Fatores de Perda do Sistema Fotovoltaico: Guia Completo

GetPower Solar
02/05/2022

Primeiramente, entender os fatores de perda em sistemas fotovoltaicos e como eles impactam na geração é imprescindível para o dimensionamento correto da usina.

A manutenção da instalação é primordial para quem preza pelo bom desempenho do sistema fotovoltaico.

Mas, o que é a perda do sistema fotovoltaico?

As perdas que um sistema pode sofrer devem ser estudadas previamente para evitar desconfortos e problemas com os consumidores finais. Muitos fatores devem ser considerados para que o sistema que será instalado possua máxima produção e eficiência.

Vamos agora entender que fatores são esses para você chegar na potência mais fiel à realidade do seu cliente e evitar as perdas do sistema. Além disso, ao solicitar um orçamento, muitos clientes recebem cotações contendo potências distintas para um mesmo nível de consumo.

Mas, por que isso ocorre?

Pelo mesmo motivo que dois sistemas de 10 kWp localizados na mesma cidade não geram necessariamente a mesma quantidade.

Sombreamento/Nuvens

[caption id="attachment_3773" align="aligncenter" width="568"]Placa solar com sombra Placa com incidência de sombra.[/caption]

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.

Esse valor de perda por temperatura pode variar entre 1 e 5%, onde, quanto menor o fator, menos há possibilidade de sombreamento.

Os efeitos da cobertura de céu afetam diretamente nos valores das irradiações global, difusa e direta infravermelha e do espectro total. Além das nuvens, a nebulosidade e as precipitações afetam diretamente na produção individual dos módulos, pois esse efeito não é uniforme sobre o arranjo. Embora a dinâmica do MPPT seja da ordem de milissegundos, a dinâmica das nuvens de segundos ou minutos, ou seja, muito mais lenta. Portanto, exceto se os céus forem 'blindados' às nuvens, a possibilidade de perda existe.

Poeira

[caption id="attachment_3775" align="aligncenter" width="965"]perdas do sistema fotovoltaico painel solar com sujeira/poeira[/caption]

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. Nos módulos de silício cristalino, o sombreamento vertical é menos prejudicial. Já nas tecnologias de filme fino ocorre o oposto. Portanto, a quantidade de particulados presentes no ambiente e o regime dos ventos predominantes na localidade, somados à disposição dos módulos (paisagem ou retrato) no arranjo certamente provocarão uma diferença de produção de energia entre os módulos.

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 visando 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%.

Fatores de perda: 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, geralmente, 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, mascararemos o horário que temos geração solar, sendo durante o dia, onde as temperaturas são mais altas.

No mapa abaixo, é possível observar a temperatura de cada local do Brasil.

[caption id="attachment_6357" align="alignnone" width="669"]fatores de perda: temperatura fatores de perda: temperatura / Imagem: inmet[/caption]

Para calcularmos a temperatura da instalação, de modo a utilizar no cálculo de correção da estimativa de geração, efetuaremos 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

Fatores de perda: cabeamento de corrente contínua (C.C)

Durante a condução da energia em corrente continua existem perdas que devem ser consideradas.

O valor considerado variará conforme 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%.

Fatores de perda: 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 conforme a distância e condições de instalação.

Os valores de perda usuais variam entre 1 a 7%.

Conclusão

Todos os fatores acima irão variar segundo 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 surpresas indesejadas.

A manutenção do sistema solar fotovoltaico é primordial para quem preza pelo bom desempenho e estendida vida útil de sua usina.

Lembre-se, você está comprando uma potência de sistema, e não a produção, portanto compare o preço por potência de sistema e não por produção mensal.

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