O sistema TPV aproveita a radiação térmica de diferentes fontes de calor , como a combustão de combustíveis, o calor residual industrial, a energia solar concentrada ou a energia nuclear, e a transforma em eletricidade. Um sistema termofotovoltaico (TPV) é uma boa opção para atender aos requisitos de emissões líquidas zero. A célula termofotovoltaica é a parte mais importante do sistema TPV. Ela converte a radiação de fótons em eletricidade.
Além disso, a notável flexibilidade de conversão de diferentes fontes de energia térmica, incluindo solar, nuclear, combustão química e calor residual, em alta densidade de energia elétrica, expande significativamente a gama de aplicações para geradores TPV, abrangendo desde microescala até grande escala.
Um sistema TPV tem um tempo de funcionamento mais longo e opera a uma temperatura de aquecimento do radiador mais baixa em comparação com um sistema fotovoltaico solar.
O sistema TPV compreende quatro componentes essenciais:
- Um gerador de combustão de combustível que produz energia térmica
- Um radiador que transforma essa energia térmica em um espectro de emissão específico
- Um filtro que alinha precisamente o espectro de emissão com uma célula TPV
- Uma célula TPV que converte efetivamente a radiação de fótons em energia elétrica
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Princípio de funcionamento do sistema termofotovoltaico
As células termofotovoltaicas aproveitam a energia radiante de um gerador e a transformam em energia elétrica por meio de um sistema TPV. O gerador de energia capta energia de diferentes fontes de calor e a transfere para o radiador, resultando em alguma perda de calor.
O próximo passo envolve o radiador gerando energia radiante que é então direcionada para as células PV através do filtro. Este filtro serve ao propósito de estreitar a banda de emissão originada do radiador.
A energia irradiada emitida pelo radiador deve ultrapassar a banda proibida das células fotovoltaicas em termos de potência. No entanto, quaisquer fótons com energia inferior à banda proibida das células fotovoltaicas causarão perdas. O objetivo da recuperação desses fótons é manter o calor e diminuir a fonte de aquecimento na temperatura desejada do radiador. A conversão de sinais ópticos em sinais elétricos é usada para medir a potência de saída das células fotovoltaicas.
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