MONITORAMENTO DA TEMPERATURA DE OPERAÇÃO EM MÓDULOS FOTOVOLTAICOS
DOI:
https://doi.org/10.59627/cbens.2024.2418Palavras-chave:
Fotovoltaica, temperatura, monitoramentoResumo
Um dos parâmetros que afetam a eficiência dos módulos fotovoltaico (FV) e, portanto, sua produção de eletricidade, é a sua temperatura de operação. O presente artigo se concentra no monitoramento da temperatura de módulos FV e na análise do comportamento térmico de uma planta FV em dias típicos de baixa, média e alta irradiação. Com base na literatura científica, foram identificados os tipos de sensores, os dispositivos de processamento e aquisição de dados, as influências da calibração, do isolamento e da impermeabilização. Após a revisão da literatura, foi implementado o sistema de monitoramento utilizando sensores do tipo DS18B20 e um sistema de baixo custo para aquisição e armazenamento de dados. A pesquisa permite a geração de dados para aplicação em pesquisas atuais e futuras que ocorrem em paralelo. O sistema foi validado com um teste termográfico e provou ser preciso após a análise. Os sensores se comportaram de forma semelhante e com maior variação entre as temperaturas dos módulos FV nos dias de média e baixa irradiação em comparação ao dia de alta irradiação devido à nebulosidade; todos apresentaram valores medidos com variação inferior a 1K. A porcentagem de falhas do sistema para os dias estudados foi de 1,02%.
Downloads
Referências
Bolton, William. Mechatronics: Electronic Control Systems in Mechanical and Electrical Engineering. 6. Ed. Pearson, 2015
Busson, B. De O. Validação de modelos de comportamento térmico de painéis fotovoltaicos para o semiárido brasileiro. Anais CBENS 2018. Anais... In: VII CONGRESSO BRASILEIRO DE ENERGIA SOLAR. Gramado - RS: Congresso Brasileiro de Energia Solar, 1 dez. 2018. Disponível em: <https://anaiscbens.emnuvens.com.br/cbens/article/view/385>. Acesso em: 3 jan. 2023
Campos, R. A.; Martins, G. L.; Rüther, R. Aplicação de machine learning para a previsão de temperatura de módulos solares fotovoltaicos. Anais CBENS 2020. Anais... In: VIII CONGRESSO BRASILEIRO DE ENERGIA SOLAR. 2020. Disponível em: <https://anaiscbens.emnuvens.com.br/cbens/article/view/877>. Acesso em: 3 jan. 2023
Carvalho, L. H. L. et al. Desenvolvimento de um sistema de monitoração para avaliaçãode desempenhooperacional de um sistema fotovoltaico conectado à rede de baixa tensão. Anais CBENS 2016. Anais... In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENERGIA SOLAR.
Congresso Brasileiro de Energia Solar, 2016. Disponível em: <https://anaiscbens.emnuvens.com.br/cbens/article/view/1912>. Acesso em: 30 out. 2023
Coutinho, F. A. De B.; Tiba, C.; De Melo, R. O. Modelagem da temperatura de módulo fotovoltaico com rede neural artificial. Anais CBENS 2020. Anais... In: VIII CONGRESSO BRASILEIRO DE ENERGIA SOLAR. 2020. Disponível em: <https://anaiscbens.emnuvens.com.br/cbens/article/view/863>. Acesso em: 3 jan. 2023
Dallas Semiconductor Corp. Programmable Resolution 1-Wire Digital Thermometer. [s.l: s.n.]. Disponível em: <https://dlnmh9ip6v2uc.cloudfront.net/datasheets/Sensors/Temp/DS18B20.pdf>. Acesso em: 9 ago. 2023.
Dunn, Willian C. Fundamentals of Industrial Instrumentation and Process Control. 1. Ed. McGraw-Hill, 2005.
Dupont, I. M. et al. Monitoramento em tempo real de temperatura de operaçao de uma planta FV. Anais CBENS 2020. Anais... In: VIII
CONGRESSO BRASILEIRO DE ENERGIA SOLAR. 2020. Disponível em: <https://anaiscbens.emnuvens.com.br/cbens/article/view/897>. Acesso em: 3 jan. 2023
Dupont, I. M. et al. Sistema embarcado linux aplicado ao monitoramento em nuvem de planta de microgeração fotovoltaica. Anais CBENS 2016. Anais... In: VI CONGRESSO BRASILEIRO DE ENERGIA SOLAR. 2016. Disponível em: <https://anaiscbens.emnuvens.com.br/cbens/article/view/1285>. Acesso em: 3 jan. 2023
Flir Systems. InfraCAM SD Thermal Imager. [s.l: s.n.]. Disponível em: <https://www.instrumart.com/assets/InfraCAMSD_datasheet.pdf>. Acesso em: 8 out. 2023.
Garcia, S. B. et al. Análise por Termografia De Módulos Fotovoltaicos com Células Solares com Base N e Diferentes Malhas de Metalização Posterior. set. 2012.
Gomes, G. C. et al. Sistema de baixo custo para o monitoramento climático e de geração de mini e microgeração fotovoltaica. Anais CBENS 2020. Anais... In: VIII CONGRESSO BRASILEIRO DE ENERGIA SOLAR. 2020. Disponível em: <https://anaiscbens.emnuvens.com.br/cbens/article/view/770>. Acesso em: 3 jan. 2023
Guimarães, B. De S. et al. Modelagem de temperatura do gerador fotovoltaico montado sobre telhados residenciais, com base em materiais de cobertura comuns no brasil. Anais CBENS 2022. Anais... In: VIX CONGRESSO BRASILEIRO DE ENERGIA SOLAR. 16 ago. 2022. Disponível em: <https://anaiscbens.emnuvens.com.br/cbens/article/view/1098>. Acesso em: 3 jan. 2023
Haeberle, F. et al. Estimativa da temperatura do módulo fv a partir de um modelo de balanço de energia. Anais CBENS 2022. Anais... In: VIX CONGRESSO BRASILEIRO DE ENERGIA SOLAR. 16 ago. 2022. Disponível em: <https://anaiscbens.emnuvens.com.br/cbens/article/view/1122>. Acesso em: 3 jan. 2023
IRENA. Renewable Technology Innovation Indicators: Mapping progress in costs, patents and standards. [s.l: s.n.]. Disponível em: <https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2022/Mar/IRENA_Tech_Innovation_Indicators_2022_>. Acesso em: 9 ago. 2023.
Junior, L. R. T.; Blasques, L.; Do Nascimento, A. C. Desenvolvimento de um sistema de monitoração para análise comparativa de dois sistemas fotovoltaicos conectados à rede com diferentes configurações. Anais CBENS 2018. Anais... In: VII CONGRESSO BRASILEIRO DE ENERGIA SOLAR. 1 dez. 2018. Disponível em: <https://anaiscbens.emnuvens.com.br/cbens/article/view/199>. Acesso em: 3 jan. 2023
Kipper, F. D.; Gasparin, F. P. Efeitos da estabilização por light soaking e determinação dos coeficientes térmicos para diversas irradiâncias de um módulo fotovoltaico cigs. Anais CBENS 2022. Anais... In: VIX CONGRESSO BRASILEIRO DE ENERGIA SOLAR. Florianópolis - SC: Congresso Brasileiro de Energia Solar, 16 ago. 2022. Disponível em: <https://anaiscbens.emnuvens.com.br/cbens/article/view/1081>. Acesso em: 2 jan. 2023
Kotinda, C. H. P.; De Oliveira, V.; Da Silva, J. C. C. Monitoramento térmico de painel fotovoltaico utilizando redes de bragg em fibra óptica. Anais CBENS 2018. Anais... In: VII CONGRESSO BRASILEIRO DE ENERGIA SOLAR. 1 dez. 2018. Disponível em: <https://anaiscbens.emnuvens.com.br/cbens/article/view/213>. Acesso em: 3 jan. 2023
Piombini, E. S.; Melo, W. W. M.; Campos, G. A. Do P. Aplicativo android para monitoramento remoto de módulos fotovoltaicos. Anais CBENS 2018. Anais... In: VII CONGRESSO BRASILEIRO DE ENERGIA SOLAR. 1 dez. 2018. Disponível em: <https://anaiscbens.emnuvens.com.br/cbens/article/view/189>. Acesso em: 3 jan. 2023
PVSYST. Cell temperature or back-of-module temperature. 2017. Disponível em: <https://forum.pvsyst.com/topic/1420-cell-temperature-or-back-of-module-temperature/>. Acesso em: 20 de jun. de 2021
Rodrigues Neto, J. A. et al. Sistemas de monitoração de parâmetros elétricos e solarimétricos para a avaliação operacional de sistemas fotovoltaicos conectados à rede. Anais CBENS 2020. Anais... In: VIII CONGRESSO BRASILEIRO DE ENERGIA SOLAR. 2020. Disponível em: <https://anaiscbens.emnuvens.com.br/cbens/article/view/904>. Acesso em: 3 jan. 2020
Ruviaro, R. S. et al. Análise da variação da eficiência do módulo fotovoltaico em função da temperatura. Anais CBENS 2018. Anais... In: VII CONGRESSO BRASILEIRO DE ENERGIA SOLAr. Gramado - RS: Congresso Brasileiro de Energia Solar, 1 jan. 2018. Disponível em: <https://anaiscbens.emnuvens.com.br/cbens/article/view/29>. Acesso em: 8 out. 2023
Santos, L. De O.; Carvalho, P. C. M. De; Filho, C. De O. C. Photovoltaic Cell Operating Temperature Models: A Review of Correlations and Parameters, no IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 12, no. 1, pp. 179-190, Jan. 2022, doi: 10.1109/JPHOTOV.2021.3113156.
Siqueira, M. B. B.; Lima, A. M. C.; Junior, A. B. Balanço térmico de painel fotovoltaico – um estudo experimental. Anais CBENS 2020. Anais... In: VIII CONGRESSO BRASILEIRO DE ENERGIA SOLAR. 2020. Disponível em: <https://anaiscbens.emnuvens.com.br/cbens/article/view/818>. Acesso em: 3 jan. 2023
Souza, F. R. De; Cassini, D. A.; Diniz, A. S. A. C. Desenvolvimento de um código computacional capaz de detectar pontos quentes em módulos fotovoltaicos em operação usando imageamento termográfico. Anais CBENS 2020. Anais... In: VIII CONGRESSO BRASILEIRO DE ENERGIA SOLAR. 2020. Disponível em: <https://anaiscbens.emnuvens.com.br/cbens/article/view/884>. Acesso em: 2 jan. 2023