Influence of temperature on polycrystalline silicon solar cell technologies

• Autor(a) principal: Araújo, Nicolas Matheus da Fonseca Tinoco de Souza
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27987
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA; Células fotovoltáicas; Temperatura; Simulador solar; Modelo equivalente

Ao longo dos anos, a contribuição da energia fotovoltaica para um mundo ambientalmente consciente está continuamente crescendo, enquanto seus custos, reduzindo. Nas tecnologias fotovoltaicas (PV), a temperatura da célula solar e a irradiação solar incidente são os principais fatores os quais afetam seu desempenho. O foco desse trabalho é a análise da influência da temperatura sobre as células fotovoltaicas, tendo em vista seu impacto nos parâmetros físicos desta tecnologia, na capacidade de simulação dos modelos equivalentes existentes e na efetividade dos simuladores solares. Por conseguinte, a fim de compreender esses efeitos, fezse um estudo acerca do impacto da temperatura nos parâmetros de desempenho de uma célula solar de silício, uma busca por qual o modelo mais adequado para simular células fotovoltaicas com a temperatura de operação variando e uma análise do efeito da temperatura nas condições de simulação ao utilizar um simulador de baixo custo, o SOLSIM. O experimento foi realizado utilizando células fotovoltaicas policristalinas de silício com um intervalo de temperatura de 20 a 60 °C sobre uma intensidade luminosa média de 1.000 W/m², empregando um simulador solar (SOLSIM) desenvolvido pelo INPE e adaptado pelo autor. Neste trabalho, uma breve revisão das diversas relações matemáticas envolvendo a influência da temperatura sobre as células solares foi desenvolvida. Mostrou-se que no intervalo entre 20 e 60 °C os parâmetros da célula solar de silício policristalino variam linearmente com a temperatura, e a potência é reduzida com o aumento da temperatura. Na literatura, identificaram-se sete equações as quais determinam a dependência entre os parâmetros da célula solar e a temperatura. As principais pesquisas acerca do problema de estimação dos parâmetros dos modelos equivalentes de células solares são classificadas de acordo com o número de parâmetros, a forma de extração dos parâmetros, as equações de translação e o material da célula. Uma classificação qualitativa foi realizada e, assim, encontraram-se quatro modelos como sendo os melhores para simular o comportamento de uma célula PV: Boutana et al. (2017), Mahmoud and Xiao (2013), Orioli and Di Gangi (2013) and Ishaque (2011). A temperatura é determinante do valor teórico máximo para a corrente gerada em função do simulador solar utilizado.