Dissertação
Desenvolvimento de uma Ferramenta Computacional para Análise de Sistemas Solares Fotovoltaicos com Concentradores EVALUATED
O aumento da procura por energias renováveis reforça a necessidade de melhorar a eficiência dos sistemas fotovoltaicos solares, sendo a tecnologia de concentração fotovoltaica (CPV) uma solução promissora ao permitir concentrar a radiação solar em recetores de elevada eficiência. No entanto, as ferramentas de simulação existentes apresentam limitações na análise simultânea dos fenómenos óticos e optoeletrónicos, dificultando o dimensionamento rigoroso destes sistemas. Neste trabalho é desenvolvida uma ferramenta computacional capaz de simular a propagação de fotões em sistemas CPV, integrando a interação ótica com os materiais e a absorção na célula solar. Esta permite contabilizar o número de fotões absorvidos, refletidos e transmitidos, funcionalidade não contemplada em plataformas amplamente utilizadas, como o SolTrace. A metodologia adotada baseia-se numa abordagem de ray tracing bidimensional, aplicada a diferentes configurações geométricas. Foram realizadas simulações para avaliar o impacto do número de concentradores, bem como dos espaçamentos lateral e central, no desempenho do sistema. Adicionalmente, analisaram-se modificações na célula solar, incluindo inclinação e a introdução de camadas de proteção. Os resultados demonstram que afastamentos laterais reduzidos conduzem a fenómenos de sombreamento e bloqueio, reduzindo o número de fotões absorvidos, enquanto a utilização de quatro concentradores aumenta significativamente a absorção. A configuração mais eficiente correspondeu a concentradores com 10º de inclinação, afastamento lateral de 20 mm e afastamento central de 30 mm. Conclui-se que o número de fotões absorvidos é o parâmetro mais determinante para a otimização de sistemas CPV, sendo possível aumentar a potência útil através de ajustes geométricos sem comprometer a eficiência global.
dezembro 9, 2025, 19:0
Documentos da dissertação ainda não disponíveis publicamente
Orientação
ORIENTADOR
Ricardo Alexandre Marques Lameirinhas
Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores
Assistente Convidado
ORIENTADOR
António Carlos De Campos Simões Baptista
Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores
Professor Auxiliar