Avaliação de grandezas elétricas na geração fotovoltaica para melhoria da eficiência por sistema de arrefecimento convectivo

Mayara Cordeiro França , Luiz Antônio Pimentel Cavalcanti

Resumo
Fontes alternativas de geração de energia elétrica tem sido foco nos últimos anos visando a suprir o consumo energético mundial por vias sustentáveis para diminuir a dependência por combustíveis fósseis. Uma alternativa parte do efeito fotovoltaico, que converte diretamente a energia luminosa do sol (abundante e gratuita) em energia elétrica de forma silenciosa e estática. Este artigo avalia empiricamente os valores de tensão de curto circuito gerada pela placa para diferentes condições de temperatura, controlado através do arrefecimento convectivo da superfície de uma placa fotovoltaica. Tendo em vista que a Geração Distribuída tem se tornado evidente no cenário brasileiro e que a eficiência das placas depende não somente da sua construção química, mas também de fatores externos como a irradiância, a temperatura, o acúmulo de sujeira, sombreamento e inclinação da placa. O fator que mais afeta o Ponto de Potência Máximo (P_MP) é a temperatura que para a placa utilizada consiste na variação de 2,55%/^oC. Isto implica na necessidade de maximizar a eficiência da geração de energia elétrica por placas fotovoltaicas a partir do controle da temperatura. Assim, o sistema de arrefecimento convectivo por película d'água que reutiliza a água para arrefecer uma placa fotovoltaico mostra-se como uma ótima solução para elevar a tensão de saída da placa em 1,02 V, consequentemente elevando P_MP.

Palavras-chave
Fontes alternativas; Eficiência de placa fotovoltaica; Sistema de arrefecimento.

Abstract
Evaluation of electric panels in the photovoltaic generation to improve efficiency by convective cooling system. Alternative sources of electricity generation have been focus in recent years aiming to supply the world's energy consumption by sustainable routes to reduce dependence on fossil fuels. An alternative part of the photovoltaic effect, which directly converts the luminous energy of the sun (abundant and free) into electrical energy in a silent and static way. This paper empirically evaluates the short-circuit voltage values generated by the plate for different temperature conditions, controlled by the convective cooling of the surface of a photovoltaic plate. Considering that Distributed Generation has become evident in the Brazilian scenario and that the efficiency of the plates depends not only on their chemical construction, but also on external factors such as irradiance, temperature, dirt accumulation, shading and slope of the plate. The factor that most affects the Maximum Power Point (P_MP) is the temperature that for the plate used consists of the variation of 2.55%/^oC. This implies the need to maximize the efficiency of electric power generation by photovoltaic panels from the temperature control. Therefore, the water film convective cooling system which reuses water to cool a photovoltaic plate is shown as an optimal solution to raise the plate output voltage by 1.02 V, thereby raising P_MP.

Keywords
Alternative sources; Photovoltaic system efficiency; Cooling system.

DOI
10.21438/rbgas.050911

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