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- Accelerated aging tests to selective solar absorber coatings for low temperature applicationsPublication . Cunha Diamantino, Teresa; Gonçalves, Rita; Páscoa, Soraia; Alves, Isabel Nascimento; Carvalho, Maria JoãoABSTRACT: The need of a higher role of solar energy within the energy mix in the coming decades obliges the collectors to increase their performance and reliability. It is demanded that the solar absorbers, as the key component of solar thermal collectors, should be low cost with high efficiency for extended lifetimes under different kinds of environments. Commercially, there are presently two main types of solutions as selective solar absorbers coatings for low temperature applications: coatings obtained by physical vapour deposition (PVD) and by paint coatings (PC). These coatings present different physical and chemical characteristics. Therefore, it is important to know how these commercial coatings degrade over time in different environments. Results obtained with two different PVD coatings and three PC, under different accelerated aging tests, are presented. The aging tests performed included different environmental stress corrosion conditions: temperature, humidity, chlorides, sulfur dioxide and nitrogen oxides. The chlorides and the gases SO2 and NO2 affect distinctly the different selective coatings. Cyclic variation of corrosion promoting gases (sulfur dioxide and nitrogen dioxide), higher humidity, salt spraying and drying seem to be an aging test that reflects the different environments where the solar thermal collectors are exposed. In addition to the contaminants, drying/wetting cycles also play an important role in degradation mechanisms of absorber coatings. So, the international standard ISO 22975-3 needs to be revised to include cyclic conditions with these contaminants.
- Novos serviços laboratoriais de suporte na otimização de coletores solares térmicos: projeto LIFESOLAR - 2ª partePublication . Páscoa, Soraia; Cunha Diamantino, Teresa; Carvalho, Maria JoãoRESUMO: Portugal é um país com grande potancial de aproveitamento de energia solar térmica para aplicações domésticas e industriais. Estas aplicações podem ser utilizadas para produção de água quente, para aquecimento de piscimas, águas sanitárias ou para processos industriais a baixas (20-95ºC) e médias temperaturas (95ºC-250ºC) de funcionamento, podendo assim abranger diferentes tecnologias, desde coletores estacionários a coletores concentradores com seguimento. O território continental português é particularmente marcado pela extensa linha de costa que, juntamente com o elevado recurso solar, tem um forte impacto na durabilidade dos componentes dos coletores, quer sejam metálicos ou poliméricos, e no respetivo tempo de vida útil.
- Accelerated aging tests for solar absorber coatingsPublication . Cunha Diamantino, Teresa; Gonçalves, Rita; Páscoa, Soraia; Alves, Isabel Nascimento; Chambino, Teresa; Ferreira, Cristina; Carvalho, Maria JoãoABSTRACT: The need of a higher role of solar energy within the energy mix in the coming decades obliges the systems to increase their performance and reliability. It is demanded that the solar absorbers, as the key component of solar thermal systems, should be low cost with high efficiency for extended lifetimes under different kinds of environments. Commercially, there are two different types of solutions as selective solar absorbers coatings: coatings obtained by physical vapor deposition (PVD) and by paint coatings (PC). These coatings present different physical and chemical characteristics. Therefore, it is important to know how these coatings degrade over time in different environments. Results obtained with two different PVD coatings and three PC, under different accelerated aging tests, are presented. The aging tests performed included different environmental stress corrosion conditions: temperature, humidity, chlorides, sulphur dioxide and nitrogen oxides. Cyclic variation of corrosion promoting gases (sulfur dioxide and nitrogen dioxide), higher humidity, salt spraying and drying seem to be an aging test that reflects the different environments where the solar thermal collectors are exposed. In addition to the contaminants, drying / wetting cycles also play an important role in degradation mechanisms of absorber coatings.
- A Corrosão em ImagensPublication . Simões, Alda; Sushkova, Alesia; Alves, Alexandra; Franco, Alexandra; Sá, Ana Isabel; Mata, Ana Leonor; Pereira, Ana Marisa; Vieira, Ana Soares; Carreira, André; Fróis, António; Franco, Carlos; Brites, Cármen; Louro, Cristina Santos; Godinho, Delfina; Nascimento, Filipe; Lopes, Helena; Martins, Inês Isabel; Alves, Isabel Nascimento; Silva, Joana Leal da; Santos, José António dos; Martins, José Inácio; Roseiro, J. Carlos; Côrte-Real, Leonor; Andrada, Luís; Pericão, Mafalda Sofia; Lemos, Manuel; Marques, Maria João; Plancha, Maria João; Santos, Maria Teresa; Gonçalves, Rita; Fontinha, Rute; Augusto, Sónia Nascimento; Páscoa, Soraia; Dias, Susana; Cunha Diamantino, Teresa; Paiva Luís, Teresa; Nunes, Vitor Manuel; Morozov, YegorPREFÁCIO: No vasto panorama da ciência dos materiais, Portugal, abriga uma comunidade multidisciplinar dedicada ao estudo da corrosão e da proteção de materiais. Neste contexto, as Jornadas de Corrosão e Proteção de Materiais nascem como um evento crucial, marcado pela sua natureza técnico-científica. Estas jornadas são um fórum de divulgação e de discussão dos resultados da investigação científica e do desenvolvimento tecnológico no domínio da corrosão e proteção de materiais. As jornadas são, assim, um ponto de encontro onde os corrosionistas se unem para discutir os novos desafios da corrosão e propor soluções que impulsionem o avanço nesta área essencial da ciência dos materiais. As Jornadas de Corrosão e Proteção de Materiais tiveram a primeira edição em 1998, organizadas pelo Instituto Nacional de Engenharia e Tecnologia Industrial (INETI). Desde então, oito edições enriqueceram o calendário técnico-científico, com as mais recentes organizadas pelo Laboratório Nacional de Energia e Geologia (LNEG) com o apoio da Sociedade Portuguesa de Materiais (SPM) através da sua Divisão Técnica de Corrosão e Proteção de Materiais (DTCPM). Esta parceria entre o LNEG e a DTCPM emerge pelos seus objetivos comuns, de promover o conhecimento, a divulgação e a colaboração entre as entidades do sistema científico e tecnológico e as empresas, no domínio da corrosão e proteção de materiais. Nas últimas edições das Jornadas introduziu-se um Concurso de Fotografia. Mas, porquê um concurso de fotografia numas Jornadas técnico-científicas? Uma fotografia tem o incrível poder de transcender palavras, transmitindo significados e emoções de maneiras que a linguagem muitas vezes não consegue. É uma combinação complexa de elementos visuais, emoções e significados que a tornam verdadeiramente especial. O concurso de fotografia tornou-se um marco destas Jornadas, impulsionado pelo crescente entusiasmo dos talentosos amadores e pela curiosidade de todos os participantes. Mais do que uma simples competição, este evento transformouse num elo emocional, conectando pessoas e estimulando uma troca de ideias diversificada sobre o modo de ver os fenómenos da corrosão. É uma celebração da criatividade, empatia e da riqueza de perspetivas que cada imagem pode oferecer. Neste contexto, surge este livro como uma narrativa visual que transcende as fronteiras da comunidade técnico-científica. Sentimos que era natural compartilhar com uma audiência mais ampla as fotografias que têm sido apresentadas nos concursos, documentando-as e elevando-as a outro patamar. Mais do que apenas apresentar um conjunto de fotografias, o nosso objetivo é convidá-los a contemplar a corrosão e a proteção de materiais com uma nova perspetiva, a mergulhar nos pormenores muitas vezes negligenciados e a descobrir a beleza oculta dos fenómenos de corrosão e degradação dos materiais.
- Assessment of durability of solar absorbers : performance criterionPublication . Páscoa, Soraia; Carvalho, Maria João; Cunha Diamantino, TeresaABSTRACT: Solar fraction, Fs, defined as the ratio between the delivered energy from a solar domestic hot water (DHW) system and the load (thermal energy necessary to satisfy domestic water heating needs), is widely accepted as performance indicator for this type of systems. Considering solar absorptance αs and thermal emittance εt as the most relevant characteristics of solar absorbers, the relation between the depreciation of these optical properties and depreciation of Fs was used by Hollands et al (1992) to define a performance criterion (PC) for assessment of long-term behavior and service life of selective solar absorbers. The PC was established mainly for solar DHW systems working with solar fractions lower than 50%. In this work, systems working with solar fractions higher than 50%, in climates of south of Europe, are considered and the suitability of solar fraction as performance indicator to develop an adequate PC is studied. As a first step simulations of thermal performance of systems using an in-house software were performed for a reduction of 5% and 10% of Fs. In ISO 22975-3, solar fraction Fs degradation must be lower than 5% to guarantee 25 years of service life for DHW system. The results showed that the parameters obtained to define the PC were incoherent considering solar fractions higher than 50%. In a second step, supplied energy was considered as performance indicator and using similar methodology as Hollands et al (1992), but using as performance indicator energy supplied by the solar system, the PC for systems working with solar fractions higher than 50%, in climates of south of Europe, was establish. The results showed that this is not significantly different from the PC considered in ISO 22975-3.
- Coletores solares térmicos : evolução do comportamento térmico após diferentes períodos de exposição em ambientes com distintas corrosividadesPublication . Carvalho, Maria João; Páscoa, Soraia; Mexa, Nuno; Gonçalves, Rita; Correia, J.; Gano, António; Cunha Diamantino, TeresaRESUMO: Os coletores solares térmicos devem estar preparados para suportar condições ambientais adversas, como temperatura, humidade e irradiância ultravioleta elevada ou cargas de vento e neve, mas também outras influências, como os níveis de contaminantes como cloretos, dióxido de enxofre e óxidos de azoto, dependendo da localização geográfica. Num trabalho que se desenvolve desde 2012, têm sido estudados os efeitos destes contaminantes existentes no ambiente exterior e a sua penetração no interior dos coletores, assim como a evolução do comportamento térmico dos coletores quando expostos por períodos prolongados em ambientes com diferentes corrosividades. Neste trabalho apresentam-se os resultados para um período de três e cinco anos em dois locais com distintas corrosividades, Sines e Lisboa, observando-se que locais como Sines com um ambiente marítimo industrial tem impacto no comportamento térmico dos coletores expostos.
- Novos serviços laboratoriais de suporte na otimização de coletores solares térmicos: projeto LIFESOLAR - 1ª partePublication . Páscoa, Soraia; Cunha Diamantino, Teresa; Carvalho, Maria JoãoRESUMO: Portugal é um país com grande potancial de aproveitamento de energia solar térmica para aplicações domésticas e industriais. Estas aplicações podem ser utilizadas para produção de água quente, para aquecimento de piscimas, águas sanitárias ou para processos industriais a baixas (20-95ºC) e médias temperaturas (95ºC-250ºC) de funcionamento, podendo assim abranger diferentes tecnologias, desde coletores estacionários a coletores concentradores com seguimento. O território continental português é particularmente marcado pela extensa linha de costa que, juntamente com o elevado recurso solar, tem um forte impacto na durabilidade dos componentes dos coletores, quer sejam metálicos ou poliméricos, e no respetivo tempo de vida útil.
- The importance of developing accelerated tests on the reliability of solar absorber and solar reflector coatingsPublication . Cunha Diamantino, Teresa; Gonçalves, Rita; Páscoa, Soraia; Alves, Isabel N.; Carvalho, Maria João; Fernández-García, Aránzazu; Wette, Johannes; Sutter, FlorianABSTRACT: Selective absorber coatings for solar thermal collectors and reflector coatings for Concentrating Solar Power (CSP) plants are the key components of these technologies and their durability is one of their most important characteristics. They should be low cost and withstand 20-30 years under different kinds of environments without significant loss of optical performance. Commercially, there are different physical vapour deposition (PVD) coatings for aluminium absorbers and reflectors. Results obtained with two commercial PVD solar absorber coatings (SA) and two solar reflector coatings (SR), under different accelerated aging tests (AAT), are presented and correlated with outdoor exposure. An Outdoor Exposure Testing (OET) site with maritime and industrial influence was used for an exposure campaign of the absorbers and reflectors for two years. Alternative artificial aging tests are proposed for absorbers and reflectors that better reproduce the corrosion mechanism obtained in natural conditions with maritime and industrial influence. The characterization of the coatings and degradation mechanisms of different aluminium absorbers and reflectors were evaluated optically, morphologically and chemically. The results obtained in an atmosphere with high corrosivity as in marine and/or industrial areas are a reliable way to verify the corrosion resistance of new materials in a short time and are a valuable tool to validate the different methodologies of accelerated aging tests.