PVBoost-Fotovoltaico de interior para alimentar dispositivos eletrónicos IoT

O projeto visa o desenvolvimento de soluções tecnológicas inovadoras para a captação de luz ambiente, de modo a providenciar uma fonte de energia autónoma e longos tempos de vida a diversos aparelhos eletrónicos usados no interior de edifícios. No âmbito dos edifícios inteligentes do futuro, e com o advento da IoT, torna-se necessário o desenvolvimento de soluções técnicas que permitam prolongar o tempo de vida útil das baterias dos inúmeros aparelhos eletrónicos sem fios, usados no interior de edifícios. O aumento do tempo de vida útil dos aparelhos eletrónicos equipados com uma fonte de energia extra, reduzirá a crescente necessidade do uso de baterias, bem como o impacto ambiental e o desperdício dos materiais críticos usados na produção das mesmas. Assim, este projeto tem como principal objetivo o desenvolvimento de módulos fotovoltaicos, a partir de células solares sensibilizadas com corante (DSSC) e células solares de perovskita (PSC) - tecnologias emergentes com levada eficiência em luz interior e de baixo custo - para recarregar as baterias “PV Boost” de diversos aparelhos eletrónicos de baixa tensão (1,5 – 9,0 V), usados no interior de edifícios. Os módulos fotovoltaicos deverão obedecer aos seguintes requisitos: (i) Utilização de materiais economicamente acessíveis e comercialmente disponíveis para a sua construção; (ii) Produção de uma tensão 1,0-5,0 V em condições normais de luz de interior; sempre que necessário, será usado um conversor DC-DC para converter o sinal do módulo iPV no potencial elétrico nominal do aparelho eletrónico; (iii) Encapsulamento hermético por selagem de frita de vidro e uma eficiência estável por um período > 10 anos (redução de eficiência < 10 %); (iv) Eficiência de conversão de energia > 20 % em condições de luz interior de 1000 lx; (v) Cumprimento de exigentes critérios estéticos, permitindo a utilização de padrões e logotipos; (vi) Desenvolvimento e otimização do processo de fabrico dos módulos iPV para minimizar os custos de fabricação e maximizar a fiabilidade de produção, com o intuito atingir as condições para a produção em escala industrial; (vii) Integração dos módulos iPV em pelo menos 6 aparelhos elétricos/eletrónicos. Os avanços tecnológicos irão providenciar uma fonte de energia autónoma e duradoura a diversos aparelhos com capacidade de comunicação entre si, com sistemas de gestão, alarmes, sensores, domótica e IoT. Empresas e centros de investigação têm produzido iPV seladas com termoplásticos. Este tipo de encapsulamento não protege nem evita a degradação das iPV a longo prazo. Durante este projeto pretende-se avançar a tecnologia de selagem com frita de vidro assistida por laser, desenvolvida e patenteada por investigadores da FEUP. O desenvolvimento de iPV hermeticamente seladas com uma estabilidade superior às ofertas de mercados irá lançar as bases para aplicação em outros equipamentos com maior valor acrescentado (ar-condicionado, projetores, entre outros). Neste sentido, o presente projeto tem também como objetivo o desenvolvimento pioneiro de módulos fotovoltaicos de interior selados hermeticamente por frita de vidro a temperatura processuais < 120 °C. Este projeto visa o desenvolvimento de um produto diferenciador, capaz de competir com as ofertas dos países estrangeiros. Estes produtos irá promover o desenvolvimento de novas soluções e equipamentos em sectores de mercado adjacentes tais como o elétrico e o eletrónico.