O impacto do estacionamento de carros movidos a energia fotovoltaica ao sol na temperatura interna e na carga do ar condicionado

Uma investigação realizada por cientistas da Universidade de Lisboa, em Portugal, lançou luz sobre uma questão importante em torno dos veículos que integram módulos fotovoltaicos (FV): o impacto de estacionar estes carros ao sol para os recarregar e o subsequente aumento da temperatura interior . Esse aumento de temperatura exige então mais potência para que o sistema de ar condicionado (AC) atinja níveis confortáveis ​​para o motorista.

Os investigadores reconheceram este “dilema de estacionamento” e decidiram compreender as propriedades térmicas de um automóvel de passageiros em condições típicas de verão. O objetivo era explorar o desempenho térmico do veículo quando estacionado ao sol.

Para realizar a experiência, os cientistas usaram um Alfa Romeo 156, um carro de tamanho médio com exterior cinza claro e interior em couro preto. Eles instalaram um instrumento de medição de irradiância solar personalizado no teto do carro e um termômetro infravermelho foi colocado no console de câmbio para medir a temperatura interna.

Os pesquisadores coletaram dados sobre a irradiância externa e as temperaturas internas e externas sob diferentes condições de sombra em vários momentos do dia. Eles estacionaram o carro na sombra das 7h00 até por volta do meio-dia e depois o expuseram à luz solar direta do meio-dia às 20h00.

O Experimento II envolveu aquecer a cabine do carro usando um aquecedor elétrico acoplado a um ventilador enquanto o carro estava estacionado na sombra. O experimento durou aproximadamente uma hora, com o aquecedor ajustado para uma potência média de 500 W.

As temperaturas iniciais da cabine e do exterior eram de 21,5°C. Os pesquisadores observaram um crescimento linear na temperatura da cabine ao longo do tempo, sendo necessários um total de 390 Wh para aumentar a temperatura em 3°C. Uma inclinação de aproximadamente 4°C/hora foi obtida após o ajuste dos pontos de dados.

Usando os resultados de ambos os experimentos, os pesquisadores desenvolveram um modelo térmico simplificado do veículo, considerando o ganho solar e o ganho de calor. Eles usaram um conjunto de equações para analisar o impacto do tempo de estacionamento na geração fotovoltaica e na carga extra de ar condicionado.

O estudo revelou que o efeito na carga do ar condicionado é substancial para veículos com baixa capacidade fotovoltaica instalada. O tempo crítico de estacionamento, que representa o tempo mínimo necessário para a geração fotovoltaica exceder a carga adicional de ar condicionado, foi de aproximadamente 2 horas para um sistema fotovoltaico de 0,5 kW.  No entanto, para sistemas com capacidade instalada superior a 0,8 kW, estacionar ao sol teve consistentemente um impacto positivo na autonomia do veículo.

Os investigadores enfatizam a necessidade de uma maior exploração deste conceito, particularmente com veículos reais equipados com sistemas fotovoltaicos integrados no veículo (VIPV).  Eles também sugerem examinar o conceito de ônibus movidos a energia solar, apresentando uma oportunidade de estender os benefícios da integração fotovoltaica ao transporte público.

Concluindo, esta pesquisa destaca a importância de considerar o impacto do estacionamento de carros movidos a energia fotovoltaica ao sol na temperatura interna e na carga de ar condicionado resultante. A compreensão dessas dinâmicas pode informar o projeto e a implementação de sistemas fotovoltaicos em veículos, melhorando, em última análise, seu desempenho e autonomia.