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Título: Estudo numérico da fabricação de células fotovoltaicas pelo método de revestimento por extrusão
Autor(es): Garuzzi, Ricardo Pessoti
Orientador: Romero, Oldrich Joel
Coorientador: Ribeiro, Daniel da Cunha
Data do documento: 8-Mar-2017
Citação: GARUZZI, Ricardo Pessoti. Estudo numérico da fabricação de células fotovoltaicas pelo método de revestimento por extrusão. 2017. 119 f. Dissertação (Mestrado em Energia) - Programa de Pós-Graduação em Energia, Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Universitário Norte do Espírito Santo, São Mateus, 2017.
Resumo: A energia solar fotovoltaica é uma opção bastante atrativa, entretanto ainda é cara se comparada com as fontes tradicionais. Uma forma de tornar a fabricação da célula solar fotovoltaica mais competitiva no mercado é diminuindo a quantidade de material utilizado. A diminuição da espessura encontra limites físicos e operacionais associados com o método de deposição. Um deles, e que é objeto de estudo neste trabalho, é o limite de vazão mínima (low-flow limit). Este trabalho apresenta a simulação numérica do processo de revestimento por extrusão de fluidos newtoniano, não-newtoniano e newtoniano com partículas utilizando a técnica VOF (Volume Of Fluid) para determinar o limite de vazão mínima deste processo. No caso de newtoniano com partículas além do VOF é utilizada a técnica DPM (Discrete Phase Model). O domínio de solução das equações governantes no plano bidimensional se restringe a parte à jusante da barra de revestimento. Como resultados tem-se que o aumento do número de capilaridade resulta em um aumento da espessura mínima, e com o aumento da importância do comportamento não-newtoniano a espessura mínima de filme diminui. Para as partículas tem-se uma análise da sua concentração, com a ocorrência de um problema de alta quantidade na região do revestimento, sendo desejado que ocorra na região de interesse do filme depositado. Os trabalhos relacionados ao escoamento com fluido newtoniano foram publicados em duas revistas, como mostra os APÊNDICE A e APÊNDICE B. Além disso foi realizada uma análise econômica, também publicada, como pode ser visto no APÊNDICE C, e os detalhes constam no APÊNDICE E: GESTÃO FINANCEIRA.
Photovoltaic solar energy is a very attractive option, though it is still expensive compared to traditional sources. One way to make the most competitive photovoltaic solar cell on the market is to reduce the amount of material used. The decrease in thickness encounters physical and operational limits associated with the deposition method. One of them, and that is the object of study in this work, is the limit of minimum flow (low-flow limit). This work presents the numerical simulation of the process of coating Newtonian, non-Newtonian and Newtonian fluids with particles using the VOF (Volume Of Fluid) technique to determine the minimum flow limit of this process. In the case of Newtonian with particles besides the VOF the DPM (Discrete Phase Model) technique is used. The solution domain of the governing equations in the twodimensional plane is restricted to the downstream part of the coating bar. As a result, the increase in capillary number results in an increase in the minimum thickness, and with increasing importance of non-Newtonian behavior the minimum film thickness decreases. For the particles there is an analysis of their concentration, with the occurrence of a problem of high quantity in the coating region, it being desired to occur in the region of interest of the deposited film. The work related to flow with newtonian fluid was published in two journals, as shown in APPENDIX A and APPENDIX B. In addition, an economic analysis, also published, as can be seen in APPENDIX C, and the details are given in APPENDIX E: FINANCIAL MANAGEMENT.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/8431
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