Sistema híbrido fotovoltaico/térmico para geração de energia elétrica e aquecimento de água utilizando termossifões

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Machado, Pedro Leineker Ochoski
• Orientador(a): Alves, Thiago Antonini
• Banca de defesa: Alves, Thiago Antonini , Santos, Gerson Henrique dos , Ismail, Kamal Abdel Radi , Marcelino Neto, Moisés Alves , Szmoski, Romeu Miqueias
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Ponta Grossa
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Recursos naturais renováveis; Energia solar; Geração de energia fotovoltaica; Coletores solares; Renewable natural resources; Solar energy; Photovoltaic power generation; Solar collectors
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28982

A busca de novas fontes e tecnologias renováveis que permitam a substituição de combustíveis não renováveis e de elevado potencial de degradação ambiental, principalmente nas duas últimas décadas tem sido muito elevada. Uma das fontes renováveis de destaque é a energia solar, que apresenta elevado potencial no território brasileiro e pode ser aproveitada por meio de coletores solares e painéis fotovoltaicos. Apesar do elevado potencial, tal forma de energia apresenta baixa participação na matriz energética brasileira, principalmente devido ao elevado custo de implementação e à baixa eficiência de dispositivos fotovoltaicos que, a cada acréscimo de 1°C em relação à sua temperatura ideal de funcionamento, perdem cerca de 0,4% de eficiência. Este estudo experimental tem como objetivo o desenvolvimento de um sistema híbrido fotovoltaico/térmico utilizando um painel fotovoltaico e termossifões. Para isso, os termossifões foram inseridos em um meio absorvedor (barras chatas de alumínio) em contato direto com o painel fotovoltaico, retirando energia desse na forma de calor e transferindo tal energia para a água proveniente de um sistema de circulação. O sistema híbrido foi testado em comparação com um painel fotovoltaico comercial, e os resultados mostraram que o meio absorvedor e os termossifões não foram capazes de realizar o resfriamento do painel fotovoltaico, o sistema PV/T apresentou uma temperatura média de 56,3°C, ao passo que o painel comercial apresentou uma temperatura média de 49,0°C, resultando em eficiências elétricas médias de aproximadamente 14,09% e 14,65%. Considerando a parcela térmica, o sistema PV/T apresentou uma eficiência total média de aproximadamente 45,75%, enquanto o painel fotovoltaico comercial apresentou uma eficiência total média de aproximadamente 12,69%, cumprindo o objetivo de elevar a eficiência do dispositivo e também possibilitar a geração de dois tipos de energia distintos, elétrica e térmica.