A conscientização da população e sua procura por fontes de energia alternativas gerou um aumento na busca por fontes renováveis, como os sistemas de energia solar fotovoltaicos. Para obter o resultado desejado e um bom retorno do investimento, é preciso adotar boas práticas no projeto e a aquisição de materiais de qualidade, a fim de evitar perda de um sistema fotovoltaico.
Isso é importante porque as perdas em um sistema de geração de energia elétrica podem comprometer seu desempenho. É preciso analisar como essas perdas acontecem, até mesmo para fazer o dimensionamento adequado para cada projeto.
No artigo a seguir, você vai conferir os principais motivos de perdas de um sistema fotovoltaico e por que isso acontece. Boa leitura!
Primeira causa de perda de um sistema fotovoltaico é o sombreamento
O sombreamento ocupa o primeiro lugar dessa lista pois é o principal fator de perda de um sistema fotovoltaico. Um estudo realizado em 2013 pela Universidade Técnica de Berlim DGS testou a instalação de módulos fotovoltaicos em diversas configurações e condições, e concluiu que a maior perda de potência ocorre quando há sombreamento em várias strings.
Por conta disso, as sombras sobre os módulos fotovoltaicos são de fato um dos principais motivos de preocupação na hora de fazer o dimensionamento de energia solar.
Para evitar esse tipo de perda ou amenizar seus efeitos, é preciso considerar se há árvores ou construções próximas ao local onde os módulos serão instalados, podendo causar sombras sobre eles.
O projetista solar também deverá verificar se há outros itens no telhado que irá acomodar as placas solares, como chaminé, caixa d’água ou qualquer outra coisa que possa projetar sombras.
Outro ponto observado no estudo foi que quando uma célula está parcialmente sombreada, gera o efeito hot spot, que leva o sistema a um aquecimento excessivo, que pode até mesmo causar a destruição do módulo.
Para evitar que isso aconteça, é implantado um diodo de by-pass entre as células fotovoltaicas, que tira do circuito a célula com sombreamento parcial ou total para que ela não interfira nas outras. No entanto, isso acarreta a perda de rendimento.
Apesar de ser o fator de maior preocupação e que merece a atenção da equipe durante o dimensionamento e instalação da energia solar, o sombreamento está longe de ser o único motivo que leva à perdas no sistema fotovoltaico. Continue a leitura para conferir outras causas nas quais também é preciso ficar de olho.
Segunda causa: Mismatch
Depois do sombreamento que pode acontecer sobre os módulos fotovoltaicos, o mismatch é um dos maiores problemas enfrentados pelos projetistas de energia solar. Esse efeito acontece em decorrência da diferença entre a quantidade de energia gerada por dois ou mais módulos fotovoltaicos.
A consequência disso é que a produção é nivelada por baixo para equivaler à produção do painel com menor potência.
Há diversas causas que podem acarretar o mismatch, como módulos conectados entre si 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).
Terceira causa de perda de um sistema fotovoltaico: Temperaturas elevadas
Pensar que dias mais quentes podem favorecer a produção de energia solar é um equívoco comum. Muita gente pensa que a energia solar depende do calor, mas na verdade ela se beneficia da luminosidade presente nos raios de sol.
As altas temperaturas podem ter um efeito negativo sobre os módulos fotovoltaicos, levando a perdas na produção de energia.
A potência desses equipamentos indica sua capacidade de produzir energia em condições de teste. No caso de painéis solares, considera-se uma temperatura de 25°C, o que raramente acontece porque os painéis facilmente atingem temperaturas altíssimas.
Para se ter uma noção, em dias quentes a temperatura de um módulo pode ultrapassar os 60°C. Isso faz com que todo painel esteja sujeito a perdas de eficiência devido ao calor.
Estima-se que cada módulo perca, em média, 0,45% da sua potência para cada 1°C acima de 25°C. Como exemplo, considere um painel solar de 320W trabalhando sob a temperatura de 60°C. Nessas condições, sua perda vai ser de aproximadamente 15,75%, produzindo, no máximo, 269 Watts. Que prejuízo, hein?!
Quarta causa: Orientação e inclinação do telhado
A orientação ideal do telhado para receber a instalação de painéis solares fotovoltaicos depende de cada região do globo terrestre. No hemisfério sul, o Sol nasce no leste, sobe se inclinando ao norte e se põe ao oeste.
Sendo assim, o Brasil e demais países localizados nesse hemisfério precisam priorizar instalações fotovoltaicas em telhados com face voltada para o norte. Essa é a melhor opção para abrigar módulos fotovoltaicos e minimizar as perdas que podem acontecer durante a geração de energia. Perdas em telhados com face voltada ao nordeste ou norte variam entre 3% e 8%.
Como essas nem sempre são opções possíveis de acordo com a realidade de cada construção, às vezes é preciso considerar outras possibilidades, como a instalação dos painéis solares nas faces do telhado que são voltadas ao leste e oeste. Nesse caso, as perdas variam entre 12% e 20%.
A face sul quase nunca é considerada, pois as perdas são realmente muito grandes e pode não valer a pena diante do investimento envolvido. Instalações nessa parte do telhado só são viáveis em casos específicos, como em construções na região norte do Brasil. Ainda assim, cabe ao projetista avaliar se essa é de fato uma opção interessante para o cliente.
Além da orientação do telhado, a inclinação também é um fator importante, devido à variação da altura do sol ao longo das estações do ano e a posição que o painel é instalado no telhado das casas.
Sendo assim, esse aspecto também deve ser considerado, pois interfere diretamente na produção de energia. A recomendação mais comum é que os painéis sejam inclinados segundo o ângulo da latitude do local.
Quinta causa de perda de um sistema fotovoltaico: Cabeamento de correntes
Outro tipo de perda importante que deve ser considerado em um sistema fotovoltaico é a que acontece no cabeamento de correntes contínuas e alternadas. O índice de perdas nesses casos está relacionado à distância dos módulos à string-box do projeto. Quanto maior a distância, maiores serão as perdas, por isso o projetista deve pensar na melhor forma de fazer o cabeamento.
Os módulos fotovoltaicos nem sempre trabalham segundo a sua potência máxima, e vimos neste artigo alguns dos principais fatores que impactam no seu desempenho e levam às perdas de energia.
Para evitar perdas ainda maiores, é imprescindível considerar e respeitar as particularidades de cada projeto fotovoltaico. Esse é o único caminho garantido para atender de fato as demandas de cada cliente.
Para isso, o projetista de energia solar precisa fazer visitas técnicas ao local onde o sistema será instalado, para identificar quaisquer fatores que possam impactar na geração de energia.
O projetista é o profissional mais capacitado para realizar um bom projeto fotovoltaico. Ele sabe exatamente o que deve ser considerado, e tem condições de alertar ao cliente quais perdas de energia podem ser esperadas de acordo com cada um dos aspectos que podem interferir no desempenho dos módulos fotovoltaicos.
10 Motivos para ser um integrador Solfácil
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