Estudo da eficiência de sistemas fotovoltaicos

Mestrado em Engenharia Química. Ramo optimização energética na indústria química

Nesta dissertação foi realizada uma análise a 10 sistemas fotovoltaicos instalados pela empresa Solar, para determinar os parâmetros que mais afectam a produção de energia eléctrica. Sabendo que a empresa inicia o processo de instalação de um sistema fotovoltaico com simulações em software (PV*SOL pro e Solterm) para prever a produção de energia eléctrica, resolveu-se comparar estes valores com os que realmente são produzidos. Os clientes foram seleccionados tendo em conta a sua localização, as características do sistema fotovoltaico e o ano da sua instalação. Visitaram-se 19 instalações espalhadas pelo Norte e Centro de Portugal para recolher dados do local da instalação, coordenadas geográficas, nº de módulos, tipo de célula, tipo de matriz, distância entre fileiras, azimute, inclinação, sombreamento (altura, largura, distância à instalação e azimute do objecto), temperatura ambiente, temperatura de superfície dos painéis, estado da instalação/sujidade, tipo de suporte dos módulos, potência nominal, potência do inversor, comprimento da cablagem dos módulos ao inversor, comprimento da cablagem do inversor ao contador, energia total convertida no inversor, energia total no contador enviada para a rede, data de ligação à rede. No final e devido à falta de envio de informação por parte de alguns clientes sobre a produção de energia mensal só foi possível incluir 10 instalações (9 fixas e 1 com seguidor solar). Os factores que mais contribuíram para a redução da produção de energia eléctrica foram o sombreamento e a forma de apoio dos painéis. Se o painel for colocado sobre o telhado, sem o devido distanciamento que permite que as correntes convectivas de ar arrefeçam a sua temperatura de superfície, ocorre diminuição do seu rendimento. O sombreamento originou perdas até 18% e a diminuição de ventilação é a causa de 3 a 5% de diminuição no rendimento. Os sistemas fotovoltaicos apresentaram uma boa eficiência sobretudo nos meses de maior calor, com números de hora de sol pico próximos de 6. O que significa que produziram energia eléctrica à sua potência máxima durante o período de maior incidência solar (3 horas antes e 3 depois do meio-dia solar). Outro resultado importante é que desde 2009, estes 10 sistemas fotovoltaicos já evitaram o consumo de 8,01 toneladas equivalentes de petróleo.

In this dissertation, an analysis was performed for various photovoltaic systems, fixed and with solar tracker, installed by the company Solar, in order to determine the parameters which affect the production of electricity. Knowing that the company begins the process of installing a photovoltaic system with software simulations (PV*SOL pro and Solterm) to predict the energy production, it was decided to compare these figures with those actually produced to establish a margin of error. Customers were selected taking into account its location, characteristics of the photovoltaic (PV) system and the year of its installation. place of the installation, geographic coordinates, nº of modules, type of cell, type of matrix, distance between rows, azimuth, inclination, shadow (height, width, distance to panels and azimuth of object), ambient temperature, surface temperature of panels, dirtiness, type of support of the modules, normal rated power, inverter power, cables length from modules to inverter, cables length from inverter to the accountant, total energy converted in inverter, total energy in the accountant, dates of linking net. It is concluded that the factors that contribute most to the reduction of energy production are the shading and high surface temperatures due to lack of ventilation. Shading losses rise to over 18% and lack of ventilation originate a decrease between 3 to 5%. All systems should be supported on iron structures with sufficient distance to, to enjoy the roof in order to diminish superficial temperature of the PV system. In general all photovoltaic systems have good efficiency in warmer months because the number of sunshine peak hours are near 6.This means that electricity produced at its maximum power during the period of highest solar incidence (3 hours before and 3 after the solar noon). The production of these 10 photovoltaic systems have avoided the consumption of 8.01 tons of oil equivalent.