Solar technologies for urban sustainability

Orientadora: Profa. Dra. Lucimara Stolz RomanTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciências dos Materiais. Defesa : Curitiba, 29/09/2021Inclui referências: p. 77-81Resumo: Dispositivos fotovoltaicos orgânicos (OPV) tem sido estudados por mais de 30 anos, mas só recentemente estão disponíveis comercialmente. Com a comercialização de módulos solares baseados em OPV surge a necessidade de avaliar seu desempenho em condições reais de uso. Nesta tese foi proposta a instalação de painéis OPV no topo de uma estação de ônibus tubular, que e um projeto urbano original da cidade de Curitiba. As estações de ônibus tubulares foram criadas na ultima década do século 20 e, na época, foram elogiadas por seu design inovador. Nos últimos anos as estações tem sido criticadas por falta de conforto térmico e excesso de consumo de energia. A instalação de módulos OPV torna as estações mais sustentáveis em termos energéticos, mantendo o seu design original, visto que os painéis solares são impressos em substrato flexível. A avaliação de desempenho dos módulos OPV disponíveis no mercado já foi realizada por outros grupos, mas não para o mobiliário urbano no sul do Brasil. Nesta tese, o desempenho e a resiliência dos painéis OPV foram avaliados por mais de um ano. Outro aspecto avaliado foi o acumulo de sujeira nos módulos OPV e o efeito da sujeira no desempenho dos painéis. Ha extensa literatura sobre o efeito da sujeira em módulos solares baseados em Si, mas nada em módulos OPV. A medida que a comercialização de painéis OPV aumenta, e importante entender como a sujeira afeta o desempenho dos painéis e encontrar maneiras de mitigar o problema. Com uma analise abrangente da eficiência e degradação dos módulos OPV em condições reais de uso, esta tese tem como objetivo preencher uma lacuna sobre o assunto e preparar o terreno para mais pesquisas na área.Abstract: Organic photovoltaic (OPV) has been studied for more than 30 years but only recently it has been commercially available. With the commercialization of OPV based solar modules comes the need to evaluate their performance in real use conditions. In this thesis, I proposed the installation of OPV panels on the top of a tubelike bus station that is an original urban design of the city of Curitiba. The tubelike bus stations were created in the last decade of the 20th century and were praised for their innovative design. In the last few years, the stations have been criticized for lack of thermal comfort and excess energy consumption. The installation of OPV modules makes the stations more energy sustainable while keeping their original design as the panels are printed on a flexible substrate. Performance of commercially available OPV modules was done before by other groups but not for urban furniture in the south of Brazil. In this thesis, the performance and resilience of OPV panels were evaluated for over a year. Another aspect that was evaluated was soiling accumulation on the OPV modules and the effect of soiling on the performance of the panels. There is extensive literature on the effect of soiling on Si based solar modules but nothing on OPV modules. As the commercialization of OPV panels increases, it is important to understand how soiling affects the panels and to find ways to mitigate the problem. With a comprehensive analysis of the efficiency and degradation of OPV modules in real use conditions, this thesis aims to fill a gap on the subject and lay the ground for more research in the area