Desempenho de um painel fotovoltaico (PV) convertido em um fotovoltaico térmico com coletor para água quente (PVT/w)

Abstract

Foram realizados testes em ambiente aberto com dois painéis fotovoltaicos, na cidade de Dourados/MS, durante seis dias não consecutivos, entre os meses de junho a julho de 2018, onde um painel foi mantido original (PV), enquanto o outro sofreu modificações para operar como um módulo fotovoltaico-térmico utilizando água (PVT/w), sendo este conectado a um reservatório para acumulação de água quente. Nos ensaios foram feitas medições de tensão de circuito aberto (Voc), temperatura na superfície das células fotovoltaicas e temperatura da água do sistema de resfriamento e termoacumulação do PVT/w, para determinação da energia térmica produzida e estimativa do rendimento térmico. O aumento da temperatura da água de arrefecimento afeta de forma negativa o valor da tensão de circuito aberto, a qual foi, em média, 2,3% maior para o PVT/w, o qual apresentou menor temperatura superficial em todos os testes. O rendimento térmico médio do PVT/w foi de 242 W m-2, resultando numa estimativa de rendimento total (térmico e elétrico) de 349 W m-2, um aumento de 161% em relação ao rendimento energético do PV (apenas energia elétrica), estimada em 106 W m-2 com base nas informações do catálogo técnico do fabricante.

Electrical Performance of a Water-Cooled PVT System With Forced and Natural Circulation

“…It justifies the fact that the systems have presented characteristic curves different from each other, especially in the systems with higher temperatures, that is, the PVT/w systems, which were more affected by the temperature than the PV system. The initial measurements showed statistically equal values, as the equipment was at the same temperature, as observed by Jordan et al (2021).…”

“…As a reference, Medeiros et al ( 2021) developed a study with a PVT/w system, in which the photovoltaic panel had its rear completely closed by an acrylic plate, without insulation, with cooling water in direct contact with the photovoltaic cell, via forced circulation by gravity (average flow of 20 L/h), and without recirculation, and obtained an average electrical performance of 101.12 W m −2 in a photovoltaic panel whose maximum theoretical electrical performance was 108 W m −2 . Jordan et al (2021) found an average electrical performance of 117 W m −2 in a photovoltaic panel whose maximum theoretical electrical performance was 136 W m −2 . The system consisted of a photovoltaic panel with the rear closed by iron plates and plywood, where the panel frame was also used as a channel with the cooling water in direct contact with the photovoltaic cell via forced circulation.…”