Energia Fotovoltaica: Materiais e Aplicações

Objectivos

Partindo da motivação inerente a toda a problemática dos desafios energéticos e ambientais da sociedade atual, pretende-se com esta unidade curricular aprofundar os conhecimentos dos alunos nos princípios de funcionamento, tecnologias, processos de fabrico e caracterização relacionados com a transformação e exploração da energia solar, com ênfase nos sistemas presentemente utilizados:

1) na conversão de energia solar em eléctrica, através de dispositivos fotovoltaicos (FV);

2) no armazenamento e gestão de energia, incluindo baterias, pilhas de combustível, super-condensadores, entre outros, com vista a aplicações práticas.

Caracterização geral

Código

12606

Créditos

6.0

Professor responsável

Manuel João Dias Mendes

Horas

Semanais - 4

Totais - 76

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

A disponibilizar brevemente

Bibliografia

- R. Martins, H. Aguas, E. Fortunado, "Energia Fotovoltaica: Materiais e Aplicações", Nova Editorial, 2020.

A. Luque and S. Hegedus, "Handbook of Photovoltaic Science and Engineering", 2010, Wiley.

- K. Mertens, “Photovoltaics: Fundamentals, Technology and Practice”, 2014, Wiley.

- M. D Archer, M. A Green, “Clean Electricity From Photovoltaics”, 2015, Imperial College Press.

- Enrich, Righini, "Solar Cells and Light Management", Elsevier, 2020.

- M. BaraK, P. Perecrinus, "Electrochemical Power sources, primary and secondary batteries", 1980;

- D. Linden, "Handbook of batteries and fuel cells", McGraw-Hill, 1984

Método de ensino

As aulas teóricas são realizadas com recurso a apresentação em powerpoint, incluindo materias didáticos e multimédia (videos, applets, etc). Os trabalhos de laboratório incluem uma componente de aplicação através de exercícios, prática de modelação computacional, e trabalho experimental realizado em grupo.

Método de avaliação

Métodos de avaliação:

Média dos 2 Tests / Exame → 60% (sem nota mínima)

Relatório de caracterização de FV → 15%

Relatório de simulação de FV melhorado com Fotónica → 10%

Relatório de dimensionamento de FV → 15%


Nota mínima para aprovação = 9.5

Conteúdo

- Introdução à problemática energética e transição para o baixo carbono, com foco no uso da energia solar. Desafios ambientais, económicos e sociais associados às necessidades energéticas;

- Materiais e tecnologias de conversão de energia solar em elétrica: príncipios de funcionamento de células solares, processos de fabrico e caracterização, materiais que podem ser utilizados e suas vantagens/desvantagens;

- Materiais e tecnologias de armazenamento de energia: funcionamento electroquímico de baterias e pilhas de combustível, supercondensadores e outros sistemas de armazenamento, processos de fabrico e caracterização, materiais utilizados e respectivas vantagens/desvantagens;

- Novos conceitos para melhoria da eficiência e/ou aplicabilidade de sistemas fotovoltaicos, através de gestão de luz com estratégias fotónicas, ou mesmo com nano-estruturação de materiais a nível quântico.

Cursos

Cursos onde a unidade curricular é leccionada: