratório
As imagens provêm da documentação original do projeto.
