00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) CECA - CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS TRABALHOS DE CONCLUSÃO DE CURSO (TCC) - GRADUAÇÃO - CECA Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - ENGENHARIA DE ENERGIA - CECA
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Análise de desempenho de um concentrador fotovoltaico de dupla reflexão para aplicação no espaço
Autor(es): Pereira, Rivaldo Matheus Nunes
Primeiro Orientador: Souza, Leonardo Faustino Lacerda de
Resumo: Este trabalho conduz uma investigação de configuração inédita de microconcentrador fotovoltaico ultracompacto aplicado ao ambiente espacial. Sendo explorado um tema ainda muito pouco abordado na literatura, o que representa uma oportunidade, devido à tecnologia ir ao encontro das necessidades da exploração espacial, que busca conciliar alto desempenho, redução de massa e custos. O sistema estudado utiliza óptica de dupla reflexão com células bifaciais, visando ampliar o ângulo de aceitação – fator que é crucial no espaço. O desempenho óptico foi analisado, com a especificação de todos os caminhos de raios no sistema e as suas respectivas contribuições nas faces da microcélula sob distintas circunstâncias. A simulação foi executada para um caso ideal, de modo que todos os efeitos ópticos previstos nessa condição foram modelados. Também são sugeridas alternativas ao uso das células de multijunção, como a perovskita. O concentrador, de formato parabólico, foi avaliado sob a variação dos parâmetros geométricos, utilizando da técnica de traçado de raios no SolTrace. Os resultados são promissores, com aceitação angular maior que 10◦ sob fator de interceptação acima de 0,88, sendo superior aos valores encontrados na literatura. Esta configuração de concentrador ultracompacto, diante dos resultados, revela-se um avanço no estado da arte dos microconcentradores fotovoltaicos de aplicação espacial e contribui para o desenvolvimento de soluções mais eficientes, com menor massa e custo reduzido para futuras missões.
Abstract: This work investigates a novel ultracompact photovoltaic microconcentrator configuration applied to the space environment. The topic remains scarcely explored in the literature, representing an opportunity since the technology meets the needs of space exploration, which seeks to combine high performance with reduction of mass and costs. The studied system employs dual-reflection optics with bifacial cells, aiming to increase the acceptance angle – which is a crucial factor in space. The optical performance was analyzed by mapping all ray paths in the system and their respective contributions to the microcell surfaces under different circumstances. An ideal case was simulated, allowing all predicted optical effects under such conditions to be modeled. Alternatives to the use of multijunction cells, such as perovskite, are also suggested. The concentrator, of a parabolic shape, was evaluated under variation of its geometric parameters using the ray-tracing technique in SolTrace. The results are promising, showing an angular acceptance greater than 10◦ with an intercept factor above 0.88, surpassing values reported in the literature. This ultracompact concentrator configuration, based on the obtained results, represents an advance in the state of the art of photovoltaic microconcentrators for space applications and contributes to the development of more efficient, lighter, and lower-cost solutions for future missions.
Palavras-chave: CPV
Óptica aplicada
Traçado de raios
SolTrace.
CNPq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.department: Curso de Engenharia de Energia - Bacharelado
Citação: PEREIRA, Rivaldo Matheus Nunes. Análise de desempenho de um concentrador fotovoltaico de dupla reflexão para aplicação no espaço. 2025. 63f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Energia) – Campus de Engenharias e Ciências Agrárias, Universidade Federal de Alagoas, Rio Largo, 2026.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://www.repositorio.ufal.br/handle/123456789/18091
Data do documento: 6-ago-2025
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