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Verifica sperimentale di modelli termici per moduli fotovoltaici

Informazioni tesi

  Autore: Giuseppe Marletta
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2010-11
  Università: Università degli Studi di Catania
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria meccanica
  Relatore: Giuseppe Marco Tina
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 230

Nella presente tesi sono stati analizzati sperimentalmente alcuni modelli termici per il calcolo della temperatura di cella, al fine di valutare le relazioni che legano i vari elementi che compongono il modulo fotovoltaico e le relative temperature di lavoro, tenendo conto dei parametri ambientali nelle reali condizioni di funzionamento.

In particolare la presente tesi è articolata nelle seguenti quattro sezioni:
1. Analisi dello stato dell’arte delle varie tecnologie PV
2. Studio e simulazione di modelli termici semplificati per il calcolo della temperatura di cella
3. Studio e simulazione di modelli termici multistrato per il calcolo delle temperature degli strati che compongono un modulo PV
4. Confronto tra i modelli termici implementati e le reali misure di temperatura rilevate attraverso un sistema sperimentale.

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8 Introduzione  I mutamenti climatici ed il progressivo esaurimento delle risorse naturali, energetiche fossili in particolare, ci impongono di ripensare la nostra economia in direzione della sostenibilità, della tutela dell’ambiente e delle generazioni future. In quest’ottica le fonti rinnovabili rappresentano certamente una via obbligata, oltre che una grande opportunità di sviluppo economico per i paesi che saranno in grado di coglierla. Anche se l’Italia è ancora in ritardo rispetto agli altri paesi del Nord Europa nell’utilizzo di tali fonti, le tecnologie disponibili, riguardanti lo sfruttamento dell’energia solare termica, fotovoltaica, eolica e di molte altre fonti rinnovabili, hanno raggiunto una grande maturità. In particolare, tra le diverse applicazioni messe a punto per lo sfruttamento dell’energia solare, quella fotovoltaica è sicuramente nel medio e nel lungo termine, la più promettente in virtù delle sue caratteristiche di semplicità costruttiva, facilità di integrazione, affidabilità e ridotte esigenze di manutenzione. Inoltre, questa tecnologia permette di effettuare la produzione decentrata dell’elettricità direttamente nel luogo di utilizzo come ad esempio le utenze remote o isolate, di realizzare applicazioni modulari con potenze che possono variare da pochi watt fino alle grandi centrali da diversi megawatt e, non da ultimo, di avere un ridotto impatto ambientale. Per contro, i costi di istallazione di un impianto fotovoltaico, ad oggi, risultano ancora alti e di conseguenza lo sono i relativi tempi di ritorno degli investimenti. In quest’ottica risulta pertanto indispensabile effettuare un’attenta valutazione sullo studio di tutti quei parametri che determinano l’effettiva producibilità di un impianto fotovoltaico, in maniera da ottenere il più breve tempo di ritorno per l’investimento effettuato. In particolare, si vuole mettere in evidenza l’importanza dell’effetto termico sui moduli fotovoltaici, difatti la temperatura operativa delle celle fotovoltaiche influenza il rendimento di conversione, in maniera differente a seconda della tecnologia, e quindi la producibilità

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Parole chiave

bilancio energetico
modulo fotovoltaico
modello termico
coefficienti termici
temperatura di cella

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