Sistemas Híbridos PV/T (PHOTOVOLTAIC / THERMAL)

A redução da eficiência elétrica dos módulos fotovoltaicos, devido ao seu aumento de temperatura pode ser parcialmente evitada pelo resfriamento com a água ou com o ar. O aquecimento dos módulos fotovoltaicos é resultado principalmente da radiação solar absorvida que não é convertida em eletricidade e a refrigeração dos módulos pode ser considerada  interessante para manter a eficiência elétrica em um nível satisfatório. A circulação de ar natural ou forçado é um método simples e barato para remover o calor dos módulos fotovoltaicos, mas é menos eficaz se a temperatura do ar ambiente é superior a 20°C, como é usual por muitos meses em países de baixa latitude.

O resfriamento com a utilização da água é mais caro do que a com o uso do ar, mas é considerado prático, como a temperatura da água de abastecimento se mantém em aproximadamente 20°C durante quase todo o ano. O modo usual de arrefecimento por água é o de circulação através de um permutador de calor em contato térmico com a superfície traseira do módulo fotovoltaico, para evitar a pressão e problemas elétricos.

Se o fluido de extração de calor é utilizado não só para o arrefecimento do módulo fotovoltaico, mas também para outras aplicações práticas, estes dispositivos constituem os sistemas solares fotovoltaicos híbridos – PVT ou PV/T (Photovoltaic / Thermal). Nestes dispositivos os módulos fotovoltaicos e as unidades térmicas são montados em conjunto e os sistemas podem converter simultaneamente radiação solar em eletricidade e calor.  Os sistemas PV/T fornecem uma saída de energia mais elevada do que os módulos fotovoltaicos padrões e podem ser rentáveis se o custo adicional da unidade térmica for baixa.

Essa ideia de combinar a tecnologia fotovoltaica com térmica, de acordo com a literatura sobre sistemas PV/T incluem várias obras e entre as primeiras, há o artigo de Kern e Russel (1978) com o título de “Combined photovoltaic and Thermal Hybrid Collector Systems”.

Em sistemas PV/T a unidade térmica que utiliza a água como fluido, necessita de uma bomba e de tubos externos para circulação do líquido e constituem desta forma o sistema completo que extrai o calor do módulo fotovoltaico e encaminha a água para o seu uso final. Para a unidade elétrica com o sistema fotovoltaico, além dos módulos PV/T, seus componentes são os dispositivos de proteção, o inversor de frequência e os demais materiais necessários para o perfeito funcionamento do sistema.

Exemplo de instalação de um sistema híbrido PV/T:

Exemplo construtivo de um módulo PV/T:

Fonte: SolarWall, Solar Choice


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