Estudo da aplicação de uma célula fotovoltaica orgânica em ambiente interno com iluminação artificial

Abstract

Resumo: A crescente demanda por energia elétrica, impulsionada pelo uso intensivo de dis positivos eletrônicos e sistemas conectados, tem estimulado o desenvolvimento de tecnologias sustentáveis capazes de operar em ambientes de baixa luminosidade. Entre essas tecnologias, os dispositivos fotovoltaicos orgânicos (OPVs) se destacam pela leveza, flexibilidade, semitransparência e boa resposta sob iluminação artificial. Este trabalho teve como objetivo investigar o desempenho de um painel fotovoltaico orgânico comercial em condições indoor, avaliando sua eficiência elétrica sob diferentes intensidades luminosas e sua capacidade de alimentar um dispositivo de armazena mento de energia (power bank). A metodologia envolveu a realização de medidas de corrente e tensão (IxV), monitoramento de iluminância e temperatura, análise espectral das fontes de luz artificial e comparação com o espectro de absorção do OPV. Os ex perimentos foram conduzidos em dois ambientes distintos da Universidade Federal do Paraná, abrangendo condições variadas de iluminação artificial e natural. Os principais resultados mostram que o desempenho do OPV depende fortemente da iluminância do ambiente e da compatibilidade entre os espectros de emissão da fonte de luz e de absorção do painel. Verificou-se que a potência gerada é mais sensível à variação de iluminância do que à temperatura. Além disso, a posição do painel em relação à fonte luminosa influenciou significativamente a potência nominal obtida. A integração com o power bank mostrou-se viável, ainda que limitada a taxas de carregamento modestas. Em conjunto, os resultados indicam que OPVs podem ser aplicados em ambientes internos para alimentar dispositivos de baixo consumo, contribuindo para soluções energéticas sustentáveis em cenários urbanos

Abstract: The increasing demand for electrical energy, driven by the widespread use of electronic devices and connected systems, has motivated the development of sustainable technolo gies capable of operating under low-light conditions. Among these technologies, organic photovoltaic devices (OPVs) stand out due to their light weight, flexibility, semitrans parency, and strong performance under artificial lighting. This work aimed to evaluate the performance of a commercial organic photovoltaic panel in indoor environments, assessing its electrical efficiency under different light intensities and its ability to power an energy-storage device (power bank). The methodology involved current–voltage (IxV) measurements, monitoring of illuminance and temperature, spectral analysis of artificial light sources, and comparison with the OPV absorption spectrum. Experiments were conducted in two different indoor environments at the Federal University of Paraná, covering varied conditions of artificial and natural lighting. The main results demon strate that the OPV’s performance is strongly dependent on environmental illuminance and on the compatibility between the emission spectrum of the light source and the absorption spectrum of the panel. The generated power was found to be more sensitive to illuminance variations than to temperature changes. Additionally, the panel’s posi tioning relative to the light source significantly influenced the nominal power obtained. Integration with the power bank proved feasible, although limited to modest charging rates. Overall, the findings indicate that OPVs can be applied indoors to power low consumption electronic devices, contributing to sustainable energy solutions in urban environments