Desenvolvimento, construção e estudo de um módulo solar térmico, fotovoltaico e termoelétrico

• Autor(a) principal: Matias, Flávio Figueiredo
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.6/10508
• topic: Concentrador Solar; Conjunto Termoelétrico; Energia Renovável; Energia Térmica; Módulo Hibrido; Painel Fotovoltaico; Permutador de Calor; Simulador Solar.; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletromecânica

Tem-se verificado nos últimos anos um importante aumento das preocupações relacionadas com as consequências do efeito antropogénico no meio ambiente. A geração de energia elétrica a partir de fontes renováveis, tal como as marés, as ondas, o vento e o sol, têm contribuído de uma forma muito positiva de forma a controlar e a minimizar a emissão de gases poluentes. Contudo, certos aproveitamentos renováveis apresentam taxas de conversão baixas, ou seja, face ao rendimento apresentado existem hesitações face à sua implementação. Face a tal, o tema desta dissertação revela-se muito promissor para atingir rendimentos superiores aos atuais conseguidos. Neste caso em particular, pretende-se aumentar o rendimento de módulos fotovoltaicos, simultaneamente incrementar a potência elétrica com o acoplamento de módulos termoelétricos e finalmente realizar o aproveitamento térmico da energia solar incidente, esta que é totalmente desprezada pelos típicos módulos fotovoltaicos, além de afetar de forma negativa os valores da conversão fotovoltaica. O presente trabalho de âmbito experimental, apresenta todos os conhecimentos teóricos- explicativos de uma forma coesa através de uma correta organização de ideias bem como a revisão bibliográfica é realizada a par e passo mediante a apresentação dos diferentes conceitos. Esta dissertação cujo foco incide precisamente no desenvolvimento e construção de um protótipo e do seu respetivo estudo, de forma a apresentar resultados práticos que permitem concluir acerca da rentabilidade do mesmo. A principal variável em estudo é o rendimento total do módulo híbrido solar construído, que consequentemente irá permitir avaliar a fiabilidade do módulo. Com o intuito de otimizar o sistema e aumentar a potência elétrica despendida e graças ao gradiente térmico existente entre o módulo fotovoltaico e o módulo térmico, acoplou-se um conjunto termoelétrico. Por outro lado, a otimização é efetuada realizando o aproveita- mento térmico. Realçando assim o quão importante é aproveitar o máximo possível toda a energia solar incidente, seja no aproveitamento elétrico ou térmico. Todos os resultados obtidos, via experimental, foram obtidos durante o final da primavera do ano de 2019. Para cada ensaio foi registada a temperatura ambiente, bem como as temperaturas da face frontal e traseira do módulo fotovoltaico, entre outras, de forma a caracterizar e compreender totalmente o módulo construído. Além das variáveis elétricas, tensões e correntes dos circuitos elétricos que compõem o módulo solar, foi também registada, através da utilização do solarímetro, a intensidade da radiação solar natural. Sendo posteriormente, calculados os valores práticos das potências elétricas visadas, bem como a potência térmica, sem esquecer as diferenças de temperatura sentidas ao longo de todo o módulo que condicionam e regem o rendimento, principalmente do conjunto termoelétrico. Com estes parâmetros de desempenho calculados e apresentados, foi possível retirar uma diversidade de conclusões referentes ao desempenho do protótipo construído.