Como calcular as perdas do sistema fotovoltaico?

Quer entender que fatores são esses e como eles oferecem riscos de perda de energia? Confira a seguir. 

O que causa a perda de energia do sistema fotovoltaico? 

Para aproveitar a eficiência máxima das placas solares, é preciso prestar atenção a alguns fatores que podem ter influência sobre seu desempenho, impactando no resultado da produção de energia fotovoltaica.

Algumas questões podem influenciar diretamente, gerando perda na geração de energia. Veja com detalhes a seguir. 

Perdas do sistema fotovoltaico no sombreamento

Quando se fala de fatores que podem prejudicar a geração de energia em um sistema fotovoltaico, a questão do sombreamento sempre entra em pauta. Esse é um dos principais motivos de preocupação na hora de fazer o dimensionamento de energia solar, já que as sombras podem ser responsáveis por grandes perdas de energia.

É preciso considerar se há árvores na altura ou acima do local onde os módulos serão instalados, e se o telhado que irá recebê-los acomoda também outros itens, como chaminé, caixa d’água, etc.

Verifique também se há canteiros de obras próximo do local que possam formar sombras sobre o telhado. Junto com a poeira e a poluição, o sombreamento pode gerar perdas de 1% a 5% na produção de energia dos módulos fotovoltaicos. 

Mismatch

O mismatch é outro aspecto que precisa ser levado em conta, pois é um dos maiores problemas enfrentados pelos projetistas. Ele acontece devido à diferença entre a quantidade de energia gerada por dois ou mais módulos fotovoltaicos, fazendo com que a produção seja nivelada por baixo de acordo com o painel de menor potência. 

Esse efeito acontece quando há módulos conectados na mesma série com diferentes características construtivas, pontos de instalação com sombreamento parcial, módulos posicionados em orientações e inclinações diferentes, e strings com números de módulos diferentes em um mesmo MPPT (Maximum Power Point Tracking, ou rastreamento do ponto de potência máxima). No caso do mismatch, a faixa de perda de energia também varia entre 1% a 5%. 

Perdas do sistema fotovoltaico nas altas temperaturas

Ao contrário do que o senso comum pode indicar, as altas temperaturas também podem ser prejudiciais ao desempenho do sistema de energia solar. Essa confusão acontece porque muita gente associa a produção de energia fotovoltaica com o calor do sol, mas na verdade ela depende da luz dos raios de sol. 

A potência de um módulo solar geralmente indica sua capacidade de produzir energia em condições de teste, ou seja, considerando uma temperatura de 25°C sobre o painel, o que raramente acontece.

Para se ter uma noção, os painéis solares atingem facilmente temperaturas altíssimas, ultrapassando os 60°C em um dia quente. Sendo assim, todo painel solar perde eficiência devido ao calor. 

Um módulo fotovoltaico perde em média 0,45% da sua potência para cada 1°C acima de 25°C. No caso de um painel solar de 320W trabalhando sob a temperatura de 60°C, por exemplo, sua perda vai ser de aproximadamente 15,75%, produzindo, no máximo, 269 Watts.

Para calcular a temperatura da instalação para contribuir com uma estimativa de geração de energia, é preciso aplicar a seguinte equação: 

𝑻inst.= 𝑻𝒂𝒎𝒃+ (𝑻𝒂𝒎𝒃 − 𝑻𝒓𝒆𝒇)

Na qual: 

• 𝑻inst. é a diferença entre a temperatura real e a temperatura de referência.
• 𝑻𝒂𝒎𝒃 é a temperatura ambiente considerada para a operação real no ambiente de instalação dos módulos fotovoltaicos.
• 𝑻𝒓𝒆𝒇 é a temperatura de referência para testes de laboratório dos módulos fotovoltaicos, determinado em 25° C.

Perdas do sistema fotovoltaico por conta do cabeamento e de correntes

Durante a condução da energia, seja em corrente contínua ou alternada, há perdas que também devem ser consideradas no dimensionamento do sistema fotovoltaico.

A estimativa das perdas em correntes contínuas vai variar de acordo com a distância dos módulos à string-box do projeto, sendo que quanto maior a distância, maiores serão as perdas. Os valores usuais variam entre 1 a 7%.

Há também as perdas no cabeamento de corrente alternada, com suas peculiaridades a serem consideradas. Essas perdas também mudam de acordo com as configurações da instalação, e variam entre 1 a 7%.

Orientação e inclinação do telhado

No Brasil, a melhor forma de instalar um painel solar fotovoltaico é em telhados com face voltada para o norte, pois no hemisfério sul, o Sol nasce no leste, sobe se inclinando ao norte e se põe ao oeste.

Sendo assim, um telhado com face voltada ao norte e sem sombras é a melhor opção possível para abrigar os módulos fotovoltaicos e minimizar as perdas que podem acontecer durante a geração de energia. 

As perdas direcionais para telhados com face voltada ao nordeste ou norte variam entre 3% e 8%. Mas se essa não for uma opção possível, os painéis também podem ser instalados nas faces voltadas ao leste e oeste, com perdas entre 12% e 20%.

Já para a face sul as perdas são muito grandes. Instalações nessa parte do telhado só devem ser consideradas nos casos de consumidores que moram na região norte do Brasil.

A inclinação também interfere, e se não for considerada adequadamente no dimensionamento pode levar a perdas na produção energia. Isso acontece devido a variação da altura do sol ao longo das estações do ano e a posição que o painel é instalado no telhado das casas. A melhor opção é que os painéis sejam inclinados segundo o ângulo da latitude do local. 

Todos os fatores citados neste artigo variam de acordo com cada instalação. Por isso, usar informações genéricas nunca é uma boa escolha. Cada projeto fotovoltaico é único e deve ser tratado como tal, respeitando suas particularidades de modo a atender as demandas de cada cliente.

É importante realizar visitas técnicas no local onde será instalado o sistema fotovoltaico, analisando todos os fatores que poderão impactar na sua geração de energia, e assim evitar resultados diferentes dos que o consumidor espera e pelos quais está investindo. 

Um bom projetista de energia solar sabe exatamente o que deve ser considerado, e é capacitado para informar ao cliente as perdas de energia de acordo com cada um dos aspectos que podem interferir no desempenho dos módulos fotovoltaicos

. Da mesma forma, esse profissional saberá também te orientar a respeito de técnicas que podem ajudar a evitar as perdas de energia, conforme veremos a seguir. 

Qual a solução para evitar perdas do sistema fotovoltaico? 

Como já sabemos, os módulos fotovoltaicos não trabalham em sua potência máxima na maior parte do tempo, e vimos acima alguns fatores que impactam no seu desempenho. Para minimizar essas perdas de energia, pode ser recomendado fazer o sobredimensionamento do sistema fotovoltaico, que possibilita usar com mais frequência a máxima potência disponível do inversor.  

Essa técnica é implementada ao colocar painéis com capacidade maior do que a capacidade do inversor, ou seja, a potência somada dos painéis solares é superior à potência nominal do inversor solar. O sobredimensionamento é uma boa ideia para poupar dinheiro e maximizar o desempenho do sistema 

Para de fato dar resultado, é preciso que o sobredimensionamento seja realizado adequadamente. Para determinar como será feito, devem ser consideradas as características da instalação e projeto.

10 Motivos para ser um integrador Solfácil

A Solfácil é conhecida por sua grande presença no sistema de financiamento de energia solar, no entanto, a organização oferece diversas facilidades e recursos para o integrador, o que resulta no melhor ecossistema para o profissional de energia solar, e nesse post falaremos mais sobre todos esses pontos.

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