Avaliação da potência elétrica gerada em módulos fotovoltaicos arrefecidos por superfícies estendidas

Abstract

Este trabalho tem como objetivo a análise da variação da potência elétrica gerada e da temperatura média de módulos solares fotovoltaicos arrefecidos por superfícies estendidas, instalados em vãos de prédios com fachada dupla. Essa análise é feita a partir da simulação (ANSYS Fluent) de um modelo, variando-se sua geometria – mantendo-se o custo de projeto - e alterando-se também o valor de irradiância incidente. A finalidade dessas alterações é variar a temperatura de operação do módulo e, consequentemente, variar a potência elétrica gerada. Ao longo deste trabalho são propostos diversos casos e cenários de operação. Em um primeiro momento, varia-se a geometria das aletas, a partir de um sistema original, e, posteriormente, o valor da irradiância incidente sobre o modulo FV. Com isso busca-se determinar a configuração que resulta na maior potência gerada pela conversão de energia solar em energia elétrica. Para o caso que apresenta a maior potência elétrica gerada, tem-se o valor equivalente a 121,41% superior ao caso original (modelo). Entretanto, esse ganho de potência é referente apenas ao aumento da irradiância incidente sobre o módulo, sendo 1,40% o melhor ganho de potência para os casos com apenas a alteração das geometrias das aletas. Dessa forma, o cuidado no projeto e instalação de módulos fotovoltaicos em edifícios mostra-se fundamental para o sistema, a fim de aumentar a irradiância incidente e, consequentemente, a potência elétrica gerada.

This present paper has the purpose to analyze the variation of electric power and the average temperature of photovoltaic solar modules cooled by extedend surfaces, installed in double-façade building spans. This will be achieved through a computational simulation (using ANSYS Fluent) of the prototype, modifying its geometry – maintaining the project costs – and also changing the incident irradiance value. The aim of these amendments is to vary the operation temperature of the module and, as a consequence, vary the generated power. Throughout this paper miscellaneous arrangements and scenarios of operation are proposed. At first moment, vaying the geometry of the fin, from the original arrangement, and subsequently varying the irradiance value incident over the module PV. It pursues to determinate the configuration that results in the greatest power generated by converting solar energy into electrical energy For the case that presents the greatest electric power generated, the value is 121,41% higher than the original instance. However, this power improvement refers only to the increase of the irradiance incident on the module, being 1,40% the best gain for cases with alteration of the fin geometry. Therefore, the attention at the project and installation of photovoltaic modules in buildings becomes fundamental to the system, in order to increase the incident irradiance and, consequently, the electric power generated.