MODELAGEM E SIMULAÇÃO DE UM SISTEMA HÍBRIDO FOTOVOLTAICO-TÉRMICO (PVT) PARA O SUL DA BAHIA

Resumo

Sistemas fotovoltaicos-térmicos (PVT) conciliam a obtenção de energia elétrica, utilizando a tecnologia fotovoltaica, com a térmica em um só dispositivo. A energia térmica é obtida resfriando o painel fotovoltaico –empregando, por exemplo, um trocador de calor – e pode ser aproveitada de diversas formas, como aquecimento de ar, água ou de ambientes. O sul da Bahia é uma região que apresenta uma alta irradiação, similar ao restante do Nordeste, e por isso a energia solar tem ganhado espaço. Assim, esse trabalho tem o objetivo de obter uma configuração de um sistema PVT e sua modelagem matemática, que possibilite verificar a influência de parâmetros e que seja aplicável ao sul da Bahia para o atendimento de necessidades elétricas e térmicas. Para isso, levantou-se a composição de um sistema PVT que fosse possível de ser desenvolvido de forma simples e com menor custo, sendo selecionado o de chapa e tubos em um painel fotovoltaico plano. Com o levantamento bibliográfico e balanços de energia estabeleceu-se um modelo matemático simplificado da análise de aplicação do sistema. Os resultados obtidos com a modelagem matemática para influência de temperatura de entrada e vazão da água no trocador de calor foram comparados com os resultados simulados no COMSOL Multiphysics® utilizando os mesmos dados de entrada. O modelo matemático se mostrou coerente com a teoria, com a eficiência térmica aumentando e a temperatura da placa diminuindo à medida que diminui a temperatura de entrada da água ou aumenta sua vazão. Os resultados simulados endossaram os resultados analíticos, e ainda permitiu comparar a influência da orientação dos tubos do sistema PVT no desempenho, estando a orientação vertical com temperaturas desprezivelmente menores na placa do que a horizontal.