Made available in DSpace on 2016-08-29T15:39:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8102_Wilson Obéd Emmerich.pdf: 3840323 bytes, checksum: 9d445aefa2bb03ad8e6dae6ae020d618 (MD5) Previous issue date: 2014-09-19 / Em materiais plásticos transparentes expostos à luz solar, a radiação ultravioleta (UV) emitida pelo sol provoca perda das características de transmissão da luz. Isto é percebido pelo amarelecimento do material polimérico que faz o encapsulamento de células fotovoltaicas (FV) em vários tipos de Módulos FV. Num trabalho recente foram produzidas partículas de quartzo tratadas com raios gama e estas funcionaram como estabilizante contra fotodegradação de um compósito de EVA + quartzo. A presente pesquisa testou outros caminhos de menor custo, empregando o quartzo, mas sem o tratamento com raios gama. Foram utilizados apenas tratamentos térmicos e moagens. Foi desenvolvida uma nova metodologia, incluindo um fator de qualidade para avaliar a adequação das amostras à proteção de plásticos contra fotodegradação. Após sofrerem tratamentos térmicos com a temperaturas variando até 1100 °C por 3 e 6 horas, as amostras de quartzo foram maceradas em almofariz de ágata ou moídas em moinho de esferas. Os dois tipos de moagem proporcionaram diminuição no tamanho de partícula. A moagem no moinho de esferas também levou à redução no tamanho de grão cristalino. Ambas as reduções de tamanho, assim como o aumento no fator de qualidade, acontecem já nos primeiros instantes da moagem (15 min) e maceração. Moagem adicional não influencia significativamente no fator de qualidade. Os fatores de qualidade obtidos são comparáveis àqueles de amostras produzidas por Carvalho (2011) e que protegeram com sucesso filmes poliméricos contra fotodegradação. Palavras-Chave: Quartzo - tratamento térmico/moagem. Encapsulantes de células fotovoltaicas - fotodegradação

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica. Ingeniera Civil Eléctrica / El desierto de Atacama anida abundantes recursos naturales en sus 105.000 km2. Éste contiene las reservas más grandes de cobre y productos no metálicos del mundo, y los niveles mundiales de irradiancia más altos con un promedio anual de 2.500 kWh/m2 de Irradiancia Horizontal Global (GHI), 3.500 kWh/m2 de Irradiancia Directa Normal (DNI) y de 4.000 horas de sol. A pesar de tener muchas ventajas, también presenta desafíos importantes. A modo de ejemplo, se sabe que las dosis anuales de UV-B en el desierto de Atacama son cerca de un 40% más altas que las típicas del norte de África. Esta parte del espectro no genera más electricidad y podría perjudicar los materiales utilizados en los módulos fotovoltaicos (FV), reduciendo su vida útil. Por ende, un módulo vidrio/vidrio (bifacial) especialmente diseñado para nuestro desierto es parte de la I+D+i FV en el programa solar nacional. Para materiales y diseños de módulos FV ya existentes, datos acerca de observaciones sobre su degradación son variables en su nivel de detalle, consistencia, calidad y significancia estadística. Además, la información disponible acerca de fallas típicas de módulos FV instalados en el desierto de Atacama es escasa o inexistente. A partir del contexto señalado, el objetivo principal de esta tesis es diseñar e implementar una herramienta de inspección para recolectar datos (IDCTool, por sus siglas en inglés), con el fin de evaluar módulos FV que operan en condiciones climáticas desérticas y caracterizarlos. La propuesta se basa en el estado-del-arte de prácticas en terreno junto con la definición de un conglomerado de criterios para su uso en soluciones FV de baja escala. Su implementación incluye el desarrollo de una encuesta, equipos y herramientas; y procedimientos para pruebas en terreno y análisis. IDCTool fue usada para una campaña en la región de Arica y Parinacota, la que es representativa de climas desérticos. Los resultados obtenidos fueron analizados de acuerdo con el procedimiento propuesto. La propuesta metodológica de esta tesis se validó mediante la campaña de Arica. Los 15 sitios visitados (comuna de Arica) fueron clasificados en 4 zonas: la costa, el centro de la ciudad, el valle y el desierto. Durante la campaña se inspeccionó 95 módulos FV, de los cuales se encontraron 9 fabricantes distintos. Los módulos operando por más tiempo llevaban 13 años instalados, los más nuevos llevaban 2 años. Todos los módulos inspeccionados estaban compuestos por un vidrio frontal, una lámina polimérica trasera y marco de aluminio. Según los resultados, no se presentaron fallas en cables, conectores ni celdas solares. La falla más típica fue el efecto soiling con 52 casos de soiling ligero y 39 de soiling fuerte. Otras fallas típicas fueron corrosión menor de la puesta a tierra (18 casos) y corrosión del marco (12 casos). En relación a los parámetros eléctricos, la mayor degradación se observó en la potencia nominal con una caída máxima de 39,08% y una caída promedio de 13,19±6,22%. En relación a la diferencia de temperatura de operación de los módulos FV con respecto a la temperatura ambiente, la mayor diferencia fue 24,45°C con un promedio de 11,67°C. Se encontró que la celda más caliente de todo el universo inspeccionado operaba a 99,4°C, mientras que en promedio las celdas más calientes operaban a 64,0°C. Con respecto a las anormalidades térmicas, se encontraron 2 módulos FV con patrón PID y 12 módulos mostraron celdas homogéneamente muy calientes. El trabajo realizado indica que la herramienta desarrollada, incluyendo la metodología para el análisis, entrega datos en formato estándar capaces de caracterizar módulos FV. Los datos analizados fueron estudiados mediante sus tendencias con el uso de herramientas estadísticas. Por ende, fue posible realizar conclusiones y recomendaciones. A pesar de esto, y debido a la falta de módulos inspeccionados, los fenómenos encontrados durante la campaña no pueden ser generalizados. En efecto, nuestro análisis no está validado por evidencia estadística sólida. En este contexto, el desarrollo de una base de datos significativa, mediante el uso de la IDCTool, será el mejor conjunto de datos como punto de partida para comenzar a hacer recomendaciones concluyentes para desarrollos en el ámbito FV.