Análise do efeito da convecção forçada para resfriamento de sistema térmico fotovoltaico

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Reis, Renato Candido
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Sistemas solares híbridos PVT; Energia solar fotovoltaica; Rastreamento solar; Sistema de resfriamento; PVT hybrid solar systems; Photovoltaic solar energy; Solar tracking; Cooling system
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/192697

O presente trabalho consistiu na análise teórica e experimental de um sistema híbrido PVT - fotovoltaico/térmico. Este consiste de um painel fotovoltaico (PV), com sistema de rastreamento, para aproveitar a radiação solar direta e difusa, e de um sistema d e resfriamento por convecção forçada acoplado, permitindo gerar eletricidade e calor em um único processo além de reduzir a temperatura de operação de um painel solar fotovoltaico comercial e, assim, melhorar sua eficiência energética. O módulo PV está instalado na região noroeste do estado de São Paulo. O conjunto experimental possui um sistema de rastreamento solar azimutal de eixo simples; a tensão e a corrente de saída do painel foram medidas para quantificar a potência produzida levando em consideração diferentes condições de operação. Todos os testes foram realizados in loco usando um painel fotovoltaico comercial, sempre levando em consideração as condições meteorológicas do dia. O rastreamento solar aumenta em 45,5% a energia gerada para um dia do mês de junho em relação a um sistema fixo. O painel fotovoltaico com a parte posterior isolada termicamente opera em condições 15 °C a 20 °C mais quente que um painel não isolado, o que implica em perdas energéticas da ordem de 7,6%. O trocador de calor tipo serpentina, com uso de água deionizada, não mostrou desempenho satisfatório ao resfriar o módulo fotovoltaico devido à significativa resistência térmica de contato com a face posterior do módulo. A análise teórica apresentou erros menores que 10% em relação às medidas experimentais. O presente trabalho mostra a importância do correto dimensionamento, construção e análise dos trocadores de calor a fim de possibilitarem a melhoria da eficiência de painéis fotovoltaicos e o aumento do aproveitamento da energia solar. No âmbito social, este trabalho contribui para que a conversão fotovoltaica de energia solar seja mais eficiente e que a vida útil dos painéis seja prolongada.