Glauco Diniz Duarte Bh – como calcular usina fotovoltaica
Segundo o Dr. Glauco Diniz Duarte, entender os fatores de perda em sistemas fotovoltaicos e como eles impactam na geração é imprescindível para o correto dimensionamento da usina.
A manutenção do sistema solar fotovoltaico é primordial para quem preza pelo bom desempenho e estendida vida útil de sua usina.
Ao solicitar um orçamento, muitos clientes recebem cotações contendo potências distintas para um mesmo nível de consumo.
Mas porque isso ocorre?
Pelo mesmo motivo que dois sistemas de 3,3 kWp localizados na mesma cidade não geram necessariamente a mesma quantidade.
Ao generalizar e não fazer uma inspeção detalhada no local, são utilizados fatores genéricos ao se fazer o cálculo da potência do gerador solar.
E como os fatores genéricos de cada integrador podem ser diferentes, o cliente acaba recebendo dois orçamentos distintos para a mesma necessidade.
Vamos agora entender que fatores são esses para você chegar na potência mais fidedigna à realidade do seu cliente.
Sombreamento
O impacto da sombra na geração do Sistema Fotovoltaico é muito grande. A sombra impede a luminosidade de incidir nas células do módulo fotovoltaico.
Sem luminosidade, não existe irradiação solar e sem irradiação, não existe produção de energia.
Deve-se observar no local onde será instalado o sistema, se há arvores na altura ou acima do local onde os módulos serão instalados e se existem prédios ao redor que possam interferir ao longo do dia.
Até iminentes construções futuras devem ser observadas, podendo inutilizar o Sistema Fotovoltaico.
Gostamos de variar esse fator de perda por temperatura entre 1 e 5%, onde, quanto menor o fator, menos há possibilidade de sombreamento.
Gosto sempre de lembrar que sombreamento causado por nuvens não entra no cálculo deste fator, portanto aqui eles devem ser desconsiderados.
Poeira
A poeira, muito provavelmente, não irá afetar a produção do seu sistema de imediato. Mas ao longo dos meses, ela pode impactar bastante, dependendo da sua quantidade e da não limpeza correta dos módulos fotovoltaicos.
A inclinação do telhado pode afetar diretamente no acúmulo da poeira. Com uma inclinação razoável a chuva pode ser um bom ajudante na limpeza dos módulos fotovoltaicos, caso a água escorra corretamente, sem se acumular nas bordas.
Para definir o fator de perda por poeira, devemos observar se o ambiente tem presença de poeira constante, como uma rua sem calçamento, canteiros de obra, cidades com poluição alta, etc.
A variação que se usa normalmente é entre 1 e 5%, onde, quanto menor o fator, menos há possibilidade de poeira.
Mismatch
Esse é sem dúvidas um dos maiores problemas enfrentados pelos projetistas.
O mismatch nada mais é do que a diferença entre a quantidade de energia gerada por dois ou mais módulos fotovoltaicos.
Ele ocorre quando temos módulos conectados na mesma série, ou também no mesmo mppt, com as seguintes características:
– Diferentes características construtivas;
– Pontos da instalação com sombreamento parcial;
– Módulos posicionados em diferentes orientações e inclinações;
– Strings com números de módulos diferentes em um mesmo MPPT.
É com o objetivo de se evitar ao máximo todas as fontes de mismatch de projeto que os projetistas de sistemas fotovoltaicos com inversores centrais ou de string, devem atender a uma série de requisitos como os listados acima.
Para ele, variamos também o fator de perda por mismatch entre 1 a 5%.
Temperatura
Este é talvez o fator que mais surpreende as pessoas.
O fator externo que provavelmente mais irá impactar na produção de energia do Sistema Fotovoltaico, é a Temperatura. Ao contrário do que muitos pensam o calor não gera energia solar fotovoltaica. É claro que, na maioria dos casos, o calor está associado à incidência de Sol. Mas temperaturas altas são agentes de perda na geração do seu Sistema Fotovoltaico.
Para efeito de cálculo, utilizamos a média da máxima temperatura anual de cada local, pois se utilizarmos a temperatura média, iremos mascarar o horário que temos geração solar, que é durante o dia, onde as temperaturas são mais altas.
No mapa abaixo, é possível observar a temperatura de cada local do Brasil.
Para calcularmos a temperatura da instalação, de modo a utilizar no cálculo de correção da estimativa de geração, faremos a seguinte equação:
𝑻inst.= 𝑻𝒂𝒎𝒃+ (𝑻𝒂𝒎𝒃 − 𝑻𝒓𝒆𝒇)
Onde:
𝑻inst.: É a diferença entre a temperatura real e a temperatura de referência.
𝑻𝒂𝒎𝒃 = temperatura ambiente considerada para a operação real no ambiente (vista no mapa acima) de instalação dos módulos fotovoltaicos.
𝑻𝒓𝒆𝒇 = temperatura de referência para testes de laboratório dos módulos fotovoltaicos, determinado em 25° C.
Para obter-se o valor da diferença entre a potência-pico em condições de laboratório e a estimativa de potência-pico em condições reais de operação, utilizamos a seguinte equação:
Ctemp = °Cmod ∗ 𝑻inst
Onde:
Ctemp = coeficiente de correção de temperatura para estimativa de geração
°Cmod = coeficiente de temperatura da potência-pico do módulo fotovoltaico, obtido de seu datasheet
Cabeamento de corrente contínua (C.C)
Durante a condução da energia em corrente continua existem perdas que devem ser consideradas.
O valor considerado vai variar de acordo com a distância dos módulos à string-box do projeto.
Quanto maior a distância, maiores são as perdas.
Os valores usuais variam entre 1 a 7%.
Cabeamento corrente alternada (C.A)
Assim como as perdas no cabeamento de corrente continua, a parte de corrente alternada também possui suas peculiaridades que precisam ser consideradas.
Essas também variam de acordo com a distância e condições de instalação.
Os valores de perda usuais variam entre 1 a 7%.
Todos os fatores acima irão variar de acordo com as instalações. Cada projeto é único e deve ser tratado assim.
Para ter sempre um valor confiável, é sempre importante uma visita técnica no local e ser verificado todos os fatores que poderão impactar na geração do sistema fotovoltaico e, assim, não haver surpresar indesejadas.
A manutenção do sistema solar fotovoltaico é primordial para quem preza pelo bom desempenho e estendida vida útil de sua usina.
