BALANÇO ENERGÉTICO E EXERGÉTICO DE SISTEMAS HÍBRIDOS PVT CONTENDO NANOFLUIDOS

Resumo

Coletores solares híbridos PV/T (Photovoltaic/Thermal) são unidades térmicas montadas em conjunto a módulos fotovoltaicos e que podem converter simultaneamente radiação solar em calor e eletricidade. Nos últimos anos, no intuito de aprimorar a conversão da energia solar em sistemas PV/T, vem sendo proposto o uso de nanofluidos, os quais são suspensões coloidais contendo nanopartículas, como um eficiente refrigerante ou/e filtro óptico. A influência dos parâmetros constitutivos dos nanofluidos, tais como concentração, tipo, tamanho e forma da nanopartícula, afeta suas propriedades térmicas e consequentemente o desempenho dos sistemas PV/T. Nesse sentido, foi realizado o balanço energético de um sistema PV/T através da modelagem e simulação computacional das partes térmica e fotovoltaica do coletor, utilizando como fluido de trabalho nanofluidos de prata, cobre e ouro, variando o tamanho das nanopartículas e a espessura do filme. Os resultados mostraram que a parte térmica absorveu grande parte da radiação incidente, causando diminuição da potência máxima entregue pelo painel fotovoltaico. Porém essa diminuição foi compensada com o ganho em energia térmica, resultando numa maior eficiência global do sistema em relação a um painel fotovoltaico isolado. Esses resultados indicam que a utilização e otimização de nanofluidos em sistemas PV/T pode aumentar seu desempenho térmico de acordo com a demanda de calor desejada sem comprometer substancialmente o rendimento das suas células fotovoltaicas.