Estudo teórico sobre o desenvolvimento de tecnologias de resfriamento para módulos fotovoltaicos

Abstract

Os painéis fotovoltaicos (PV), sendo uma tecnologia ecologicamente correta, tornaram-se uma fonte crucial de eletricidade, satisfazendo a crescente demanda de energia e substituindo a escassez relacionada às fontes de energia convencionais. Apesar de absorver cerca de 80% da radiação incidente, as células fotovoltaicas apresentam baixa eficiência de conversão; assim, uma parcela menor da radiação absorvida é convertida em energia elétrica, sendo a maior parte convertida em calor que leva ao aumento da temperatura do painel. Como consequência, há um menor desempenho de conversão e menor confiabilidade em longo prazo. Para mitigar esses efeitos, diferentes sistemas de refrigeração têm sido projetados e investigados com o objetivo de evitar efetivamente o aumento excessivo da temperatura do painel PV. Este trabalho tem como objetivo revisar os métodos de resfriamento de sistemas fotovoltaicos, categorizando-os de acordo com os modos de transferência de calor: resfriamento convectivo (resfriamento hidro e aerodinâmico com ou sem superfícies estendidas) e resfriamento condutivo (materiais de mudança de fase). Cada categoria foi analisada e os principais resultados, em comparação aos painéis fotovoltaicos sem sistemas de resfriamento acoplado, são apresentados. Espera-se que o trabalho apresentado possa fornecer uma diretriz sobre as melhores técnicas de resfriamento aplicadas à energia fotovoltaica para a maior eficiência do sistema.

Photovoltaic (PV) panels, being an environmentally friendly technology, have become a crucial source of electricity, satisfying the growing demand for energy and replacing scarcity related to conventional energy sources. despite absorbing about 80% of incident radiation, photovoltaic cells have low efficiency of conversion; thus, a smaller portion of the absorbed radiation is converted into electrical energy, most of which is converted into heat which leads to an increase in panel temperature. As As a result, there is lower conversion performance and lower long-term reliability. deadline. To mitigate these effects, different cooling systems have been designed and investigated with the aim of effectively preventing the excessive increase in the temperature of the PV panel. This work aims to review the methods of cooling systems photovoltaics, categorizing them according to heat transfer modes: convective cooling (hydro and aerodynamic cooling with or without surfaces extended) and conductive cooling (phase change materials). Each category was analyzed and the main results, compared to photovoltaic panels without coupled cooling are shown. It is hoped that the work presented will provide a guideline on the best cooling techniques applied to photovoltaics for the greater system efficiency.