Estudo do coeficiente de temperatura em células fotovoltaicas

Abstract

Resumo: Iniciaremos o trabalho fazendo uma rápida introdução das partes que compõe o sol, suas respectivas características e função, falaremos também a respeito da reação de fusão nuclear que ocorre em seu núcleo transformando hidrogênio em hélio e como ocorre a liberação de energia, veremos como essa energia chega até nosso planeta e as vantagens e desvantagens. Este trabalho aborda também as principais partes que compõem um painel solar, suas características e funções, dando destaque para a parte mais importante que são as Células Fotovoltaicas, iniciaremos com uma breve história do seu surgimento, como eram fabricadas e a utilização, a seguir falaremos de como são compostas atualmente, materiais utilizados, tipos de junções processo de fabricação. A energia solar é uma forma de geração limpa e renovável que vem se destacando no mercado mundial, pelo fato de não causar impactos ao meio ambiente, utilizada principalmente em geração distribuída o que reduz significativamente os custos da transmissão e distribuição de energia elétrica uma vez que a energia é gerada próxima aos centros consumidores. A maioria das células existentes no mercado atual são fabricadas com silício, material semicondutor que apresenta baixo custo se comparado aos demais e, portanto, um rendimento inferior ao do arsenieto de gálio por exemplo, que é destinado especificamente para indústria aeroespacial. O trabalho também traz uma breve introdução de como é gerada a energia elétrica nos painéis fotovoltaicos, isso nos permite ter uma noção básica do que ocorre na estrutura do semicondutor e os fatores que influenciam na perda de potência em um sistema fotovoltaico. Vamos dar ênfase para a diminuição devido ao aumento de temperatura na junção, e fazer um levantamento da energia que deixa de ser gerada devido ao aumento da temperatura, ao final do projeto iremos propor um sistema com o objetivo de amenizar o aumento da temperatura dos painéis quando expostos ao sol. Para entender melhor como o sistema de controle da temperatura irá funcionar, vamos fazer uma breve introdução sobre sistemas de aquecedores solares, com isso teremos o conhecimento básico necessário para compreender melhor o que será proposto. Faremos também uma comparação dos dados obtidos no ensaio considerando as condições do ambiente com os fornecidos pelo fabricante, com isso saberemos como será o comportamento do painel em uma situação real de uso na qual será submetido diariamente. Para finalizar iremos fazer um levantamento levando em conta o custo aproximado do que seria investido na instalação do sistema e a economia que será gerada quando este estiver em funcionamento, levando em consideração não só a energia que será gerada a mais pelos painéis, mas também a que será economizada com o aquecimento.

Abstract: We will start the work by making a quick introduction of the parts that make up the sun, their respective characteristics and function, we will also talk about the nuclear fusion reaction that happens in its nucleus transforming hydrogen into helium and how the energy release occurs, we will see how this energy reaches our planet and the advantages and disadvantages. This work also covers the main parts that make up a solar panel, its characteristics and functions, highlighting the most important part is the Photovoltaic Cell, we will start with a brief history of its appearance, how they were manufactured and the use, of how they are currently compounded, materials used, types of joints manufacturing process. Solar energy is a form of clean and renewable generation that has been standing out in the world market, because it does not cause impacts to the environment, used mainly in distributed generation, which significantly reduces the transmission and distribution costs of electric energy since the energy is generated close to the consumer centers. Most of the existing cells on the market today are made from silicon, a semiconductor material that is inexpensive compared to others and therefore a lower yield than gallium arsenide for example, which is specifically intended for the aerospace industry. The work also brings a brief introduction of how electricity is generated in photovoltaic panels, this allows us to have a basic notion of what happens in the structure of the semiconductor and the factors that influence the loss of power in a photovoltaic system. Let's emphasize the decrease due to the increase in temperature at the junction, and make a survey of the energy that is no longer generated due to the increase in temperature, at the end of the project we will propose a system with the aim of softening the temperature increase of the panels when exposed to the sun. To better understand how the temperature control system will work, let's make a brief introduction on solar heating systems, with this we will have the basic knowledge needed to better understand what will be proposed. We will also make a comparison of the data obtained in the test considering the conditions of the environment with those provided by the manufacturer, with this we will know how the behavior of the panel will be in a real situation of use in which it will be submitted daily. Finally we will make a survey taking into account the approximate cost of what would be invested in the installation of the system and the savings that will be generated when it is in operation, taking into account not only the energy that will be generated more by the panels, but also the which will be saved with heating.