SIMULAÇÃO DE VIABILIDADE ECONÔMICA E DESEMPENHO TÉRMICO DE TROCADOR DE CALOR PARA MÓDULO FOTOVOLTAICO

Autores

  • Bruna de Oliveira Busson Universidade Federal de Santa Catarina
  • Victor César Pigozzo Filho Universidade Federal de Santa Catarina
  • Alexander Leyton Mopan Universidade Federal de Santa Catarina
  • Daniel Sottovia Gomide Universidade Federal de Santa Catarina
  • Júlio César Passos Universidade Federal de Santa Catarina
  • Loic Tachon Soluz Energia
  • Henrique Hipólito Soluz Energia
  • Felipe Cardim de Araújo Instituto Avançado de Tecnologia e Inovação
  • Mateus A. Gabiatti Engie Brasil Energia

DOI:

https://doi.org/10.59627/cbens.2022.1066

Palavras-chave:

Módulo FVT, Viabilidade Econômica, Desempenho Térmico

Resumo

O Brasil ultrapassou 9 GW de potência operacional de painéis fotovoltaicos (FV) em 2021. As altas temperaturas de operação dos módulos que operam no país causam perda na eficiência de conversão FV. O objetivo do presente artigo é utilizar trocadores de calor de polipropileno (PP) de baixo custo e fácil instalação para converter módulos FV em fotovoltaico-térmico (FVT) para produzir tanto mais eletricidade como água quente para uso doméstico. A viabilidade econômica de um painel que combina módulos FV e FVT é investigada por meio do parâmetro tempo de retorno do investimento (TRI) que, por sua vez, foi estimado considerando a geração de eletricidade para diferentes regiões do Brasil por simulações no software TRNSYS. Um painel FV + FVT apresenta, em média, TRI 3,5% menor do que uma instalação que combina painel FV e coletores solar térmico (ST) e 28,5% menor do que o uso apenas do painel FV. Além disso, a área ocupada pelo painel FV + FVT é menor do que a área ocupada pelos outros dois cenários. Um balanço de energia implementado no software EES, validado por resultados experimentais mostrou em quais condições de operação o trocador de PP cumpre adequadamente a função de resfriar o módulo FVT, aquecendo a água, potencializando a geração FV. O uso de isolamento térmico sob o trocador de calor diminui as perdas térmicas por convecção e o controle da vazão a partir da temperatura de entrada da água nos minicanais paralelos garantem melhores desempenho térmico e elétrico do módulo FVT.

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Biografia do Autor

Bruna de Oliveira Busson, Universidade Federal de Santa Catarina

Universidade Federal de Santa Catarina, Departamento de Pós-graduação em Engenharia Mecânica e Instituto Avançado de Tecnologia e Inovação (IATI)

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Publicado

2022-08-16

Edição

Seção

Anais