Análise da dependência dos coeficientes térmicos de módulos fotovoltaicos com a irradiância solar

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Kipper, Felipe Detzel
• Orientador(a): Gasparin, Fabiano Perin
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Módulo fotovoltaico; Energia solar fotovoltaica; Desempenho térmico
• Palavras-chave em Inglês: Photovoltaic modules; Empirical equations; Thermal coefficients
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/220844

A energia solar fotovoltaica é uma fonte intermitente de energia e depende de diversos fatores, tais como disponibilidade de radiação solar, inclinação do painel fotovoltaico, eficiência de conversão da célula, temperatura de operação da célula, entre outros. Os módulos fotovoltaicos possuem coeficientes térmicos que representam o comportamento de alguns parâmetros em função da temperatura. Em geral, tais coeficientes são considerados constantes ao longo da faixa de irradiâncias. Neste trabalho é feita uma proposta de obter equações empíricas que modelem o comportamento dos coeficientes térmicos de módulos fotovoltaicos em função da irradiância solar. Foram feitos ensaios de medida da curva I-V de sete módulos fotovoltaicos de silício cristalino e um módulo de tecnologia CIS. A partir destas curvas foram extraídos os parâmetros: corrente de curto-circuito (Isc), tensão de circuito aberto (Voc) e potência máxima (Pmp), que foram utilizados para calcular os coeficientes térmicos dos módulos fotovoltaicos. A variação de Isc com a temperatura é utilizada para determinação do coeficiente térmico α. Já a variação de Voc com a temperatura é usada para determinar o coeficiente térmico β. E, por fim, a variação de Pmp com a temperatura é utilizada para determinar o coeficiente térmico ϒ. Foi observado que a variação de α em função da irradiância não justificava uma abordagem, sendo assim, foi considerado constante ao longo da faixa de irradiâncias estudada, de 100 a 1000 W/m². Para o coeficiente térmico β foi proposta uma equação obtida a partir de regressão linear que modela a variação deste parâmetro em função da irradiância. Para tanto é necessário possuir o valor de β obtido nas condições de teste padrão (STC), que é fornecido pelos fabricantes nos catálogos dos módulos. No caso do coeficiente térmico ϒ foi observado uma variação deste parâmetro em função da irradiância, entretanto não foi feita uma abordagem para modelar essa variação pois depende da variação de α e β e, portanto, não foi encontrado um modelo adequado a todos os casos. Tendo em mãos a equação proposta neste trabalho é possível adicioná-la a programas computacionais que calculam e simulam o desempenho de sistemas fotovoltaicos.