Concentradores solares planos para sistemas fotovoltaicos

Abstract

Esta pesquisa foi desenvolvida no Laboratório da Área de Energia do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa, em Viçosa, MG, com latitude de 20º45’14 S, longitude de 42º 52’53 W, altitude de 648,74 m e meridiano-padrão de 42º 52’ 54 W. Foi utilizado um sistema formado por um conjunto de módulos fotovoltaicos associados em série e em paralelo, em diversas topologias. Foi integrado a eles um concentrador solar feito de alumínio anodizado, formando um sistema ótico para simultaneamente concentrar a radiação solar e arrefecer, com razão de concentração de dois sóis. Os módulos foram instalados com suas faces voltadas para o norte geográfico, com inclinação de 20°. A pesquisa foi realizada com o objetivo de constatar e determinar a eficiência de um sistema fotovoltaico associado ao meio ótico para a concentração de energia solar com a condição particular de operação em campo. Foram efetuadas medidas de grandezas elétricas e meteorológicas. Determinaram-se os valores do fator de forma e a potência máxima gerada no gerador com espelhos, e um gerador sem espelho, utilizado para análise comparativa. A partir dos valores medidos e calculados, constatou-se que a eficiência dos módulos fotovoltaicos com concentradores foi cerca de 30% maior do que a do módulo fotovoltaico sem concentrador.This research was developed at the Laboratory of the Energy Area in the Department of Agricultural Engineering, Federal University of Viçosa, in the town of Viçosa located at the latitude of 20° 45¢ 14¢¢ S , longitude of 42° 52¢ 53¢¢ W , altitude of 648.74 m, and standard meridian of 42° 52¢ 54¢¢ W . It was utilized a system formed by a set of photovoltaic modules associated in series and in parallel using different topologies. It was integrated to the photovoltaic modules a solar concentrator made of anodized aluminum, forming an optical system for simultaneously concentrating solar radiation and to allow the system to cooling, with concentration ratio of two suns. The modules were installed with their faces turned toward geographic north, with inclination of 20°. The research aimed to determine the efficiency of a photovoltaic system connected to optical media for concentrating solar energy with the particular condition of operation in the field. Electrical and meteorological measurements were made. They were determined for the form factor and maximum power generated in the generator with mirrors, and without mirrors, used for comparative purposes. After the measurements and calculations, it was found that the efficiency of photovoltaic modules with concentrators was about 30% higher than the photovoltaic modules without them.