Repository logo
 
No Thumbnail Available
Publication

Estudo experimental de um modulo solar híbrido: fotovoltaico, termoelétrico e térmico

Use this identifier to reference this record.
Name:Description:Size:Format: 
10177_226981.94 MBUnknown Download

Abstract(s)

A extração de energia a partir da luz solar é uma forma promissora de resolver a crise energética, as mudanças climáticas bem como a descarbonização. A energia solar tem atraído atenção e ajudado muito na diversificação das fontes de geração de energia, devido as suas características de desenvolvimento de energia limpa e sustentável. Os sistemas solares fotovoltaicos e térmicos são duas tecnologias que permitem a conversão direta da energia solar em energia elétrica e térmica. Neste trabalho de dissertação pretende-se aumentar o rendimento de um painel fotovoltaico, simultaneamente incrementar a potência elétrica com a cogeração de módulos termoelétricos, e fazer uma recuperação térmica do calor dissipado pelo painel fotovoltaico. Este trabalho teve como foco a reconstrução e alterações necessárias de um módulo solar híbrido PV-TEG-T já existente com o objetivo de otimizar o sistema e aumentar a potência gerada, a partir de uma avaliação experimental do módulo. Este módulo consiste em três componentes principais a saber, um modulo fotovoltaico, um modulo termoelétrico e um permutador de calor para o aproveitamento solar térmico. O acoplamento foi feito, colocando o modulo termoelétrico constituído por 16 células de Peltier na parte traseira do painel, e o permutador de calor em contacto com a parte fria do modulo termoelétrico. De modo que o conjunto termoelétrico gere energia elétrica adicional, e o permutador de calor faça um aproveitamento térmico a partir de um fluido (água). Com esta combinação pretende-se não apenas aumentar a produção elétrica e térmica do modulo solar híbrido, mas também melhorar a eficiência de produção dos módulos fotovoltaicos a partir do arrefecimento dos mesmos com o fluido utilizado (água). Assim, durante a realização experimental foram registadas não apenas as grandezas elétricas, como correntes e tensões, mas também grandezas como a temperatura que todo módulo estava sujeito, como é o caso da temperatura frontal do painel fotovoltaico, temperatura entre o modulo termoelétrico e o fotovoltaico, temperatura entre o permutador de calor e o conjunto termoelétrico, assim como as temperaturas de entrada e saída da água do permutador de calor. Também durante os testes práticos foi registado constantemente o valor da intensidade da radiação solar que atingia o módulo fotovoltaico. De uma forma comparativa para se verificar a melhoria nos valores da temperatura e do calor dissipado pelo módulo fotovoltaico problema do aumento da temperatura dos módulos fotovoltaicos, também foram realizados testes com um módulo fotovoltaico convencional, sujeito à mesma radiação solar que o módulo híbrido.
Harnessing energy from sunlight is a promising way to address the energy crisis, climate change, and decarbonization. Solar energy has garnered attention and greatly aided in diversifying energy generation sources due to its clean and sustainable energy development characteristics. Photovoltaic and thermal solar systems are two technologies that allow for the direct conversion of solar energy into electric and thermal energy. This dissertation aims to increase the efficiency of a photovoltaic panel, simultaneously boosting electrical power with the cogeneration of thermoelectric modules, and recovering the heat dissipated by the photovoltaic panel. The focus of this work was on reconstructing and making the necessary changes to an existing PV-TEG-T hybrid solar module with the aim of optimizing the system and increasing the power generated based on an experimental evaluation of the module. This module consists of three main components: a photovoltaic module, a thermoelectric module, and a heat exchanger for solar thermal utilization. The coupling was done by placing the thermoelectric module, composed of 16 Peltier cells, at the back of the panel, with the heat exchanger in contact with the cold side of the thermoelectric module. This setup is designed so that the thermoelectric set generates additional electric energy, and the heat exchanger utilizes the thermal energy using a fluid (water). With this combination, the goal is not only to increase the electrical and thermal production of the hybrid solar module but also to enhance the efficiency of the photovoltaic modules by cooling them with the fluid used (water). Thus, during the experimental phase, not only were electrical metrics like currents and voltages recorded, but also variables such as the temperature each module was subjected to, like the front temperature of the photovoltaic panel, the temperature between the thermoelectric and photovoltaic module, the temperature between the heat exchanger and the thermoelectric set, as well as the inlet and outlet temperatures of the water from the heat exchanger. Also, during the practical tests, the intensity of solar radiation hitting the photovoltaic module was continuously recorded. Comparatively, to check the improvement in temperature values and heat dissipated by the photovoltaic module due to the issue of increasing temperatures in photovoltaic modules, tests were also conducted with a conventional photovoltaic module, exposed to the same solar radiation as the hybrid module.

Description

Keywords

Conjunto Termoelétrico Energia Solar Energia Térmica Módulo Solar Híbrido Módulo Fotovoltaico

Citation

Research Projects

Organizational Units

Journal Issue