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Projeto analisa conversão de energia solar em energia elétrica

Tue Sep 05 17:30:00 BRT 2017

Estudos sobre energia solar fotovoltaica de concentração, também conhecida como CPV, estão sendo desenvolvidos no CEFET-MG e os trabalhos que envolvem a conversão da energia solar em energia elétrica já apresentam resultados satisfatórios. O projeto “Modelagem computacional de células multijunção para sistema de produção fotovotaica com concentração (CPV)”, desenvolvido pela professora Patrícia Jota e pelo estudante Hernani Santos, foi selecionado para ser apresentado na Mostra Inova Minas 2017, evento realizado pela Fapemig. O projeto foi concebido como uma das respostas à demanda atual de avanços na produção de energia solar, visando ao desenvolvimento da tecnologia CPV ou Fotovoltaica  com Concentração (Concentrating Photovoltaics).

A modelagem computacional consiste em entender e reproduzir um processo por meio de modelos matemáticos. Já a produção fotovoltaica de energia se baseia na conversão da energia luminosa (energia solar) em eletricidade, por meio da movimentação de cargas dentro das células de semicondutores (geralmente de Silício) de acordo com a incidência luminosa.

O trabalho tem o objetivo de analisar a aplicabilidade de um modelo que represente o processo físico por trás da conversão de energia. Além disso, a ideia foi propor melhorias no modelo escolhido para facilitar a análise das características gerais de protótipos produzidos por fabricantes e, ainda, prover aos projetistas de sistemas e usinas CPV um modelo que permita simular e prever a produção de suas instalações quando possuam apenas informações básicas sobre os módulos.

A professora explica que os sistemas de produção fotovoltaica com concentração executam o mesmo processo de sistemas convencionais (PV), porém de modo otimizado. “Nesse tipo de tecnologia os módulos (conjuntos de células) são instalados em seguidores solares (estruturas robotizadas capazes de seguir a posição do sol durante seu percurso diário). Essas células são instaladas sob lentes capazes de concentrar a luz em até mil vezes, permitindo gerar bem mais energia em uma área bastante reduzida”, diz Patrícia. Ela esclarece que os sistemas CPV empregam células do tipo multijunção, que consistem em camadas de semicondutores distintos aperfeiçoados para absorver o máximo de faixas específicas do espectro solar. “Todas essas melhorias fazem com que módulos CPV sejam quase três vezes mais eficientes do que módulos PV convencionais”, destaca.

Patrícia aponta a importância desse trabalho desenvolvido no CEFET-MG. “Em um contexto globalizado, com inúmeras oportunidades de investimentos em tecnologias renováveis de produção de energia, é extremamente importante a popularização de tecnologias como CPV,  o que pode estabelecer vias para sua expansão de mercado, maior desenvolvimento científico e, até mesmo, a criação de startups para a produção e comercialização desses sistemas que em breve terão grande destaque na matriz energética mundial”, conclui.

Sobre o projeto e a equipe
O projeto é o primeiro desenvolvido no CEFET-MG sobre o tema e apresenta avanços consideráveis na representação das células multijunção por meio de circuitos elétricos com parâmetros de maior sentido físico. Em projetos anteriores, os pesquisadores buscavam conhecer melhor a tecnologia, a caracterização e os processos construtivos. Na Mostra Inova Minas, que será realizada de 15 a 17 de setembro, na Praça da Liberdade, serão apresentadas as novas descobertas a partir deste projeto maior.

Além da professora e do estudante, fazem parte da equipe de pesquisa os professores Ângela Mello (Engenharia de Materiais), Ana Paula Batista (Engenharia Elétrica) e Frederico Romagnoli (Engenharia Mecânica), alunos de mestrado e doutorado, e o Centro de Pesquisa Italiano RSE, coordenado pelo professor Gianluca Timó.

O projeto será apresentado ao público leigo na Mostra por meio da exposição de um módulo CPV com a demonstração do funcionamento de cada elemento que compõe essa tecnologia. Os visitantes poderão compreender os impactos e as perspectivas do uso dessa tecnologia que propõe energia limpa e renovável.

Vídeo

Secretaria de Comunicação Social / CEFET-MG

 

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