ANÁLISE DO DESEMPENHO DE CÉLULAS FOTOVOLTAICAS ORGÂNICAS E INORGÂNICAS SOB DIFERENTES MASSAS DE AR UTILIZANDO SIMULAÇÃO NUMÉRICA

O desempenho de celulas fotovoltaicas e fortemente afetado pelas variacoes na distribuicao espectral da radiacao solar incidente na superficie terrestre. Um dos fatores que provocam essa variacao esta relacionado com a espessura de atmosfera pela qual os raios solares atravessam ate atingir o solo e e denominado massa de ar (AM – Air Mass). Este trabalho tem como objetivo apresentar uma metodologia para avaliar os efeitos da variacao da massa de ar no desempenho de celulas fotovoltaicas, a partir de dados experimentais obtidos por meio de uma estacao solarimetrica na Escola de Engenharia da UFMG. Para tal, utilizando um algoritmo de deteccao de ceu limpo e funcoes da biblioteca PVLIB, desenvolvida pelos laboratorios da Sandia (EUA), foi implementada uma rotina em MATLAB para selecionar dados de irradiância espectral, sob diferentes massas de ar, em periodos de ceu limpo, de um dia de verao e outro de inverno. Posteriormente, um software de simulacao numerica de dispositivos fotovoltaicos, intitulado gpvdm, foi utilizado para simular o desempenho de uma celula orgânica e de uma celula inorgânica de silicio policristalino, sob condicoes de irradiacao definidas pelos espectros selecionados. Os resultados da simulacao revelam uma menor dependencia espectral para a celula de silicio, especialmente no dia de verao. Como exemplo, a maxima variacao percentual da eficiencia de conversao neste dia, observada entre as massas de ar AM1,5 e AM1, foi de 3,31% e 1,66% para as celulas orgânica e inorgânica, respectivamente. Alem disso, os resultados apontam para uma divergencia entre as eficiencias obtidas sob iluminacao do espectro para AM1,5 medido experimentalmente e sob iluminacao do espectro normatizado AM1,5G. Para a localidade em questao, esta diferenca, em termos percentuais, chegou ate +8,2% para a celula orgânica no verao e -3,6% para a celula de silicio no inverno.