Pesquisadores na Indonésia investigaram como os efeitos de sombreamento podem influenciar a taxa de desempenho de um sistema fotovoltaico. A análise deles também considerou o período de retorno e o retorno do investimento.
Imagem: Estado Politécnico de Ujung Pandang, Resultados em Engenharia, Licença Creative Commons CC BY 4.0
Cientistas da Indonésia investigaram os efeitos do sombreamento no sistema fotovoltaico taxa de desempenho (PR) considerando diferentes ângulos de azimute e inclinação do módulo solar.
O PR é um parâmetro que define a relação entre a produção de energia real e teórica de um sistema fotovoltaico e não está em grande parte relacionado com a localização e orientação de uma instalação. Este valor é usado para entender a eficiência com que o sistema fotovoltaico está operando.
“Estudos anteriores se concentraram principalmente em como o sombreamento afeta a produção de energia de um sistema fotovoltaico”, disse a pesquisa.
Utilizando o software PVsyst, os académicos analisaram os efeitos de sombreamento de um sistema fotovoltaico no telhado instalado no edifício administrativo do Estado Politécnico de Ujung Pandang, localizado em Makassar, a maior cidade do leste da Indonésia.
“O software PVsyst foi aplicado para avaliar o efeito de sombreamento, diagrama de perdas e PR durante todo o ano”, disse o grupo de pesquisa. “O esquema proposto também examina a análise financeira do sistema fotovoltaico proposto, nomeadamente, o período de retorno (PBP) e o retorno do investimento (ROI).”
O sistema planejado foi assumido como tendo duas strings, com nove módulos fotovoltaicos em cada string. Cada painel tinha potência nominal de 420 W em condições de teste padrão, totalizando 7,56 kW para todo o sistema de 18 módulos. Os investigadores também presumiram que o sistema venderia o excedente de energia à rede sob um regime de medição líquida.
A análise considerou a irradiação horizontal global local, a irradiação horizontal difusa, a temperatura ambiente, a irradiação incidente global e a irradiação global efetiva. Todos esses fatores foram então usados para calcular a energia real produzida pelo arranjo fotovoltaico, a energia injetada na rede e o PR.
“Em geral, existem apenas duas estações distintas no clima da Indonésia: seca e chuvosa, ambas relativas”, disseram os cientistas. “A estação seca começa em abril e vai até setembro, com cada uma dessas duas estações durando seis meses. Depois, no final de setembro até março, começa a estação das chuvas.”
Com base nessas condições, foram testados quatro cenários: Design-1 com ângulo de inclinação de 14 graus e azimute de -90 graus; Design-2 com ângulo de inclinação de 13 graus e azimute de 90 graus; Design-3 com ângulo de inclinação de 10 graus e azimute de 0 graus; e Design-4 com ângulo de inclinação de 15 graus e azimute de 180 graus.
Segundo os pesquisadores, o Design-3 obteve os melhores resultados, com PR de 0,817, PBP de 7,8 anos e ROI de 155,2%. Por outro lado, o Design-4 obteve os piores resultados, com PR de 0,815, PBP de 8,6 anos e ROI de 131,8%. O Design-1 e o Design-2 alcançaram resultados semelhantes, ambos com PR de 0,816 e PBP de 8,2 anos. O Design-1 teve um ROI de 145,2%, enquanto o Design-2 teve 144,3%.
“Consequentemente, é recomendado utilizar o Design-3 para obter o melhor PR e investimento”, concluíram os cientistas.
Suas descobertas foram apresentadas no estudo “Avaliando o efeito de sombreamento de painéis fotovoltaicos para otimizar a relação de desempenho de um sistema de energia solar," publicado em Resultados em Engenharia. O grupo de pesquisa foi formado por acadêmicos da Indonésia Estado Politécnico de Ujung Pandang e a Universidade de Gadjah Mada.