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Title: Estudo de desempenho de um sistema híbrido fotovoltaico/térmico
Authors: Medeiros, Ramon Rudá Brito
Keywords: Sistema fotovoltaico;Sistema híbrido;Módulo PV;Sistema PVT
Issue Date: 25-Jan-2017
Citation: MEDEIROS, Ramon Rudá Brito. Estudo de desempenho de um sistema híbrido fotovoltaico/térmico. 2017. 79f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.
Portuguese Abstract: O presente trabalho apresenta um estudo de desempenho de um sistema híbrido fotovoltaico/térmico (sistema PVT), comparando-o com um sistema fotovoltaico (sistema PV). Foi analisada a potência elétrica e térmica, a eficiência e a energia produzida pelos sistemas, correlacionando à influência da temperatura do módulo PV e a eficiência elétrica dos sistemas. O módulo fotovoltaico (PV) utilizado foi o MSX 77 da marca SOLAREX, composto por células solares policristalinas, cuja potência de pico é de 77 Watts. O sistema PVT analisado foi do tipo PVT-líquido, composto pelo módulo PV MSX77 e um coletor solar plano do tipo placa fabricado em acrílico, a alimentação de água do coletor foi do tipo forçada por gravidade e com sistema aberto. Para determinar as curvas características do módulo PV e por consequência a potência elétrica máxima gerada, foi desenvolvido um banco de carga formado por resistores de potência. A potência térmica foi quantificada aferindo a vazão da água que alimentava o coletor e a diferença de temperatura da água de entrada e saída. Com as potências e a radiação incidente sobre os sistemas, foram determinadas as eficiências. A máxima eficiência elétrica informada pelo fabricante do módulo PV é de 10,8 %, contudo, em condições reais de operação, a máxima eficiência do módulo PV foi de 8,46 %. No sistema PVT, o módulo PV apresentou uma eficiência máxima de aproximadamente 7,8 % no ponto de máxima potência gerada. A eficiência média do sistema térmico foi na ordem de 42,5 %. O sistema PVT proporcionou a redução da temperatura do módulo PV, aumentando a eficiência de geração elétrica, proporcionando um aumento na ordem dos 6,9 % na energia elétrica média diária. O sistema PVT além de proporcionar um aumento de energia elétrica, ainda fornece energia térmica com uma eficiência superior à elétrica. A água aquecida pode ser utilizada para alimentar sistemas de aquecimento de água para banho, contribuindo para redução do consumo de energia elétrica de uma residência.
Abstract: The present dissertation presents a performance study of a hybrid photovoltaic / thermal system (PVT system), comparing it with a photovoltaic system (photovoltaic system). The electrical and thermal power, efficiency and energy produced by the systems were analyzed, correlating the influence of the temperature of the photovoltaic module and the electrical efficiency of the systems. The photovoltaic (PV) module used was the MSX 77 of the brand SOLAREX, composed of polycrystalline solar cells, whose peak power is 77 Watts. The PVT system analyzed was of the PVT-liquid type, composed of the MSX77 photovoltaic module and a flat plate type solar collector made of acrylic, the water supply of the manifold was forced by gravity and with open system. To determine the characteristic curves of the PV module and consequently the maximum electric power generated, a load bank formed by power resistors was developed. The thermal power was quantified by measuring the flow of the water that fed the collector and the difference in temperature of the incoming and outgoing water. With the powers and the radiation incident on the systems, the efficiencies were determined. The maximum electrical efficiency reported by the manufacturer of the PV module is 10.8 %, however, under actual operating conditions, the maximum efficiency of the PV module was 8.46 %. In the PVT system, the PV module showed a maximum efficiency of approximately 7.8 % at the point of maximum power generated. The average efficiency of the thermal system was around 42.5 %. The PVT system provided a reduction in the temperature of the PV module, increasing the efficiency of electric generation, providing an increase in the order of 6.9 % in the average daily electric energy. The PVT system, besides providing an increase in electrical energy, still provides thermal energy with a higher efficiency than electric. The heated water can be used to power water heating systems for bathing, contributing to reduce the consumption of electric energy of a residence.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/22399
Appears in Collections:PPGEM - Mestrado em Engenharia Mecânica

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