Avaliação do desempenho de um sistema híbrido de painel fotovoltaico e bomba de calor para aquecimento de água aproveitando a irradiação solar no estado de Minas Gerais - PETRUCCI, Giovanni Augusto (2023)
Esta dissertação explora a eficiência e viabilidade de um sistema híbrido de painel fotovoltaico e bomba de calor para o aquecimento de água, capitalizando a irradiação solar disponível no estado de Minas Gerais, Brasil. Inicialmente, realizamos uma revisão das tecnologias de energia solar e bomba de calor. O estudo faz comparação com três cenários, somente o sistema PV-T com bomba de calor em comparação com a junção dos sistema PV convencional e aquecedor a vácuo, e o PV convencional gerando energia apenas para o chuveiro, Cenário 1 se mostrou o mais eficiente, apesar do maior investimento inicial (R$ 16.639,49). Este cenário produziu 544 kWh de energia elétrica e térmica e apresentou o menor LCOE (R$ 2,79). Em contraste, o Cenário 2, apesar do seu elevado CAPEX e OPEX, produziu apenas 78 kWh de energia e exibiu o LCOE mais alto (R$ 38,91). O Cenário 3, com o menor CAPEX, produziu 174 kWh de energia e teve um LCOE de R$ 6,16. Os resultados provam que este sistema híbrido é capaz de fornecer uma quantidade significativa de aquecimento de água durante todo o ano, cerca de 521 kWh de energia térmica gerada aproximadamente 2 vezes a energia térmica gerada pelo sistema AQS a vácuo, ou seja, aproveita de forma eficaz a alta irradiação solar na região. O sistema mostrou-se eficaz em termos de economia de energia, aumento na eficiência do painel fotovoltaico, e uma ótimo aproveitamento da energia térmica, em comparação com os outros sistemas. A geração de energia do sistema estudado em comparação com o sistema fotovoltaico convencional é aproximadamente 4 vezes a do convencional, e essa energia gerada supri a energia consumida pela bomba de calor. O estudo mostra que o sistema híbrido PV-T com bombas de calor é uma das possíveis soluções na transição para um futuro energético mais sustentável e menos dependente de combustíveis fósseis.