Publicação
Influência da temperatura no rendimento de módulos fotovoltaicos: análise experimental
| Resumo: | A crescente necessidade de otimizar a eficiência dos sistemas fotovoltaicos tem incentivado o desenvolvimento de tecnologias que permitam uma melhor monitorização do seu desempenho energético. O aumento da temperatura de operação dos painéis fotovoltaicos representa um dos principais desafios para a sua eficiência, sendo responsável por uma redução significativa na potência fornecida. Neste contexto, a presente dissertação centra-se no desenvolvimento de um sistema de monitorização open source, concebido para recolher e analisar, em tempo real, variáveis críticas como temperatura, corrente elétrica, tensão elétrica e radiação solar, permitindo uma avaliação detalhada do comportamento térmico e energético de um sistema fotovoltaico autónomo. O principal objetivo consistiu na implementação de um sistema de monitorização de baixo custo e fácil integração, capaz de quantificar a influência da temperatura dos módulos fotovoltaicos na potência fornecida pelos mesmos. A metodologia adotada envolveu uma caracterização detalhada de todo o tipo de sistemas fotovoltaicos, o desenvolvimento do sistema de monitorização utilizando sensores acessíveis e um microcontrolador para aquisição e processamento de dados. Foram realizadas medições em condições ambientais reais, permitindo a análise do impacto térmico sobre o desempenho do painel e a determinação de coeficientes de temperatura específicos para diferentes intervalos de radiação solar. Além da monitorização do sistema fotovoltaico, foram idealizados dois sistemas de arrefecimento, um passivo e outro ativo, como possíveis soluções para mitigar os efeitos do sobreaquecimento. Apesar de não terem sido implementados, foi discutida a possibilidade de expandir o sistema de monitorização desenvolvido, integrando sensores adicionais para a avaliação da eficácia destas soluções térmicas. Os resultados experimentais confirmam a influência direta da temperatura na eficiência do painel fotovoltaico, evidenciando perdas de potência superiores a 20% em períodos de radiação média-alta. O sistema de monitorização demonstrou ser uma ferramenta eficaz para a análise do comportamento térmico do painel, proporcionando uma base sólida para futuras investigações no setor da energia solar. Conclui-se que este estudo contribui para o avanço do conhecimento na monitorização e avaliação térmica de sistemas fotovoltaicos, servindo como referência para o desenvolvimento de soluções mais eficientes e sustentáveis. |
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| Autores principais: | Sousa, Nuno Miguel Silva |
| Assunto: | Arrefecimento Monitorização Potência elétrica Sistemas fotovoltaicos Temperatura Cooling Monitoring Electrical power Photovoltaic systems Temperature |
| Ano: | 2025 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | português |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | A crescente necessidade de otimizar a eficiência dos sistemas fotovoltaicos tem incentivado o desenvolvimento de tecnologias que permitam uma melhor monitorização do seu desempenho energético. O aumento da temperatura de operação dos painéis fotovoltaicos representa um dos principais desafios para a sua eficiência, sendo responsável por uma redução significativa na potência fornecida. Neste contexto, a presente dissertação centra-se no desenvolvimento de um sistema de monitorização open source, concebido para recolher e analisar, em tempo real, variáveis críticas como temperatura, corrente elétrica, tensão elétrica e radiação solar, permitindo uma avaliação detalhada do comportamento térmico e energético de um sistema fotovoltaico autónomo. O principal objetivo consistiu na implementação de um sistema de monitorização de baixo custo e fácil integração, capaz de quantificar a influência da temperatura dos módulos fotovoltaicos na potência fornecida pelos mesmos. A metodologia adotada envolveu uma caracterização detalhada de todo o tipo de sistemas fotovoltaicos, o desenvolvimento do sistema de monitorização utilizando sensores acessíveis e um microcontrolador para aquisição e processamento de dados. Foram realizadas medições em condições ambientais reais, permitindo a análise do impacto térmico sobre o desempenho do painel e a determinação de coeficientes de temperatura específicos para diferentes intervalos de radiação solar. Além da monitorização do sistema fotovoltaico, foram idealizados dois sistemas de arrefecimento, um passivo e outro ativo, como possíveis soluções para mitigar os efeitos do sobreaquecimento. Apesar de não terem sido implementados, foi discutida a possibilidade de expandir o sistema de monitorização desenvolvido, integrando sensores adicionais para a avaliação da eficácia destas soluções térmicas. Os resultados experimentais confirmam a influência direta da temperatura na eficiência do painel fotovoltaico, evidenciando perdas de potência superiores a 20% em períodos de radiação média-alta. O sistema de monitorização demonstrou ser uma ferramenta eficaz para a análise do comportamento térmico do painel, proporcionando uma base sólida para futuras investigações no setor da energia solar. Conclui-se que este estudo contribui para o avanço do conhecimento na monitorização e avaliação térmica de sistemas fotovoltaicos, servindo como referência para o desenvolvimento de soluções mais eficientes e sustentáveis. |
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