Estudo experimental de um modulo solar híbrido: fotovoltaico, termoelétrico e térmico

• Autor(a) principal: Campos, Ginga Ferraz Jose
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.6/14201
• topic: Conjunto Termoelétrico; Energia Solar; Energia Térmica; Módulo Solar Híbrido; Módulo Fotovoltaico; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática

A extração de energia a partir da luz solar é uma forma promissora de resolver a crise energética, as mudanças climáticas bem como a descarbonização. A energia solar tem atraído atenção e ajudado muito na diversificação das fontes de geração de energia, devido as suas características de desenvolvimento de energia limpa e sustentável. Os sistemas solares fotovoltaicos e térmicos são duas tecnologias que permitem a conversão direta da energia solar em energia elétrica e térmica. Neste trabalho de dissertação pretende-se aumentar o rendimento de um painel fotovoltaico, simultaneamente incrementar a potência elétrica com a cogeração de módulos termoelétricos, e fazer uma recuperação térmica do calor dissipado pelo painel fotovoltaico. Este trabalho teve como foco a reconstrução e alterações necessárias de um módulo solar híbrido PV-TEG-T já existente com o objetivo de otimizar o sistema e aumentar a potência gerada, a partir de uma avaliação experimental do módulo. Este módulo consiste em três componentes principais a saber, um modulo fotovoltaico, um modulo termoelétrico e um permutador de calor para o aproveitamento solar térmico. O acoplamento foi feito, colocando o modulo termoelétrico constituído por 16 células de Peltier na parte traseira do painel, e o permutador de calor em contacto com a parte fria do modulo termoelétrico. De modo que o conjunto termoelétrico gere energia elétrica adicional, e o permutador de calor faça um aproveitamento térmico a partir de um fluido (água). Com esta combinação pretende-se não apenas aumentar a produção elétrica e térmica do modulo solar híbrido, mas também melhorar a eficiência de produção dos módulos fotovoltaicos a partir do arrefecimento dos mesmos com o fluido utilizado (água). Assim, durante a realização experimental foram registadas não apenas as grandezas elétricas, como correntes e tensões, mas também grandezas como a temperatura que todo módulo estava sujeito, como é o caso da temperatura frontal do painel fotovoltaico, temperatura entre o modulo termoelétrico e o fotovoltaico, temperatura entre o permutador de calor e o conjunto termoelétrico, assim como as temperaturas de entrada e saída da água do permutador de calor. Também durante os testes práticos foi registado constantemente o valor da intensidade da radiação solar que atingia o módulo fotovoltaico. De uma forma comparativa para se verificar a melhoria nos valores da temperatura e do calor dissipado pelo módulo fotovoltaico problema do aumento da temperatura dos módulos fotovoltaicos, também foram realizados testes com um módulo fotovoltaico convencional, sujeito à mesma radiação solar que o módulo híbrido.