Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Dissertações
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dc.creatorPETRUCCI, Giovanni Augusto-
dc.date.issued2023-07-18-
dc.identifier.urihttps://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3869-
dc.description.abstractThis dissertation delves into the efficiency and feasibility of a hybrid system comprising photovoltaic panels and a heat pump for water heating, harnessing the available solar irradiation in the state of Minas Gerais, Brazil. Initially, we conduct a review of solar energy and heat pump technologies. The study compares three scenarios: the PV-T system with a heat pump, the combination of a conventional PV system with a vacuum heater, and the conventional PV system solely powering the shower. Scenario 1 proves to be the most efficient, despite the higher initial investment (R$ 16,639.49). This scenario produces 544 kWh of electrical and thermal energy and exhibits the lowest LCOE (R$ 2.79). In contrast, Scenario 2, despite its elevated CAPEX and OPEX, generates only 78 kWh of energy and demonstrates the highest LCOE (R$ 38.91). Scenario 3, with the lowest CAPEX, produces 174 kWh of energy and has an LCOE of R$ 6.16. The results demonstrate that this hybrid system is capable of providing a significant amount of water heating throughout the year, approximately 521 kWh of thermal energy generated, which is roughly 2 times the thermal energy generated by the vacuum water heating system, effectively capitalizing on the region's high solar irradiation. The system proves to be effective in terms of energy savings, increased photovoltaic panel efficiency, and optimal utilization of thermal energy compared to other systems. The energy generation of the studied system, when compared to the conventional photovoltaic system, is approximately 4 times greater, and this generated energy supplies the energy consumed by the heat pump. The study highlights that the PV-T hybrid system with heat pumps is one of the possible solutions in transitioning towards a more sustainable energy future, less dependent on fossil fuels.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Itajubápt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectSistema PV/T à base de refrigerantept_BR
dc.subjectBomba de calorpt_BR
dc.subjectEficiência e análise econômicapt_BR
dc.titleAvaliação do desempenho de um sistema híbrido de painel fotovoltaico e bomba de calor para aquecimento de água aproveitando a irradiação solar no estado de Minas Geraispt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.date.available2023-08-09-
dc.date.available2023-08-09T12:25:16Z-
dc.date.accessioned2023-08-09T12:25:16Z-
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/8743646842124050pt_BR
dc.contributor.advisor1PABON, Juan José Garcia-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8827112127217683pt_BR
dc.contributor.advisor-co1MACHADO, Luiz-
dc.description.resumoEsta dissertação explora a eficiência e viabilidade de um sistema híbrido de painel fotovoltaico e bomba de calor para o aquecimento de água, capitalizando a irradiação solar disponível no estado de Minas Gerais, Brasil. Inicialmente, realizamos uma revisão das tecnologias de energia solar e bomba de calor. O estudo faz comparação com três cenários, somente o sistema PV-T com bomba de calor em comparação com a junção dos sistema PV convencional e aquecedor a vácuo, e o PV convencional gerando energia apenas para o chuveiro, Cenário 1 se mostrou o mais eficiente, apesar do maior investimento inicial (R$ 16.639,49). Este cenário produziu 544 kWh de energia elétrica e térmica e apresentou o menor LCOE (R$ 2,79). Em contraste, o Cenário 2, apesar do seu elevado CAPEX e OPEX, produziu apenas 78 kWh de energia e exibiu o LCOE mais alto (R$ 38,91). O Cenário 3, com o menor CAPEX, produziu 174 kWh de energia e teve um LCOE de R$ 6,16. Os resultados provam que este sistema híbrido é capaz de fornecer uma quantidade significativa de aquecimento de água durante todo o ano, cerca de 521 kWh de energia térmica gerada aproximadamente 2 vezes a energia térmica gerada pelo sistema AQS a vácuo, ou seja, aproveita de forma eficaz a alta irradiação solar na região. O sistema mostrou-se eficaz em termos de economia de energia, aumento na eficiência do painel fotovoltaico, e uma ótimo aproveitamento da energia térmica, em comparação com os outros sistemas. A geração de energia do sistema estudado em comparação com o sistema fotovoltaico convencional é aproximadamente 4 vezes a do convencional, e essa energia gerada supri a energia consumida pela bomba de calor. O estudo mostra que o sistema híbrido PV-T com bombas de calor é uma das possíveis soluções na transição para um futuro energético mais sustentável e menos dependente de combustíveis fósseis.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentIEM - Instituto de Engenharia Mecânicapt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia de Energiapt_BR
dc.publisher.initialsUNIFEIpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA::ENGENHARIA DE ENERGIApt_BR
dc.relation.referencesPETRUCCI, Giovanni Augusto. Avaliação do desempenho de um sistema híbrido de painel fotovoltaico e bomba de calor para aquecimento de água aproveitando a irradiação solar no estado de Minas Gerais. 2023. 96 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Energia) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2023.pt_BR
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