Avaliação do efeito combinado de sujidade e temperatura no desempenho elétrico de módulos fotovoltaicos [recurso eletrônico]/Túlio Pinheiro Duarte ; orientador: Antonia Sônia Alves Cardoso Diniz

Dissertação (Mestrado) - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Bibliografia: f.101-105 Com o crescente interesse global em diversificar a matriz energética, tendo como princípio o uso de fontes renováveis, destaca-se a energia proveniente de fonte solar. Em especial, a energia solar fotovoltaica tem apresentado um crescimento significativo nos últimos anos no mercado mundial, devido ao substancial incremento da base de produção e, principalmente, à extraordinária redução do preço verificada nos últimos anos. Por estarem apresentando percentuais significativos de crescimento nos balanços energéticos mundiais e para garantir retorno dos investimentos é necessário que estudos de confiabilidade da tecnologia sejam realizados, para garantir a operação por 20 a 30 anos desses sistemas, que já são tão suscetíveis a diversas condições ambientais. Vários fatores internos e externos vêm sendo estudados a fim de caracterizar e mensurar as diversas perdas na produção de energia elétrica pelos módulos fotovoltaicos. Dentre estes, destacam-se os efeitos da temperatura, que afeta diretamente a tensão do circuito, e a deposição da sujidade sobre a superfície frontal, que reduz a absorção dos fótons pelas células solares, reduzindo sua potência de saída. Este trabalho teve como principal propósito a avaliação experimental do desempenho de módulos fotovoltaicos em função da temperatura de operação da célula e da deposição de sujidade sobre a superfíce destes equipamentos ao longo de um intervalo de um ano. Avaliou-se a relação da densidade gravimétrica com a taxa de sujidade, impactando na transmissividade da camada superficial. Os dados coletados ao longo de um ano contribuíram para observar a tecnologia com melhor comportamento para a região, levando-se em consideração os fatores de temperatura de operação e períodos de exposição sem ocorrência de precipitação significativa. A tecnologia de silício policristalino tem melhor comportamento quando se avalia os efeitos da deposição de sujidade a 25°C, devido à sua maior faixa de absorção óptica, enquanto que o comportamento do telureto de cádmio se mostrou mais eficiente em relação à temperatura de trabalho, sofrendo menos perdas na potência de saída. Para o local em estudo, os efeitos da temperatura são mais significativos do que o da sujidade, tornando o telureto de cádmio uma escolha mais adequada.Palavras-chave: Sujidade; Monitoramento; Transmitância; Densidade Gravimétrica. There is a significant and growing world concern for diversifying the energy matrix, especially toward renewable energy sources. Solar photovoltaic (PV) energy has begun to significantly penetrate the world electricity markets because of substantial increased manufacturing base and especially its extraordinary rapid lowering in price over the past years. As a result, there is an increased research investment in PV technology reliability, important to ensuring the needed 20-30 year operation of these systems. Several internal and external factors have been studied in order to characterize and measure the various losses in the production of electricity by photovoltaic modules, among them, stands out the temperature effects, which directly affect the voltage, and the soiling deposition on the surface, that reduces photon absorption by the solar cells, reducing its output power. This work had, as main purpose, the experimental evaluation of the performance of photovoltaic modules in function of cell operation temperature and the soiling deposition on the surface of these equipments; and also evaluates the relationship among the gravimetric density and the soiling ratio, that has an impact on the transmissivity of the surface layer. The data collected over a year contributed to observe the technology with the best performance for the region, taking into account the operating temperature and the periods of exposure without significant precipitation. The polycrystalline silicon technology performs better when evaluating continuous soiling days at the 25°C, due to its higher optical absortion range. While the cadmium telluride behavior was more efficient in relation to the operating temperature, with smaller losses in the output power. For the site under study, the effects of temperature are more significant than the effect of soiling, making cadmium telluride a more appropriate choice. Keywords: Soiling; Monitoring; Transmittance; Gravimetric Density.