Pesquisadores liderados por cientistas da Southeast University, na China, desenvolveram um sistema autônomo de gerador fotovoltaico-termoelétrico (PV-TEG) projetado para detectar pontos quentes em painéis solares, controlar o calor local e transmitir dados de monitoramento sem fio. O sistema usa um conjunto de quatro geradores termoelétricos (TEGs), que produzem eletricidade a partir de diferenças de temperatura e também fornecem sinais que ajudam a localizar anomalias térmicas.

Os pesquisadores primeiro modelaram uma área fotovoltaica de 500 mm por 500 mm equipada com quatro TEGs e um dissipador de calor de alumínio. Nas simulações, diferentes posições dos pontos quentes produziram padrões de tensão distintos nos dispositivos, que a equipe usou para mapear as anomalias em coordenadas bidimensionais. As reduções simuladas da temperatura local variaram de 8,15 K a 12,40 K.

A equipe também testou o sistema ao ar livre em um conjunto de painéis solares no telhado de uma instalação de telecomunicações em Taizhou, no leste da China. Para avaliar a precisão da detecção, criou perturbações térmicas em três locais usando fita preta, mediu as respostas de tensão dos TEGs e comparou as posições reconstruídas com imagens infravermelhas.

Nos testes ao ar livre, o sistema localizou pontos quentes com um erro de aproximadamente 9,93 mm. Reduziu a temperatura da superfície fotovoltaica em até 7,7 °C no ponto medido, com uma redução média de 5,4 °C na região monitorada.

Os componentes eletrônicos de monitoramento funcionaram sem uma fonte de alimentação externa, usando um supercapacitor que acionava o sistema a 4,0 V e o desligava a 2,8 V para recarregar. Ao longo de um teste diurno de 10 horas, o sistema realizou aproximadamente 45 transmissões sem fio.

Os pesquisadores afirmam que planejam estudar o desempenho sob pontos quentes induzidos eletricamente e em condições externas mais complexas. O trabalho, que envolveu cientistas da Southeast University e da University of Technology Sydney, foi publicado na Applied Thermal Engineering com o título “Um sistema PV-TEG autônomo para monitoramento integrado de pontos quentes e gerenciamento térmico local com base na resposta de tensão termoelétrica”.

Fontes: pv magazine.