ANÁLISE NUMÉRICA DE UM COLETOR SOLAR HÍBRIDO DE PLACA PLANA (PV-T) PARA A PRODUÇÃO DE ELETRICIDADE E ÁGUA QUENTE

Resumo

No presente trabalho apresenta-se um modelo numérico computacional com base em um protótipo de coletor solar PV-T (painel fotovoltaico-térmico) desenvolvido experimentalmente como objeto de estudo de uma dissertação de mestrado apresentada ao programa de Pós-Graduação em Engenharia da Energia do CEFET-MG. Nesse coletor, uma parcela da radiação solar é convertida em eletricidade por meio das células fotovoltaicas e simultaneamente também é realizado o aproveitamento da energia térmica para o aquecimento de água. O modelo numérico bidimensional implementado e simulado usando-se o software COMSOL Multiphysics 4.4. Os resultados numéricos da temperatura de saída e da vazão mássica foram comparados aos valores experimentais, verificando-se uma variação percentual média de 4%, validando-se assim o modelo numérico. Com base nos valores numéricos foi também calculada a eficiência térmica coletor solar PV-T e comparada aos resultados experimentais. A eficiência do módulo elétrico do coletor, foi obtida de modo indireto a partir da influência térmica sobre os módulos fotovoltaicos. Um estudo paramétrico da influência da geometria do canal de circulação de água sobre a eficiência térmica do coletor é também apresentado, e foi verificado que para uma altura do canal de circulação de água igual a 2,75 milímetros, a eficiência térmica apresenta um ganho de aproximadamente 1,96% em relação aos resultados experimentais, e a eficiência elétrica do modelo apresenta um decréscimo de 0,48% comparada aos dados experimentais.