Influência da temperatura no rendimento de módulos fotovoltaicos: análise experimental

Abstract

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.