Thermal modeling of semi-transparent photovoltaics: impacts on the cell efficiency and on the zone performance

Em sistemas fotovoltaicos semitransparentes (STPV), o calor acumulado na parte posterior dos painéis pode ser transmitido para a zona térmica, e contribuir para o aquecimento do ambiente. Ele pode ainda provocar o aumento da temperatura da célula fotovoltaica (FV), o que reduz a eficiência do sistema. Este artigo tem como objetivo desenvolver, por meio do software EnergyPlus, um novo método de modelagem das propriedades térmicas de um STPV, ao avaliar a influência do calor gerado pelo sistema FV na temperatura interna do ambiente simulado e na eficiência do próprio sistema. O método incluiu simulações computacionais, em que foram propostos STPV integrados a diferentes configurações de esquadrias: vidros simples e duplos; espessuras diferentes para a camada de ar e vidros com propriedades térmicas especiais. Dispositivos de sombreamento desempenham o papel do material fotovoltaico para representar suas propriedades térmicas. As simulações mostraram que os STPV influenciam as condições térmicas da zona, tanto pelo acréscimo na temperatura média (3,3°C), quanto pelo aumento da temperatura superficial das janelas (17,4°C). As diferenças nos modelos de esquadrias foram mais significativas nas questões térmicas do que nas variações de eficiência do FV, com confirmação do caso mais usado na literatura como caso de melhor desempenho, o que reforça a confiança no método proposto.