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Moehlecke, Adriano; Zanesco, Izete; Severo, Tiago. Projeto e análise do módulo fotovoltaico concentrador estático helius para sistemas autônomos. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENERGIA SOLAR, 2007, Fortaleza. Anais... Fortaleza: ABENS, 2007.
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Resumo

O uso de módulos fotovoltaicos concentradores estáticos com células bifaciais é uma forma de reduzir significativamente o custo da energia elétrica produzida por sistemas autônomos. Este trabalho tem como objetivo apresentar o desenvolvimento de um módulo concentrador estático, denominado HELIUS 31Y e um método de desenho de sistemas ópticos lineares. A partir da análise da irradiação horária média mensal e da irradiação diária média mensal foi determinado o comportamento do HELIUS 31Y, ajustando os fatores de concentração horários e incluindo as perdas ópticas e a refletância. A partir da seleção de cinco direções de raios solares incidentes projetados sobre o meridiano local, do método de traçado de raios, da lei da reflexão e dos fatores de concentração ajustados foi desenvolvido o sistema óptico do módulo concentrador HELIUS 31Y. As perdas ópticas e a refletância foram consideradas. Constatou-se que o dispositivo desenvolvido possibilita uma produção de 74% a mais de energia quando comparado a um módulo convencional com a mesma área de células solares.

Abstract

The use of static concentrator modules with bifacial solar cells is an approach of reducing the cost of the electric energy produced by photovoltaic stand alone systems. The goal of this paper is to present the development of a new static concentrator photovoltaic module, called HELIUS 31Y and a method of designing linear optical systems. We defined that the optical system of the module HELIUS 31Y is linear, solar cells are bifacial and the optical system is not filled with any kind of material. We also established that the slope of the module is 48o and the average daily electrical output is approximately the same during the year, in order to fit in well with constant energy demand typical of a stand-alone photovoltaic system. The PV module HELIUS 31Y was developed based on: the selection of five directions of the solar rays projected onto the local meridian, the ray-tracing procedure, the law of the reflection and concentration ratios. Based on the analysis of monthly average hourly irradiation and monthly average daily irradiation, the behavior of the static concentrator module HELIUS was determined and the hourly concentration ratios were calculated in order to obtain the expected performance of the concentrator. Optical losses and the reflectance were considered. We concluded that the electrical power produced by HELIUS 31Y is up to 74% higher than that produced by a standard module.
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