ESTUDO TEÓRICO DO COMPORTAMENTO DA TEMPERATURA DE OPERAÇÃO DE UM PAINEL FOTOVOLTAICO EM QUATRO CENÁRIOS DE ARREFECIMENTO

Resumo

O desenvolvimento de paineis fotovoltáicos cada vez mais acessíveis e eficientes é um dos responsáveis pelo notável crescimento da utilização da energia solar fotovoltaica no Brasil e no mundo. A maioria dos painéis fotovoltáicos disponíveis no mercado nacional são, entretanto, projetados e fabricados para funcionar em condições climáticas temperadas, diferentes das existentes no Ceará e em boa parte do Brasil. Este fato é problemático em vista das as relações existentes entre as condições climáticas locais, a temperatura de funcionamento dos painéis e sua eficiência de conversão de energia solar em elétrica. Estas relações precisam, portanto, ser conhecidas e consideradas no projeto de instalação de painéis que sejam eficientes sob as nossas condições climáticas. Neste sentido, este trabalho apresenta uma modelagem da transferência de calor em painéis fotovoltáicos planos, dotados ou não de aletas na superfície inferior, para estimar a temperatura de funcionamento destes painéis a partir de suas características construtivas e operacionais, e das condições climáticas existentes no local da instalação. O modelo foi implementado em planilha de cálculo, que foi utilizada em estudo de caso para validar sua implementação e evidenciar o efeito das condições de irradiação solar e vento típicas do Ceará, e do emprego de aletas para arrefecimento passivo de um painel comercial sobre sua eficiência de conversão. Os resultados encontrados indicam uma redução significativa de temperatura de funcionamento do painel considerado, com ganho sensível de eficiência, quando exposto sem aletas ao vento com velocidades mais elevadas, típicas do litoral, ou com emprego de aletas quando a velocidade do vento é moderada. O trabalho de validação prosseguirá com a realização de medições em instalação experimental sob condições de campo, e a comparação destas medições com as predições do modelo apresentado.