Gerenciamento térmico de módulos fotovoltaicos: análise comparativa de estratégias de resfriamento por meio de modelagem térmica simplificada

Abstract

O presente trabalho tem como objetivo analisar a influência de diferentes estratégias de gerenciamento térmico no desempenho de módulos fotovoltaicos, com ênfase na avaliação da temperatura de operação e de seus efeitos sobre a eficiência de conversão energética. Inicialmente, é realizada uma revisão bibliográfica sobre os princípios de funcionamento da energia solar fotovoltaica, os mecanismos de transferência de calor envolvidos no aquecimento dos módulos e as principais técnicas de resfriamento descritas na literatura, classificadas em estratégias passivas, ativas e híbridas. Em seguida, desenvolve-se um modelo térmico simplificado baseado no balanço de energia, considerando as trocas de calor por convecção e radiação entre o módulo e o ambiente, permitindo a estimativa da temperatura de operação e da eficiência elétrica em diferentes condições ambientais. Posteriormente, o modelo é aplicado a um estudo de caso utilizando dados climáticos representativos da cidade do Recife-PE, possibilitando a comparação entre cenários com e sem a aplicação de estratégias de intensificação da transferência de calor. A análise dos resultados permite avaliar a influência das variáveis térmicas sobre o desempenho dos sistemas fotovoltaicos, bem como quantificar os ganhos potenciais de eficiência associados à redução da temperatura de operação. Dessa forma, o trabalho contribui para a compreensão dos fenômenos térmicos em módulos fotovoltaicos e para a identificação de estratégias capazes de aumentar a eficiência energética e a confiabilidade desses sistemas em condições reais de operação