Anais Congresso Brasileiro de Energia Solar - CBENS

BASE DE DADOS DE ONZE ANOS DO ALBEDO PLANETÁRIO MEDIDO PELO SATÉLITE SCD2 DO INPE COM IMAGENS DE ANOMALIA PARA 2010 E 2011

2024-08-06T17:34:30-03:00

O segundo satélite da Missão Espacial Completa Brasileira do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (SCD2/INPE/MECB) lançado em 23 de outubro de 1998 leva a bordo um Experimento de Células Solares. Este Experimento atua como um sensor de radiação e permite medir a radiação solar direta e a parcela desta radiação que é refletida pela Terra. Desta forma, o Experimento mede a refletividade da Terra que é conhecido como Albedo terrestre. O valor do Albedo é obtido pela razão entre estas duas radiações após correções esféricas angulares nos seus valores. O ciclo de manchas solares tem um período de 11 anos e interfere no clima, na cobertura de nuvens e em outros parâmetros meteorológicos. Uma base de dados de 11 anos do Albedo planetário sobre a América do Sul foi estabelecido durante o intervalo entre dezembro de 1998 até novembro de 2009. Os valores medidos entre dezembro de 2009 até novembro de 2011 possibilitaram a construção de gráficos de anomalias trimestrais do Albedo planetário. Os gráficos monitoram possíveis mudanças climáticas globais e os resultados deste trabalho indicam que nos anos de 2010 e 2011 não houve mudança em relação ao padrão de 11 anos dos valores médios de albedo.

IMPACTO FINACEIRO DA INSERÇÃO FOTOVOLTAICA PARA OS BENEFICIÁRIOS DO PROGRAMA MINHA CASA MINHA VIDA

2024-08-07T10:03:03-03:00

Este trabalho tem por finalidade analisar o impacto na renda de famílias beneficiárias do Programa Minha Casa Minha Vida com a incorporação de sistemas para geração fotovoltaica (FV) no financiamento imobiliário como previsto na Lei 14.620 de julho de 2023. Para isso foi realizado um estudo de caso com dois imóveis representativos no âmbito do programa (um condomínio de apartamentos e uma casa), onde se comparou o impacto dos gastos com energia elétrica na renda familiar com e sem a instalação FV. Para a simulação foram levados em conta os custos de manutenção e substituição de equipamentos, regras de tarifação e taxas de reajustes usuais no país. Chegou-se à conclusão que, para os casos estudados e aplicando o método proposto, existe relevante benefício da incorporação FV no financiamento imobiliário subsidiado pelo programa.

EFEITO DA SALINIDADE NA PERFORMANCE DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS DE SILÍCIO CRISTALINO DEGRADADOS ATRAVÉS DE ENSAIOS COMBINADOS PID E LETID

2024-08-07T10:20:31-03:00

Este trabalho avaliou o efeito do condicionamento salino de módulos fotovoltaicos construídos com tecnologia de células monoPERC p-type frente a redução de performance após ensaios combinados e estendidos de degradação induzida por potencial (PID) e degradação induzida por luz e temperatura elevada (LETID). O ensaio em ambiente salino foi realizado durante um período total de 168 horas com concentração de 50 g/L de cloreto de sódio PA (NaCl), de acordo com a Norma IEC 61701:2020. Os ensaios PID foram realizados durante um período total de 288 h, dividido em dois períodos, de acordo com a Norma IEC 61215:2021, enquanto os ensaios LeTID tiveram um período total de 810 h, dividido em 5 intervalos, realizados a 75 °C com corrente de circulação de 0,8 A. Os resultados mostraram não haver influência do condicionamento salino no período observado, tanto para degradação induzida por potencial, após 268 h, quanto para a degradação induzida por luz e temperatura elevada, após 810 h, que reduziram a eficiência média dos dispositivos em (condicionado e não condicionado em ambiente salino) 2,13% e 2,00% e 1,21% e 1,04% respectivamente.

CONVERSOR BUCK-BOOST BIDIRECIONAL HÍBRIDO A CAPACITOR CHAVEADO RESSONANTE PARA PROCESSAMENTO DIFERENCIAL DE POTÊNCIA EM SISTEMAS FOTOVOLTAICOS

2024-08-07T10:50:41-03:00

Na maioria das aplicações práticas, os módulos fotovoltaicos devem ser conectados em série para atingir um nível de tensão desejado para uma aplicação específica. Um problema importante que acomete frequentemente este tipo de conexão é descasamento entre os módulos. Este pode ser causado por vários fatores dentre os quais podem ser classificados como permanentes ou temporários. Como resultado, haverá uma grande redução da potência fornecida pela série FV. Para mitigar este problema, diodos desvio ou bypass são a técnica mais amplamente utilizada devido a sua simples implementação. No entanto, essa técnica é apropriada apenas para descasamentos temporários. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo desenvolver e implementar uma nova topologia baseada no conceito de processamento diferencial da potência. Esta se fundamenta na hibridização de duas estruturas bem conhecidas: o conversor buck-boost bidirecional e o conversor de capacitor comutado ressonante. Por sua vez, essa hibridização é caracterizada pela associação das vantagens de ambos os conversores. Como resultado, uma arquitetura aprimorada é obtida. Entre as principais vantagens do conversor proposto, pode-se mencionar o menor número de interruptores bem como menores esforços de tensão e a eliminação da comutação dissipativa. Testes experimentais demonstram que há uma recuperação energética de até 50%.

ANÁLISE DE PRODUTIVIDADE DE USINAS SOLARES FOTOVOLTAICAS NO AGRESTE PERNAMBUCANO COMPARAÇÃO ENTRE DADOS MEDIDOS E SIMULADOS

2024-08-07T13:53:37-03:00

Diante de um cenário de desenvolvimento exponencial do setor da energia solar fotovoltaica como uma competitiva fonte de geração de energia elétrica, cresce a importância do monitoramento da produtividade dos diversos tipos de empreendimentos. O presente trabalho apresenta duas análises de produtividade realizadas com dados do ano de 2021, para 31 usinas solares fotovoltaicas instaladas no agreste pernambucano. A primeira utiliza apenas dados de produtividade medidos, onde foi possível identiﬁcar, considerando uma variabilidade de 5 %, que 60 % das usinas operaram com baixa produtividade . E a segunda forma, foi desenvolvida uma comparação entre a produtividade medida e a simulada. Foi observado que na grande maioria das usinas (83,9 %), a produtividade medida é menor que a simulada para o período analisado. A maior diferença observada foi de 14,41 %. Apenas 5 usinas apresentaram produtividade medida maior que a simulada. Também não foi observada a relação entre a baixa produtividade e questões climáticas.

DESENVOLVIMENTO DE FERRAMENTA WEB PARA CÁLCULO DA IRRADIAÇÃO NO PLANO INCLINADO A PARTIR DOS DADOS DO ATLAS SOLARIMÉTRICO BRASILEIRO

2024-08-07T14:15:38-03:00

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma ferramenta web para cálculo da irradiação no plano inclinado que utiliza como dados de entrada, os valores de irradiação do 2◦ Atlas Brasileiro de Energia Solar que fornece valores diários médios mensais da irradiação global horizontal. Foi utilizado um cálculo de distância entre o ponto de interesse e os pontos do atlas. Para realizar a transposição foi utilizado o modelo de Perez4. Em comparação com os valores produzidos pela ferramenta RADIASOL, os erros encontrados foram menores que 1,4 %. A ferramenta web está disponibilizada no endereço www.radiacaosolar.com.br e é de uso aberto e livre.

ANÁLISE BIBLIOMÉTRICA DAS INOVAÇÕES EM TECNOLOGIAS DE GERAÇÃO DE ENERGIA SOLAR NA BASE SCOPUS.

2024-08-07T14:38:48-03:00

O presente trabalho consiste em um breve estudo bibliométrico da inovação em tecnologias de geração de energia solar e suas aplicações, utilizando a base de dados Scopus. A coleta de dados foi realizada por meio de ferramentas computacionais, e com foco na produção científica mundial da última década. Examinou-se o desempenho científico da energia solar como um todo, e tópicos relacionados à energia fotovoltaica e aplicações dos sistemas de energia solar, verificando a variação do interesse nestes assuntos com o passar dos anos, simbolizado pela quantidade de documentos enviados na base de dados em cada ano. Além disso, foram selecionados, e brevemente discutidos, artigos e patentes relevantes aos termos pesquisados, de modo a contextualizar o panorama científico e tecnológico envolvendo os mesmos. Os resultados foram bastante diversificados, apresentando itens com alta tendência de crescimento, como por exemplo o tópico de células solares de perovskita, que apresentou um aumento de cerca de 850% em envio de publicações em 6 anos na base de dados SCOPUS, e outros com estabilidade ou queda, permitindo uma discussão relevante sobre que futuro aguarda esta modalidade de energia renovável, bem como seu impacto no desenvolvimento humano.

ARQUITETURA SUSTENTÁVEL E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA SOLAR

2024-08-07T16:41:53-03:00

O objetivo deste artigo é abordar a importância da arquitetura sustentável, discutindo conceitos ultrapassados e definições desta temática, abordando as diferenças, mas como o mesmo propósito da Bioarquitetura, Arquitetura Bioclimática e Arquitetura Sustentável. Além disso, explanando sobre a utilização de placas fotovoltaicas em coberturas e fachadas, viabilizando uma maior eficiência energética das edificações, tornando-as sustentáveis e inteligentes. Foi tratado sobre a semelhança dos conceitos envoltos da arquitetura sustentável e suas diferenças que correlacionam a sustentabilidade e o uso racional dos recursos naturais, apesar da existência de termos distintos. A partir de uma revisão bibliográfica, notou-se que o uso de várias termos representaria uma só ideia, dessa forma os arquitetos e engenheiros podem utilizar da mesma perspectiva um olhar mais sustentável nos recursos, visando o impacto antes, durante e após a conclusão da obra. Ademais, utilizou-se como exemplo de estrutura sustentável e perspicaz o Pavilhão Endesa em Barcelona, Espanha. Uma edificação pensada na sua própria sustentabilidade, a qual em toda sua arquitetura é representada por estruturas geométrica utilizadas para maximizar a capitação dos raios solares, bem como sua fabricação computadorizada e de impressão 3d que otimiza e acelera o processo de produção da obra.

UMA ANÁLISE BIBLIOMÉTRICA SOBRE HIDROGÊNIO E DESSALINIZAÇÃO BASEADA NA BASE SCOPUS

2024-08-07T16:50:01-03:00

O hidrogênio verde tem se tornado o centro das atenções no cenário mundial, com sua eficiência elevada e versatilidade de produção de maneira renovável, cada vez mais estudos são produzidos relacionados a este tema. O hidrogênio é considerado verde quando a fonte de energia para a sua produção vem de uma fonte renovável. Além disso, a água utilizada para a produção de hidrogênio verde pode vir do processo de dessalinização. Sendo assim, esse artigo busca fazer um apanhado dos documentos relacionados com hidrogênio e dessalinização, junto a base Scopus, para entender como está o desenvolvimento de pesquisa nessa área tão promissora. Para isso, realizou-se uma busca na base Scopus, considerando algumas palavras-chave e depois fez-se se análise desse conjunto de dados encontrados através da ferramenta do Bibliometrix. O objetivo do presente trabalho trata de identificar a evolução do tema e mostrar a posição do Brasil no cenário mundial.

ANÁLISE DA VIABILIDADE TÉCNICO-FINANCEIRA DE UMA MICROGERAÇÃO DISTRIBUÍDA DE 75 KW INSTALADA NO IFCE - CAMPUS CEDRO

2024-08-07T17:31:24-03:00

A energia solar está em constante avanço na matriz energética brasileira, sendo considerada uma alternativa promissora para o suprimento energético do país devido as boas condições para a sua expansão, como condições climáticas, localização geográfica e os esforços para sua regulamentação. A procura pela geração de energia elétrica através de sistemas fotovoltaicos conectados à rede (SFCR) têm aumentado, com objetivo de diminuir os custos na fatura de energia elétrica e proporcionar um desenvolvimento sustentável, reduzindo as emissões de dióxido de carbono, aumentando a oferta de energia provenientes de fontes renováveis e diversificando a matriz de energia elétrica. Nesse sentido o estudo realizado nesse trabalho tem como objetivo investigar a viabilidade técnica e financeira do sistema de geração solar fotovoltaica (FV) instalado no IFCE - Campus Cedro. Para isso são analisadas as faturas de energia elétrica do IFCE - Campus Cedro do ano de 2019, período pré-pandemia e último ano com dados de consumo sem restrições antes do início do estudo, e os dados de geração do SFCR do ano de 2021, primeiro ano de geração do sistema. O SFCR do presente estudo é considerado uma microgeração de energia elétrica e é composto por 2 subsistemas, denominados SFCR 1 e SFCR 2, somando 237 módulos FV, com uma potência total instalada de 92,43 kWp, sendo 157 módulos conectados à um inversor de 50 kW no SFCR 1 com potência de 61,23 kWp, e 80 módulos no SFCR 2 conectados à um inversor de 25 kW com potência de 31,20 kWp. Com isso, diante da análise financeira realizada percebe-se que o SFCR que teve um investimento inicial de R$ 380.659,66 é um investimento viável, pois apresenta resultados satisfatórios, com payback de aproximadamente 7 anos, valor presente líquido (VPL) de R$ 844.287,158 e taxa interna de retorno (TIR) de 26,72%.

ESTIMATIVA DA TAXA DE SUJIDADE DA PLANTA FOTOVOLTAICA DO IFCE - CAMPUS CEDRO

2024-08-09T10:09:54-03:00

Em virtude do crescente interesse pelos sistemas fotovoltaicos (FV) um esforço adicional deve ser empregado na melhoria da eficiência de conversão de células FV e na mitigação de fatores que afetam o desempenho de geração de plantas FV durante sua operação. Nesse sentido, um dos principais métodos de melhoria da eficiência de plantas FV após a instalação é a mitigação de sujidade da superfície dos módulos. Assim, o presente artigo tem como finalidade apresentar os resultados preliminares de um estudo sobre a determinação da Taxa de Sujidade (Soiling Rate SRate) em um planta FV de 92,43 kWp com módulos monocristalinos (m-Si) instalada na cidade de Cedro no interior do Ceará pertencente ao Instituto Federal do Ceará (IFCE Campus Cedro). Para o período analisado, 26/03/2022 a 15/10/2023, ovalor médio da Relação de Desempenho Corrigida pelo Clima (Weather-Corrected Performance Ratio- PR_corr) é de0,56 enquanto o volume médio de diário de precipitações é de 2,49 mm/dia. A partir da identificação de períodos secoscom duração superior a 14 dias é possível determinar que a SRate da planta varia entre -0,558%/dia e -0,021%/dia paraperíodos secos com duração de 15 e 51 dias, respectivamente. De modo geral, SRate da planta FV do IFCE - CampusCedro é de -0,160%/dia estando esse valor alinhado a valores de SRate determinados em outros estudos.

MODELO DE NEGÓCIO PARA ATENDER À DEMANDA DE PEQUENOS GERADORES DE RESÍDUOS DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS PARA RECICLAGEM

2024-08-09T10:29:44-03:00

A composição da matriz elétrica brasileira está passando por mudanças significativas devido ao crescente potencial de geração de energia solar nos últimos anos. Com esse rápido avanço, espera-se um aumento contínuo no número de módulos solares atingindo o fim de vida útil, impulsionando o surgimento de empresas de reciclagem para atender essa demanda emergente. Um grande desafio de transporte identificado no setor de reciclagem fotovoltaica no Brasil é a disparidade significativa entre clientes com volumes de descarte menores e aqueles com volumes maiores. Este trabalho tem como objetivo desenvolver um modelo de negócio capaz de atender às pequenas demandas de coleta de módulos fotovoltaicos para a reciclagem, dentro do contexto de uma empresa de reciclagem de módulos fotovoltaicos do país. Para isso foram segmentados os municípios brasileiros, por meio de levantamento e normalização de dados, utilizando a metodologia de matriz de decisão. Essa análise levou à identificação do município mais vantajoso para uma implementação teste do modelo de negócio proposto. Para desenvolver a estratégia foi utilizado a premissa dos quatro elementos de elaboração de modelos de negócios do British Standards Institution, juntamente com a elaboração de um mapa mental e com a ferramenta Business Model Canvas. Florianópolis emergiu como o município mais favorável para a aplicação do modelo de negócio proposto, estendendo-se futuramente aos municípios brasileiros com alta concentração de geração distribuída de energia solar. A estratégia desenvolvida envolve o estabelecimento de um Ponto de Entrega de Módulo Solar. Este artigo descreve as etapas envolvidas no modelo de negócio proposto. Embora o estudo apresente uma estratégia abrangente, há limitaões como a falta de dados específicos sobre custos médios de transporte dos módulos e lucratividade por material reciclado vendido.

MODELAGEM, SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL E MONITORAMENTO DA GERAÇÃO DISTRIBUIDA FOTOVOLTAICA NO CENTRO DE ATIVIDADES DIDÁTICAS DO PROJETO P&D OÁSIS – UFMG

2024-08-09T11:12:09-03:00

Nos últimos anos, a necessidade de redução de gastos com eletricidade e modernização do processo de geração de energia elétrica tem aumentado, recorrendo então às fontes renováveis de energia. A implementação de gerações distribuídas fotovoltaicas em edificações específicas no campus da UFMG faz parte do projeto de desenvolvimento institucional denominado P&D Oásis - UFMG, sendo um dos primeiros passos para a integração de um sistema inovador de microrrede de energia na universidade, onde o enfoque deste estudo é a GDFV instalada no CAD 1, proporcionando economia, conhecimento e sustentabilidade. Foi realizado o as built do projeto original da usina desenvolvido pela empresa vencedora da licitação, considerando então os arredores da instalação e as perdas por sombreamento. Os principais parâmetros calculados - Fator de Capacidade, Produtividade Específica (Final Yield) e Performance Ratio - permitiram a análise de desempenho da usina, bem como a identificação de possíveis problemas que impactavam na geração, apresentando variações mensais entre 5% a 15% em relação aos valores esperados de geração e que, ao final na análise dos 11 meses, resultou em apenas 3% abaixo da energia P50 e 2% acima da P90. Concluiu-se então que esta performou como esperado ao considerar as adversidades que recaíram sobre ela, como falta de uma string que comprometeu cerca de 6,4% da produção de energia, necessidade de limpeza dos módulos, além de problemas de comunicação com o supervisório, propondo então trabalhos futuros das demais usinas pertencentes ao Projeto Oásis e/ou relacionados à posterior integração destas gerações fotovoltaicas à microrrede de energia. Este processo de monitoramento permite identificar falhas e realizar diagnósticos relacionados à operação das usinas, buscando alternativas para solucionar tais problemas.

AVALIAÇÃO ESTATÍSTICA DE PARÂMETROS ELÉTRICOS DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS COM CÉLULAS SOLARES DE SILÍCIO MULTICRISTALINO E MONOCRISTALINO

2024-08-09T16:27:02-03:00

Módulos fotovoltaicos (FV_s) são produzidos a partir de células solares, podendo essas apresentar variações nos seus parâmetros elétricos. O objetivo deste trabalho é apresentar os resultados da caracterização elétrica de dois conjuntos de módulos FV_s, sendo um composto por 70 módulos FV_s de 325 W_p (Multi-325) com células solares de silício multicristalino e o outro de 68 módulos de 340 W_p (Mono-340), com células solares de silício monocristalino. Os módulos FV_s foram caracterizados eletricamente sob condições padrão usando um simulador solar de tipo flash. Foram encontradas as funções de distribuição estatística que melhor se ajustaram aos parâmetros elétricos de cada conjunto. Observou-se que todos os módulos FVs apresentaram potência nominal acima do valor da ficha de dados. Para os módulos Multi-325, a potência média foi de 336,4 W_p ± 0,3%, 3,5 % acima do valor de folha da dados. Nos módulos Mono-340, a potência média foi de 346,5 W_p ± 0,6%, superior em 1,9 % ao valor da folha de dados. As funções Dagum e Log-Logistic mostraram ser as distribuições ótimas para modelar a distribuição da tensão de circuito aberto e a tensão no ponto de máxima potência, diferente de trabalhos anteriores em que funções Burr foram mais adequadas. Em relação a corrente elétrica no ponto de máxima potência, para os módulos Multi-325 e Mono-340 as funções de distribuição mais adequadas foram a Burr 4P e Frechat (3P), respectivamente, diferente de trabalhos anteriores em que as funções Weibull e Cauchy foram as ótimas para módulos FVs de silício multicristalino. A frequência da potência máxima foi ajustada pela distribuição Error para os módulos Multi-325 e pela Log-Logistic para os módulos Mono-340, também diferente frente a trabalhos anteriores. O estudo evidenciou que, para cada tipo de célula solar em módulos FVs e para cada parâmetro elétrico foram encontradas curvas de ajuste diferentes.

ANÁLISE DE SIMILARIDADE DE IRRADIAÇÃO NORMAL DIRETA DOS DADOS DE REANÁLISE DO ERA5 E DADOS MEDIDOS IN SITU

2024-08-09T16:44:38-03:00

Com a preocupação cada vez maior com as mudanças climáticas, adjunta ao tema de transição energética, existe a crescente inserção de fontes renováveis nas matrizes mundiais. Contudo, determinadas fontes não são despacháveis sem sistemas de armazenamento, como o caso da energia solar fotovoltaica ou eólica. Nesse contexto, apresenta-se a energia solar concentrada como opção viável devido à possibilidade de armazenamento térmico. Todavia, as simulações de projetos desta tecnologia utilizam o chamado ano típico meteorológico, com um histórico de medições locais acima de um período mínimo de 10 anos, empecilho comum de localidades diversas. Nesse contexto, uma alternativa é a utilização de dados de satélite ou reanálise. Assim, o trabalho buscou analisar a similaridade entre os dados medidos localmente em uma estação solarimétrica no campus da Universidade de São Paulo na cidade de Pirassununga, com dados de reanálise do ERA5 para um ano-base. A análise foi feita através de indicadores de dispersão, indicadores de similaridade de distribuição e indicadores visuais. Os resultados apontaram diferenças entre os dados para todos os indicadores, com forte subestimação dos dados de reanálise para os meses de inverno do ano-base, o que resulta em grande divergência entre os dados simulados e reais.

ANÁLISE DE UM SISTEMA TERMO SOLAR DE CONCENTRAÇÃO PARA PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO VIA PIRÓLISE DO GÁS NATURAL

2024-08-09T17:37:09-03:00

Uma tendência atual mundial é a produção de hidrogênio para utilização como fonte de calor de processos industriais, combustível de células combustíveis e de usinas termoelétricas em substituição aos combustíveis fosseis cuja queima gera poluentes causadores do efeito estufa. O hidrogênio não se encontra livre na atmosfera estando agregado a outras substâncias, como hidrocarbonetos e água, e sua separação requer energia. O gás natural possui grandes reservas e vem sendo utilizado como combustível industrial e residencial, entretanto, sua queima ainda gera gás carbônico. A tecnologia de obtenção do hidrogênio a partir de hidrocarbonetos mais antiga é a “reforma a vapor” que emite consideráveis quantidades de gás carbônico na atmosfera e ainda requer água para a geração do vapor. Recentemente outra tecnologia da “reforma a vapor” contempla a captura do gás carbônico, entretanto, requer energia e custos extras para realização da captura e armazenamento. A tecnologia da “pirólise” a partir do gás natural vem sendo utilizada principalmente para a produção de carbono sólido, utilizado como matéria prima para vários produtos, tendo como subproduto o hidrogênio. A “pirólise” requer temperatura mais elevada que a “reforma” utilizando com fonte de calor energia da queima de combustível fóssil ou termoeletricidade. A sua grande vantagem é o fato de não emitir gases carbônicos e nem requerer água. Este trabalho analisa a viabilidade de um sistema de produção de hidrogênio via pirolise composto por planta termo solar de concentração do tipo “Receptor Central” de 100 MWt com sistema de armazenamento para operação contínua, tendo como fluido de transferência de calor e catalisador um sal fundido capaz de prover temperatura de 800°C. Os resultados apresentam dados técnicos e econômicos e mostram que o custo de produção de hidrogênio é inferior àqueles das tecnologias de “reforma” e “pirólise” convencionais e menor que aqueles utilizando plantas eólica e fotovoltaica.

AVALIAÇÃO DA PRODUTIVIDADE E PERDAS POR CAPTURA DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS ISOLADOS CONECTADOS A UMA NANORREDE DE DISTRIBUIÇÃO EM CORRENTE CONTÍNUA

2024-08-09T17:48:52-03:00

Este trabalho apresenta uma avaliação da produtividade de geradores fotovoltaicos, utilizando-se diferentes configurações em controladores de carga empregados em sistemas isolados, estando estes controladores interconectados formando uma nanorrede de distribuição em corrente contínua. Para apoiar o estudo, realiza-se a apresentação da nanorrede utilizada, que se encontra instalada na área de testes do Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas (GEDAE) da Universidade Federal do Pará. Ao longo do trabalho indicam-se os principais equipamentos responsáveis pela formação de rede neste tipo de sistema, sendo eles os controladores de carga, associados a sistemas de armazenamento de energia e geradores fotovoltaicos. Neste sentido, adotam-se configurações diferentes das recomendadas pelos fabricantes, mas dentro dos limites aceitáveis, com o intuito de aumentar a produtividade dos geradores fotovoltaicos e diminuir as perdas por captura. De acordo com os resultados obtidos, quando apenas um sistema de geração e armazenamento estava em operação foi constatado o aumento da produtividade da geração e a diminuição de perdas por captura; quando analisada a nanorrede com todos os sistemas em operação, com configurações distintas, foi constatada a diminuição das perdas por captura, mas o aumento da produtividade não pode ser identificado por conta, principalmente, do intercâmbio de energia presente na nanorrede.

POTENCIAL APLICAÇÃO DO NANO ÓXIDO DE GRAFENO REDUZIDO COMO CONTRA ELETRODO EM CÉLULAS FOTOVOLTAICAS DE TERCEIRA GERAÇÃO

2024-08-13T09:26:22-03:00

O nano Óxido de Grafeno reduzido (nGOr) apresenta características ópticas e elétricas que o tornam muito promissor. No presente trabalho utilizou-se o nGOr para obtenção de um contra eletrodo para células solares de terceira geração em substituição à platina, para tal realizou-se caracterizações utilizando a Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourrier (FTIR), a Difração de Raios-X (DRX), a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), além de um levantamento da Curva Característica para subsequente montagem de dispositivo fotovoltaico. No espectro de FTIR observou-se presença das bandas 3272 cm-1 referente ao estiramento da ligação OH, vibrações de deformação axial C≡C em 2091 cm-1, estiramentos das ligações C=O em 1585 cm-1, estiramento da ligação C-O em 1321 cm-1 e uma banda em 1010 cm-1. No difratograma observou-se a presença de picos amorfos nas posições 2θ em 16,74º, 22,52º e 27,52º e outros picos em 2θ iguais a 44,02º, 64,40º e 77,50º indicando alta cristalinidade do material. Nas micrografias obtidas por MEV foi possível observar que o nGOr apresenta morfologia irregular e empilhamento de placas, além disso, observou-se a presença de nanopartículas. Experimentalmente foi possível verificar que o nOGr tem potencialidades para ser aplicado como contra eletrodo em dispositivos fotovoltaicos de terceira geração, sendo necessário compreender melhor os mecanismos que estão relacionados com sua fotossensibilidade. Nas próximas etapas do trabalho serão montados os dispositivos fotovoltaicos e realizadas novas caracterizações.

MONTAGEM E CARACTERIZAÇÃO DE CÉLULA SOLAR SENSIBILIZADA POR CORANTE COM CAMADA DO POLÍMERO SEMICONDUTOR POLY(9,9-N-DI-OCTYLFLUORENYL-2,7-DIYL)

2024-08-13T09:53:30-03:00

O acesso e a capacidade de produção de energia são elementos fundamentais para o desenvolvimento de uma sociedade. Isso fez com que o homem buscasse meios de gerar energia, aliando suas demandas e necessidades. Com o desenvolvimento da ciência foi possível explorar a natureza de forma cada vez mais eficiente, um exemplo é o surgimento das células fotovoltaicas, capazes de gerar energia a partir da radiação solar. A tecnologia das células fotovoltaicas teve um rápido avanço desde o seu início. Atualmente utilizam-se combinações de materiais nanométricos com diferentes propriedades, possibilitando ampliação no espectro de absorção da radiação. Porém, ainda há a necessidade de melhor compreensão quanto à transição das cargas geradas entre as diferentes camadas do dispositivo. Dessa forma, este trabalho faz um estudo quanto a aplicação de novos materiais e novas formas de montagem de uma célula fotovoltaica. Para isso, introduziu-se uma camada do polímero semicondutor Poly(9,9-n-dioctylfluorenyl-2,7-diyl) (PFO) em uma célula solar sensibilizada por corante. Devido às características semicondutoras do polímero, foi necessário analisar e determinar a melhor forma de deposição, assim optou-se por colocar ranhuras de polytetrafluoroethylene (PTFE) sobre um substrato para posterior deposição do polímero condutor por deep coating. Em seguida, realizou-se tratamento térmico para explorar as propriedades de cristal-líquido do polímero, contribuindo para a ampliação de absorção do PFO. Para a deposição do filme fino de dióxido de titânio, utilizou-se a técnica doctor blanding. Utilizando-se um espectrofotômetro e um circuito eletrônico, foi possível extrair o espectro de absorção do PFO e a curva característica da célula fotovoltaica proposta. Os resultados mostraram que o dispositivo apresentou comportamento fotovoltaico, sendo possível determinar seus parâmetros elétricos, demostrando que a célula solar foi capaz de transferir potência para a carga.

AVALIAÇÃO DE SISTEMAS HÍBRIDOS EÓLICO-SOLAR FV E OS DESAFIOS REGULATÓRIOS PARA COMERCIALIZAÇÃO NO CONTEXTO DO SETOR ELÉTRICO BRASILEIRO

2024-08-14T11:15:11-03:00

Este artigo analisa o cenário das usinas híbridas e associadas, destacando as diferenças entre o Brasil e outros países em termos de matriz energética e regulamentação. A regulamentação desempenha um papel fundamental na implementação de novos projetos e/ou adequação de usinas de energia existentes. Recentemente, novas resoluções normativas, tal como a REN 954/2021 e a REN 1.071/2023, redefiniram os procedimentos regulatórios para hibridização de centrais de geração, possibilitando otimizar a contratação do uso da rede de transmissão e abrindo o caminho para o crescimento sustentável na nova modalidade/enquadramento de projetos no país. Entretanto, a regulamentação existente ainda está em pleno desenvolvimento, como mostra este trabalho.

SPDRAD3 - SOLUÇÃO COMPUTACIONAL PARA EXPLORAÇÃO E ANÁLISE ESPACIAL DE DADOS DE RADIAÇÃO SOLAR

2024-08-21T09:03:01-03:00

Este trabalho apresenta o SPDRAD3 - Sistema de Processamento de Dados de Radiação Solar, Versão 3.0 Beta, uma solução computacional desenvolvida para coletar, processar, analisar e visualizar dados relacionados à radiação solar. Esses dados são obtidos por estações de coleta in-situ e também estimados por modelos a partir deimagens de sensoriamento remoto. Especificamente, o modelo físico utilizado é o modelo GL, desenvolvido pelo CPTEC/INPE, o qual utiliza-se de imagens do canal visível dos satélites da série GOES para produzir estimativas de irradiância solar global ao nível de superfície, com foco na América do Sul e oceanos adjacentes. A arquitetura do software é modular, composta por componentes interconectados, incluindo um banco de dados com suporte geoespacial, uma API de acesso aos dados, além de uma Aplicação de Exploração. O sistema apresenta-se como uma solução robusta e eficiente para a análise espacial de dados de radiação solar, contribuindo para os avanços na pesquisa e aplicação de energias renováveis, além de permitir a validação de modelos e a análise da qualidade das estações de coleta.

DESMATAMENTO INERENTE À INSTALAÇÃO DE USINAS FOTOVOLTAICAS CENTRALIZADAS NO ESTADO DO CEARÁ

2024-08-21T09:26:49-03:00

O desenvolvimento socioeconômico impulsiona o aumento da demanda energética, o que potencializa a exploração de combustíveis fósseis na matriz energética mundial. Isso sinaliza para a necessidade de implantação de modelos de energia renovável, a exemplo da solar fotovoltaica. O Brasil, em particular, detém potencial para a exploração da energia solar fotovoltaica, tendo em vista sua localização privilegiada, com altos índices de radiação solar ao longo de todo o ano. Na região Nordeste, o estado do Ceará se destaca por possuir, aproximadamente, 93% do seu território inserido no clima semiárido, com radiação solar incidente durante o ano todo. Assim, o objetivo deste trabalho foi o de discutir acerca da expansão de empreendimentos/usinas fotovoltaicas (UFV) no estado cearense e do desmatamento inerente à sua implantação. Foram obtidos dados na Superintendência Estadual do Meio Ambiente (SEMACE) e no Sistema Nacional de Controle da Origem dos Produtos Florestais (SINAFLOR), do Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (IBAMA). Ao todo, foram catalogados 150 empreendimentos, licenciados de 2011 a 2022, em diferentes fases de licenciamento (prévia, instalação, operação). Desses, 27 entraram em operação até dezembro de 2022, tendo sido desmatados 2.045 hectares (ha), com rendimento lenhoso de 157.388,13 st de lenha. Observou-se que, em relação à concentração de empreendimentos licenciados, quatro regiões se destacaram: Vale do Jaguaribe; Cariri; Grande Fortaleza e Centro Sul. No quesito quantitativo de área autorizada para desmatamento, visando à implantação das UFVs, o Vale do Jaguaribe e a Grande Fortaleza obtiveram as primeiras posições. Ressalta-se que o Vale do Jaguaribe teve a maior área desmatada (1.379,64ha), porém, o rendimento lenhoso obtido na região da Grande Fortaleza foi superior. Tal fato ocorreu, provavelmente, devido a diferenças entre unidades geomorfológicas e fitoecológicas de cada local, assim como a fatores de adensamento da vegetação e uso do solo.

APRIMORAMENTO DE UM SIMULADOR SOLAR CONTÍNUO UTILIZANDO O MÉTODO DE SIMULAÇÃO DE TRAÇADO DE RAIOS ÓPTICOS

2024-08-21T09:37:30-03:00

O Laboratório de Certificação de Componentes de Sistemas de Energia Solar Fotovoltaica (LABSOLAR) do Instituto de Física da UFBA, foi construído com o objetivo de disponibilizar estudos e serviços de caracterização, certificação e etiquetagem para painéis fotovoltaicos (PV). O laboratório possui os equipamentos necessários para seguir os procedimentos citados na norma IEC 61215 (de 2021), que tem como objetivo verificar se os módulos PV terrestres são adequados para operação de longo prazo em climas gerais ao ar livre. Um dos equipamentos desenvolvidos é o Simulador Solar Contínuo cuja primeira versão possuía uma qualificação BCA em relação à correspondência espectral, não-uniformidade e instabilidade temporal. A área de teste era de 1 m² (0,71m x 1,43m) com uma Irradiância média de 778 W/m². Estas condições não eram favoráveis, já que o objetivo era realizar ensaios em painéis de 2 m² (2m x 1m). Este projeto consistiu em aprimorar a óptica da fonte de luz para aproveitar melhor a iluminação fornecida pelas lâmpadas evitando perdas. Utilizando o programa Zemax OpticStudio® para simular diversos cenários e ângulos, diminuímos consideravelmente o tempo de testes e desperdício de materiais. O resultado foi uma segunda versão do equipamento com uma classificação BBA capaz de iluminar uma área de teste de 2 m² (1,02 m x 2,02 m) com uma Irradiância média de 826 W/m², utilizando a mesma quantidade de lâmpadas que a primeira versão. Em outras palavras, um aumento na eficiência em relação a área em 100%. O equipamento já foi utilizado em servços de verificação e certificação por clientes da indústria para o pré-condicionamento de módulos, fornecendo de forma contínua e controlada a radiação para atingir os 10 kWh/m² que especifica a norma, etapa inicial da sequência de testes que devem ser realizados para ensaios deste tipo, seguindo o programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE).

USINAS FOTOVOLTAICAS BIFACIAIS

2024-08-21T09:52:06-03:00

Módulos bifaciais e mecanismos de rastreamento solar vem sendo amplamente empregadas em usinas fotovoltaicas para melhorar seu desempenho, no entanto, a sensibilidade destes módulos em relação a fatores como albedo e altura de instalação, podem influenciar de diferentes maneiras a produtividade de uma usina fotovoltaica. Para determinar a influência destes fatores no desempenho bifacial, este estudo determinou a produção de energia em usina fotovoltaica de 30 MW a ser instalada na Bahia, Região nordeste do Brasil, para diferentes condições. Foram analisados cenários com instalações fotovoltaicas monofaciais, bifaciais, de inclinação fixa e com rastreadores. Através de simulações computacionais empregando o software SAM, foram calculados os ganhos devido ao rastreador, irradiância traseira e bifacialidade. O ganho médio anual devido ao rastreador foi de 9,5% para sistemas monofaciais e 8,7% para sistemas bifaciais. O ganho médio anual devido a bifacialidade foi de 6,3% para sistemas de inclinação fixa e 5,5% para sistemas móveis. A análise de sensibilidade demostrou que, para a região de estudo o efeito do albedo tem maior influência no desempenho bifacial do que a altura de instalação, apesar da elevação dos módulos também refletir uma melhora no rendimento energético dos sistemas. Para maximizar o desempenho bifacial das usinas é sugerida a modificação da refletividade do solo e a elevação dos módulos. O revestimento do solo da usina com concreto e a elevação da altura de instalação dos módulos para 2,5 metros maximizaria os ganhos anuais bifaciais de 6,3 para 20% na planta de inclinação fixa e de 5,5 para 17,4% na planta móvel. Pintar esse concreto de branco e elevar a altura de instalação 2,75 metros, maximizaria os ganhos para 24% na planta de inclinação fixa e 21% na planta móvel. As conclusões deste estudo evidenciam o potencial de combinação entre a tecnologia bifacial e o rastreamento solar.

ANÁLISE DE DESEMPENHO ENERGÉTICO DE UMA PLANTA SOLAR COM MÓDULOS FOTOVOLTAICOS MONO E BIFACIAIS EM DISTINTOS TIPOS DE SOLO

2024-08-21T09:59:21-03:00

Os sistemas fotovoltaicos apresentam maturidade tecnológica, confiabilidade, competitividade econômica e sustentabilidade. Este artigo apresenta uma análise experimental do desempenho energético de uma planta solar com módulos fotovoltaicos mono e bifaciais em distintos tipos de solo (areia clara, brita branca e brita escura). A planta solar é composta por um sistema fotovoltaico bifacial de potência nominal de 6,36 kWp e por um sistema fotovoltaico monofacial de 5,52 kWp e está localizada no Centro de Ciências, Tecnologias e Saúde (CTS) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). A análise de desempenho energético é baseada em dados medidos e coletados a partir da plataforma de monitoramento da planta solar e do banco de dados de estação meteorológica da rede INMET. O período de análise está compreendido entre fevereiro de 2023 e janeiro de 2024. A partir dos dados meteorológicos da rede INMET, a irradiação solar global mensal no plano inclinado e o índice de cobertura de céu foram determinados para a cidade de Araranguá/SC. A partir dos dados elétricos da planta solar, as produtividades dos arranjos fotovoltaicos, a razão de desempenho e o ganho bifacial dos sistemas fotovoltaicos foram determinados. O sistema fotovoltaico com módulos bifaciais apresentou um desempenho energético superior em relação ao sistema fotovoltaico com módulos monofaciais. O ganho bifacial dos módulos bifaciais em diferentes tipos de solo foi determinado e verificou-se que o ganho bifacial médio foi 9,81%, de 7,34% e de 4,87%, respectivamente, para o solo de areia clara, de brita branca e de brita escura.

PROPOSTA DE MÉTODO PARA GESTÃO DE MANUTENÇÃO DE MÓDULO SOLAR FOTOVOLTAICO COM APOIO DE BUILDING INFORMATION MODELING

2024-08-21T10:08:04-03:00

Este artigo emprega o método de pesquisa Design Science Research (DSR) e softwares BIM para aprimorar a manutenção de sistemas de módulos fotovoltaicos. Destaca-se o papel fundamental do BIM na modelagem detalhada desses sistemas, bem como no planejamento e execução eficaz da manutenção. Os softwares Revit e Navisworks são explorados como ferramentas para o desenvolvimento de modelos precisos e estudos de irradiação solar. Essa abordagem permite uma visualização abrangente da instalação, identificando sombreamento, perda de eficiência e demais falhas. Com o crescente interesse na energia solar como uma fonte de energia limpa e sustentável, o objetivo deste estudo é apresentar novos meios de garantir a eficiência da manutenção de estruturas de módulos fotovoltaicos para a comunidade científica e mercado de trabalho.

ANÁLISE DO PERFIL DE ALUNOS ATENDIDOS NOS CURSOS QUALIFICA MAIS ENERGIFE – IFSP - CAMPUS GUARULHOS X CONGRESSO BRASILEIRO DE ENERGIA SOLAR

2024-08-21T10:20:47-03:00

As instalações fotovoltaicas no Brasil chegaram ao montante de 760 mil instalações até o ano de 2022, fazendo com que a potência instalada em mini e microgeração chegasse a 7,46GW. A oferta dos cursos de formação de mão de obra para realizar as instalações de sistemas fotovoltaicos tem uma grande responsabilidade para sustentar o crescimento da quantidade e qualidade dessas instalações. Os cursos de instalação de sistemas fotovoltaicos no campus Guarulhos do IFSP tiveram a sua oferta iniciada no ano de 2019, primeiramente como um curso de extensão, passando em 2023 a ser ofertado dentro do programa Qualifica Mais EnergIFE, totalizando a quantidade de 9 diferentes turmas e mais de 220 alunos atendidos nesse período todo. O Qualifica Mais EnergIFE é um programa de qualificação profissional organizado pela SETEC/MEC, cujo objetivo é impulsionar a economia e o fortalecimento da empregabilidade, da inclusão produtiva e da geração de renda sendo o curso de Eletricista de Energias Renováveis (que tem como foco central a instalação fotovoltaica). Este artigo tem como objetivo apresentar os resultados de pesquisas de início de curso que foram aplicados aos alunos dos cursos de formação de obra para instalação de sistemas fotovoltaicos do campus Guarulhos do IFSP. Os resultados mostraram a diferença de perfil e expectativas dos alunos matriculados em cada turma do curso e para fins de análise, o presente artigo faz uma comparação entre os resultados de cada ano de oferta dos cursos, mostrando a variação ocorrida com relação ao perfil dos alunos atendidos.

ANÁLISE DO DESEMPENHO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO CONECTADO À REDE E INSTALADO NO IFCE CAMPUS CEDRO

2024-08-21T10:26:29-03:00

O Sol é considerado uma das principais fontes de energia para o planeta terra, sendo dois dos seus principais meios de aproveitamento de sua energia voltada ao aquecimento e à geração de energia elétrca, em que o seu aproveitamento como fonte para geração de energia elétrica compõe uma parcela pequena na matriz. A geração de energia elétrica brasileira tem forte dependência da hidroeletricidade, que possui uma participação de 61,9 % da oferta interna. A irradiação solar é abundante no território brasileiro e com o objetivo de descentralizar e diversificar a matriz de energia elétrica do país, nos últimos anos vem aumentando o número de pontos industriais/comerciais com sistemas fotovoltaicos (FV) conectados à rede (SFCR). No entanto para obter um sistema com bons resultados, além de um bom dimensionamento é de importância uma análise de desempenho após um certo período de uso, a fim de obter conhecimento de fatores como: a produtividade, também conhecida como yield (Y), a taxa de desempenho, mais conhecida como performance ratio (PR), e o fator de capacidade (FC). Com a obtenção destes parâmetros é possível analisar um SFCR sem que a localização geográfica, o posicionamento do gerador e a potência nominal interfiram. Neste estudo foi feito uma análise de desempenho do sistema SFCR do IFCE, Campus Cedro, com relação ao ano de 2021, instalação pertencente ao grupo A, possui uma Irradiação solar diária média mensal de 6 kWh/m².dia no ângulo igual a latitude de 7º e referência o polo norte, o SFCR possui uma geração média mensal do ano de 12.550 kWh, com uma geração total no ano de 2021 de 150.600 kWh.

ANÁLISE DA RESISTÊNCIA DE FOLHA EM CÉLULAS SOLARES BIFACIAIS PRODUZIDAS EM FORNO COMPACTO DESENVOLVIDO COM TECNOLOGIA NACIONAL

2024-08-21T10:46:34-03:00

A difusão de dopantes é uma etapa essencial no processo de fabricação de células solares de silício. O objetivo deste artigo é analisar a curva de aquecimento e a resistência de folha no emissor de fósforo e no campo retrodifusor de boro em células solares bifaciais PERT base p, produzidas em um forno compacto desenvolvido com tecnologia nacional (patente BR102012030601-8). Apresentam-se as dimensões da câmara de processamento de quartzo do forno compacto, bem como as taxas de aquecimento utilizadas no processo de difusão de fósforo a 845°C e de boro a 950 °C. As amostras de Si-Cz tipo p foram preparadas de acordo com o processo típico de produção de células solares bifaciais PERT. Para a difusão dos dopantes, foi utilizada a técnica de deposição por spin-coating. Mediu-se a resistência de folha nas lâminas de silício colocadas em diferentes posições na zona plana do forno compacto, para avaliar a uniformidade da difusão. O comportamento térmico durante a difusão de fósforo e de boro demonstrou controle adequado das rampas de aquecimento e da estabilidade da temperatura de difusão. Constatou-se que o processo de difusão de fósforo foi uniforme em relação à posição na zona plana, variando entre 157 e 178 Ω/sq, e a uniformidade foi maior que a obtida em forno convencional. A difusão de boro apresentou uniformidade em uma mesma lâmina de silício, com desvio padrão percentual variando entre 2% e 12 %, e foi menor que o obtido no emissor de fósforo, que variou entre 4% e 14%. Porém, verificou-se que a resistência de folha no campo retrodifusor foi uniforme somente em uma região da zona plana. Portanto, o forno compacto produzido com tecnologia nacional pode ser uma alternativa para a realização de processos de difusão de dopantes em lâminas de silício para produzir células solares bifaciais.

ANÁLISE DE DADOS DOS VENTOS NA UFERSA CARAÚBAS UTILIZANDO A LINGUAGEM PYTHON

2024-08-21T11:09:36-03:00

É perceptível a crescente busca por fontes renováveis de geração de energia em todo o mundo e, nesse contexto, o setor de energia eólica vem ganhando espaço e se desenvolvendo cada vez mais, com uma capacidade adicional de 77 GW até 2022. A energia eólica no Brasil tem se mostrado promissora, sendo a região Nordeste do país a que mais gera energia, com quatro de seus estados se destacando como os maiores produtores em 2022. Esta pesquisa apresenta uma análise de um sistema de geração de energia a partir de fonte eólica, proporcionando qualidade, eficiência e economia para o campus da Universidade Federal Rural do Semiárido (UFERSA) em Caraúbas, através da instalação de um aerogerador com 20 kW de potência. O trabalho analisou dados do ano de 2022, que gerou aproximadamente 10.032,09 kWh/mês com um rendimento financeiro de R$ 8.441,75.

Use of Neutral Overvoltage Relay for Protection of Industrial Systems with DYN Transformer Operation in Intentional Island

2024-08-21T14:04:32-03:00

This article briefly reviews the importance of distributed photovoltaic generation systems in industry and heir growing trend. It also addresses the problem of islanding in such systems and proposes an alternative for protecting power systems in the event of phase-to-ground faults in the ungrounded feeder during islanding using the neutral overvoltage relay. The 59N function of the relay eliminates the need for grounding transformers and prevents the power system from injecting phase-to-ground faults. This avoids potential catastrophic damage to equipment and personnel in the plant, as well as possible loss of profit. The study suggests that the use of the 59N function is a simple and cost- effective solution for photovoltaic generator ground-fault protection that provides greater safety during islanding operations.

INSTALAÇÃO DE PLANTA FOTOVOLTAICA EM UM RESTAURANTE COM USO DE MODULE-LEVEL POWER ELECTRONICS

2024-08-21T14:13:39-03:00

O presente artigo aborda uma análise técnica da instalação de um sistema de geração fotovoltaica (FV) conectado à rede elétrica empregando a tecnologia MLPE (Module-Level Power Electronics), conhecido como Otimizador de Potência, em um restaurante em Fortaleza, Ceará, com uma área disponível de 201,2 m². Foi optado pela tecnologia MLPE devido aos benefícios, como o aumento do rendimento em situações de sombreamento parcial, redução de perdas devido à divergência e monitoramento individualizado por módulo. O restaurante apresenta um consumo médio de 3.000 kWh/mês, totalizando 36.000 kWh/ano. Foi utilizado o software SolarEdge Designer para o dimensionamento, permitindo modelagem completa do projeto e análise detalhada das perdas. Foram instalados 56 módulos FV de 400W, totalizando 22,4 kWp de potência, além de 28 otimizadores de potência P110 e um inversor CC/CA de 27,6 kW. Foi realizada uma análise da geração de janeiro de 2021, durante a qual o sistema gerou 3,37 MWh. Comparado a um sistema de igual potência com um inversor tradicional Fronius 27 kW, sem tecnologia MLPE, foi notada uma diferença de 21% a mais de geração com a tecnologia MLPE - Otimizador de Potência. Este estudo fornece insights para o setor de energias renováveis, destacando a importância de tecnologias avançadas na otimização do desempenho de sistemas FV conectados à rede elétrica.

AVALIAÇÃO DA PERFORMANCE DE PAINÉIS SOLARES DE UMA USINA SOLAR EXPERIMENTAL OPERANDO NO CLIMA DA REGIÃO SUDESTE DO BRASIL

2024-08-21T14:20:10-03:00

Aspectos climáticos influenciam parâmetros de performance de painéis solares. Assim, o estudo desses parâmetros deve ser feito considerando a região de operação, especialmente em países com grande extensão territorial, como o Brasil. Além disso, a influência dos aspectos climáticos pode ser diferente para cada tecnologia de célula solar (monocristalina ou policristalina). Neste trabalho, foram coletados dados de uma usina solar experimental da BYD, localizada na cidade de Campinas, São Paulo, em parte dos meses de outubro de 2020, outubro de 2021 e outubro de 2022. Os painéis utilizados possuem diferentes ângulos de incidência, alturas e tecnologias de célula. A análise dos ângulos e alturas foi necessária tão somente para discernir a influência destes parâmetros, em relação aos aspectos climáticos e às tecnologias de célula. Uma metodologia de cálculo foi empregada aos dados, com o objetivo de se obter valores globais e curvas de Performance Ratio (PR) em função do tempo. Os resultados de cada período foram comparados e analisados considerando-se variáveis ambientais, como temperatura, irradiância, precipitação, umidade relativa e velocidade do vento, bem como as tecnologias de células. Por se tratar de um primeiro estudo de dados da usina mencionada, referente à períodos curtos, as conclusões foram direcionadas à influência dos parâmetros citados no PR, na geração de energia e na potência média dos períodos no presente.

ANÁLISE BIBLIOMÉTRICA DA PRODUÇÃO CIENTÍFICA SOBRE EVENTOS DE RAMPAS FOTOVOLTAICAS

2024-08-21T14:31:12-03:00

A busca por alternativas que garantam a sustentabilidade é crescente ao longo dos anos. Nesse contexto, destacam-se as fontes de energias renováveis, especialmente a solar, a qual teve um aumento significativos na última década. A energia fotovoltaica é considerada limpa e disponível, além de ser um vetor importante no alcance dos Objetivos do Desenvolvimento Sustentável, sobretudo o ODS 7. Contudo, ainda há desafios envolvendo a utilização em larga escala dessa fonte, como a alta variabilidade, os chamados eventos de rampa fotovoltaicas, os quais põem em risco a confiabilidade e segurança do Sistemas Elétrico. Assim, é necessário a realização de estudos nessa área, a fim de contribuir com soluções para a elucidação do assunto. Este estudo tem como objetivo realizar um levantamento bibliométrico da produção científica internacional acerca dos eventos de rampa fotovoltaicas. Foi feita uma análise bibliométrica dos trabalhos publicados nas bases de dados Web Of Science e Scopus, com auxílio da rotina operacional Bibliometrix, do software R na interface Rstudio. Os resultados mostram que 2020 foi o ano com a maiorquantidade de publicações, sendo a China o país com o maior número de estudos e o periódico Solar Energy o de maior relevância.

EVALUATION OF THE SWARM MVMO FOR PHOTOVOLTAIC PARAMETER ESTIMATION IN A DOUBLE-DIODE MODEL

2024-08-21T14:41:26-03:00

Photovoltaic energy is expanding due to its generation performance, cost, and useful life. In this sense, it is essential to develop models and techniques that can improve the efficiency of systems. Analytical, metaheuristic, and hybrid methods have been used to estimate the parameters of Single-Diode Model (SDM) and Double-Diode Model (DDM), but none solve all the problems, thus requiring the development of new techniques. In this work, the Swarm MVMO method was used to estimate the parameters of the double diode model using data from the photovoltaic cell RTC France. The results obtained show that Swarm MVMO was effective, reaching the same level of RMSE as other algorithms in the literature and achieving a good fit in the I-V and P-V curves.

TESTE DE CICLAGEM TÉRMICA EM MÓDULOS FOTOVOLTAICOS

2024-08-21T14:49:38-03:00

Devido ao longo período de operação e garantia de módulos fotovoltaicos, sua análise de funcionamento de longo prazo torna-se essencial. O teste de ciclagem térmica é utilizado em diversos fluxos de ensaio e validação na análise do comportamento termomecânico de módulos fotovoltaicos. Apesar de sua utilização, há diversos indícios sobre a necessidade de maior conhecimento sobre o funcionamento do módulo quando submetido a condições climáticas adversas. Tendo isso em vista, esse artigo apresenta um levantamento bibliográfico para fornecer maior entendimento sobre o teste de ciclagem térmica, os impactos de módulos fotovoltaicos submetidos ao teste, como utilizá-lo na otimização construtiva de módulos fotovoltaicos com maior durabilidade térmica e a necessidade de fluxos de teste e análise de maior intensidade e profundidade.

CÉLULA FOTOVOLTAICA DE PEROVSKITA

2024-08-21T15:44:46-03:00

Com o aumento da busca por fontes de energias renováveis, a energia fotovoltaica surge como uma alternativa promissora. Atualmente, o silício é o principal material aplicado na fabricação de células solares, no entanto, seus valores de eficiência estão chegando próximo ao seu limite teórico. Células de perovskitas têm sido vistas como uma opção interessante às células de silício por apresentarem altos valores de eficiência , características atraentes para aplicação em fotovoltaicos, além de serem mais baratas. Sua diversidade composicional e estrutural confere a este material a possibilidade de modulação de diferentes propriedades eletrônicas, tornando o seu uso vantajoso. No entanto, células de perovskitas apresentam instabilidade frentes a fatores ambientes. Solucionar este problema é uma das chaves para viabilizar a sua aplicação comercial. Deste modo, este trabalho traz uma revisão a respeito de características estruturais de perovskitas, a construção geral de células, os problemas acerca da degradação e aplicação comercial, além do emprego de perovskitas em arquiteturas tandem. As pesquisas de perovskitas existentes no Brasil será outro ponto abordado.

INFLUÊNCIA DA VAZÃO DE OXIGÊNIO E NITROGÊNIO NA ESPESSURA DA CAMADA DE ÓXIDO DE SILÍCIO PARA PASSIVAÇÃO DE CÉLULAS SOLARES BIFACIAIS

2024-08-21T16:46:04-03:00

A passivação das superfícies em células solares bifaciais visa o aumento da eficiência e da bifacialidade. O objetivo deste trabalho é analisar a influência da vazão de oxigênio e nitrogênio na espessura da camada de óxido de silício crescida no emissor e no campo retrodifusor para passivar células solares bifaciais PERT base p. Três processos de oxidação térmica seca foram desenvolvidos para crescer a camada de óxido de silício para passivação: com vazão padrão de oxigênio, com redução de 30% da vazão de oxigênio e com redução de 30% da vazão de oxigênio e adição de nitrogênio. A caracterização das camadas foi realizada por espectroscopia por energia dispersiva e pela determinação da espessura e do índice de refração com a técnica de elipsometria. A concentração de oxigênio e a espessura da camada de óxido de silício no emissor foi maior que no campo retrodifusor. Com o processo com redução de oxigênio, observou-se uma tendência de aumento da concentração de oxigênio na camada de passivação no emissor e no campo retrodifusor, em comparação com o processo com vazão padrão de oxigênio. A espessura do óxido de silício no campo retrodifusor foi maior, mas no emissor a espessura da camada foi similar. Também se constatou a tendência de aumento do índice de refração do óxido de silício no emissor com a redução de oxigênio. Para o processo com nitrogênio, ocorreu menor taxa de crescimento da camada de óxido de silício no emissor e a diferença entre a espessura da camada de passivação crescida no emissor e no campo retrodifusor foi a menor. Concluiu-se que é possível reduzir a vazão de oxigênio em 30% para a passivação de células solares PERT base p.

ANÁLISE DOS COEFICIENTES TÉRMICOS DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS BIFACIAIS UTILIZANDO SIMULADOR SOLAR E ILUMINAÇÃO NATURAL

2024-08-21T17:24:38-03:00

A conversão de energia solar pelos módulos fotovoltaicos é dependente da radiação solar, da posição geográfica, das condições climáticas, temperatura local entre outros fatores sendo que essas variáveis influenciam diretamente o desempenho dos módulos fotovoltaicos. Dentre os fatores que influenciam este desempenho, os coeficientes térmicos (CT) têm papel importante, visto que representam a variação dos parâmetros dos módulos fotovoltaicos em função da temperatura. Para este trabalho foi selecionado um módulo bifacial para fazer a comparação dos coeficientes térmicos determinados pelos métodos indoor e outdoor. No procedimento outdoor o módulo foi caracterizado em um dia de céu limpo e com irradiância solar superior a 900 W/m 2. No procedimento indoor foi confeccionado uma câmara termostática e utilizado o simulador SunSim 3c, da empresa suíça Pasan, a fim de determinar os coeficientes na faixa de operação dos módulos de 25 a 65 °C com irradiância de 1000 W/m². Em cada método foram determinados os coeficientes α, β e γ. Há uma diferença mensurável entre os valores dos coeficientes térmicos entre as medidas indoor e outdoor, sendo que as curvas obtidas utilizando a iluminação natural foram corrigidas para irradiação STC. Como apresentado no trabalho, com os ensaios realizados foi possível obter retas de regressão com coeficiente de determinação maiores que 0,99 em praticamente todos os casos, tornando os resultados satisfatórios. O trabalho apresentado possibilitou o aperfeiçoamento e a difusão da metodologia para a comparação de medições dos coeficientes térmicos em simulador solar e iluminação natural, procedimentos essenciais na caraterização dos dispositivos fotovoltaicos. Pesquisas futuras podem abordar o comportamento dos coeficientes térmicos em mais detalhes e ajudar a melhorar a metodologia para a obtenção destes coeficientes de modo mais preciso, dado a sua importância na caracterização dos módulos fotovoltaicos.

TECNOLOGIAS DE CÉLULAS FOTOVOLTÁICAS UTILIZADAS EM MÓDULOS COMERCIAIS E SUAS PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS

2024-08-21T17:38:56-03:00

Devido ao crescimento do setor fotovoltaico, as tecnologias de células solares de silício cristalino têm evoluído rapidamente nos últimos anos. A busca por materiais e arranjos mais eficientes e confiáveis gera alterações nas tendências de mercado, trazendo células com melhor desempenho. Neste sentido, este trabalho traz uma revisão acerca das principais tecnologias de silício disponíveis no mercado atual (PERC, TOPCon, SHJ e IBC), discutindo características de construção, passivação e dopagem, assim como os principais efeitos de degradação verificados nestes dispositivos. São observadas as principais diferenças de construção entre cada tipo célula e o impacto dessas diferenças no funcionamento e eficiência da célula. Ainda, nota-se que fatores como temperatura do módulo, tipo de encapsulante, exposição à radiação solar, entre outros, contribuem para a deterioração do módulo. Também é realizada uma abordagem breve a respeito da tendência de mercado para as tecnologias fotovoltaicas, verificando-se a direção para a substituição do domínio de células PERC para células TOPCon, além da discussão do potencial brasileiro em torno do setor solar, indicando que o Brasil tem potencial para se tornar fabricante de células solares de silício, sendo apontado como um dos principais produtores mundiais de silício .

IDENTIFICAÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE MICROTRINCAS EM MÓDULOS FOTOVOLTAICOS ATRAVÉS DE TESTE DE ELETROLUMINESCÊNCIA

2024-08-22T13:29:06-03:00

Tendo em vista o contínuo crescimento de sistemas fotovoltaicos no Brasil e a necessidade de testes de inspeção nos módulos fotovoltaicos, esse trabalho apresenta informações de suporte à interpretação e análise de resultados de testes de eletroluminescência. Através de uma revisão bibliográfica é detalhado o processo de teste de eletroluminescência e os trabalhos já realizados para interpretação de defeitos. São apresentados exemplos de diferentes defeitos que módulos construídos na topologia de meia célula podem apresentar e, por fim, a classificação desses defeitos de acordo com sua severidade na performance do módulo fotovoltaico.

EFEITO DE DIFERENTES CONFIGURAÇÕES DE ENCAPSULAMENTO DE CÉLULAS FOTOVOLTAICAS EM MINI MÓDULOS SOLARES FRENTE À DEGRADAÇÃO EM CALOR ÚMIDO

2024-08-22T13:58:19-03:00

módulos fotovoltaicosEste trabalho avaliou o desempenho de diferentes combinações de encapsulamento em diferentes tecnologias de células solares fotovoltaicas, PERC e TOPCon, p-type e n-type respectivamente, frente à degradação da potência de saída induzida por calor e umidade. Os dispositivos foram construídos através da arquitetura half-cell e topologia vidro/backsheet branco. As configurações de encapsulamento foram baseadas através da associação os encapsulantes EVA, POE e EPE. O ensaio de degradação foi realizado em câmara de condicionamento térmico a 85 °C e 85% de umidade relativa durante 1000 h. Os resultados mostraram uma redução máxima de 16,72% e 6,08% do desempenho ocasionadas principalmente pela formação de ácido acético e entrada de umidade para as células de tecnologia TOPCon e PERC respectivamente – evidenciadas pelas imagens de eletroluminescência. O menor índice de redução de potência foi encontrado para a configurações POE/POE, que foi de 13,97% e 4,79% para as amostras construídas com células TOPCon e PERC, respectivamente.

ANÁLISE DA PRODUTIVIDADE REAL E SIMULADA DE SISTEMAS DE MICROGERAÇÃO FOTOVOLTAICA EM TUCURUÍ-PA

2024-08-22T14:42:00-03:00

Este artigo apresenta uma análise comparativa da produtividade real de sistemas de microgeração fotovoltaica em Tucuruí, PA, em relação aos resultados simulados. A eficiência na geração de energia solar é de extrema importância, e, para isso, diversos fatores foram explorados. A metodologia de coleta de dados incluiu informações sobre inversores string, microinversores, módulos solares e potência dos kits. Dez casos com diferentes configurações de sistemas foram analisados, com destaque para a potência instalada, marcas e modelos de inversores, bem como a variação na irradiação real em comparação com a irradiação disponibilizada pelo programa utilizado para o estudo simulado. Os resultados mostram uma comparação detalhada da energia gerada mensalmente por cada cliente, com a inclusão de índices para melhor entendimento, como Performance Ratio (PR), Fator de Capacidade (FC) e Yeld (Y). É importante ressaltar que os cálculos foram realizados considerando o nível de irradiação real em contraste com o fornecido pelo banco de dados do software utilizado, evidenciando como essa grandeza influencia os resultados. Na discussão, interpretamos os resultados e identificamos fatores que contribuíram para os erros observados. Além disso, exploramos as implicações desses erros na eficiência dos sistemas. Por fim, concluímos que o caso 9 apresentou melhor desempenho na realidade, enquanto na simulação o caso 5 se saiu melhor. Além disso, observamos que a maioria dos sistemas com microinversores tiveram desempenho inferior aos sistemas com inversores string, demonstrando que nem sempre os microinversores superam os inversores string. Em resumo, esta pesquisa contribui para o entendimento da eficiência dos sistemas de microgeração fotovoltaica em Tucuruí, destacando a relevância prática dessas análises para otimizar a produção de energia solar.

DESEMPENHO ELÉTRICO E TÉRMICO DE MÓDULO FOTOVOLTAICO- TÉRMICO (FVT) SOB DIFERENTES CONDIÇÕES DE CÉU

2024-08-22T14:54:54-03:00

A energia solar é uma opção de energia renovável capaz de fornecer tanto eletricidade como calor. Para aproveitar ao máximo a energia solar disponível, converte-se um módulo fotovoltaico (FV) em módulo fotovoltaico-térmico (FVT) a partir da instalação de um trocador de calor de polipropileno (PP). O objetivo é verificar o desempenho de um módulo FVT, em dias de céu claro e nublado, utilizando água para arrefecer as células FV e aproveitá-la aquecida para outros fins. A bancada de testes possui um módulo FVT ao lado de um FV para comparação dos seus desempenhos energéticos com dados coletados entre 11:00 e 13:00 horas. A raiz do valor quadrático médio (RMS) da irradiância solar no plano inclinado no dia de céu claro (Dia 1) é de 857 W/m² e no dia de céu nublado (Dia 2) é de 459 W/m². No Dia 1, a diferença entre as temperaturas de entrada e saída da água é de cerca de 0,7 °C maior do que a diferença entre essas temperaturas no Dia 2. Assim, a maior irradiação solar produz uma potência térmica máxima de 980 W no Dia 1, enquanto no Dia 2, 735 W. No entanto, o trocador de PP tem uma eficiência térmica com valores RMS próximos independente das condições do céu. Por sua vez, a eficiência elétrica depende fortemente das condições climáticas, pois tanto a irradiância solar quanto a temperatura ambiente influenciam na temperatura de operação FV. No Dia 1, devido à irradiância superior no período analisado, a eficiência elétrica é inferior à eficiência do Dia 2, pois o módulo FVT apresenta temperatura superior no Dia 1 em relação ao Dia 2. A maior vantagem energética do módulo FVT em relação ao FV deve-se tanto ao seu maior desempenho elétrico como térmico em dias de céu claro e nublado.

ANÁLISE DE TEXTURAÇÃO SELETIVA NA FORMAÇÃO DE EMISSORES P+ COM RADIAÇÃO LASER PARA CÉLULAS SOLARES N-PERC

2024-08-22T15:07:39-03:00

Este artigo apresenta o processamento e análise de emissores dopados com boro, formados com difusão a laser e texturação seletiva. As amostras foram produzidas por meio de dois processos de fabricação, denominados de A e B, com três distintas configurações do laser para difusão do boro. No processo A ou de texturação seletiva, a difusão de boro foi realizada antes do ataque anisotrópico necessário para formar uma superfície texturada. Para este processo, analisou-se o emprego de quatro tempos de texturação. No processo B, a texturação das superfícies foi realizada antes da difusão de boro com laser. Os dispositivos foram analisados por microscopia óptica, medida de resistência de folha (RSQ) e tempo de vida dos portadores de carga minoritários (τ). As amostras desenvolvidas pelo processo B (processo de controle) apresentaram valores de resistência de folha na ordem de 26 – 28 Ω/sq, enquanto as amostras desenvolvidas pelo processo A (processo com texturação seletiva) obtiveram um aumento nos valores de RSQ, sendo da ordem de 53 - 60 Ω/sq. Por meio da análise de tempo de vida dos portadores minoritários não foi possível constatar uma diferença significativa entre os danos ocasionados pelas diferentes configurações do laser. Ao se analisar a diferença percentual entre os valores de tempo de vida dos portadores de carga minoritários das regiões onde ocorreu a difusão com laser (trilhas) e das regiões sem difusão (entre trilhas), observou-se uma maior redução do τ nas amostras do processo de controle, com texturação pré-laser (processo B). Esses resultados são um indicativo de que o uso de um ataque anisotrópico com KOH pós-difusão a laser reduz parcialmente os danos gerados no processamento.

IMPLEMENTAÇÃO DE UM ALGORITMO DE OPERAÇÃO DA BATERIA PARA CONTROLAR A MAGNITUDE DE TENSÃO EM MICRORREDES

2024-08-22T17:37:15-03:00

As microrredes estão desempenhando um papel crescente na evolução conceitual do sistema elétrico tradicional em direção a uma rede mais descentralizada e moderna. Para que uma microrrede funcione adequadamente, deve haver uma operação coordenada entre as fontes de geração, o sistema de armazenamento de energia e a gestão de demanda para mitigar os problemas de desvio da magnitude de tensão da microrrede. Neste artigo, apresenta-se a implementação de um algoritmo heurístico baseado em regras visando melhorar o perfil de tensão de uma microrrede usando a operação da bateria. O algoritmo foi testado numa microrrede laboratorial real, chamada LabREI, localizada na FEEC/UNICAMP, e os resultados mostram que a operação da bateria definida pelo algoritmo foi capaz de aproximar as magnitudes das tensões mínimas da microrrede a um valor pré-definido.

POTENCIAL DE GERAÇÃO DE USINA FOTOVOLTAICA FLUTUANTE NA BARRAGEM DA HIDROELÉTRICA DE BOA ESPERANÇA - PI

2024-08-22T17:43:54-03:00

O presente artigo tem como objetivo identificar o potencial de geração de uma usina fotovoltaica flutuante (FVF) instalada na barragem da Usina Hidroelétrica (UHE) de Boa Esperança, com uma área útil de 248,30 km². Através dos dados da UHE em questão, disponíveis nos sites do Operador Nacional do Sistema (ONS) e da Companhia Hidroelétrica do São Francisco (CHESF), são feitos comparativos com os resultados obtidos para uma usina FVF. São propostos seis cenários, em que os três primeiros fazem referência às instalações com módulos fotovoltaicos (FV) de 480 Wp e os outros estão relacionados com módulos de 665 Wp. Os três cenários de cada caso são definidos para áreas de 1,64 km², 8,19 km² e 16,39 km², que correspondem a 1%, 5% e 10% da área útil do corpo d’água, considerando o percentual destinado aos espaçamentos entre os módulos para movimentação dos técnicos. A potência instalada dos cenários varia entre 350,42 MWp e 3.641,78 MWp e a geração anual varia entre 675,33 GWh e 7.018,43 GWh. Estes valores são comparados com os dados obtidos com a Empresa de Pesquisa Energética (EPE), a Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR), a CHESF e o ONS e são feitas análises do impacto dos variados cenários no que concerne aos diferentes aspectos do setor elétrico no Brasil, no Nordeste, no Ceará e no Piauí.

CONSTRUÇÃO DE UM PAINEL FOTOVOLTAICO FLEXÍVEL DE PEROVSKITA

2024-08-23T08:53:12-03:00

Minimódulos de perovskita foram fabricados com camadas processadas pelos métodos de deposição por lâmina (blade coating) e evaporação térmica para a construção de um painel fotovoltaico de perovskita. Os minimódulos foram agrupados em 3 grupos de 6 unidades e conectados em paralelo formando strings, que fo ram laminadas individualmente. As strings foram conectadas em série, formando um painel, que recebeu um segundo processo de laminação. Os módulos, as strings e o painel foram caracterizados eletricamente por curvas de tensão-corrente (IV), demonstrando a viabilidade do processo. O painel final apresentou eficiência de 8,6%, com redução de 17% em relação ao desempenho médio dos minimódulos utilizados na montagem, sendo as perdas resultantes dos processos de laminação e manipulação das amostras. A análise de eletroluminescência mostrou diferenças entre os minimódulos usados e entre células de um mesmo minimódulo, apesar do desempenho elétrico inicial semelhante. No teste de estabilidade à temperatura e umidade (65 °C, 85% umidade relativa), o painel apresentou resultados promissores, mantendo 80% do desempenho após mais de 3000 h de exposição.

SISTEMA DE MONITORAMENTO IOT DA IRRADIÂNCIA SOLAR COM LDR APLICANDO APRENDIZAGEM DE MÁQUINA

2024-08-23T09:04:52-03:00

O estudo propõe o uso de Resistor Dependente de Luz (Light Dependent Resistors - LDRs) como alternativa de baixo custo e alta eficiência aos piranômetros. Oferece propostas de um modelo capaz de converter os valores medidos pelo LDR em dados de irradiância solar. A pesquisa descreve o desenvolvimento de um sistema de monitoramento baseado em Internet das Coisas utilizando a plataforma ThingSpeak. Nesse sistema, os sinais analógicos de tensão do LDR, que varia sua resistividade de acordo com a luminosidade, são captados e enviados ao servidor para comparação com os valores medidos pelo piranômetro (W/m²). Foram coletados dados desses equipamentos por três semanas, limitados ao intervalo diário de funcionamento do piranômetro. Em uma análise inicial, a correlação entre as leituras revelou um coeficiente de determinação (R²) de 0,87, evidenciando a correlação existente entre as medições do LDR e do piranômetro. No entanto, destaca-se que o LDR não é o mais adequado para medições de irradiância solar, mas foiempregado aqui para avaliar o desempenho dos métodos de aprendizado de máquina. Assim, foram obtidas 12.565 medições, das quais 80% foram utilizadas para treinamento e 20% para testes dos modelos aplicados, incluindo Regressão Polinomial (RP), Support Vector Machine (SVM) e Rede Neural Artificial (RNA). Os resultados indicam que SVM e RNA obtiveram R² de 0,92 nos testes, superando a RP, que alcançou 0,9 na capacidade de prever a irradiância solar com base no LDR. O SVM se destacou devido à menor complexidade de uso e ao tempo de treinamento mais rápido. No entanto, ao analisar o erro médio entre as medidas do piranômetro e as previstas pelos modelos, observou-se que a RP apresentou erro de 22,48%, SVM registrou 18,48% e RNA um erro de 20,43%, corroborando o fato de que este sensor não é o mais adequado para este fim.

ANÁLISIS PRELIMINAR DE LA VARIABILIDAD DE CORTO PLAZO DEL RECURSO SOLAR EN ARGENTINA UTILIZANDO LOS DATOS DE LA RED SAVER-NET

2024-08-23T09:15:14-03:00

La variabilidad de la irradiancia solar introduce limitaciones a la producción de energía solar fotovoltaica (PV) ya que dificulta su despacho. Por lo tanto, su cuantificación es importante para el desarrollo en gran escala de sistemas PV y su contribución relativa a la matriz eléctrica. Argentina posee un gran potencial para la generación solar, con un extenso territorio que recibe una irradiación promedio anual de 5 kWh/m2 /día. Además, cuenta con el respaldo de políticas públicas y regulaciones que fomentan la transición hacia fuentes de energía renovable. En este trabajo se cuantificó la variabilidad de corto plazo (minutal, 10 -minutal y horaria) mediante la desviación estándar de los cambios en el índice de cielo claro (kc). Se analizaron las series temporales de los años 2019 y 2020 en 6 estaciones de la red Argentina de radiación solar Saver-Net. Se encontró un promedio de variabilidad nominal en los sitios de 0,09, 0,13 y 0,15 para 1 minuto, 10 minutos y 1 hora, respectivamente. Estos valores sugieren una variabilidad intermedia del recurso solar a lo largo del territorio.

PROCESSOS DE DESSALINIZAÇÃO VIA ENERGIA SOLAR

2024-08-23T09:45:37-03:00

O aumento da demanda mundial por água tratada, impulsionado pela população crescente, pelas mudanças climáticas e pela contaminação química e biológica dos recursos hídricos, comprovado em uma redução significativa na disponibilidade de água. É essencial encontrar alternativas sustentáveis de baixo custo para fornecer água potável. A destilação solar torna-se uma das melhores opções para fornecer água potável. Este artigo tem como propósito mostrar ao leitor o contexto da dessalinização solar, ressaltando seus benefícios ambientais, econômicos e sociais, e estabelecer uma base sólida para a revisão de processos de dessalinização via energia solar. Portanto, foi possível concluir que o sistema de dessalinização solar é uma ótima opção para a produção de água dessalinizada para comunidades em que a demanda de água não é elevada e onde existe uma alta incidência de radiação solar para fornecer água dentro dos padrões de potabilidade.

PREVISÃO DE CURTO PRAZO DA IRRADIÂNCIA GLOBAL HORIZONTAL NO SEMIÁRIDO BRASILEIRO SOB DIFERENTES CONDIÇÕES DE NEBULOSIDADE USANDO O MODELO WRF-SOLAR

2024-08-23T14:57:53-03:00

O presente trabalho teve por objetivo avaliar as previsões de irradiância global horizontal (GHI) de até 48h à frente do modelo WRF-Solar no Centro de Referência em Energia Solar da Eletrobras Chesf, localizada no município de Petrolina (PE), o CRESP, para o período de julho de 2020 e outubro de 2020, meses de menor e maior incidência de radiação solar na região, respectivamente. O estudo abordado enfoca o desenvolvimento e implementação de metodologias para a previsão de radiação solar empregando os modelos WRF em suas versões controle (WRF-CTL) e solar (WRF-Solar), com foco na região de Petrolina-PE. Ambas as versões do WRF foram comparadas através de métricas como BIAS, RMSE e coeficiente de correlação R. O WRF-Solar mostrou-se superior na precisão das previsões, em particular, conseguindo representar com maior acurácia condições de céu nublado e céu claro, apesar de apresentar um coeficiente R ligeiramente inferior ao WRF-CTL. A parametrização de nuvens híbridas e o tratamento de nuvens rasas do WRF-Solar podem ter sido determinantes para seu melhor desempenho. Entretanto, ambos os modelos enfrentaram desafios na representação do ciclo diurno de GHI, com dificuldades marcantes nas horas da manhã, atribuídas à complexidade na determinação numérica de nuvens. Os resultados, alinhados com a literatura existente, fornecem uma validação sólida da aplicabilidade do WRF-Solar para previsões de curto prazo em condições climáticas específicas. No entanto, é crucial notar que essa validação se aplica ao contexto específico da região estudada, ressaltando a necessidade de mais pesquisas e validações em diversas condições climáticas e geográficas para aprimorar a eficácia e abrangência do modelo. Além disso, a pesquisa indica que a correção de viés e a calibração adicional dos modelos são áreas promissoras para futuras investigações. Essas medidas podem contribuir significativamente para mitigar erros sistemáticos e aprimorar a acurácia das previsões em estudos subsequentes.

USO DA ENERGIA TERMOSSOLAR NO BRASIL

2024-08-23T15:13:11-03:00

O presente trabalho trata do potencial brasileiro de fornecer, a partir de energia heliotérmica, energia elétrica. Na tecnologia heliotérmica, também chamada de termossolar ou solar concentrada, a irradiação solar aquece um fluido de trabalho o qual, por sua vez, alimenta uma turbina de geração de energia elétrica. Nesse texto é descrito a tecnologia empregada pelas usinas solares CSP (Concentrated Solar Power), assim como, faz-se uma análise das matrizes de geração de energia elétrica por CSP no mundo, na Hispano América e no rasil. No mundo, da energia elétrica total gerada em 2020, 0,1% foi produzida através da tecnologia heliotérmica. Na Hispano América os principais países que empregam usinas CSPs em escala industrial são Chile e México. Já o Brasil apresenta um grande potencial de exploração desta fonte de energia, tendo em vista os elevados níveis de irradiação solar incidente quando comparados com outros países onde a tecnologia CSP tem sido implantada. A maior parte do território brasileiro possui valores de irradiação direta normal superiores a 1460 KWh/m^{2 .}ano , o que é similar ou superior aos valores de irradiação usuais encontrados em diversas usinas em operação ao redor do mundo. Portanto, é factível teorizar que todo o território nacional possui potencial para usufruir dessa aplicação, principalmente às regiões que não fazem parte do sistema interligado nacional (SIN).

INDICADORES DE DESEMPENHO FINANCEIRO EM OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO DE USINAS FOTOVOLTAICAS

2024-08-23T16:48:29-03:00

A gestão de operação e manutenção (O&M) de usinas solares fotovoltaicas (FVs) é essencial para manter o alto rendimento e o baixo custo de geração desses sistemas, que estão em crescente expansão nos últimos anos. Além dos aspectos técnicos, o desempenho financeiro de O&M também é um fator importante para monitorar a viabilidade e a rentabilidade dos sistemas de geração de energia solar FV. No entanto, nem sempre os gestores dispõem de indicadores chaves de desempenho (KPIs) financeiros adequados para essa finalidade. Neste trabalho, propõe-se uma metodologia para identificar e ponderar os KPIs financeiros mais relevantes para a avaliação do desempenho financeiro de O&M de usinas FVs. Para isso, foi realizada uma revisão sistemática de literatura (RSL) sobre os principais indicadores financeiros utilizados na avaliação de desempenho de sistemas FVs, bem como uma pesquisa com especialistas do setor para obter suas opiniões utilizando ao método Delphi, e verificado suas preferências com o auxílio do método SWARA. Os resultados apresentam cinco indicadores que são importantes para os gestores considerarem monitorar em seus empreendimentos, sendo o KPI Custo equivalente de peças de reposição o mais importante, com 22,96% de peso.

GERENCIAMENTO DE ENERGIA EM TEMPO REAL DA MICRORREDE LABREI

2024-08-23T16:58:19-03:00

O artigo apresenta um estudo de caso realizado em uma microrrede real, chamada LabREI no Laboratório de Redes Elétricas Inteligentes da UNICAMP, que utilizou uma ferramenta de gerenciamento de energia (EMS – Energy Management System) baseado em IoT (Internet of Things), para controle e monitoramento de sua operação. Um módulo é desenvolvido para integração e comunicação dos recursos energéticos distribuídos (REDs) da microrrede com o EMS. O despacho ótimo para uma operação do dia seguinte na microrrede é definido pelo módulo de otimização presente no EMS, com o objetivo de minimizar os custos de operação e maximizar o uso da geração solar fotovoltaica. A microrrede contém uma rede trifásica com treze barramentos, e componentes que simulam: o formador de rede, um sistema de armazenamento de energia, um sistema fotovoltaico e uma carga. Dados de operação da microrrede são armazenados em um Data Logger, a cada minuto e amostrados na interface de usuário do EMS baseado em IoT. Os resultados indicaram a eficácia da integração do EMS baseado em IoT com a microrrede LabREI através de sua operação, controle e monitoramento. Além disso, os resultados indicam que a otimização do despacho do sistema de armazenamento de energia contribuiu para a redução de custos e maximização da utilização de fontes de energia renovável locais.

ANÁLISE DA CURVA I-V DE MÓDULO FOTOVOLTAICO BIFACIAL PARA DETERMINAÇÃO DE GANHO BIFACIAL E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA

2024-08-23T17:32:41-03:00

As fontes renováveis de energia ganharam destaque nos últimos anos, sendo a energia solar fotovoltaica muito discutida como uma das fonte de energia limpa mais relevantes para o alcance da descarbonização nos países desenvolvidos. A busca por novas tecnologias de aumento da produção energética se tornou imprescindível para manter a energia solar fotovoltaica relevante no mercado internacional. Os módulos fotovoltaicos bifaciais têm papel importante nesse tema, uma vez que permitem um incremento na produção energética, utilizando os mesmos componentes, matérias primas e espaço físico para produção de energia. Neste artigo foram utilizados dois módulos fotovoltaicos da mesma fabricante e de mesma potência nominal, sendo um monofacial e outro bifacial. Foram traçadas curvas de corrente e tensão para análise do ganho bifacial instantâneo em um dia de céu limpo. A curva I-V indicou um ganho bifacial de 5,9% em relação ao módulo monofacial. Foi possível observar que durante o amanhecer e entardecer o ganho bifacial apresentou a tendência de crescimento, chegando em 7,5% para o modelo analisado. A eficiência energética diária da face bifacial do módulo fotovoltaico foi de 10% em média, atingindo seu valor máximo de 14% para o período de dados analisado. O mesmo módulo bifacial apresentou eficiência global de 23% e o módulo monofacial de 22%. O albedo do substrato teve papel importante na análise dos valores de eficiência, uma vez que o albedo da brita rosa medido por uma célula de referência foi de aproximadamente 8% enquanto para o piranômetro foi de 12,5%. As análises indicaram que o ganho energético na utilização do módulo bifacial é vantajoso, mas ainda apresenta um comportamento a ser explorado a depender das condições de diferentes substratos, montagem e albedo.

AVALIAÇÃO TÉCNICA E ECONÔMICA DE DIFERENTES ARRANJOS DE PLANTAS PARA GERAÇÃO DE HIDROGÊNIO VERDE

2024-08-26T09:16:11-03:00

Devido aos impactos do aquecimento global, ocasionados pelo aumento do consumo de energia, torna-se necessário o investimento em sistemas de energia com recursos renováveis. Apesar da necessidade crescente de investimento em sistemas de energias renováveis, algumas fontes possuem a desvantagem de serem intermitentes e não despacháveis, logo menos confiáveis do que as fontes de combustíveis fósseis. Uma opção promissora para esta desvantagem é o hidrogênio verde, pois a produção de hidrogênio a partir da energia renovável permite que grandes quantidades de energia renovável sejam disponibilizadas do setor de energia para setores nos quais se torna difícil a descarbonização. Contudo, apesar do hidrogênio verde se apresentar como uma opção promissora, dúvidas são levantadas, principalmente em relação ao consumo de água potável na produção do hidrogênio e o impacto desse consumo na escassez hídrica. Assim, produzir hidrogênio utilizando água do mar poderia contribuir para a preservação da água doce, especialmente em áreas nas quais a sua disponibilidade é reduzida. Neste trabalho foram analisadas configurações utilizando as fontes de energias renováveis fotovoltaica, eólica e hibrida para a produção de hidrogênio verde via água dessalinizada proveniente da água do mar e via água doce. O principal objetivo do presente trabalho foi avaliar a viabilidade técnica das configurações, bem como determinar o LCOH (Custo nivelado do hidrogênio) e o LCOE (Custo Nivelado da Eletricidade). A metodologia consistiu na elaboração de modelos simplificados para as plantas solar fotovoltaica, eólica, eletrólise tipo PEM e dessalinização por osmose reversa. Os modelos foram implementados no software ESS. Os resultados mostraram que a configuração utilizando energia eólica apresentou a maior produção de hidrogênio, a configuração utilizando energia solar fotovoltaica apresentou o menor investimento inicial e o custo da planta de dessalinização mostrou-se insignificante quando comparado ao valor do investimento total.

ANÁLISE DE MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EXISTENTES EM USINA FOTOVOLTAICA DE UMA UNIVERSIDADE PÚBLICA DO SEMIÁRIDO POTIGUAR

2024-08-26T09:34:35-03:00

A energia fotovoltaica é uma fonte de energia alternativa renovável e ambientalmente aceitável. Esses sistemas atuam com o uso de inversores, que coletam a corrente contínua gerada pelos painéis solares e a converte em corrente alternada para o uso dos consumidores. Logo, com o aumento da demanda e procura de sistemas fotovoltaicos, o rendimento deles têm aumentado cada vez mais, com sua vida útil em torno de 25 anos, atraindo consumidores que buscam reduzir custos, impactos ambientais e melhoria nas tarifas energéticas. No entanto, problemas podem surgir devido a materiais inadequados e más condições de projeto, o que faz com que esse tempo decaia. Para este trabalho,foi analisada a usina fotovoltaica de chão da Universidade Federal Rural do Semi-Ár ido - UFERSA, Campus Pau dos Ferros, por meio de visitas à usina e posteriores análises dedutivas, a fim de se observar, nalisar e propor possíveis soluções desses problemas. Foram observadas manifestações patológicas nos suportes de fixação da estrutura no solo, em caixas de passagens e calhas de aterramento; bem como trincas nos módulos fotovoltaicos e nos parafusos e borrachas que fixam os painéis à estrutura metálica. Muitos desses problemas estão relacionados ao uso incorreto de materiais e ambientes de implementação da usina, além de condições ambientais enfrentadas pela estrutura, como alagamentos sazonais. Outro problema enfrentado é a falta de autonomia da Comissão de Gestão de Usinas Fotovoltaicas do Campus na solução desses problemas. Dessa forma, foram propostas medidas visando aprimorar a longevidade da usina e implementar ações preventivas e corretivas da mesma, como a troca de componentes e drenagem e cercamento da área em que o sistema é implementado.

COMPARAÇÃO DE DESEMPENHO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS FIXOS NA UHE PIMENTAL

2024-08-26T09:45:04-03:00

Com o aumento da demanda por instalações de sistemas solares fotovoltaicos como fonte de energia renovável, torna-se essencial ter uma estimativa precisa do desempenho desses sistemas. Diante disso, as simulações desempenham um papel crucial na obtenção de previsões de geração de energia e são essenciais para analisar, prever e otimizar a energia que será gerada. Logo, este trabalho tem como objetivo comparar a estimativa de geração de energia elétrica de duas plantas fotovoltaicas com tecnologias diferentes conectadas a rede (on-grid) por meio de simulações realizadas no software PVsyst. A metodologia utilizada se dará pela inserção dos dados técnicos das plantas fotovoltaicas e dos dados geográficos da UHE Pimental no software. Para a realização das simulações, 2 sistemas fotovoltaicos foram estabelecidos: (i) planta fotovoltaica fixa com módulos monofaciais; (ii) planta fotovoltaica fixa com módulos bifaciais. Para ambas as simulações será utilizada a base de dados da NASA contida no software, a fim de gerar dois relatórios distintos para comparação. Essa análise comparativa da estimativa da geração fotovoltaica visa a previsão da quantidade de energia que será produzida e a comparação posteriormente dos dados experimentais a serem medidos junto às plantas que futuramente serão instaladas. Como resultado, este trabalho demonstrou vantagens significativas na utilização de sistemas fotovoltaicos bifaciais em comparação aos sistemas fotovoltaicos monofaciais.

COMPARAÇÃO DOS SISTEMAS

2024-08-26T10:05:07-03:00

A transição energética está defasada em relação aos compromissos assumidos pelos países participantes da COP 26 que ratificou o Acordo de Paris. Cada fração de aumento de grau da temperatura ambiente global poderá gerar consequências significativas na natureza, sociedade e economia. Para alcançar correção de rumo são necessárias medidas criativas e transformadoras. A geração de energia elétrica por meio de sistemas fotovoltaicos (FV) vem sofrendo redução significativa de custo nos últimos anos tendo se tornado a forma mais acessível de geração de energia elétrica. Entretanto o armazenamento em baterias (BES) de quantidades significativas de energia gerada pelas plantas (FV) ainda é um desafio, demandando mais investigações. Por outro lado, as plantas de energia termo solar concentrada (CSP/PTC), utilizando sistemas de armazenamento de energia térmica (TES) são reconhecidas por promover despachabilidade e confiabilidade na entrega da energia à rede elétrica. Ressalta-se que outra vantagem das plantas (CSP/PTC+TES) é que elas possibilitam gerar energia elétrica durante os períodos noturnos ou de baixa irradiância solar. Este artigo apresenta resultados de simulações computacionais e análises de viabilidade técnica e econômica visando comparar dois sistemas de geração de energia elétrica funcionando de forma contínua para aumento da despachabilidade e confiabilidade: (1) sistema fotovoltaico com armazenamento de energia elétrica via baterias (FV/BES); (2) sistema termo solar com armazenamento de energia térmica integrado com planta solar fotovoltaica (CSP/PTC+TES+FV). Para uma mesma energia elétrica anual gerada o sistema (CSP/PTC+TES+FV) apresentou melhores resultados do que aqueles do sistema (FV/BES), devido principalmente ao custo elevado das baterias elétricas.

AVALIAÇÃO ELÉTRICA, TÉRMICA E ECONÔMICA DA IMPLANTAÇÃO DE PAINÉIS PV/T PARA ABASTECIMENTO RURAL NA REGIÃO DE PINHEIROS-ES

2024-08-26T10:36:26-03:00

Há uma necessidade crescente da exploração eficiente de fontes de energia mais limpas, sustentáveis e baratas. Uma fonte de grande potencial é a solar, cujo potencial de exploração ainda é pouco utilizado dadas as restrições tecnológicas. Dentre as técnicas de aproveitamento da energia solar, o uso de placas fotovoltaicas vem ganhando destaque tanto a nível industrial quanto comercial e residencial. Uma técnica que vem sendo pesquisada e que permite o melhor aproveitamento energético dos painéis fotovoltaicos é a associação com um fluido de arrefecimento, gerando painéis fotovoltaicos/térmicos. O fluido refrigera a célula fotovoltaica, permitindo que a placa opere com maior eficiência, enquanto o fluido de arrefecimento - normalmente água - pode ser usado como fonte de calor de baixa temperatura, aplicável ao consumo doméstico em banhos e piscinas, por exemplo. Nesse contexto, este trabalho visa analisar a implementação de painéis fotovoltaicos/térmicos em uma propriedade rural de Pinheiros-ES, avaliando o desempenho da placa solar nas condições do ambiente do ponto de vista térmico, elétrico e econômico. A modelagem da placa solar mostrou que em temperaturas mais altas, a placa opera com menor quantidade de refrigerante e menor eficiência térmica e elétrica. Analisou-se também como a eficiência da placa varia com a irradiância solar, sendo maior a eficiência quão maior a incidência solar. Estimou-se para o estudo de caso o uso 190 painéis solares que geram água aquecida a 50°C com eficiências térmica e elétrica de 21,92% e 17,43%, respectivamente. A análise econômica mostrou que a aquisição de painéis para a propriedade é viável economicamente apenas caso a implementação custe abaixo de 192 mil reais, apresentando retorno financeiro de até 8 anos pelo payback simples ou 30 anos pelo payback descontado.

DESENVOLVIMENTO DE UMA METODOLOGIA DE MONITORAÇÃO DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS NUMA USINA SOLAR POR IMAGENS CAPTADAS POR DRONE

2024-08-26T10:46:08-03:00

As instalações de usinas fotovoltaicas têm crescido significativamente em todo o mundo nos últimos anos. Os avanços tecnológicos e a competitividade econômica da energia solar fotovoltaica no Brasil também podem ser destacados como fatores decisivos para sua inclusão na matriz energética nacional. A termografia infravermelhaganhou atenção significativa devido à sua facilidade de uso e aplicabilidade em sistemas fotovoltaicos de grande porte. O método de inspeção de módulos fotovoltaicos é principalmente manual. Mas, em usinas fotovoltaicas de grande porte a baixa eficiência temporal da inspeção manual dificulta sua realização. Nos últimos anos, as comunidades acadêmicas e industriais tornaram-se interessadas em métodos de termografia infravermelha baseados em drones, eficientes em termos de tempo. Nesses métodos, um drone equipado com uma câmera termográfica geralmente é operado sem fio por um técnico, e as imagens são captadas e salvas durante o voo e depois processadas para detecção de módulos defeituosos. Este artigo propõe uma metodologia para monitoramento da temperatura de módulos fotovoltaicos em uma usina solar a partir de imagens captadas por drone através de termografia infravermelha, com o objetivo de facilitar a manutenção, identificação de módulos defeituosos e evitar verificações manuais mais demoradas em sistemas de grande porte. Técnicas de processamento de imagens e de visão computacional são utilizadas para identificar os módulos. Para processar as imagens, foi utilizado o software Octave para desenvolver algoritmos e uma interface gráfica.

ANÁLISE DA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DE INVERSORES COM DIFERENTES POTÊNCIAS NOMINAIS UTILIZANDO-SE A CURVA DE CARGA REAL DE UMA EDIFICAÇÃO RIBEIRINHA

2024-08-26T10:54:14-03:00

Existem várias formas de se conceber os sistemas fotovoltaicos isolados para o atendimento individual, os quais podem atender cargas em corrente contínua, cargas em corrente alternada e cargas mistas (corrente contínua e alternada). Em corrente alternada, a curva de eficiência em relação ao carregamento do inversor e sua potência nominal influenciam diretamente nas perdas do sistema. Embora os manuais dos fabricantes apresentem a referida curva, poucos detalham de maneira prática seus impactos, uma vez que eles operam, geralmente, com baixo carregamento nos casos reais. Diante desse cenário, este trabalho consiste na análise da eficiência energética de inversores de tensão (800, 1500, 2000 e 3000 VA), utilizando-se da curva de eficiência normalizada, em relação ao carregamento, de uma linha de inversores disponível no mercado, e de uma curva de carga real como potência de saída dos inversores para a simulação das respectivas potências de entrada. A curva de carga, com amostragem de dois segundos, foi monitorada por um ano pelo Grupo de Estudo e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas em um sistema fotovoltaico isolado que atende uma família ribeirinha no município de Barcarena, Pará. Concluiu-se, a partir dos períodos de descanso do freezer, que os inversores de maior potência nominal apresentaram uma menor eficiência para uma mesma quantidade de energia demandada. Evidenciou-se também a complexidade em utilizar a redução do consumo como critério de eficiência energética, pois desligar os equipamentos significa reduzir o carregamento do inversor e notoriamente torná-lo menos eficiente.

ANÁLISE DO CRESCIMENTO DA UTILIZAÇÃO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS EM DIFERENTES ÁREAS RESIDENCIAIS EM CIDADE DE MÉDIO PORTE NO SUL DO BRASIL

2024-08-26T11:07:10-03:00

O uso de energias limpas e renováveis vem se tornando uma questão de grande relevância no cotidiano da sociedade, sobretudo, no sentido da geração de energia sustentável e no crescimento da adesão de sistemas renováveis por consumidores residenciais. O presente estudo tem como principal objetivo identificar a evolução da adesão de sistemas de geração de energia solar por meio de módulos fotovoltaicos em condomínios horizontais na cidade de Santa Maria (RS). O estudo foi realizado por meio de observações de imagens de satélite do Google Earth, dentro de um recorte temporal de 10 anos, observando-se a área disponível para a instalação dos sistemas fotovoltaicos em telhados de três condomínios, e a evolução de instalação de módulos fotovoltaicos nas respectivas residências. O estudo teve enfoque na tipologia espacial de habitação do tipo de condomínios horizontais, tendo como análise: o condomínio Providence Clube Eco-Residencial São José, o Bauhaus Residencial e o Condomínio Terra Nova, todos eles localizados a leste do território urbano de Santa Maria. Observou-se através do estudo uma adesão gradativa ao longo dos anos a esse tipo de sistema, e um elevado percentual de instalação ao longo do ano de 2022. Assim, conclui-se que nesses locais a demanda por instalação de energia fotovoltaica teve crescimento expressivo nos últimos anos, mas que ainda não contempla a totalidade da disponibilidade de área utilizável para sua implantação.

EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA

2024-08-27T09:17:30-03:00

O Brasil possui mais de 200 sistemas isolados, onde o suprimento de eletricidade é predominantemente dependente de fontes de energia não renováveis provenientes de derivados de petróleo. A hibridização destes sistemas é essencial para a redução dos impactos ambientais, econômicos e sociais no Brasil. A instalação, operação e manutenção de sistemas fotovoltaicos isolados necessita de profissionais capacitados e treinados. Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um Itinerário Formativo para a Educação Profissional e Tecnológica com foco em pequenos sistemas isolados na Região Amazônica, capaz de guiar escolas técnicas e docentes na implementação de novos cursos de energia solar. A metodologia aplicada se baseou na identificação e mapeamento dos principais atores relevantes, na realização de entrevistas, na elaboração de um programa de capacitação destinado aos docentes dos centros de ensino e no desenvolvimento de conteúdo formativo. Dessa forma, foi proposto um curso com carga horária de 40 horas com o objetivo de desenvolver as capacidades técnicas, sociais, organizativas e metodológicas necessárias para a execução de serviços de montagem de componentes e estruturas de fixação, instalação e manutenção de sistemas fotovoltaicos isolados de pequeno porte, considerando os requisitos do projeto, os padrões e as referências técnicas, normativas, de saúde, segurança e de meio ambiente que se aplicam ao processo. Como parte do processo, os docentes foram treinados para a futura implementação do curso proposto.

DETECÇÃO DE OUTLIERS DA IRRADIÂNCIA SOLAR GLOBAL POR MEIO DO Z-SCORE EM FUNÇÃO DA SAZONALIDADE E DO PADRÃO DE COBERTURA DE CÉU

2024-08-27T09:52:32-03:00

Medir a radiação solar na superfície terrestre é mais difícil do que outras variáveis climatológicas, devido as falhas técnicas, manutenção precária e natureza dinâmica dos processos físicos, o que causa outliers no sistema de medição. O objetivo deste estudo foi detectar, quantificar e remover outliers da irradiância solar global, que são valores que apresentam um comportamento atípico, a partir de medidas coletadas a cada 1 minuto (W/m²) do período diurno de 2022, obtidas na Faculdade de Ciências Agronômicas (UNESP) de Botucatu (SP) - Brasil. Portanto, foi utilizado o método estatístico Z-Score para calcular o quanto um valor mensurado estava distante da média populacional em relação aos demais, em termos de desvios padrão, considerando a subdivisão dos dados em função da sazonalidade e dos padrões de cobertura de céu. Neste sentido, medições de irradiância solar com Z-Score abaixo de -2 ou acima de 2 foram consideradas outliers, quantificadas e removidas do conjunto de dados. Considerando a nebulosidade, em condições de céu aberto, parcialmente aberto, parcialmente nublado e nublado, 4,47%, 2,00%, 4,00% e 4,27% do total de medidas obtidas, em cada cobertura de céu, respectivamente, foram removidas por serem outliers. Considerando a sazonalidade, no verão, primavera, inverno e outono, 3,33%, 4,42%, 3,87% e 4,48% do total de valores medidos, em cada época do ano, foram removidos por serem outliers. O Z-Score se mostrou uma técnica estatística eficiente e eficaz para detectar outliers, porém quando ocorrem muitos picos as anomalias não são identificadas em sua totalidade, pois os valores extremos afetam a média e o desvio padrão do conjunto de dados, reduzindo a capacidade de identificação de outliers. Portanto, sugere-se primeiro delimitar os valores fisicamente possíveis da irradiância solar global, obtida na superfície terrestre, no sentido de reduzir a ocorrência de valores extremos, para então identificar os outliers usando o Z-Score.

OTIMIZAÇÃO DE MODELOS LINEARES PARA ESTIMATIVA DA IRRADIÂNCIA SOLAR GLOBAL POR MEIO DE PRODUTOS DE SENSORIAMENTO REMOTO EM BOTUCATU (SP) - BRASIL

2024-08-27T10:24:06-03:00

É consenso que o conhecimento sobre os níveis de irradiância solar obtidos na superfície terrestre por meio de sensores automáticos representa a situação mais desejável. Porém, a construção de estações solarimétricas apresenta aporte financeiro elevado, o que dificulta a implantação deste cenário em muitas localidades no Brasil. O objetivo deste estudo foi criar três modelos de regressão linear, com combinações de parâmetros de entrada diferentes, para estimar a irradiância solar global horária na superfície terrestre, utilizando informações obtidas pelo Global Land Data Assimilation System 2.1. Foi realizada uma avaliação para determinar qual combinação de variáveis independentes de regressão linear apresentaria o melhor ajuste as medidas coletadas na Faculdade de Ciências Agronômicas (UNESP) de Botucatu (SP) - Brasil, durante o período de 2020-2022. Foram criados, portanto, em Python três modelos de regressão linear usando a irradiância solar global, fornecida pelo produto de sensoriamento remoto, índice de transmissividade atmosférica e elevação solar, como variáveis independentes, em escala temporal horária. A avaliação dos modelos de regressão linear se deu a partir dos indicadores estatísticos MBE, rMBE, RMSE, rRMSE e R², usando como referência medidas obtidas por um piranômetro na superfície terrestre. A primeira combinação de ajuste linear produziu um R² de 0,83, com um rMBE de 18,13% e um rRMSE de 26,63%. Assim como, a segunda combinação de ajuste linear gerou um R² de 0,88, com um rMBE de 15,69% e um rRMSE de 26,31%. Por fim, a terceira combinação de ajuste linear apresentou um R² de 0,90, com um rMBE de 15,52% e um rRMSE de 20,75%. Usar a irradiância solar fornecida pelo produto de sensoriamento remoto, índice de transmissividade atmosférica e elevação solar, como variáveis independentes, criou o modelo de regressão linear que melhor compreendeu os processos atmosféricos e astronômicos ocorridos, permitindo obter estimativas de irradiância solar na superfície terrestre com maior precisão.

SISTEMAS AGRIVOLTAICOS NA AGRICULTURA FAMILIAR

2024-08-27T10:40:59-03:00

Os sistemas agrivoltaicos combinam o uso da terra para agricultura e geração de energia fotovoltaica, e têm ganhado destaque internacional. No Brasil a tecnologia pode representar uma alternativa para combater os altos índices de insegurança alimentar e pobreza energética, porém, seu potencial no país ainda é pouco explorado. O presente estudo de caso se concentra em quatro famílias de uma associação de produtores orgânicos do Amazonas. Duas topologias de sistemas agrivoltaicos foram propostas. Foram coletados dados como consumo energético, planos futuros da associação, práticas agrícolas, condições climáticas e dados de irradiação para estimar as potências necessárias para os sistemas fotovoltaicos. A análise econômica levou em consideração potenciais riscos de perda de produtividade agrícola devido à sombra das estruturas agrivoltaicas. Os resultados da análise econômica revelam que, embora o CAPEX inicial possa ser maior do que instalações convencionais, ele não inviabiliza os sistemas. Foram avaliados três cenários de contribuição dos agricultores no investimento inicial: 100, 80 e 60%. Mesmo no caso em que os agricultores entram com 100% do investimento, o payback descontado é de 7 anos e 10 meses. Neste mesmo cenário, o VPL e a TIR resultantes foram de R$ 98.232,76 e 24,41%, respectivamente. Além disso, foi observada a sinergia entre sistemas agrivoltaicos e modelos de negócios de energia compartilhada, a qual pode aproveitar a figura jurídica de associação já existente para a distribuição de créditos de energia. O projeto individual proposto pode beneficiar diretamente quatro famílias ribeirinhas e impactar 84 famílias consumidoras, ao mesmo tempo em que apoia a produção orgânica na região amazônica. Além disso, o estudo pode influenciar aplicações agrivoltaicas em contextos de agricultura familiar. Observa-se também a necessidade de mais pesquisas acerca deste tópico em contexto nacional.

Impacto das Mudanças Climáticas na Geração de Energia Solar

2024-08-27T15:51:45-03:00

A segurança energética vem se tornando mais dependente do clima na medida em que cresce a penetração de fontes renováveis na matriz energética mundial, tornando este tópico recorrente na agenda científica internacional. No Brasil, devido à diversidade de fontes energéticas de elevado potencial e sua grande extensão territorial, esta tendência tem-se confirmado especialmente com a expansão dos parques eólico e solar. Quantificar o risco futuro sobre o setor energético passa por compreender melhor as relações entre as projeções climáticas e a disponibilidade do recurso energético renovável em nosso território. Desta forma, este trabalho visa desenvolver ferramentas que permitam uma avaliação do risco futuro sobre o setor de geração de energia solar no Brasil, a partir de projeções climáticas. Aqui são apresentadas as correções estatísticas realizadas nos dados de reanálises atmosféricas que apresentaram melhor desempenho quando na comparação com outros dados utilizados como referência. Foram selecionados mais 40 modelos do CMIP6, sendo estes corrigidos em seus períodos históricos e avaliados, a fim de definir os melhores para a análises dos impactos futuros. Os resultados indicam um aumento na radiação solar em todo o Brasil, variando sazonalmente, com um incremento de até 6% na primavera e 3% em março-abril até o final do século, mesmo sob um cenário de altas emissões de CO² (SSP5-8.5). O estudo revela também variações regionais, com um destaque para uma área que poderia experimentar uma diminuição da irradiação solar em determinados meses. Além disso, foi observada uma correlação entre o aumento da radiação solar e a redução na precipitação, o que ressalta a complexidade e a importância de considerar múltiplos aspectos do sistema climático. Estas projeções são cruciais para o planejamento energético do Brasil, que possui alto potencial para expansão da energia solar. A compreensão das variações na disponibilidade de radiação solar influencia tanto a infraestrutura de energia renovável quanto às políticas de mitigação e adaptação às mudanças climáticas.

MODELAGEM DE SISTEMAS ALTAMENTE RENOVÁVEIS

2024-08-27T16:07:11-03:00

Este estudo investigou soluções para o sistema elétrico considerando a demanda de 2050 e utilizando modelos de sistemas de energia que visam a minimização de custos. Aspectos físicos como a disponibilidade de área foram consideradas, além da inclusão de séries temporais de alta resolução. Os resultados obtidos indicam que a capacidade instalada no Brasil até 2050 deve variar entre 353 a 428 GW a depender do ano climático considerado, com uma predominância de parques eólicos e solares. No que tange à capacidade eólica, o estudo apresenta uma média que varia de 147 a 192 GW. Em relação à energia solar, os números variam entre 57 a 75 GW. Os resultados apontam que a maior parte da capacidade instalada de energia solar se concentra em São Paulo, seguido por Minas Gerais, Bahia e Rio de Janeiro, estados com grande demanda elétrica. O estudo também enfatiza a necessidade de diversidade tecnológica e espacial para garantir a segurança energética, destacando que não há um único caminho tecnológico para atingir sistemas altamente renováveis. A energia eólica é considerada a mais competitiva em termos de custo nivelado, devido a sua geração mais constante em comparação com os parques solares, porém, enfrenta desafios sazonais que são compensados com a energia solar.

IMPLEMENTAÇÃO E AÇÕES DO PROGRAMA QUALIFICA MAIS ENERGIFE NO INSTITUTO FEDERAL DE GOIAS CÂMPUS ITUMBIARA

2024-09-06T15:00:09-03:00

Este artigo aborda a importância da educação e capacitação em energias renováveis, com foco no exemplo do programa "Qualifica Mais Energife" aplicado no Instituto Federal de Goiás (IFG), Campus Itumbiara através de treinamento profissional em Energia Solar Fotovoltaica. É apresentado uma análise da iniciativa e seus resultados no ano de 2022, evidenciando a formação bem-sucedida de 97 profissionais qualificados nesse campo específico. O trabalho ressalta a necessidade premente de programas educacionais similares como impulsionadores fundamentais para a transição eficaz em direção a fontes de energia mais limpas e sustentáveis. O estudo contribui para a compreensão da eficácia dessas iniciativas na preparação de profissionais capacitados, essenciais para o avanço contínuo no setor de energias renováveis.

QUIZ SOLAR DA LASOL

2024-09-06T15:16:14-03:00

O presente trabalho apresenta o desenvolvimento da versão 2.0 de um aplicativo de perguntas e respostas com o objetivo de tornar a didática do ensino de Energia Solar mais dinâmica e interativa para os alunos e alunas do ensino fundamental, médio, técnico e superior. Desse modo, para sua primeira versão, a abordagem dos temas foi feita de forma qualitativa, a fim de facilitar o processo de gamificação, apresentando conceitos básicos, intermediários e avançados de energia solar, através de perguntas e curiosidades recorrentes. Para tanto, a plataforma utilizada para programação e criação desse novo aplicativo foi a Kodular, por ser gratuita e permitir a criação de aplicativos para Android por meio de uma lógica de programação de blocos, com uma interface de fácil compreensão e codificação sem a necessidade de muito conhecimento técnico. Desse modo, o aplicativo intitulado Quiz Solar da LASOL foi disponibilizado na loja virtual Play Store e divulgado em eventos escolares e universitários, mostrando resultados satisfatórios em relação a aceitação do público, estruturação do aplicativo e sua utilização. Nesse sentido, buscando seu aprimoramento, para sua nova versão foram realizados estudos para encontrar a melhor forma de desenvolver esse projeto, com enfoque na praticidade do desenvolvimento e dinamismo do aprendizado, principalmente para o público do ensino superior e técnico.

MONITORAMENTO DA TEMPERATURA DE OPERAÇÃO EM MÓDULOS FOTOVOLTAICOS

2024-09-06T17:25:42-03:00

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%.

SISTEMAS FOTOVOLTAICOS PARA EDIFÍCIOS MULTI-UNIDADES: UMA REVISÃO BIBLIOMÉTRICA

2024-09-06T17:39:41-03:00

O uso de sistemas fotovoltaicos (FV) em edifícios multi-unidades (ERM) tem despertado grande interesse nos mercados, principalmente devido aos contínuos aumentos nas tarifas de eletricidade e à busca por tecnologias de conversão de recursos energéticos renováveis capazes de reduzir as emissões de carbono para atmosfera. Esse artigo tem como objetivo realizar uma revisão bibliométrica sobre a utilização de sistemas de conversão FV para ERM. Procuramos categorizar as áreas de pesquisa nesse campo, identificar benefícios, desafios, aspectos técnicos e econômicos por meio da análise de trinta artigos científicos publicados a partir de 2019, coletados nas bases de dados Elsevier, Scopus e Google Scholar. Dos artigos científicos selecionados, 10% abordam barreiras e facilitadores, 23% concentram-se nas necessidades e disponibilidades energéticas, 10% examinam as possibilidades de mercado, 10% exploram a alocação e negociação dos sistemas, 27% investigam o tema da Fotovoltaica Integrada em Edifícios (BIPV), e 20% se relacionam com as estratégias para instalação de sistemas FV em ERM. Os principais benefícios incluem economia de custos de energia, viabilidade econômica e melhora da confiabilidade do fornecimento de energia dos sistemas elétricos. Os principais desafios incluem custos iniciais, regulamentação, planejamento energético e falta de conscientização. Especificamente para o Brasil, os autores recomendam pesquisas para mapear as fachadas de edifícios residências e comerciais multi-unidades e suas respectivas orientações, a fim de estimar a capacidade de integração de sistemas FV nas grandes cidades do Nordeste.

GERAÇÃO DISTRIBUÍDA E NOVOS MODELOS DE NEGÓCIOS

2024-09-06T17:50:35-03:00

A necessidade de reduzir as emissões de gases de efeito estufa, juntamente com os avanços nas tecnologias de comunicação e informação, tem impulsionado o sucesso da expansão de diversos tipos de comunidades de geração compartilhada de caráter prossumerista. Isso tem aberto espaço para a criação de novos e promissores modelos de negócios. Entre esses modelos, a transação entre pares (P2P) se destaca, visto que é capaz de atender às necessidades locais de empreendedorismo, emprego, renda e serviços ancilares, ao mesmo tempo em que contribui para a redução das emissões de carbono exigida pela crise climática global. O presente artigo tem como objetivo realizar uma revisão bibliométrica sobre a aplicação do modelo P2P como plataforma de transação de eletricidade gerada a partir de microssistemas fotovoltaicos (FV). Para isso, foram revisadas publicações a partir de 2015, totalizando 40 artigos científicos. Por meio da revisão desses artigos, foram determinadas suas áreas de foco, abordando os benefícios da implementação do modelo P2P, seus impulsionadores, barreiras e desafios, estudos de casos e direções futuras. Dos artigos selecionados, 25% focam na análise de modelos de negócios, 17,5% exploram os impactos do comércio de energia P2P, 45% abordam as aplicações, desafios e oportunidades e 12,5% são relacionados às tecnologias empregadas nesse tipo de modelo de negócio. Especificamente para o Brasil, os autores recomendam pesquisas capazes de mapear perfis arquetípicos individuais de produção e consumo de energia de adotantes de telhados FV, assim como suas disposições para tornarem-se prossumidores. Espera-se que tais pesquisas fomentem inovações sociotécnicas no setor elétrico, proporcionando aos consumidores maior autonomia, capacidade de comércio, e opções para gerenciar de forma inovadora suas relações com a energia.

CADEIA PRODUTIVA DO SETOR SOLAR FOTOVOLTAICO NO BRASIL

2024-09-09T09:17:24-03:00

A geração solar fotovoltaica é atualmente o segundo recurso energético mais utilizado pelo sistema elétrico brasileiro, e cresce exponencialmente a cada ano. Devido a esta expansão, ocorre paralelamente o crescimento da cadeia produtiva fotovoltaica no Brasil, que tem contribuído para agregar valor ao setor através das empresas integradoras. O desenvolvimento de um componente ou produto é possível devido à sua cadeia produtiva. Cadeia produtiva é o conjunto de atividades econômicas que envolvem a produção, distribuição e comercialização de um determinado produto ou serviço, desde a extração de matérias-primas até a entrega do produto final ao consumidor. Apesar da expansão da cadeia produtiva do setor fotovoltaico no Brasil, acredita-se que ainda existam potencialidades de desenvolvimento e inovação. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é descrever dados de referenciais bibliográficos para realizar uma análise crítica da cadeia produtiva da fonte solar fotovoltaica no Brasil, com intuito de propor tendências de inovação para o segmento. O estudo auxilia na gestão de mercado ao mostrar o atual cenário brasileiro e também colabora com a cadeia de valor da indústria fotovoltaica. As empresas integradoras são as responsáveis por fazer a interface entre as distribuidoras de equipamentos, os agentes de financiamentos e os clientes interessados na tecnologia fotovoltaica, e que possuem maior democratização do acesso ao emprego. Propostas de inovação são colocadas, como o investimento na qualificação das empresas integradoras a partir de indicadores, o desenvolvimento de serviços de desativação e reciclagem do sistema fotovoltaico, além de ações beneficentes através da reutilização de módulos menos eficientes em locais públicos.

ANO METEOROLÓGICO TÍPICO SOLAR

2024-09-09T09:56:47-03:00

Neste artigo, examinamos a sensibilidade da metodologia de cálculo de um "Ano Meteorológico Típico" (TMY) à alterações na fonte da série de dados meteorológicos e nos fatores de ponderação utilizados. Este estudo utilizou três fontes diferentes de dados meteorológicos - observações terrestres, dados modelados derivados de satélite e dados de reanálise ERA5. O TMY foi criado para cinco regiões climáticas diferentes no Brasil usando 13 anos de dados horários para 10 variáveis meteorológicas que consistem em temperatura máxima, mínima e média do ar, umidade relativa, velocidade máxima e média do vento, radiação horizontal total global e radiação solar direta normal. O estudo mostra que a fonte dos dados meteorológicos desempenha um papel pouco importante na determinação dos meses "mais típicos". A tipicidade dos meses foi consistente mesmo quando foram utilizadas fontes de dados tão diversas como dados in situ e modelados. O estudo também mostra que a escolha do esquema de ponderação para a fonte de dados meteorológicos é relativamente arbitrária, se não irrelevante. Isto deve-se ao facto de os parâmetros meteorológicos não serem variáveis independentes e, por conseguinte, representarem frequentemente informações redundantes. Um pequeno número de parâmetros independentes é suficiente para produzir um bom TMY, e a adição de vários parâmetros interdependentes não melhora a qualidade do TMY produzido.

SELO “+MULHERES NA ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA”

2024-09-09T10:33:38-03:00

A transição energética refere-se à transformação do setor de energia, que atualmente utiliza fontes fósseis, para uma matriz energética com emissão zero de carbono. Por meio da diversificação, busca-se reduzir a dependência de fontes fósseis de energia, promovendo o uso de energias renováveis. O crescimento da energia fotovoltaica (FV) traz luz aos temas pertinentes ao setor, como empregabilidade e diversidade de gênero. No Brasil, o setor enfrenta preconceitos, com 64% das profissionais sendo alvo de comentários sexistas e 49% sofrendo discriminação no ambiente de trabalho. A conciliação entre a vida pessoal e familiar, especialmente no que tange aos cuidados com filhos e filhas, representa também uma barreira, já que recai sobre elas grande parte das responsabilidades nos cuidados com o lar e os familiares. A violência de gênero e a desigualdade racial são questões muito fortes e generalizadas, resultando em grandes barreiras às mulheres, visto que 57% das profissionais já sofreram algum tipo de violência e 71,7% já foram discriminadas em seu ambiente profissional. As evidências produzidas para subsidiar a tomada de decisão nas áreas de educação, saúde, assistência social, segurança alimentar e nutricional e do trabalho decente com vistas a contemplar necessidades de grupos em situação de maior vulnerabilidade e promover a equidade de gênero, raça e etnia durante todo o curso da vida. O objetivo do selo “+Mulheres na Energia” é desenvolver uma metodologia abrangente e eficaz para a avaliação e reconhecimento de um selo de equidade de gênero em empresas no setor de energia FV, visando promover a equidade de gênero nas organizações, identificar e reconhecer boas práticas de inclusão e diversidade, e incentivar a adoção de políticas e práticas que promovam a equidade de oportunidades e a valorização de todos os gêneros no ambiente de trabalho.

ANÁLISE DE VIABILIDADE TÉCNICA E FINANCEIRA DE RETROFIT EM SISTEMAS DE ILUMINAÇÃO PÚBLICA COM FONTE SOLAR FOTOVOLTAICA

2024-09-09T14:18:46-03:00

O uso de fontes de energias renováveis e a implementação de ações de eficientização são soluções recorrentes dentro da área de Energia para se tratar questões ambientais e de sustentabilidade. A confluência da eficiência energética por meio de retrofit de iluminação pública (IP) e da geração de energia fotovoltaica (FV) podem garantir um parque de IP mais eficiente e sustentável. Até janeiro de 2022, no Brasil, a IP com fonte solar FV era restrita a sistemas autônomos com baterias, solução pouco implementada e difundida, sendo que a partir de 2022, por meio da Lei 14.300, foi autorizada a implementação de sistemas fotovoltaicos conectados à rede (SFCR) com compensação de energia elétrica em clientes IP. Por se tratar de uma solução recente e pouco abordada, o presente artigo busca analisar a viabilidade técnica e financeira de um sistema de IP com SFCR tendo como base um estudo de caso de uma via pública hipotética. O retrofit do sistema de IP foi validado através do software DIALux e a alimentação elétrica do sistema de IP com o SFCR foi dimensionada analiticamente por meio da técnica da performance esperada. Os resultados apontam para uma redução de 70% na potência das luminárias com o retrofit proposto com manutenção da iluminância. Adicionalmente, o método do valor presente líquido revelou viabilidade financeira para ambas as soluções quando aplicadas individualmente ou em conjunto.

SOBRE MÉTODOS PARA SELEÇÃO DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS VOLTADOS PARA HABITAÇÕES DE INTERESSE SOCIAL NO BRASIL

2024-09-09T14:27:39-03:00

Esse trabalho se propõe a elaborar análise exploratória sobre os diferentes módulos fotovoltaicos disponibilizados para comercialização, de modo a compreender se há formação de clusters que possam ser uteis no processo de escolha de tais dispositivos para uso em habitações de interesse social no Brasil. Foi utilizada a análise de clusters. Os resultados demonstraram a formação de três clusters de módulos; massa como o atributo que promove a diferenciação entre clusters. Também demonstraram que o processo de seleção de módulos pode ser realizado com combinação de várias técnicas de análise de modo a auxiliar o processo de escolha de dispositivos face a enorme diversidade ofertada no mercado.

A ENERGIA SOLAR COMO MECANISMO DE INTEGRAÇÃO DE TECNOLOGIAS SOCIAIS

2024-09-09T14:51:06-03:00

A exclusão energética é uma realidade na região norte brasileira. Nesse cenário, a energia solar fotovoltaica ganha mais adeptos devido ao potencial energético da região e à ascensão comercial atual. Em muitas comunidades, dificuldades comuns às famílias ribeirinhas são contornadas com tecnologias sociais sejam para melhorar a qualidade de vida, sejam para otimizar uma atividade produtiva. Diante a contextualização, esse artigo tem como objetivo apresentar um meio de utilizar a energia solar como mecanismo integrador de tecnologias sociais em comunidades ribeirinhas da Amazônia. Para atender esse objetivo foi idealizado um sistema fotovoltaico versátil capaz de se adaptar às demandas energéticas. O sistema utiliza chaves comutadoras tripolares de três posições para alternar o tipo de arranjo executado no gerador fotovoltaico, que é determinado pelo tipo de associações dos módulos que compõem o gerador: A chave na posição um (1) o gerador fotovoltaico energiza um sistema fotovoltaico doméstico (com armazenamento de energia – banco de baterias de chumbo-ácido); na posição dois (2) o gerador energiza um sistema fotovoltaico de acoplamento direto (contendo um conversor de frequência aplicado para acionamento de máquinas trifásicas). O sistema foi instalado em residências de famílias na comunidade ribeirinha da Ilha das Cinzas, localizada no estuário do Rio Amazonas, Gurupá, Pará; e obteve êxito em integrar tecnologias sociais já existentes (batedeira solar de açaí e fossa séptica biodigestora) e demandas elétricas cotidianas (iluminação, refrigeração, eletrodomésticos, etc.).

MICRORREDES NÃO ISOLADAS EM BAIXA TENSÃO NO BRASIL

2024-09-09T17:10:43-03:00

A baixa confiabilidade de redes de distribuição ainda está presente em muitas regiões do Brasil, principalmente no que concerne aos altos níveis de interrupções vivenciados pelos consumidores em baixa tensão. A esse respeito, elevados investimentos ainda são necessários em infraestrutura de rede para garantir o suprimento contínuo, especialmente durante condições climáticas adversas. Uma alternativa aos investimentos estruturantes convencionais consiste na utilização de recursos energéticos distribuídos (RED) que possam operar como backup durante faltas na rede primária, garantindo o suprimento aos consumidores em baixa tensão até o reestabelecimento da média tensão. Neste trabalho, faz-se uma avaliação do potencial de integração de microrredes em redes de distribuição secundária com vistas à melhoria de indicadores de continuidade, especificamente DEC (Duração Equivalente de interrupção por unidade Consumidora) e FEC (Frequência Equivalente de interrupção por unidade Consumidora). O trabalho parte de um levantamento das principais características e configurações de redes secundárias (baixa tensão) adotadas por concessionárias de distribuição no Brasil, tais como: presença de dispositivos de proteção e seccionamento, configuração dos ramais, densidade de carga e fatores geradores de interrupções. Em seguida, propõe-se uma metodologia para avaliação do potencial de integração de RED para formar microrredes em baixa tensão, a partir do cálculo dos requisitos mínimos de potência e energia que o RED deve dispor para atendimento da demanda e do consumo em condições de contingência. Por fim, apresentam-se dois estudos de caso aplicados em redes secundárias com características distintas, localizadas na área de concessão da Equatorial-PA, a fim de demonstrar a aplicabilidade da metodologia.

TRANSIÇÃO ENERGÉTICA EM REDES ISOLADAS

2024-09-09T17:48:40-03:00

A avaliação da transição energética é uma das questões mais proeminentes da contemporaneidade, a avaliação da transição no arquipélago de Fernando de Noronha, enfatizando a importância de substituir fontes de energia não renováveis por soluções sustentáveis, como a geração fotovoltaica (FV) e o armazenamento de energia é avaliado nesse trabalho. Atualmente, a ilha depende predominantemente de geradores a diesel, que contribuem para elevadas emissões de CO₂. A metodologia utilizada inclui uma análise detalhada do potencial de geração FV e das capacidades de armazenamento de energia necessárias para uma transição efetiva. O estudo examina as características geográficas e ecológicas de Fernando de Noronha, destacando um limite de aproximadamente 25MWp de potência máxima FV instalada na ilha. Os resultados indicam que a adoção de sistemas FV e de armazenamento de energia podem reduzir substancialmente a dependência de combustíveis fósseis. No entanto, a análise revela que alcançar a autossuficiência energética completa é desafiador. O estudo sugere a necessidade de estratégias complementares, como a geração distribuída e o uso de hidrogênio como vetor energético, para garantir uma oferta de energia constante e confiável. Além dos benefícios ambientais, a transição energética apresenta vantagens econômicas e sociais significativas, incluindo a redução de custos operacionais e a promoção do turismo sustentável. O caso de Fernando de Noronha serve como um exemplo valioso para outras regiões isoladas, demonstrando que a transição para uma matriz energética limpa e renovável é viável e benéfica, tanto para o meio ambiente quanto para a economia local.

ANÁLISE DO IMPACTO DOS ÍNDICES PLUVIOMÉTRICOS EM USINAS DE GERAÇÃO SOLAR FOTOVOLTAICA

2024-09-11T09:17:58-03:00

Este projeto propõe analisar o impacto dos índices pluviométricos na geração de energia solar fotovoltaica em duas usinas instaladas no Rio Grande do Norte, Brasil. Além de observar a eficiência das placas fotovoltaicas em condições reais de operação, comparando os dados de geração com os índices meteorológicos fornecidos pelo ICEA (Instituto de Controle do Espaço Aéreo) e o INMET (Instituto Nacional de Meteorologia). O estudo utiliza dados de geração e precipitação de um período de oito meses, de outubro de 2022 a maio de 2023, e considera fatores como potência instalada e a potência do inversor de frequência. Os resultados mostram que há uma relação inversamente proporcional entre a quantidade de chuva e a capacidade de gerar energia solar, sendo que os meses mais chuvosos apresentaram uma queda na produção de energia em relação aos meses mais secos, através do cálculo da correlação obtivemos essa confirmação, mostrando que há uma correlação negativa entre os dados de geração e precipitação no mesmo período. Essa análise permitirá identificar as principais causas de perdas de eficiência e fornecer subsídios para aprimorar o desenvolvimento e a implementação de usinas de energia solar fotovoltaicas mais competentes e sustentáveis, destacando a importância de considerar as condições reais de operação para uma avaliação mais precisa do desempenho das usinas fotovoltaicos.

SISTEMAS FOTOVOLTAICOS INTEGRADOS EM EDIFÍCIOS

2024-09-11T09:26:45-03:00

Os edifícios atualmente consomem cerca de 36% da energia produzida globalmente e se encontram no centro do debate sobre a transição para fontes de energia renovável, que pode permitir uma diminuição constante das emissões futuras. A energia solar fotovoltaica tem experimentado um crescimento exponencial em todo o mundo, sua aplicação no ambiente construído reduz a necessidade de grandes áreas livres e permite converter os edifícios de consumidores em produtores de energia. Nesse contexto, os sistemas fotovoltaicos integrados em edifícios trazem como vantagem o potencial de aproveitamento de grande parte da envoltória, se comparados aos sistemas convencionais de cobertura. Contudo, devido a sua complexidade, os sistemas oferecem desafios no âmbito do projeto, desde o seu estágio de concepção inicial, para garantir uma melhor integração fotovoltaica que compatibilize aspectos estéticos, construtivos, energéticos e económicos. Este artigo pretende investigar os conceitos, critérios, melhores práticas e exemplos de integração arquitetônica bem-sucedidos, visando apoiar a tomada de decisão no âmbito do projeto. Conclui-se que acrescente inovação e diversidade de produtos e soluções permitem novas perspectivas de integ ração, que se refletem nos edifícios de referência examinados. Uma ampla difusão de referências projetuais pode contribuir para a compreensão das possibilidades, benefícios e limitações de um projeto BIPV, indicando caminhos possíveis para uma melhor integração fotovoltaica, equilibrando os conceitos do design à funcionalidade construtiva e à otimização da eficiência energética.

PARCERIAS PÚBLICO-PRIVADAS (PPPs) NO AVANÇO DA ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA NO BRASIL

2024-09-11T09:48:22-03:00

A busca por uma matriz energética mais sustentável é uma das principais metas da atualidade, e a energia solar fotovoltaica desempenha um papel fundamental nessa transição. No entanto, a expansão dessa tecnologia enfrenta grandes desafios, desde altos investimentos iniciais até o gerenciamento da variabilidade na produção instantânea de energia, no caso da fonte solar. As parcerias entre os setores público e privado surgem como um modelo colaborativo crucial para superar essas barreiras, combinando a eficiência e inovação do setor privado com o apoio regulatório e financeiro do setor público. O aumento na capacidade de geração de energia elétrica utilizando a fonte solar fotovoltaica, por parte do poder público é de extrema importância, pois reduz os gastos com energia elétrica, além de reduzir os impactos ambientais. Nesse contexto, o objetivo neste trabalho é analisar o papel das Parcerias Público-Privadas (PPPs) na implementação e aceleração da expansão da energia solar fotovoltaica no Brasil, com destaque para a PPP das miniusinas de geração fotovoltaica implementada pelo Governo do Estado do Piauí, enfatizando os benefícios e desafios enfrentados neste processo. A metodologia empregada inclui uma análise detalhada das publicações científicas sobre o tema, por meio da pesquisa nas principais fontes de dados digitais disponíveis (periódico CAPES, SCOPUS, Google Acadêmico), complementada por um estudo de caso prático das miniusinas fotovoltaicas no Piauí. Este estudo revela que, enquanto as PPPs oferecem uma rota eficiente para superar barreiras financeiras e técnicas, elas também apresentam desafios significativos, como questões de transparência, alinhamento de objetivos e dependência do setor privado. Os resultados do caso do Piauí demonstram benefícios tangíveis das PPPs, como a redução dos custos de energia para o governo estadual e avanços na sustentabilidade ambiental. No entanto, é necessária uma gestão cuidadosa dos riscos e promoção da equidade no acesso à energia elétrica de qualidade.

ANÁLISE TÉCNICA E AMBIENTAL DA INTEGRAÇÃO FOTOVOLTAICA NA FACHADA DE UMA EDIFICAÇÃO NA REGIÃO AMAZÔNICA

2024-09-11T10:01:27-03:00

O estudo de novas ações e estratégias de integração fotovoltaica (FV) além das coberturas pode contribuir para a ampliação da geração de energia FV, mesmo que o sistema não seja capaz de gerar a máxima energia, a integração é vantagem pois apresenta o cumprimento de requisitos estéticos e o conforto ambiental para a edificação. Desse modo, o módulo FV pode substituir materiais tradicionais e ainda gerar energia para o consumo. O objetivo deste trabalho é apresentar a análise técnica com relação ao desempenho energético e térmico, e a análise ambiental de um sistema fotovoltaico (SFV) integrado na fachada desempenhando dupla função: de geração de energia e de fachada ventilada, em uma edificação universitária localizada na cidade de Belém-PA-Brasil. Para o desempenho energético foram realizados simulações utilizando o software PVSyst com 04 tecnologias de módulos FV: de silício monocristalino (m-Si), de telureto de cádmio (CdTe), de silício amorfo (a-Si) e de disseleneto de cobre, índio e gálio (CISG), obtendo valores para a taxa de desempenho (PR) muito próximos do valor de referência adotada para a elaboração do mapa do potencial de geração solar FV do Atlas Brasileiro de Energia Solar; para o desempenho térmico utilizou-se o software Energyplus e constatou-se que com a integração da fachada FV ventilada na edificação, apresentou uma redução média na temperatura interna entre 1 oC e 1,80 oC nos horários enre 14:00h e 18:00h; na análise ambiental foi calculada a redução de emissão de gases do efeito estufa (GEE) considerando a utilização da energia FV em substituição às fontes de geração de energia utilizadas na matriz energética brasileira. Os resultados desse estudo para integração de fachadas FV na Amazônia corroboraram com os realizados em outras regiões do Brasil com características climáticas diferentes e em países onde a tecnologia já se encontra em estágio mais avançado.

TÉCNICA DE APRENDIZADO DE MÁQUINAS PARA ESTIMAR A FRAÇÃO DIFUSA DA RADIAÇÃO GLOBAL COM BASE EM VARIÁVEIS CLIMATOLÓGICAS PARA UMA ZONA CLIMÁTICA SUBTROPICAL COM BIOMA DE MATA ATLÂNTICA, ÚMIDO MESOTÉRMICO.

2024-09-11T10:32:24-03:00

O trabalho propõe a utilização de uma Técnica de Aprendizado de Máquinas para estimativa da fração difusa (Kd) da irradiação global solar a partir de um conjunto de combinações de variáveis astronômicas e meteorológicas medidas e calculadas que foram extraídos no período de 2020 a 2022 de uma das seis Estações de Pesquisa em Energia Solar do Laboratório de Energia Solar – Labens, da Universidade Tecnológica Federal do Paraná. A técnica de aprendizado de máquina utilizado são Redes Neurais Artificiais (RNA/MLP) e para verificar o desempenho da técnica é elaborado um modelo estatístico (ME) utilizando somente a fração transmitida da irradiação solar global (KT) como variável de referência. As variáveis de entrada para treinamento das RNA/MLP compreendem valores de nove variáveis astronômicas e meteorológicas medidas e calculadas. O desempenho é avaliado pelo coeficiente de correlação (r) e o índice de precisão (RMSE) e o modelo estatístico (ME) elaborado e ajustado por regressão polinomial de 4ª ordem e apresenta um coeficiente de determinação (R2) de 0,7919 o que mostra que Kd está correlacionado com KT estatisticamente. O índice de desempenho do modelo estatísticos (ME) na validação com a base de dados foi de RMSE = 30,7015% o que mostra uma boa aproximação dos valores estimados aos medidos e de correlação de r=0,8899 o que mostra a importância das variáveis independente para variável dependente. Pode-se observar nos resultados que com as RNA/MLP os indicadores de desempenho (RMSE) apresentaram uma redução em relação ao ME em aproximadamente 23%, o que mostra que a inserção de variáveis contribui nas estimativas de (Kd) com as condições astronômicas, meteorológicas e geográficas utilizadas.

IMPLANTAÇÃO DE UMA TURBINA HIDROCINÉTICA EM UMA COMUNIDADE ISOLADA DA AMAZÔNIA

2024-09-11T10:52:28-03:00

Este trabalho aborda os resultados e o relato da implementação, bem sucedida, de uma turbina hidrocinética na comunidade Cachoeira Mentae, localizada na Reserva Extrativista Tapajós-Arapiuns, na cidade de Santarém-PA, a qual foi concretizada mediante a parceria realizada entre UFOPA, MSU e UnB. A turbina surge como um modelo alternativo de fonte de energia renovável de baixo custo para uso na região Amazônica. O potencial energético dela pode atender parcialmente ou totalmente as deficiências energéticas que as comunidades de difícil acesso da Amazônia possuem, como por exemplo, o uso em iluminação pública como uma medida para prevenir os acidentes com animais peçonhentos durante o deslocamento das pessoas pela comunidade em períodos noturnos, ou até mesmo abastecer um sistema de internet para atender a demanda de comunicação que os moradores possuem. Como a turbina ainda é um protótipo, alguns resultados importantes foram alcançados, como é o caso do flutuante, que serve de base para o funcionamento da turbina, os testes realizados revelaram que boas condições de flutuabilidade. Devido a pouca área ocupada, a estrutura não interfere nas características do rio, permitindo o tráfego de canoas pelo rio e também o reposicionamento da turbina em diferentes locais em função do regime do rio além de oferece facilidade e rapidez em serviços de manutenção. A turbina é axial e possui dois rotores que giram em sentidos opostos e, em cada um deles é possível alterar manualmente a mudança do passo das pás, tal manobra é possível devido a uma torre de elevação que permite que a turbina seja retirada de dentro da água para serviços de manutenções e ajuste. Os resultados preliminares revelaram-se positivos.

ESTIMATIVA DO POTENCIAL TEÓRICO DE INSTALAÇÃO E DE GERAÇÃO DE ENERGIA POR SISTEMAS FOTOVOLTAICOS FLUTUANTES EM RESERVATÓRIOS DE HIDRELÉTRICAS NO BRASIL

2024-09-11T11:02:24-03:00

Este artigo apresenta uma estimativa do potencial de instalação e de geração de energia elétrica em reservatórios de usinas hidrelétricas no Brasil, por meio da utilização de sistemas fotovoltaicos flutuantes (SFFs). A metodologia empregada utilizou como base simulações de sistemas fotovoltaicos realizadas no software PVsyst. As estimativas foram realizadas considerando áreas ocupadas pelos sistemas flutuantes de 1%, 5% e 80% da superfície dos reservatórios em suas cotas mínimas de operação. Os potenciais foram avaliados para cada subsistema do Sistema Interligado Nacional (SIN), para cada bacia hidrográfica e por tipo de usina, a fio d´água ou com armazenamento. A estimativa do potencial total de instalação e de geração de energia para todos os reservatórios foi de 3.284,2 GWp e de 5.269,2 TWh/ano, respectivamente. O subsistema com maior potencial foi o Sudeste/Centro-oeste, responsável por cerca de 66% do total. O potencial em UHE com armazenamento é de aproximadamente 58% do potencial total. Na estimativa realizada neste trabalho não foram incluídas possíveis restrições físicas, socioambientais, de operação e regulatórias para a implantação dos SFFs.

ANÁLISE DE PLANTA SOLAR HELIOTÉRMICA REAL COM SISTEMA DE ARMAZENAMENTO TÉRMICO NO CENÁRIO BRASILEIRO

2024-09-11T11:13:17-03:00

Este estudo tem como objetivo apresentar os resultados da aplicação de uma ferramenta computacional desenvolvida para se realizar uma análise de viabilidade técnico-econômica de uma usina heliotérmica de grande escala com topologia torre solar (Solar Power Tower, SPT) e características técnicas similares à planta projetada em Tabuk, Arábia Saudita. Para tanto, serão identificados computacionalmente os desempenhos desta usina (com e sem armazenamento térmico), considerando-se que ela tenha sido instalada em Bom Jesus da Lapa, região nordeste do Brasil. Os indicadores de análise de viabilidade foram obtidos considerando que a energia elétrica produzida é negociada no Ambiente de Contratação Regulado (ACR) do Mercado de Energia Elétrica Brasileiro (MEEB). Os resultados mostram que a geração anual de energia e os fatores de capacidade atingidos no nordeste do Brasil ultrapassam os valores da planta real, corroborando a potencialidade brasileira para instalação de tais usinas. Contudo, o projeto não se mostrou viável do ponto de vista econômico nas condições inicialmente avaliadas. Com isso, foi realizada uma análise de sensibilidade (Sensitivity Analysis, SA) de algumas variáveis estrategicamente selecionadas, a saber, a taxa de câmbio, a taxa mínima de atratividade, o investimento inicial (Capital Expenditure - CAPEX), o percentual de capital próprio e o preço da venda da energia no ACR, visando-se avaliar seus impactos no valor presente líquido (VPL) do projeto. Por fim, foi avaliado um cenário otimista considerando a resposta do VPL aos parâmetros investigados na SA. Para este cenário, os resultados indicaram a viabilidade econômica do projeto. Este tipo de iniciativa caracteriza-se como importante para o avanço da energia solar no cenário brasileiro e seu respectivo incentivo, seja por meio de estudos de Pesquisa e Desenvolvimento ou por meio de benefícios regulatórios que tornem determinadas tecnologias mais atraentes.

GESTÃO DA ENERGIA ELÉTRICA DE UNIDADES CONSUMIDORAS COM GERAÇÃO FOTOVOLTAICA E SISTEMAS DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA UTILIZANDO FERRAMENTAS DE BUSINESS INTELLIGENCE.

2024-09-11T13:56:29-03:00

Este estudo propõe o uso de ferramentas de Business Intelligence (BI) para apoio à obtenção de indicadores técnicos e econômicos para a gestão da energia elétrica de unidades consumidoras com geração fotovoltaica agregada a sistemas de armazenamento, com foco no consumo, geração fotovoltaica e no armazenamento da energia elétrica em sua operação. Para tal, foi realizada a coleta de dados por meio de dispositivos de telemetria conectados a medidores bidirecionais de energia elétrica, permitindo a aquisição das grandezas elétricas. A análise detalhada do perfil energético da UC ao longo do tempo proporciona insights valiosos para otimizar o uso da energia elétrica, reduzir custos e promover a sustentabilidade, através de recursos de automatização e inteligência de negócio. A disponibilização das despesas e receitas integrantes do faturamento mensal da UC possibilita a análise dos valores registrados nas faturas ao longo de um determinado período e permite comparar os custos reais com as projeções calculadas, identificar possíveis desvios e verificar a acurácia das estimativas. Por meio das ferramentas de BI, é possível identificar tendências e mensurar impactospara projeções futuras, abrindo um leque de aplicações inovadoras no que diz respeito à sazonalidade e oportunidades de otimização, contribuindo para o diagnóstico do usuário final através de gráficos, dashboards e alarmes personalizáveis. Além disso, a plataforma cria uma base de dados robusta para o registro e análise dos históricos de faturas pagas, permitindo a geração de indicadores importantes para o gerenciamento energético da UC.

ENERGIA EÓLICA NO PIAUÍ

2024-09-11T14:05:58-03:00

O estudo aborda a expansão da energia eólica na matriz energética brasileira, com destaque para o Piauí. A estação meteorológica A308 em Parnaíba - PI coleta dados climáticos para investigar sua relação com a geração de energia na Usina Eólica Pedra do Sal (UEPS). O objetivo é usar esses dados para prever a produção de energia e desenvolver um modelo que correlacione a velocidade do vento com a geração elétrica. A metodologia inclui extrapolação dos dados de vento usando o Windographer e regressão linear. Dois modelos foram criados, relacionando a velocidade do vento com a geração estimada e real da UEPS. O modelo II obteve maior correlação (85%) comparado ao modelo I (73%). Os resultados indicam o potencial da localização da estação A308 para aproveitamento da energia eólica e a influência das variáveis do vento na geração, afetadas por fenômenos climáticos como a La Niña. Esse estudo reforça a importância da energia eólica na diversificação da matriz energética, ressaltando a viabilidade dessa fonte renovável no cenário energético do Piauí.

AVALIAÇÃO DOS PARÂMETROS ELÉTRICOS E DO DESEMPENHO DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS FLUTUANTES

2024-09-11T14:15:58-03:00

A demanda global de energia tem se expandido devido ao aumento populacional, à industrialização e à urbanização. Para mitigar esses problemas, tem aumentado a procura por fontes de energia renováveis e limpas, destacando-se a energia solar fotovoltaica (PV) para geração elétrica. Aplicações emergentes para essa tecnologia incluem módulos flutuantes, caracterizados por sistemas fotovoltaicos em estuários ou lagos, especialmente reservatórios de usinas hidrelétricas. No presente trabalho é desenvolvida uma análise de módulos flutuantes no Brasil, discutindo suas vantagens e limitações. O estudo apresenta o desenvolvimento de um modelo para a simulação do desempenho de um gerador fotovoltaico de uma planta fotovoltaica flutuante, em função de condições dadas. Foram usados como referência dados de um sistema flutuante de 1,2 MWp comissionado em 2023 próximo à cidade de Grão Mogol, no estado de Minas Gerais, instalado no reservatório da PCH Santa Marta. Foi avaliada a influência dos parâmetros ambientais nas características do módulo, como temperatura do módulo, corrente, tensão e potência, A simulação usou um módulo de silício cristalino e o software Engineering Equation Solver (EES). Dados experimentais de irradiação, temperatura ambiente e velocidade do vento foram usados como dados de entrada para o modelo. Foi observado que os parâmetros elétricos do módulo sofreram variações significativas durante o dia e durante o ano, como função da variação da irradiação solar e das condições ambiente e das variações resultantes da temperatura da superfície dos módulos. Esse estudo apresenta, pela primeira vez, uma análise energética e exergética completa de um módulo flutuante incorporando as taxas de transferência de calor, parâmetros elétricos e de irradiação solar, sujeito a condições climáticas e meteorológicas para uma localidade no Brasil.

ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE AS POLÍTICAS ENERGÉTICAS ALEMÃ E BRASILEIRA APLICADA AO OBJETIVO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL 7

2024-09-11T15:20:13-03:00

O presente estudo analisa os desafios enfrentados pela Alemanha e pelo Brasil na busca pelo alcance dos objetivos de desenvolvimento sustentável (ODS), com ênfase no ODS 7, que aborda o acesso à energia confiável e a transição para matrizes energéticas renováveis. A realização bem-sucedida do ODS 7 é crucial, não apenas pela redução da pegada de carbono, mas também pelo impulso ao crescimento econômico, o aprimoramento da qualidade de vida da população e a promoção da inclusão social. Este trabalho destaca as estratégias adotadas por ambos os países, levando em consideração suas realidades econômicas, geográficas e políticas, visando atingir esses significativos objetivos de sustentabilidade.

MÉTODO PARA PARAMETRIZAÇÃO DE BATERIAS DE LÍTIO EM SEGUNDA-VIDA E DETERMINAÇÃO DE SOH

2024-09-11T15:28:38-03:00

Este estudo aborda a reutilização de baterias de lı́tio de veı́culos elétricos em aplicações de armazenamento de energia estacionário, enfocando a extensão de seu ciclo de vida e uso eficiente. As baterias, cruciais em diversas aplicações, enfrentam desafios de degradação de capacidade, levantando questões sobre seu reaproveitamento pós-vida útil. Utilizando modelos elétricos baseados em circuitos equivalentes de Thevenin, o estudo analisa caracterı́sticas elétricas das baterias, focando em Estado de Saúde (SOH) e Estado de Carga (SOC). Descobriu-se que, dentro de uma faixa de 30% a 90% de SOC, a curva de Tensão de Circuito Aberto (VOC) por SOC não é influenciada pelo SOH, permitindo a utilização de uma equação padrão para simular células de modelos similares em conjuntos de módulos de baterias de diferentes veı́culos Nissan Leafs. A análise em cinco veı́culos indicou uma correlação de até 92% entre resistência série e capacidade remanescente e também uma assertividade de até 73% quando estimado a partir da capacitância de dinâmica lenta. O estudo revelou uma alta precisão do método de parametrização, com um erro máximo de apenas 3.6% em descargas pulsadas, especialmente eficaz na faixa linear de 30% a 90% de SOC. Apesar de desafios como o balanceamento de baterias e tempos prolongados de carregamento, o método provou ser eficiente na caracterização das baterias, com pequenos erros em perı́odos transitórios e na estimativa da curva de VOC por SOC. Este trabalho não apenas confirma a viabilidade de reutilizar baterias de lı́tio em aplicações de segunda vida, mas também abre caminho para pesquisas futuras em diferentes modelos e composições de baterias, contribuindo significativamente para o avanço da tecnologia de baterias e a promoção de uma economia circular no setor energético.

PROPOSTA PARA QUALIFICAÇÃO E AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DE EMPRESAS INTEGRADORAS NO SETOR DE ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA

2024-09-11T16:12:14-03:00

O setor de energia solar fotovoltaica contribui de forma considerável para a redução dos impactos causados pelas mudanças climáticas. Neste contexto, as empresas integradoras, que são agentes da cadeia produtiva, são responsáveis pela conexão entre as distribuidoras de equipamentos e os clientes finais, oferecendo serviços de instalação, operação e manutenção dos sistemas fotovoltaicos, além de contribuir para a geração de empregos. Buscando proporcionar serviços mais qualificados e maiores condições para cumprimento das normas técnicas, o Projeto Selo + Energia Sustentável propôs indicadores de desempenho, que são uma importante medida de acompanhamento das decisões tomadas no desenvolvimento de projetos, informando a respeito do atendimento ao objetivo a ser alcançado, atuando como uma ferramenta de auxílio para a tomada de decisão, relacionados aos ODS da ONU com o objetivo de avaliar o desempenho das empresas integradoras do estado do Rio Grande do Sul, especialmente as pequenas empresas do mercado. Uma metodologia de avaliação foi desenvolvida no primeiro ano do projeto, além de uma Política de Governança, seguindo orientações estabelecidas na norma NBR ISSO 37000. Foram avaliadas 24 empresas, que foram separadas por porte de faturamento. Após o período de avaliação, duas empresas obtiveram o Selo Ouro, seis empresas obtiveram o Selo Prata, cinco empresas o Selo Bronze e onze empresas o Selo Em Desenvolvimento. O projeto deve continuar com novos ciclos, contribuindo para o processo de melhoria contínua das empresas participantes e também do próprio projeto.

ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA NO SETOR PÚBLICO COM VISTAS A ECONOMICIDADE E DESENVOLMENTO TECNOLÓGICO

2024-09-11T16:23:18-03:00

Este trabalho aborda a busca global por soluções sustentáveis e economicamente viáveis para suprir as crescentes demandas energéticas, com ênfase na energia solar fotovoltaica no contexto brasileiro. Destaca-se o potencial estratégico do Brasil, com sua vasta incidência solar, para promover a autossuficiência energética e descentralizar a geração de energia, contribuindo para o desenvolvimento econômico local. Programas como Proinfa, Proger e Energife, aliados à atuação da Embrapii, demonstram a crescente adoção de tecnologias sustentáveis. O Instituto Federal de Goiás (IFG), notável pelo seu papel no desenvolvimento regional, serve como estudo de caso, com foco no Câmpus Itumbiara. O histórico do IFG destaca seu papel no desenvolvimento sustentável, sendo um exemplo na integração da energia solar em ambientes educacionais. O Projeto Prioritário de Eficiência Energética e P&D, iniciativa da ANEEL, evidencia a participação ativa do IFG, especialmente no Câmpus Itumbiara, com a instalação de usinas fotovoltaicas e a realização de pesquisas aplicadas. As ações incluíram melhorias na iluminação, estudos sobre estruturas para painéis solares, impacto técnico em redes de distribuição, tratamento de esgoto para produção de biogás, integração de sistemas fotovoltaicos à rede elétrica e análise de viabilidade econômica. Os resultados obtidos buscam fornecer uma base sólida para a replicação bem-sucedida dessas abordagens em outras instituições públicas, promovendo um modelo eficiente e sustentável de gestão energética no setor público brasileiro.

PERSPECTIVAS DE PRODUTIVIDADE FV MÉDIA DIÁRIA NO BRASIL EM CENÁRIOS DE MUDANÇAS CLIMÁTICAS DO MODELO MOHC- HADGEM2-ES

2024-09-11T16:30:40-03:00

Este trabalho apresenta uma modelagem para avaliação termodinâmica do módulo FV de 278Wp da Canadian Solar, modelo KuMax CS3U-375MS, e simulação de sua perspectiva de produtividade média diária por MWp regional e sazonal em cenários de mudanças climáticas do modelo climático MOHC-HadGEM2-ES. A modelagem se baseia no modelo de céu isotrópico para simulação da irradiância no plano do módulo FV, e a avaliação termodinâmica do módulo FV é feita a partir dos dados de temperatura ambiente e de irradiância no plano horizontal. A modelagem foi aplicada a 24 localidades abrangendo as cinco regiões do Brasil. Todas as simulações foram considerando a velocidade do vento igual a 1 m/s e a inclinação do módulo FV igual ao absoluto da latitude da localidade. A modelagem foi aplicada nos dados históricos de 1990 a 2005 e nos dados de 2020 a 2049 dos cenários de emissões RCP4.5 e RCP 8.5. Os resultados médios diários regionais e sazonais são analisados, sendo comparados o período histórico com as décadas de 2020, 2030 e 2040 de cada cenário de emissões. Os resultados apontam a não uniformidade da geração FV entre as cinco regiões do Brasil ao longo das quatro estações do ano, com mediana dos valores superior a 4,0MWh/MWp dia e inferior a 8,0 MWh/MWp dia, considerando todas as regiões e estações. A análise de sensibilidade da potência elétrica CC apontou como principais fontes de incerteza considerando todas as regiões e estações a irradiância incidente no plano horizontal e a inclinação do módulo FV, seguidas do parâmetro de montagem adimensional.

AVALIAÇÃO DE MÉTODOS PARA CARACTERIZAÇÃO DE BATERIAS DE LÍTIO EM SEGUNDA VIDA

2024-09-11T16:37:17-03:00

Com o avanço do mercado de eletromobilidade, os consideráveis investimentos em recursos financeiros e ambientais em baterias de lítio têm motivado a busca por alternativas que minimizem esse alto custo econômico e ambiental. Nesse contexto, surge a proposta de aproveitar baterias retiradas de veículos elétricos, conhecidas como "baterias de segunda vida", devido à sua elevada densidade de energia e potência. Essas baterias podem ser reutilizadas em novas aplicações com menor demanda energética, como o suporte a geradores solares fotovoltaicos para fornecer eletricidade em áreas isoladas da rede elétrica convencional. Diante desse cenário, torna-se crucial avaliar as características técnicas dessas baterias, analisando a viabilidade técnica de sua utilização, seus parâmetros elétricos e a determinação de sua vida útil. Este estudo tem como objetivo examinar metodologias disponíveis na literatura para a determinação de parâmetros elétricos de baterias de lítio, selecionar o método mais apropriado e aplicá-lo na determinação da capacidade e resistência interna de baterias provenientes de veículos Nissan LEAF modelo 2012, que atuaram como táxis em São Paulo/SP e Rio de Janeiro/RJ por cinco anos. Os resultados obtidos revelaram testes confiáveis de medição de capacidade dos módulos de baterias, embora com uma execução demorada. Já os testes de resistência interna foram conduzidos de forma mais ágil, utilizando diferentes valores de corrente, sendo que a corrente nominal das baterias proporcionou resultados menos variáveis. Observou-se uma variação nos parâmetros elétricos dentro do mesmo veículo, possivelmente associada à temperatura interna, além de variações entre os veículos. Foi estabelecida uma relação matemática entre capacidade e resistência interna com base nos valores médios encontrados na prática. Concluiu-se que as baterias de segunda vida representam uma alternativa viável para estender a vida útil das baterias de lítio e otimizar o processo produtivo, embora a caracterização em larga escala ainda apresente desafios.

INDICAÇÃO DE LOCALIZAÇÃO PARA CENTRAIS GERADORAS SOLAR FOTOVOLTAICA A PARTIR DE CRITÉRIOS APLICADOS EM SISTEMA DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA

2024-09-11T16:51:38-03:00

Na última década, devido a diminuição nos preços dos módulos fotovoltaicos, observou-se um crescimento exponencial no número de instalações de Centrais Geradoras Solar Fotovoltaica (UFV) no contexto mundial, passando de 136,57 GW (2013) para 1.046,61 GW em 2022. Contudo, devido à vasta área de terra que essas instalações exigem, pesquisas em diferentes países tem destacado a importância de se realizar análises que incorporem diferentes critérios para identificar as localizações mais adequadas para a construção desses sistemas. Nessa perspectiva, este artigo revisou sistematicamente pesquisas que aplicam a metodologia de Apoio Multicritério à Decisão (AMD) combinada com Sistema de Informação Geográfica (SIG) para identificar a localização de UFV. Com isso, objetivou-se entender o contexto geral desses estudos, quais os métodos AMD e os critérios que são utilizados com maior frequência para auxiliar nessa tomada de decisão. Para isso, selecionou-se as bases de dados Scopus, Web of Science e ScienceDirect, no período temporal desde o ano de 2014 até setembro de 2023. A sistematização do material foi realizada no software Parsifal e, após avaliação, foram selecionados 38 artigos para a extração dos dados. Os resultados indicam que o continente asiático tem realizado o maior número de estudos neste âmbito. Já o método AMD do tipo Analytical Hierarchy Process - AHP tem sido o mais utilizado, enquanto as questões técnicas e econômicas são os critérios, comumente, considerados mais relevantes na seleção de local. Por fim, dentre as lacunas identificadas, observou-se que a metodologia revisada tem sido aplicada com maior ênfase em áreas de menor extensão territorial, e que apesar do uso frequente do método AHP, há uma série de outros métodos AMD que podem vir a ser melhor explorados. Além disso, o critério social foi pouco abordado nos estudos apesar da sua relevância no tripé da sustentabilidade ambiental, social e econômica.

AVALIAÇÃO DE MODELOS DE DECOMPOSIÇÃO DE IRRADIÂNCA GLOBAL SOBRE O BRASIL.

2024-09-12T10:35:12-03:00

Existe o desafio de se estimar as frações difusa e direta da irradiância solar global em estações solarimétricas que não possuam equipamentos para a medição destes componentes de forma direta. Modelos de decomposição da irradiância global vem sendo utilizados nestes casos para a determinação empírica da sua fração difusa com variados graus de sucesso. Este trabalho apresenta uma análise de desempenho dos modelos de decomposição de radiação de Erbs e de Engerer para algumas estações solarimétricas da rede SONDA sobre o Brasil. As estações escolhidas foram as de Petrolina, Cachoeira Paulista e São Martinho da Serra. Os resultados mostraram que embora o modelo de Engerer exiba melhores métricas em termos de regressão linear (R2 com valores 0.02 mais altos), para os casos com ângulo zenital solar menores que 60 graus, o modelo de Erbs exibiu melhores resultados.

ANÁLISE DE RISCO DE INCÊNDIO EM GERADORES FOTOVOLTAICOS EM EDIFICAÇÕES ATRAVÉS DA ÁRVORE DE FALHAS

2024-09-12T10:42:47-03:00

Este estudo se concentra na análise de riscos de incêndio em geradores fotovoltaicos em edificações, com ênfase na utilização da técnica da Árvore de Falhas. A pesquisa aborda a necessidade de avaliar os riscos associados à crescente adoção da energia solar fotovoltaica, destacando os potenciais fatores de risco, como sobrecargas elétricas, curtos-circuitos, falhas de isolamento e outros eventos indesejados. A metodologia envolve a coleta de dados, a identificação de eventos indesejados e a construção da Árvore de Falhas, permitindo a representação visual das relações de causa e efeito. Foram identificadas medidas de mitigação, incluindo projeto adequado, monitoramento, manutenção e proteção contra sobrecargas e curtos-circuitos. Este estudo destaca a importância da segurança em sistemas fotovoltaicos, contribuindo para a promoção da energia solar como uma fonte de eletricidade segura, confiável e sustentável. A análise de riscos desempenha um papel fundamental nesse processo, garantindo que os sistemas fotovoltaicos atendam aos altos padrões de segurança.

TRANSIÇÃO ENERGÉTICA PARA A SUSTENTABILIDADE NO BRASIL

2024-09-12T14:42:28-03:00

O objetivo dessa pesquisa foi compreender a partir do mapeamento de stakeholders e análise de seus posicionamentos e narrativas os rumos que são imaginados a respeito da transição energética para a sustentabilidadeno Brasil. Através das metodologias de Análise de Discurso Crítica (ADC) e a Análise de Conteúdo Temático (ACT) foram analisadas as informações coletadas por meio de: entrevistas semiestruturadas com os stakeholders chaves do setor, publicações em jornais de grande circulação e arquivos documentais das instituições públicas ligas ao setor que direcionam o planejamento energético nacional. As análises foram conduzidas através do marco conceitual dos Estudos Sociais da Ciência e Tecnologia (ESCT) e dos Estudos de Transição Energética para a Sustentabilidade. A ADC permitiu evidenciar historicamente quais contextos, panoramas, assuntos e stakeholders nortearam o debate público acerca do termo “transição energética” entre 1970 e 2020. Além disso, foi possível entender as narrativas acerca de sustentabilidade desenvolvidas ao longo dos Planos Decenais de Expansão Energética (PDE´s) publicados entre 2006 e 2022. A ACT realizada a partir das entrevistas com stakeholders mostrou que há alguns aspectos de consenso no setor de energia brasileiro. A maioria dos stakeholders ouvidos aponta que a transição energética no Brasil está numa fase intermediária e que a disputa política é um fator importante no processo. Por outro lado, as entrevistas apontam uma diversidade de visões sobre aspectos determinantes para o processo de transição energética a ser adotado no país. Como consequência desses fatores, torna-se evidente a dificuldade de avançar simultaneamente nas questões relacionadas aos entendimentos da transição, especialmente as noções de prioridade dos 5Ds (Descarbonização, Descentralização, Decrescimento dos Padrões de Consumo, Democratização e Digitalização). Os entrevistados sugerem caminhos diversos, como pensar em uma economia de baixo carbono e investir em alternativas socioeconômicas, manter o espaço das hidrelétricas, evoluir na geração distribuída e acelerar a eletrificação.

ANÁLISE DO ESTADO DE SAÚDE DE BATERIAS Ni-MH PÓS USO EM VEÍCULOS ELÉTRICOS PARA APLICAÇÕES DE SEGUNDA VIDA

2024-09-12T14:51:50-03:00

Com o aumento no número de veículos elétricos (VE) no mercado, aparecem também preocupações com o descarte das baterias após sua vida útil no veículo. Sabendo que as baterias de um VE devem ser substituídas ao atingirem um estado de saúde ou vida-útil entre 70-80 %, este estudo tem como objetivo explorar um método para encontrar bons módulos, após a retirada do VE para aplicações de segunda vida. Diante da incerteza de quanto tempo os módulos da bateria do veículo híbrido em estudo ficaram fora do veículo, fator que contribui para sua degradação, foi realizada uma comparação de 10 módulos testados em bancada experimental com um módulo de 100 % de vida útil, simulado pelo software Matlab/Simulink. No trabalho a metodologia proposta é aplicada para dois módulos. Primeiro realizaram-se medições das tensões na recarga do módulo para encontrar o estado de carga inicial dos testes de descarga. Por segurança, foram adotados limites conservadores para interromper a recarga e descarga do módulo, evitando ainda mais sua degradação. Durante os ensaios de descarga, um multímetro aquisita os valores de tensão gerando curvas de descarga onde é possível encontrar a energia disponibilizada pelo módulo ao multiplicar a área dessa curva pela corrente na descarga. Desta forma, comparando-a com a curva do módulo simulado, é possível obter uma estimativa do estado de saúde do módulo na bancada. Este método pode ser considerado eficiente, em uma primeira análise, para a descoberta de bons módulos para aplicações de segunda vida, por exemplo, em armazenamentos estacionários e uso juntamente com inversores híbridos pós vida útil no VE.

AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DA PLANTA FOTOVOTAICA DO CAMPUS JOÃO CÂMARA DO IFRN

2024-09-12T15:02:02-03:00

Este estudo tem como objetivo geral a proposição da realização de uma análise técnica do desempenho operacional dos sistemas de geração de energia elétrica provenientes da usina fotovoltaica instalada no campus do Instituto Federal do Rio Grande do Norte (IFRN) campus de João Câmara. A premissa básica é fornecer um diagnóstico,considerando-se as especificidades do referido campus, das condições operativas, consubstanciado através de um comparativo entre a geração real anual da usina fotovoltaica, provenientes do sistema supervisório da usina, extraídos dos respectivos inversores e as simulações em software, neste caso o PVsyst. Durante o transcorrer da pesquisa foi abordado desde aspectos correlacionados a avaliação do consumo de energia elétrica da edificação, sob o prisma da eficiência energética, até analise pormenorizada do dimensionamento e a especificação dos principais equipamentos, dispositivos e acessórios utilizados nas plantas de geração fotovoltaica, a saber: módulos fotovoltaicos, dispositivos de comando e proteção, condutores elétricos, condutos elétricos, aterramento, dentre inúmeros outros subsistemas. O estudo foi embasado nas normativas técnicas e padrões propostos pelos fabricantes e pelas concessionárias de energia elétrica, para os sistemas grid-tie. Salienta-se a multidisciplinaridade do estudo, perfazendo as áreas de solar fotovoltaica, eficiência energética e instalações elétricas de baixa tensão. A metodologia baseou-se na elaboração de gráficos informativos no período dos anos de 2016 até o ano de 2022, contemplando a geração do campus objeto do estudo, realização de simulações computacionais e geração de relatórios de não conformidades. Os resultados das simulações computacionais foram tabulados e comparados com os resultados da produção real de energia que foram coletadas a partir dos inversores afins de verificamos e comparamos o desempenho da UFV de acordo com o seu memorial descritivo.

IMPACTOS DA INSERÇÃO DE GERAÇÃO FOTOVOLTAICA E DE SISTEMAS DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA EM BATERIAS SOBRE O FATOR DE POTÊNCIA DE UNIDADES CONSUMIDORAS

2024-09-12T15:10:59-03:00

A Resolução Normativa Nº 1.000 da Agência Nacional de Energia Elétrica, de 7 de dezembro de 2021, estabelece, para o fator de potência (FP) de unidades consumidoras (UC) enquadradas na tarifação horária (horária verde ou horária azul), o limite mínimo de 0,92, a avaliação do FP com resolução horária e o faturamento de energia reativa excedente e da demanda reativa excedente, também em base horária. Este trabalho visa avaliar os impactos sobre o FP que advêm da inserção de fontes de geração fotovoltaica e de sistemas de armazenamento de energia em baterias (SAEB) na UC FV UFSC, que contrata sua energia elétrica junto à concessionária local na modalidade horária verde. Foram levantados perfis de demanda ativa, demanda reativa e de FP da UC sem a inserção de sistemas FV nem de SAEB e com a inserção de tais sistemas. No período analisado, os resultados mostraram que, sem a inserção de geração FV nem de SAEB, no período compreendido entre 23h30 e 5h30 da manhã, a UC apresenta FP menor do que 0,92 (capacitivo), fato que gera a cobrança de energia reativa excedente, ficando a UC, assim, sujeita à cobrança de multas por parte da concessionária. Com a inserção de geração FV e de SAEB, no período compreendido entre 5h30 e 23h30, o perfil do FP da UC é capacitivo e menor do que 0,92, fato que gera a cobrança de energia reativa excedente, ficando assim, sujeita à cobrança de multas por parte da concessionária. No período complementar ao anteriormente citado, verifica-se que, quando a UC injeta potência ativa na rede da concessionária, seu FP é indutivo. Neste caso, sempre que o valor do FP da UC é menor do que 0,92, a UC é penalizada através de multas devido ao baixo FP. Os resultados mostram ainda que a penalidade devido ao baixo FP da UC seria originada apenas pela energia reativa excedente e equivaleria à R$ 89,79. Observou-se que a inserção de sistemas FV e de SAEB impacta fortemente o perfil do FP da UC FV UFSC.

SENSOR DE IRRADIÂNCIA PARA O MONITORAMENTO DE REDES COM DISTRIBUIÇÃO EM C.C. INTEGRADO A SOFTWARE DE BUSINESS INTELLIGENCE

2024-09-13T15:13:14-03:00

Este trabalho apresenta o desenvolvimento e implementação de um sistema de sensoriamento de irradiância solar usando a plataforma Arduino em um sistema off-grid de distribuição em corrente contínua. O objetivo principal do sensor de irradiância é monitorar e armazenar dados da intensidade da radiação solar, fornecendo dados para a validação da geração solar e verificação de possíveis sombreamentos. O sensor de irradiância é formado por um módulo fotovoltaico de referência, um sensor de corrente para a leitura da corrente de curto-circuito do módulo de referência, um display LCD para visualização local dos dados, um relógio de tempo real (RTC) e um cartão SD para o armazenamento local de dados. Além disso, o artigo explora a integração dos dados coletados pelo sensor de irradiância em um software de Business Intelligence (BI), possibilitando análises por meio de gráficos e painéis interativos, permitindo também a comparação das medições com dados da National Aeronautics and Space Administration (NASA).

MONITORAMENTO ONLINE DO DESEMPENHO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS ATRAVÉS DO MÉTODO DE REGRESSÃO LINEAR PERIÓDICA

2024-09-13T15:24:57-03:00

Este trabalho apresenta uma analise da aplicação do método de regressão linear periódica aos índices de mérito Produtividade Final (YF) e Produtividade de Referência (YR). Como estudo de caso, foram utilizados os sistemas fotovoltaicos (FV) instalados no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás (IFG), Câmpus Itumbiara. Foi desenvolvido o software de monitoramento e gestão de energia elétrica (SMGE) para calcular os índices de mérito e aplicar a regressão linear. O estudo analisou dados de sistemas FV instalados em telhado e no solo. Os resultados, obtidos com dados que compreende o período de julho de 2022 a agosto de 2023, mostram que variações na eficiência do sistema podem ser detectadas por meio de alterações na inclinação das linhas de regressão. Foram observadas variações bruscas na inclinação das regressões lineares após a limpeza dos painéis solares, que resultou em um aumento na eficiência da conversão de energia. Além disso, eventos naturais, como chuvas, também influenciaram positivamente a eficiência. Os resultados mostram a importância da limpeza dos painéis FV, seja programada ou decorrente de eventos naturais como chuvas.

ENSAYO DE PROTOTIPO ELECTRÓNICO INALÁMBRICO CON COMUNICACIÓN MODBUS PARA SMART GRIDS

2024-09-13T15:45:38-03:00

El objetivo de este trabajo es presentar algunos resultados de los ensayos de un equipo electrónico diseñado para el monitoreo de magnitudes físicas para Smart Grids. El equipo se compone de un conjunto microcontroladores que se comunican utilizando el protocolo Modbus RTU, donde cada esclavo proporciona información proveniente de una Smart Grid. El maestro de la red Modbus se conecta a una Red de Área Amplia de Baja Potencia (LPWAN), más específicamente a una red con tecnología LoRaWAN, para enviar la información recolectada de una red eléctrica a servidores. En el trabajo se realiza el ensayo de comunicación entre los dispositivos, emulando los datos provenientes de una Smart Grid. En los ensayos se envían datos desde una PC a los esclavos, el maestro de la red sube esta información a la nube utilizando la tecnología LoRaWAN. Para visualizar los datos se implementa la herramienta Node-Red, generando gráficos temporales en combinación con una base de datos. En el trabajo se presentan los ensayos preliminares del sistema bajo estudio.

ESTIMATIVAS DE IRRADIAÇÃO SOLAR GLOBAL POR DIFERENTES MÉTODOS DE REGRESSÃO BASEADOS EM HORAS DE BRILHO SOLAR

2024-09-13T16:00:28-03:00

O objetivo deste estudo consistiu em avaliar diferentes métodos de estimativa para a irradiação solar global, em superfície horizontal e em escala diária (MJ/m2/dia), para a cidade de Botucatu, São Paulo, Brasil. Além do método linear tradicional de Angstrom-Prescott, foram consideradas funções polinomiais de grau 2 a grau 4, bem como abordagens logarítmicas e exponenciais. Os dados de brilho solar utilizados para desenvolver o modelos empíricos foram coletados por um software, utilizando técnicas de processamento digital de imagens. O período de 01/01/2015 a 31/12/2015 foi selecionado para o desenvolvimento dos modelos empíricos. O desempenho dos modelos empíricos foi avaliado por meio dos indicadores MBE, rMBE, RMSE, rRMSE e r. Para classificar os modelos com melhor desempenho utilizou-se o Índice de Desempenho Global (IDG). A utilização do IDG simplificou a análise de desempenho dos modelos empíricos, permitindo integrar os resultados individuais dos indicadoes em um único valor. O modelo de polinômio de grau 3 apresentou maior acurácia para estimar a irradiação solar global na cidade de Botucatu.

PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO A PARTIR DA REFORMA A VAPOR

2024-09-13T16:11:54-03:00

Diante do fato de que 60% da matriz elétrica mundial utiliza combustíveis fósseis como principal fonte de energia e as consequências que isso tem causado ao meio ambiente, o incentivo pela descarbonização tornou-se cada vez mais necessário e tem-se buscado alternativas para amenizar este problema. Nesse viés, os biocombustíveis aparecem como uma alternativa interessante devido à possibilidade de captura de carbono na sua produção. A produção de biodiesel tem como consequência a formação do glicerol, diante disso, encontrar um destino final para este subproduto é necessário. O processo de reforma a vapor do glicerol consegue atingir conversão gasosa superior a 90% em massa, tendo como resultado quantidades satisfatórias de hidrogênio. O trabalho propõe analisar os documentos presentes na base SCOPUS referentes a reforma a vapor de reagentes em geral e especificamente do glicerol por meio do pacote Bibliometrix R. A análise foi realizada no intervalo temporal 2014-2023 e conseguiu encontrar pouco mais de 5,5 mil documentos ao redor do mundo. Foi possível observar o crescimento das publicações ao longo do tempo para pesquisas relacionados ao processo de reforma a vapor, especialmente para o período de 2019 a 2023, o que não se repete quando o foco é o glicerol, desta forma, é possível entender que as pesquisas de reforma a vapor do glicerol ainda não foram atingiram o seu potencial máximo, tendo então espaço para preencher as demais lacunas existentes no estado da arte deste tema.

ECONOMIA SOLAR CIRCULAR

2024-09-16T09:58:14-03:00

Levando em consideração o crescimento exponencial de potência instalada em energia solar fotovoltaica e a previsão de 80 milhões de toneladas de resíduos solares sendo descartados até 2050 no mundo, o trabalho buscou propor um Modelo de Negócio Circular de Reuso de Módulos Solares Fotovoltaicos em Segunda Vida no contexto urbano de bairro. Devido às suas características ambientais e sociais, o bairro escolhido foi a Lagoa da Conceição em Florianópolis. Para isto, foi utilizada a ferramenta KATCH_e que utiliza o Business Model Canvas, em seus nove componentes, no contexto da Economia Circular e o diagrama The Value Hill. O Modelo de Negócio foi desenvolvido considerando o comércio local existente no bairro e, para embasar as sugestões propostas neste trabalho, foi utilizado como benchmarking Modelos de Negócio Circulares já implementados no Brasil e no mundo. A plataforma KATCH_e foi essencial para instigar a transição de um modelo de negócio linear para um circular, especialmente ao considerar a integração de módulos fotovoltaicos na região da Lagoa da Conceição. A aplicação dos princípios da Economia Circular revelou benefícios, como aumento na participação da cadeia de valor e atração de novos clientes em comparação com o modelo linear tradicional. O levantamento no bairro identificou instaladores, potenciais pontos de divulgação e coleta, além de novos clientes interessados. No entanto, a falta de recicladores em Florianópolis e a ausência de práticas de descarte para os módulos fotovoltaicos são desafios a serem superados.

ESTADO DA ARTE DE INDICADORES AMBIENTAIS DO CICLO DE VIDA DA ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA

2024-09-16T10:15:05-03:00

Nos últimos anos, o aumento significativo da utilização da energia solar fotovoltaica na geração de eletricidade, juntamente com suas diversas vantagens financeiras, despertou interesse em compreender os impactos ambientais associados ao seu ciclo de vida completo. Este artigo emprega a Análise do Ciclo de Vida (ACV), ou Life Cycle Analysis (LCA), para investigar essa questão. A ACV aborda variáveis como tecnologia de módulo fotovoltaico, eficiência e configuração de instalação, proporcionando uma análise abrangente dos sistemas fotovoltaicos. Um indicador-chave, o Tempo de Retorno da Energia (TRE), denominado em inglês Energy Payback Time (EPBT), emerge da ACV e é central neste estudo. Dez artigos científicos internacionais que utilizaram a ACV para calcular o TRE são minuciosamente revisados, abordando diferentes cenários e perspectivas críticas dos autores. O artigo inicia com uma introdução à metodologia da ACV e as variáveis essenciais para o cálculo do TRE. Em seguida, explora os resultados para diversas tecnologias de módulos fotovoltaicos e as abordagens de instalação. Além disso, analisa a variação da Energia Embutida conforme diferentes processos de fabricação dos módulos. O TRE é analisado sob várias perspectivas, revelando a influência dos processos de fabricação dos módulos de silício e a variação na eficiência dos módulos, dependendo do modelo e dos componentes. Em resumo, este artigo busca contribuir para uma compreensão mais aprofundada do TRE e sua relevância na avaliação da sustentabilidade dos sistemas fotovoltaicos.

IMPACTOS DA COOPERAÇÃO GOVERNO-UNIVERSIDADE-INDÚSTRIA NA INOVAÇÃO NO SETOR DE ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA

2024-09-16T10:25:05-03:00

O crescimento das energias renováveis está atrelado à pesquisa cientifica e, algumas vezes, ao investimento de empresas privadas no desenvolvimento tecnológico inovador e social. O processo de inovação ocorre de forma coletiva e é dependente de vários atores envolvendo um conjunto de estruturas institucionais que podem apoiar e melhorar este processo. Este artigo tem como objetivo fazer uma pesquisa bibliográfica de cooperação entre governo-universidade-indústria, com um olhar especial para a energia solar fotovoltaica. Foram analisados 13 artigos de Review e Research publicados na Science Direct entre 2019 e 2023. Foi possível observar o grande impacto das políticas públicas nas relações e no desenvolvimento e prospecção de projetos de pesquisa e desenvolvimento (P&D). Países que investem em uma cooperação fluida tendem a ter mais sucesso em seus projetos P&D e patentes. Além disso, este artigo apresenta um exemplo de estudo de caso entre a parceria entre a Universidade Federal de Santa Cataina (UFSC) e a empresa Huawei do Brasil Telecomunicações LTDA, que foi facilitado pelo incentivo público da Lei da Informática, exemplificando a cooperação entre os três pilares do tríplice hélice. Esse projeto destaca os desafios e oportunidades no desenvolvimento de tecnologias fotovoltaicas com ênfase em inteligências artificiais para auxiliar no desenvolvimento da tecnologia e na análise de falhas de uma usina solar fotovoltaica

ESTUDO DO POTENCIAL DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO FLUTUANTE NO AÇUDE SANTO ANASTÁCIO PARA COMPENSAÇÃO DE CONSUMO DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

2024-09-16T10:36:31-03:00

O presente trabalho avalia o potencial Fotovoltaico Flutuante (FVF) no açude Santo Anastácio para o estudo de compensação de consumo do campus Pici da Universidade Federal do Ceará (UFC). A pesquisa analisa o consumo para o ano de 2022 a fim de realizar o dimensionamento de plantas FVF nos diferentes cenários de compensação e determinar também a área limite o qual a usina pode ocupar no espelho d’água para mitigar impactos no ecossistema local. A partir disso, é realizado o cálculo da geração anual FVF através do software PVsyst, onde considerou-se cenários com módulos bifaciais ativados e desativados e com perdas no sistema. Dessa maneira, são definidos três cenários, onde o primeiro representa 50% de compensação do consumo, o segundo 75% de compensação e o terceiro 100% de compensação. Logo, as potências nos diferentes cenários são: 2.833 kWp, 4.237 kWp e 5.666 kWp, ocupando respectivamente 37,44%, 56% e 74,8% da área disponível. Assim, a geração anual para cada cenários sem perdas é de 5.843.896 kWh, de 8.764.356 kWh e de 11.685.900 kWh, respectivamente. Ao utilizar o PVsyst e considerar perdas, obtém-se no cenário 1 4.782.138 kWh sem bifacialidade e 5.129.181 kWh com bifacialidade, no cenário 02 são 7.158.145 kWh sem bifacialidade e 7.694.455 kWh com bifacialidade e no cenário 03 são 9.433.748 kWh sem bifacialidade e 10.148.572 kWh com bifacialidade, onde as perdas variam entre 12,20 % e 19,27 % em relação à geração ideal.

AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE SFVCR, UM ESTUDO DE CASO NA AMAZÔNIA COM DIFERENTES ABORDAGENS

2024-09-16T13:59:27-03:00

O presente artigo apresenta o resultado de aplicações de avaliações de um SFVCR instalado em Manaus – AM, as avaliações foram realizadas a partir de diferentes metodologias e abordagens. O objetivo consistiu em aplicar em um mesmo SFVCR as metodologias de avaliação pelo método da energia em contraste com a geração da curva I-V. Apresenta-se e discute os resultados contrastando as limitações e potencialidades dos métodos e instrumentos aplicados. Dessa forma, estimulando a discussão entorno das abordagens específicas, seja de inspecionar as instalações ou prever a energia gerada em horizontes futuros. A pesquisa foi desenvolvida a partir do estudo de caso realizado no SFVCR do IFAM-CMC. As fontes e dados utilizados foram obtidos do Atlas Brasileiro de Energia Solar 2° Edição, dados meteorológicos do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) e dados medidos no próprio SFVCR. Os parâmetros para tratamento dos dados, filtragem e correção de erros foram os sugeridos pela IEC. Evidencia-se a crescente importância da geração de energia solar fotovoltaica distribuída na capacidade instalada no Brasil e a consequente relevância de assistir os investidores deste setor com metodologias de previsão que evidenciem resultados de longo prazo na produção de energia. As medições apresentam performance calculada pelo software do medidor de curva I-V de 84,4% e fator de forma de 0,75 ao passo que a análise realizada pelo método da avaliação das energias resultou em taxa de desempenho ou Performance Ratio (PR) de 0,790, calculado com os dados de energia gerada e a irradiação no plano dos painéis da série sintética produzida a partir de dados da estação INMET A101 e a produtividade de 1142,29 (kWh/kWp). Espera-se, por fim, a contribuição na discussão da importância de metodologias normativas no mercado brasileiro voltadas para as previsões dos insumos, energia produzida e esperada, que na metodologia aplicada apresentaram erro de 0,2%.

VALIDAÇÃO DE METODOLOGIA PARA ENSAIOS DE CURVA IV DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS BIFACIAIS EM CAMPO

2024-09-16T15:34:33-03:00

A medição da curva característica corrente x tensão (curva IV) em campo é um método bastante utilizado para o controle de qualidade de módulos fotovoltaico, contudo, a realização de ensaios de curva IV em campo para módulos bifaciais demanda mais atenção em comparação com dispositivos monofaciais. Isso se deve à maior susceptibilidade dos resultados dessas medições a efeitos adversos quando as condições de teste se afastam das condições de referência ideais, o que gera a necessidade de métodos consolidados para uma avaliação fidedigna em campo. Este estudo avalia uma metodologia para a medição de curvas IV em campo para módulos fotovoltaicos bifaciais, combinando a metodologia proposta na especificação técnica IEC TS 60904-1-2 com a experiência de pesquisas anteriores. Os ensaios foram realizados em um módulo fotovoltaico bifacial instalado em um rastreador solar de um eixo. O sistema está instalado na cidade de Florianópolis-SC, no Laboratório de Energia Solar da Universidade Federal de Santa Catarina (Fotovoltaica/UFSC). O módulo fotovoltaico foi testado em duas condições diferentes: em um primeiro momento em sua condição normal (bifacial) e em um segundo momento, como referência para avaliar a metodologia, o módulo foi medido com o lado posterior coberto. Os resultados semelhantes entre as duas medidas indicam a adequação da metodologia testada para a caracterização IV de módulos bifaciais. Também foram avaliados diferentes métodos para correção dos resultados medidos para as condições padrão de teste (STC) e a representatividade da localização das células de referência para medição da irradiância refletida no lado posterior do módulo FV. Por fim, também foi realizada uma avaliação de não-uniformidade de irradiância no lado posterior do módulo, a qual apresentou um resultado superior ao máximo sugerido na especificação técnica, destacando assim a dificuldade em atingir os limites restritivos especificados. Apesar da falta de uniformidade, é importante ressaltar que os resultados medidos foram bastante satisfatórios.

MULTIFUNCIONALIDADE, ESTÉTICA E BELEZA DE UMA EDIFICAÇÃO SOLAR AUTOSSUFICIENTE NA GERAÇÃO DE ELETRICIDADE E NA PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO VERDE

2024-09-16T16:10:32-03:00

Este artigo aborda a integração de módulos solares fotovoltaicos (FV) em edificações como uma estratégia para gerar energia e compor a edificação de maneira funcional e estética. O conceito de Building Integrated Photovoltaics (BIPV) ou arquitetura solar é explorado, destacando a multifuncionalidade dos módulos FV. A multifuncionalidade é analisada em função de geração de eletricidade, de desempenho arquitetônico e da composição geométrica dos sistemas FV. A estética arquitetônica é avaliada com base nos princípios de ordem e composição formal, considerando ritmo, proporção, equilíbrio, variedade e unidade. O conflito entre ciência e arte, especialmente na junção da forma e da função, é discutido com base na estética kantiana. O estudo de caso concentra-se no Bloco C do Laboratório Fotovoltaica/UFSC, projetado como um laboratório vivo para demonstrar a aplicação da tecnologia FV em edificações. Os sistemas FV no Bloco C possuem diversas funções: gerar energia, servir como material construtivo, e contribuir para o conforto ambiental e para a estética. A metodologia de avaliação inclui duas matrizes: uma para analisar a função de geração de eletricidade e de desempenho arquitetônico, e outra para avaliar a composição geométrica da edificação. Embora os sistemas possuam perdas na geração de eletricidade principalmente por sombreamento e por não estarem idealmente posicionados, a multifuncionalidade e a estética arquitetônica compensam essas perdas. A análise estética revela que o Bloco C faz uso de todos os elementos de composição na busca da beleza arquitetônica, destacando a eficácia da integração dos sistemas FV na estética da edificação. O estudo propõe uma metodologia prática e objetiva para argumentar que as perdas na geração de eletricidade pela integração arquitetônica são compensadas pela multifunção e pela estética dos sistemas FV, contribuindo para uma mudança de paradigma no setor de energia solar no Brasil.

ESTUDO COMPARATIVO ENTRE OS MÉTODOS LASSO E MACHINE LEARNING PARA PREVISÃO DA IRRADIAÇÃO SOLAR DE CURTO PRAZO

2024-09-16T17:09:58-03:00

A previsão da irradiação solar para curto prazo, especialmente a previsão para 5 minutos à frente, é adequada para a utilização no despacho de energia e sua precisão define a confiabilidade do sistema. Machine Learning - ML (Aprendizado de máquinas) é um método consagrado atualmente para previsões de diferentes naturezas e sua performance foi comparada ao método LASSO (least absolute shrinkage and selection operator), dentro do modelo de Regressão, para previsão da irradiação solar de curto prazo. O LASSO tem a capacidade de identificar preditores mais apropriados pois possui a propriedade de shrinkage, (encolhimento em português), que tem a capacidade de deletar completamente uma variável se esta não for tão relevante para o contexto de previsão. A simulação foi realizada no software R e, para tal, foram utilizados dados públicos do laboratório NREL, medidos em Oahu, no Havaí, com medidas de irradiação solar de nove estações solarimétricas, com taxa de amostragem com intervalos de 1 em 1 segundo. Foram utilizados quatro métricas notáveis (RMSE, nRMSE, MBE e MAE) para comparação dos métodos. Ambos os métodos se mostraram eficazes para a previsão de curto prazo. O LASSO alcançou RMSE de 27.95 W/m², nRMSE de 0.06 W/m², MAE de 10.53 W/m² e MBE de -3,90. O ANN atingiu RMSE de 28.42 W/m², nRMSE de 0.07 W/m², MAE de 10.56 W/m² e MBE de -3,89. Porém devido às interpretações que o método LASSO propicia, o método tem potencial para equiparar ao Machine Learning, para o horizonte de previsão em estudo, neste caso, previsão de curto prazo.

AVALIANDO O IMPACTO DAS VARIAÇÕES DO TERRENO NA GERAÇÃO DE ENERGIA FOTOVOLTAICA

2024-09-16T17:29:20-03:00

O setor fotovoltaico brasileiro busca suprir as necessidades de gerar energia limpa para amenizar os efeitos negativos emitidos por combustíveis fósseis. Embora haja muitos locais que possuem alta cobertura de radiação solar no Brasil, nem sempre são explorados por estarem em locais com terrenos que possuem grandes variações de relevos. O uso de software permite modelar diferentes componentes de um sistema fotovoltaico, como módulos, inversores, rastreadores solares, e calcular a geração de energia do sistema em diferentes condições. Tendo em vista que terrenos e relevos, mesmo em locais mais complexos, podem ser parametrizados via software para posicionar uma planta fotovoltaica, há uma tendência em aplicar tais projetos em simuladores. Desta forma, o objetivo deste trabalho é simular via PVsyst, uma planta fotovoltaica fictícia, com base de dados solarimétricos Meteonorm, localizada no estado do Rio de Janeiro que possui vales e relevos para explorar os impactos na geração energética causadas pelas variações de posicionamento do terreno. Para isto, foram realizadas onze simulações, considerando dez possíveis variações de terreno e comparando-os com a versão simulada em uma superfície plana. A partir da análise dos dados gerados pelo PVsyst foi possível verificar que ao inserir os dados do relevo os resultados de geração energética, as perdas por sombreamento e ângulos de posicionamento dos módulos, sofrem alterações significativas. Dentre os subconjuntos de simulações analisados foi possível obter ganhos de até 2,75% assim como situações negativas com perdas de até 10,26%. Portanto, os resultados deste trabalho evidenciam a importância de se considerar as características do relevo durante a realização das simulações.

APLICAÇÃO DA METODOLOGIA BIM NA CONCEPÇÃO DAS USINAS SOLARES FOTOVOLTAICAS

2024-09-16T17:46:14-03:00

O artigo aborda a aplicação da metodologia BIM (Building Information Modeling) no processo de concepção de usinas solares fotovoltaicas e no desenvolvimento de suas bibliotecas associadas. A metodologia BIM é explorada como uma ferramenta eficaz para otimizar o design, construção e operação de instalações solares, proporcionando uma abordagem integrada e colaborativa. O texto destaca a importância da modelagem de informações para a tomada de decisões mais informadas ao longo do ciclo de vida das usinas solares. Além disso, o artigo discute o desenvolvimento de bibliotecas BIM específicas para o setor, visando padronização e reutilização de componentes e informações, o que pode resultar em maior eficiência e consistência nos projetos de usinas fotovoltaicas.

MEDIÇÃO DA IRRADIÂNCIA SOLAR GLOBAL EM PLANO INCLINADO UTILIZANDO SISTEMA EMBARCADO DE BAIXO CUSTO

2024-09-17T04:53:11-03:00

Este trabalho realizou a implementação de um sistema embarcado de baixo custo para a medição da irradiância solar global e comparação com um piranômetro. Foram descritos o processo de desenvolvimento e os resultados obtidos para um medidor de radiação solar utilizando os componentes: um módulo fotovoltaico de 20Wp, sensores de tensão e corrente, módulo GPS para sincronização da data e hora das medições e um Shield de armazenamento de dados. Com os dados coletados foram feitas análise de incerteza de medição tanto do sistema embarcado quanto do piranômetro de referência modelo CM3. Os resultados preliminares obtidos, desconsiderando-se alguns fatores de interferência não analisados, mostraram que o sistema é bem satisfatório, contudo, é necessário a realização de outros ensaios e coleta de dados de vários dias em diferentes condições de céu de forma a garantir que as medidas realizadas pelo sistema proposto tenham confiabilidade sob diferentes coberturas de céu. Os indicativos estatísticos utilizados no estudo foram o RMSE, nRMSE, MBE e MAE. Para avaliação do módulo em diferentes coberturas de céu a montagem experimental alcançou os seguintes resultados para dia de céu aberto: RMSE de 70,35, nRMSE de 0,09, MAE de 67,18 e MBE de -67,16. Para dia de céu nublado: RMSE de 92,90, nRMSE de 0,16, MAE de 59,10 e MBE de -26,75. Para dia de céu parcialmente nublado: RMSE de 96,67, nRMSE de 0,16, MAE de 59,10 e MBE de -26,75. As métricas RMSE e nRMSE apontaram que o sistema se comporta melhor para dias ensolarados, porém as métricas MAE e MBE tiveram melhor comportamento para dias nublados, comprovando um bom comportamento preliminar do sistema, já que a realização de boas medidas para dias nublados é mais complexa. Em sua versão final, o sistema produzirá curvas diárias de alta resolução temporal com localização e marca temporal rastreadas por GPS.

ANÁLISE BIBLIOMÉTRICA DAS PUBLICAÇÕES RELACIONADAS À PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E FONTE POR CONCENTRADOR SOLAR

2024-09-17T05:04:58-03:00

As energias renováveis têm conquistado cada vez mais espaço nas matrizes energéticas do Brasil e do mundo, visto que são uma alternativa viável para solucionar problemas energéticos que surgem ao redor do globo. O uso do hidrogênio, em conjunto com a energia solar heliotérmica, utilizando concentradores solares, pode fornecer uma nova modalidade energética limpa, contribuindo ainda mais para a solidificação das energias renováveis como principal categoria energética do mundo. O Brasil é um país rico em incidência solar, podendo utilizá-la para produzir esse hidrogênio e exportar para outras regiões. Sendo assim, esse trabalho busca fazer um levantamento dos trabalhos que estão sendo publicados no Brasil e no mundo que relacionam Hidrogênio Verde e a utilização de Concentradores Solares para sua produção, mostrando as instituições que estão desenvolvendo pesquisas, os principais autores e localidades, dentre outras características. O presente trabalho analisa documentos encontrados na base Scopus e utilizando a ferramenta do pacote Bibliometrix R. Foram encontrados cerca de 149 documentos distribuídos em 112 fontes ao redor do mundo, tais como artigos, revistas, livros, etc. Observou-se o crescimento do número de publicações relacionadas ao tema ao redor do mundo entre os anos de 2001 e 2023. Contudo, no Brasil, tendo uma quantidade de publicações mais modesta se comparado com outros países. Logo, o presente trabalho busca mostrar que os temas relacionados ao hidrogênio e a sua produção por meio de concentradores solares à base de energia solar heliotérmica estão ganhando espaço, mas que também há bastante potencial ainda a ser explorado.

ANÁLISE DO POTENCIAL DE PRODUÇÃO E EXPORTAÇÃO DO HIDROGÊNIO VERDE NO NORDESTE BRASILEIRO

2024-09-17T05:34:55-03:00

O objetivo deste trabalho é descrever as condições geográficas, políticas e econômicas que proporcionam para a região Nordeste do Brasil destaque global como futuro produtor de hidrogênio verde (H2V). Para tanto, iniciou-se com uma abordagem detalhada do estado da arte do hidrogênio (H2), constando da sua cadeia de valor, sua diversidade de rotas tecnológicas, seus custos de produção, seus riscos com armazenamento e distribuição, bem como as perspectivas de implementação do H2V na matriz elétrica brasileira no panorama 2050. Além disso, foram analisados os potenciais de produção de energias renováveis do Brasil, através dos dados obtidos do Sistema de Informações de Geração da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), cujos resultados evidenciam que a maior parcela de potência outorgada total das usinas centralizadas de energia eólica (91,2%) e solar fotovoltaica (60,6%) do país encontram-se na região Nordeste. Desse modo, considerando que o hidrogênio verde é produzido através da eletrólise da água, na qual a fonte de eletricidade empregada é integralmente proveniente de fontes de energias renováveis, particularmente energia eólica e solar fotovoltaica, esse fato confirma um dos principais fatores técnicos e econômicos que tornam esta região privilegiada. Outros fatores igualmente importantes estão relacionados aos incentivos políticos e governamentais de captação de investimentos do exterior promovidos por seus próprios governantes, que já conseguiram firmar acordos na ordem de R$ 340 bilhões, destinados principalmente à exportação de H2V e amônia para o mercado europeu.

DESEMPENHO DA ALTA RESOLUÇÃO DO WRF-SOLAR NA ESTIMATIVA DA IRRADIÂNCIA GLOBAL HORIZONTAL NA CIDADE DE MACAPÁ-AP.

2024-09-17T05:44:55-03:00

A diversificação da matriz energética traz diferentes benefícios, e a energia solar fotovoltaica é uma fonte promissora de energia devido a sua escalabilidade e modularidade. O estado do Amapá localiza-se na região tropical, onde recebe uma grande quantidade de energia solar durante todo o ano. No entanto, a falta de estudos do potencial solar da região, dificulta a expansão dos sistemas fotovoltaicos no estado. Na avaliação dos recursos solares, os modelos atmosféricos surgiram como uma ferramenta fundamental como, por exemplo, o Weather Research Forecast (WRF). A versão 4.3.1 do modelo WRF-Solar, versão específica para atender às aplicações de energia solar, foi utilizada para simular a Irradiância Global Horizontal (GHI) da cidade de Macapá-AP, na região Norte do Brasil. O objetivo foi mostrar resultados preliminares sobre a eficiência do modelo WRF-Solar na estimativa da GHI sazonal da cidade de Macapá-AP, além de verificar se, uma alta resolução melhora os resultados das simulações. O Ano Meteorológico Típico (Typical Meteorological Year, TMY) foi calculado a partir do método Sandia. O algoritmo proposto pela Baseline Surface Radiation Network (BSRN) foi utilizado para tratar os dados horários da estação meteorológica automática (EMA) do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) da cidade de Macapá-AP. Duas parametrizações de cumulus foram indispensáveis para representar a região. Dados de entrada de reanálises do ERA5 de 1 em 1 hora, foram utilizados. O uso de dados com alta resolução reduziu o nRMSE da GHI, principalmente durante a primavera, de 22% para 17%. A redução no RMSE foi aproximadamente 48,37 W.m -2 na primavera. Estimativas mais eficientes nas simulações com o WRF-Solar de alta resolução foram encontradas.

RESULTADOS EXPERIMENTAIS DA INTEGRAÇÃO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS A COBERTURAS VEGETADAS

2024-09-17T09:28:19-03:00

O presente artigo apresenta uma revisão sistematizada da literatura sobre avaliações experimentais relacionadas à integração de sistemas fotovoltaicos (FV) em coberturas vegetadas de edificações, com foco na geração de eletricidade. Tal revisão está baseada na consulta de artigos técnico-científicos disponibilizados nas mais renomadas bases de dados, considerando um intervalo de tempo limitado aos últimos 10 anos (2013 a 2023), e em trabalhos publicados em anais de eventos científicos de reconhecida qualidade, resultando na avaliação inicial de 121 artigos, sendo 45 deles mais alinhados com o tema deste trabalho, e, finalmente, 17 destes, que apresentavam foco em pesquisas experimentais, foram utilizados como ponto central desta pesquisa. Após as análises, foram observados diversos aspectos relevantes sobre o assunto, os quais evidenciaram que a instalação integrada de módulos fotovoltaicos a coberturas vegetadas foi identificada como uma abordagem que pode contribuir para o resfriamento dos módulos, otimizando a eficiência do sistema. Além disso, observou-se uma lacuna nas pesquisas realizadas em climas tropicais quentes e úmidos, característicos de regiões localizadas na faixa centro-norte do Brasil, ressaltando a necessidade de avaliar o impacto das elevadas temperaturas, alto percentual de umidade relativa do ar e alta incidência de radiação solar ao longo do ano sobre o desempenho dos sistemas FV. Essas descobertas sugerem implicações práticas e oportunidades para futuras pesquisas, destacando a importância da consideração de fatores climáticos específicos em projetos de integração entre sistemas fotovoltaicos e coberturas vegetadas.

DESENVOLVIMENTO DE SISTEMA DE ILUMINAÇÃO ARTIFICIAL PARA SUPLEMENTAÇÃO DE LUZ VISÍVEL EM CASAS DE VEGETAÇÃO INTELIGENTES COM SISTEMAS AGROVOLTAICOS

2024-09-17T09:39:35-03:00

O desenvolvimento de sistemas de iluminação artificial em casas de vegetação é uma tendência na agricultura de precisão. De maneira similar, os sistemas fotovoltaicos, que apresentam confiabilidade, maturidade tecnológica, competitividade econômica e sustentabilidade, são aplicados em casas de vegetação para compensação de energia elétrica. Este trabalho é parte de um projeto de pesquisa que desenvolveu duas casas de vegetação inteligentes para cultivo protegido de mudas de banana e de orquídea. As casas de vegetação apresentam sistemas de controle, arquitetura e estratégias bioclimáticas e sistemas de energia (iluminação artificial, aquecimento artificial, resfriamento evaporativo e sistema fotovoltaico). Uma rede de sensores monitora variáveis ambientais internas e uma estação meteorológica automática monitora variáveis ambientais externas. Um sistema computacional baseado em inteligência artificial é responsável pelo controle autônomo das casas de vegetação. Neste artigo apresenta-se o desenvolvimento de um sistema de iluminação artificial para suplementação de luz visível em casas de vegetação inteligentes. O sistema de iluminação artificial foi definido a partir de modelagem e simulação em uma ferramenta computacional. O sistema proposto foi instalado em duas casas de vegetação inteligentes localizadas em Alpestre/RS e Santa Rosa do Sul/SC, no Sul do Brasil. O artigo também apresenta o desenvolvimento de métodos de estimativa de consumo de energia elétrica baseado em premissas e perfis operacionais do sistema e a medição experimental do sistema de iluminação artificial que foi realizada de acordo com o procedimento descrito em normas técnicas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT NBR15215-4). O artigo apresenta o desempenho energético do sistema agrovoltaico aplicado às casas de vegetação inteligentes.

OPERATING BEHAVIOR OF A PHOTOVOLTAIC-DRIVEN ELECTROLYSIS SYSTEM

2024-09-17T09:52:38-03:00

Increasing demand for clean and sustainable energy is always accompanied by the challenge of storage and transportation. Hydrogen is a promising solution for storing energy generated by solar photovoltaics (PV). The intermittent nature of PV power generation systems represents a particular challenge for coupled water electrolysis systems. Batteries can be connected in parallel with the power generation system to mitigate the intermittency of renewable sources and to reduce the nominal power of electrolyzers and, consequently, the costs. The analysis of operational behavior is the first stage of designing an algorithm for PV power generation systems composed of water electrolyzers connected with batteries in parallel with a PV power generation system. This algorithm can identify the optimal operational points for the operation. This paper analyzes the energy demand under real operating conditions of an Anion Exchange Membrane (AEM) electrolyzer and the energy required for startup. To achieve this objective, the behavior under various production rates and electrolyte temperatures followng different durations of idle phases were examined. An analysis of the dynamic response was also carried out. Significant amounts of energy are required for startup, particularly during high production rates and cold starts. From an operating time of around 3 hours after starting, the startup energy no longer plays a major role. The fast dynamic response of AEM electrolyzers also makes it possible to follow the intermittent supply from PV systems. Based on this, the energy budget for hydrogen production can be determined over the operating time, considering the startup. These results can support the development of control algorithms for the optimal operation of these green hydrogen production systems.

ANÁLISE DA ESPESSURA DOS VIDROS E DA INTERFACE MOLDURA-VIDRO EM MÓDULOS FOTOVOLTAICOS BIFACIAIS COM USO DE MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE VARREDURA

2024-09-17T10:13:11-03:00

A usina de testes localizada na Fotovoltaica-UFSC em Florianópolis/SC (27º S, 48º O), conta com uma potência instalada de aproximadamente 100 kWp, sendo projetada inicialmente para avaliar e demonstrar o potencial de maximização da vida operacional e da geração de energia (MWh) por potência instalada (MWp) de módulos bifaciais vidro//vidro. Entretanto, este projeto de pesquisa foi surpreendido com quebras nos vidros dos módulos fotovoltaicos bifaciais bem acima do esperado. Aproximadamente 50% dos módulos instalados apresentaram falhas nos vidros após somente nove meses de operação da usina. Este estudo surgiu como uma das linhas de pesquisa destinadas a buscar uma melhor compreensão da origem dessas falhas. A análise foi dividida em duas etapas investigativas para investigar pontos de concentração de tensões ao longo da interface formada entre o vidro e a moldura de alumínio. Com o uso de um microscópio eletrônico de varredura (MEV), foi analisada a espessura dos vidros e a interface ao longo de todo o perfil do módulo, identificando locais onde a espessura do vidro é menor que a especificação do fabricante, além de defeitos de fabricação na interface formada entre os vidros e a moldura de alumínio. Este estudo, embora preliminar, destaca a necessidade de pesquisas mais abrangentes para compreender as causas das trincas observadas em grandes usinas e sugere análises adicionais para uma compreensão mais completa do problema.

OBSERVAÇÕES PARA A IMPLANTAÇÃO DE SISTEMAS BIFACIAIS EM USINA DE GRANDE PORTE NO BRASIL

2024-09-17T10:22:18-03:00

O presente trabalho caracteriza quesitos funcionais para painéis bifaciais voltada a implantação da tecnologia em larga escala visando usinas de grande porte. Metodologicamente são desenvolvidas análises para a implantação de uma usina de geração solar com tecnologia bifacial para uma localidade no Brasil, contribuindo com a avaliação das condições de performance para locais mais quentes e com maior incidência de luz solar justificando pesquisas relacionadas à admissão de sistemas bifaciais no país. A análise se baseia na caracterização das inovações para tecnologias de geração fotovoltaica que proporcionam melhorias significativas na eficiência dos módulos solares, evidenciando o crescimento na instalação e a diversificação das expectativas dos atores. Como tecnologia caracterizada, as células bifaciais atualmente são aquelas com maior poder de atração para novos projetos, com perspectivas de superar as tecnologias monofaciais. As mudanças no desenho destas células permitem que a luz solar seja melhor aproveitada permitindo a geração de energia elétrica em ambos os lados, aumentando significativamente a eficiência. Esses dados reforçam a queda do custo para a energia gerada, demonstrando estimativa de reduzido tempo de retorno do investimento. As análises de projetos implantados em outras regiões confirmam as expectativas para o uso dessas tecnologias, mas ainda implicam em uso de dados de outros países e relativo desconhecimento no comportamento desses módulos para o Brasil, reforçando o caráter ainda pontual das instalações e a necessidade de dados gerados localmente. Como resultado, o estudo apresenta informações verificadas relativas à implantação de uma usina de grande porte no Brasil, o que permite analisar questões pertinentes à tendência contínua de crescimento da geração de energia por fontes fotovoltaicas, bem como a avaliação de condições para o desenvolvimento de um novo modelo de negócios parageradores, com a possibilidade de aumento da eficiência e oferta de energia no mercado empregando múltiplas tecnologias de geração.

ESTIMATIVA DA RADIAÇÃO SOLAR GLOBAL MÉDIA MENSAL EM FUNÇÃO DA AMPLITUDE TÉRMICA DO AR PARA A CIDADE DE MACAPÁ – AP

2024-09-17T10:41:41-03:00

Com o crescimento do interesse no aproveitamento da energia solar no estado do Amapá, através de sistemas fotovoltaicos, a estimativa de radiação solar global diária média mensal, através de modelos matemáticos, é de grande utilidade na prospecção de regiões com potencial para exploração dessa energia. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar três modelos de estimativa de radiação solar para Macapá com base na amplitude térmica do ar, utilizando os modelos de Bristow e Campbell (B-C), Hargreaves (HG) e Hunt (HU), estenidos para medidas de média mensal. Os modelos foram calibrados e validados tomando como base seis anos de dados meteorológicos. O desempenho de cada modelo foi avaliado pelo coeficiente de determinação, raiz do erro médio quadrático, índice de concordância de illmott, coeficiente de correlação de Pearson e o índice de desempenho (c). Os resultados mostraram que os modelos B-C e HU apresentaram melhores desempenhos, com boas acurácias encontradas no índice de Wilmott (0,93 e 0,92), erros médios quadráticos (1,37 MJm-2d-1 e 1,41 MJm-2d-1), medianas precisões R2 (0,78 e 0,76), sendo classificados como desempenho muito bom na estimativa da radiação solar global diária média mensal para Macapá. É de se destacar que a pequena diferença entre os desempenhos dos modelos avaliados e a proximidade dos resultados com os encontrados na literatura cientifica, indica que o modelo de Hargreaves, calibrado com um coeficiente, é também atrativo e robusto para Macapá.

EMISSÕES EVITADAS DEVIDO À HIBRIDIZAÇÃO DA GERAÇÃO EM MINIRREDES DA AMAZÔNIA ATRAVÉS DA AGREGAÇÃO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS E DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA

2024-09-17T14:13:28-03:00

A urgência da mitigação das mudanças climáticas e da inclusão de energias renováveis em regiões remotas, implica no desafio de reduzir as emissões de gases de efeito estufa em redes isoladas da Amazônia. O objetivo central deste estudo é avaliar as emissões de gases de efeito estufa evitadas por meio da hibridização de um sistema isolado. O sistema é composto por geração termoelétrica a diesel com a incorporação de sistema fotovoltaico (FV) e de sistema de armazenamento de energia em baterias (SAEB). A localidade escolhida para a análise é o distrito de Izidolândia, RO. As emissões evitadas resultantes da inserção da geração fotovoltaica (FV) foram calculadas seguindo as diretrizes da metodologia de Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL) AM0103. Foram realizadas simulações para diferentes períodos de projeto, incluindo 7, 10, 14 e 21 anos, os quais estão alinhados com os períodos de creditação de projetos de MDL. Para a determinação das emissões evitadas foi escolhida a configuração do sistema híbrido que apresentou o menor custo nivelado de energia para cada período. Os resultados obtidos demonstraram a contribuição altamente significativa da geração fotovoltaica combinada com sistemas de armazenamento de energia, na redução das emissões de toneladas de CO2 equivalentes (tCO2eq), que se mostra maior para projetos de maiores durações: projetos de 7 anos evitariam a emissão de 348,07 tCO2eq/ano; projetos de 10 anos evitariam a emissão de 424 tCO2eq/ano; projetos de 14 anos evitariam a emissão de 866,37 tCO2eq/ano; e projetos de 21 anos evitariam a emissão de 1.103,34 tCO2eq/ano.

PROCEDIMENTO PARA QUALIDADE DE DADOS SOLARIMÉTRICOS EM ESTAÇÕES PADRÃO EPE COM MEDIÇÃO DE ALBEDO

2024-09-17T16:57:06-03:00

Tendo o Brasil um potencial fotovoltaico altíssimo, faz-se necessário explorar cada vez mais essa possibilidade de produção de energia renovável, a fim de garantir uma transição energética eficiente. Para tanto, é necessário explorar todas as possibilidades inerentes a essa fonte e, uma dessas possibilidades, é a utilização de módulos fotovoltaicos bifaciais que utilizam a radiação refletida do solo para incrementar a geração de energia. Porém, umas das dificuldades em operacionalizar esse tipo de geração é a aquisição e gerenciamento das estações meteorológicas que devem por obrigatoriedade seguir a resolução normativa EPE-DEE-RE-065/2013-R8, assim como os dados gerados por elas. Visando propor uma metodologia eficiente e prática em garantir a qualidade dos dados provenientes de uma estação solarimétrica padrão EPE, são sugeridos e aplicados a uma estação instalada em Sousa/PB, uma sequência de catorze testes subdivididos em quatro grandes áreas, sendo elas: globais, físicos, comparativos e de refinamento, todos fundamentados estatística e fisicamente, que ao serem implementados a uma série de dados meteorológicos são capazes de apontar a ausência, repetição ou inconsistência dos dados obtidos.

IMPLANTAÇÃO DE UM SISTEMA FOTOVOTAICO OFF-GRID EM UMA COMUNIDADE DA RESEX TAPAJÓS-ARAPIUNS

2024-09-17T17:11:47-03:00

Este artigo discute a importância do acesso à eletricidade em áreas remotas da Amazônia e os desafios enfrentados devido a obstáculos geográficos, técnicos e logísticos. Apesar dos esforços feitos através do programa "Luz para Todos", muitas comunidades ainda sofrem com problemas de abastecimento de energia e dependem de geradores a diesel, que são caros e prejudiciais ao meio ambiente. Para superar essas dificuldades, as Usinas Fotovoltaicas são apresentadas como uma solução inovadora e sustentável. O projeto "Convergence for Innovative Energy Solutions", liderado pela Michigan State University em parceria com a UFOPA através do Laboratório de Energia Renovável, está implementando essa tecnologia em algumas comunidades da Reserva Extrativista Tapajós-Arapiuns, dentre elas a comunidade de Porto Rico. Além da instalação das Usinas Fotovoltaicas, o projeto também oferece treinamento aos moradores locais para que possam realizar a manutenção do sistema. Essas usinas são compostas por 6 painéis fotovoltaicos de 335 Wp, totalizando 2010 Wp, que são armazenados em um banco de 8 baterias de 24 V cada uma, sendo carregadas por 2 controladores de carga com capacidades de 60 A e 40 A. As usinas foram dimensionadas para suprir as necessidades básicas da comunidade, gerando energia para oito residências e dois centros comunitários por cerca de 4 horas por dia. O uso desses geradores fotovoltaicos tem sido bem-sucedido na redução dos custos e impactos ambientais, além de contribuir para o desenvolvimento econômico local.

ESTUDO DE CASO DE LSTM E AUTOENCODER LSTM PARA PREVISÃO A CURTO PRAZO UTILIZANDO MÚLTIPLAS SÉRIES TEMPORAIS

2024-09-17T17:26:53-03:00

A energia elétrica é um dos principais recursos utilizados por nossa sociedade e o desenvolvimento tecnológico faz com que a demanda cresça. Com a crescente preocupação com os impactos associados ao efeito estufa e pactos globais pela redução das emissões, a relevância das fontes renováveis de energia está crescendo. A intermitência da geração fotovoltaica associada com as condições meteorológicas é um desafio tecnológico que vem sendo investigado intensamente. Com base nisso, investigamos métodos de previsão para horizonte de poucas horas adiante baseados em redes neurais LSTM (Long Short-Term Memory) pura ou combinada com uma rede autoencoder utilizando dados da planta fotovoltaica na Universidade de São Paulo. Os modelos LSTM revelam potencial promissor, mesmo com arquiteturas mais simples, exibindo margens de erro reduzidas, com RMSE variando entre 6.0% e 7.46%. No entanto, o uso do autoencoder, embora resulte em um RMSE ligeiramente superior, destacou -se pela sua estabilidade do valor dos desvios RMSE da previsão em torno de 8,2% em horizontes de previsão de até 3 horas.

APLICAÇÃO DE NORMAS DE SEGURANÇA CONTRA INCÊNDIO EM SISTEMAS FOTOVOLTAICOS NO BRASIL

2024-09-17T17:40:29-03:00

<p>A rápida expansão do setor fotovoltaico levou ao surgimento de instalações inadequadas, devido à utilização de materiais e equipamentos de menor qualidade e mão de obra não qualificada. A criação de regulamentações torna-se uma ferramenta importante para garantir a segurança e confiabilidade das instalações fotovoltaicas, a fim de evitar acidentes. A ocorrência de incêndio é um dos principais riscos associados a estas construções, sendo de fundamental importância a aplicação de critérios que minimizem estes riscos. Neste sentido, este trabalho visa abordar a situação atual das normas brasileiras de segurança para prevenção de incêndios que são aplicáveis a estes sistemas. É observado que alguns estados apresentam normativas mais particulares, enquanto a maior parte do país apresenta uma ausência de normas específicas, indicando uma deficiência em regulamentações nacionais para a segurança contra incêndios.</p>

PREVISÃO DA RADIAÇÃO GLOBAL USANDO MODELOS DE REDES NEURAIS ARTIFICIAIS

2024-09-18T05:28:16-03:00

Estudos envolvendo a disponibilidade solar para empreendimentos renováveis ganham grande importância no cenário de mitigação das mudanças climáticas. Mediante a isso, visando o potencial que os empreendimentos podem gerar, é possível, através de vários horizontes preditivos, otimizar decisões no setor fotovoltaico. O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) criou a Rede SONDA com o intuito de sistematizar e organizar dados de torres para estudos envolvendo as energias renováveis. Foram selecionadas as cidades de Joinville (SC) e Natal (RN) para previsões em diferentes escalas de tempo. Em relação à previsão, o modelo de Redes Neurais Artificiais foi implementado para realizar um diagnóstico da energia solar com base em períodos de menor insolação, com base no ciclo diurno. Através da análise de dados que foram criados para este fim, os resultados revelaram uma acurácia excelente com o erro percentual absoluto médio (MAPE) em 0,0032% na previsão de uma hora à frente para Natal (RN), e um valor de 0,55% para Joinville (SC). Desse modo, é possível usar a ferramenta como forma de otimizar a confiabilidade da prospecção de energia solar.

ANÁLISE DA COMPLEMENTARIDADE DA GERAÇÃO EÓLICA E FOTOVOLTAICA NO ESTADO DA BAHIA

2024-09-18T05:37:23-03:00

Um dos desafios no uso de energias renováveis é falta de previsão dos recursos naturais que só produzem em condições ambientais propícias. Uma solução para este problema, é a combinação de fontes renováveis, de tal maneira, que as gerações tendem a potencializar gerando um desenlace propício durante o ano. Mas para isso, é necessário analisar as fontes, a fim de encontrar os sistemas que se complementam de forma eficiente. Considerando o crescimento das usinas eólicas e fotovoltaicas, este estudo foca na análise da correlação das duas fontes de energia diante das características que se relacionam tanto em termos mensais, quanto horários. Além disso, torna-se necessário visualizar as flutuações dessas fontes ao longo do dia e do ano. Foram coletados conjuntamente ao Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) dados reais de potência e fator de capacidade de dois conjuntos eólicos e de dois conjuntos fotovoltaicos durante o período de 2020 a 2022, sendo eles BJL Solar, Sertão Solar Barreiras, Brotas de Macaúbas e Morro do Chapéu Sul. As análises são compostas por duas etapas, sendo que a primeira tem o intuito de visualizar o perfil de geração eólica e fotovoltaica ao longo do período dos dados coletados e o segunda analisa a complementaridade horária entre as fontes por meio de gráficos e cálculos estatísticos como o Coeficiente de Correlação de Person (CCP). Os cálculos indicaram uma associação negativa entre os conjuntos, sugerindo complementaridade entre as energias, eólica e fotovoltaica. Os CCPs mensais, variaram de -0,7 a -0,8, demonstrando paralelismo, em que o aumento da geração de uma fonte resulta na atenuação da outra, para no fim obter uma geração de energia mais estável e confiável.

REVISÃO SISTEMÁTICA DA LITERATURA SOBRE SIMULADORES SOLARES PARA APLICAÇÕES EM ENERGIA FOTOVOLTAICA

2024-09-18T08:55:17-03:00

Este texto apresenta uma revisão sistemática da literatura (RSL) executada com o auxílio do software StArt, para a tecnologia de simuladores solares com grandes áreas (áreas maiores que 256 cm2) e de fluxo não-concentrado (próximos a 1.000 W/m2) nos últimos vinte anos. Os simuladores solares pesquisados foram aqueles que fossem baseados em lâmpadas de xenônio, halogenadas, haleto metálico ou LEDs como fonte exclusiva de irradiância. As buscas para a RSL foram realizadas nas bases de dados IEEE Xplore, Scielo, Science Direct, Scopus, Web of Science, Google Schoolar e o repositório da CAPES, enquanto para publicações brasileiras foi realizada também busca na BDTD (Biblioteca Digital Brasileira de Teses e Dissertações). Como resultado da RSL foram encontrados trinta e oito artigos que corresponderam aos critérios de busca. Em seguida, foi realizada a análise bibliométrica dos dez artigos mais citados, indicando a distribuição das publicações ao longo dos anos, o número de publicações de acordo com o país de origem da instituição dos autores e o número de artigos por tipo de lâmpada. Oito dos artigos mais citados na literatura e selecionados pela RSL foram brevemente resumidos sendo apresentados alguns aspectos de destaque no que diz respeito ao projeto dos simuladores solares, tais como: importância da escolha da fonte de irradiância adequada, impacto da geometria na construção do simulador e na distribuição das lâmpadas no plano irradiante, importância do controle de temperatura da fonte de irradiância, estratégias de otimização da irradiância na câmara interna com o uso de materiais refletores, uso de softwares de simulação óptica para otimização construtiva do simulador e a classificação dos simuladores de acordo com as normas internacionais de desempenho de simuladores solares.

AVALIAÇÃO DO MODELO WRF COM FOCO NO PERFIL DE VENTO OFFSHORE MEDIDO POR LIDAR EM PORTO ILHA-RN.

2024-09-18T09:20:33-03:00

Visando identificar regiões propícias para o aproveitamento do recurso energético ao longo da Margem Equatorial Brasileira. Esse artigo é parte de um projeto maior, que abrange a margem equatorial brasileira, notável por sua diversidade geográfica e climática. A coleta convencional de dados eólicos por meio de torres meteorológicas enfrenta desafios logísticos e financeiros, especialmente em áreas de difícil acesso, estimulando a pesquisa de técnicas de sensoriamento remoto, como os LIDARs, que ganham destaque devido à sua versatilidade e capacidade de medição em alturas elevadas. LIDAR instalado nas dependências do porto Salineiro, forneceu as primeiras medições dentre o conjunto de informações que serão adquiridas nesse projeto no âmbito de informações de vento offshore. A avaliação e o desempenho do modelo de mesoescala WRF na representação dos ventos em Porto Ilha-RN, localizado no terminal salineiro de Areia Branca, também foi avaliado. Os resultados revelam um bom desempenho do modelo para a velocidade do vento. Embora as simulações apresentem uma superestimação para representar o ciclo diário do vento, a velocidade média do vento foi bem representada e o modelo WRF reproduziu satisfatoriamente a variabilidade da velocidade do vento para o mês de junho de 2023.

AVALIAÇÃO DA INTEGRIDADE DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS SEMI FLEXÍVEIS APLICADO AO SISTEMA DE GERAÇÃO DE UM CATAMARÃ ELÉTRICO

2024-09-18T09:36:29-03:00

O presente trabalho tem como objetivo estudar os módulos fotovoltaicos advindos de novas tecnologias impulsionadas pelas demandas de transição energética globalmente à qual será avaliada a integridade e o desempenho desses módulos semi flexíveis aplicados ao sistema de geração de uma embarcação elétrica do tipo catamarã, utilizado pela Equipe Arariboia na competição nacional de barcos elétricos (Desafio Solar Brasil - DSB). A metodologia aplicada consiste no levantamento de dados obtidos através de dois diferentes tipos de ensaios: Levantamento da curva IxV dos módulos com carga resistiva variável e teste de eletroluminescência,. Serão mostrados os passos executados durante os testes com carga fixa e variável para dois módulos semiflexíveis e um módulo rígido para comparação, além dos resultados obtidos através do ensaio de eletroluminescência. Nesta conjuntura, a avaliação dos módulos é fundamental para as próximas competições e para o conhecimento da sociedade acerca do tópico abordado, visto que os módulos semi flexíveis são relativamente recentes no mercado nacional.

INFLUÊNCIA DA RESOLUÇÃO TEMPORAL NA ANÁLISE DE EVENTOS DE SOBREIRRADIÂNCIA NA CIDADE DE SOUSA – PARAÍBA

2024-09-18T09:45:29-03:00

O crescimento dos sistemas FV tem sido notável em escala mundial e, no Brasil, não seria diferente, visto que o país possui uma excelente disponibilidade do recurso solar, com um grande número de sistemas FV espalhados por todo Brasil, somada a geração centralizada e a distribuída, a geração fotovoltaica já atingiu a marca de 24 GW de potência instalada no Brasil, representando cerca de 5,39% da matriz energética. Com o grande número de instalações de sistemas FV, para diferentes regiões o fenômeno conhecido como sobreirradiância, do qual o valor da irradiância solar medida supera o valor da irradiância incidente do topo da atmosfera, em um curto período. Neste contexto, o objetivo deste artigo é analisar os eventos de sobreirradiância ocorridos no ano de 2022 no município de Sousa, no estado da Paraíba. Os dados radiométricos são coletados a cada segundo e as demais variáveis os dados são a cada minuto, juntamente do valor médio, máximo e mínimo. Para analisar a diferença entre os eventos de sobreirradiância quando registrados em segundos e minutos, os dados da GHI também foram registrados a cada minuto. Como resultado, os meses de março, abril e agosto apresentaram a maior quantidade de eventos de sobreirradiância em minutos, enquanto na resolução de segundos os meses de abril, junho e agosto apresentaram as maiores quantidades de ocorrências, com o mês de agosto registrando 768 ocorrências de sobreirradiância superiores a 1000 W/m². Também, foi registrado às intensidades dos eventos, de 1521 W/m² na resolução de minutos e de 1654 W/m² na resolução de segundos, no dia 5 de novembro de 2022, como o evento de maior intensidade registrado durante a campanha de medição na estação. Adicionalmente, no dia 16 de abril de 2022, o evento com maior duração, possuindo um tempo de 326 segundos.

APLICAÇÃO DE INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL NA ANÁLISE DO EFEITO DO TIPO DA PINTURA DO ABSORVEDOR E DO TIPO DE CONTATO PLACA-TUBO NA PRODUÇÃO DE ENERGIA DE COLETORES SOLARES

2024-09-18T10:22:27-03:00

O uso da Inteligência artificial (IA) tem se expandido nos últimos anos, particularmente quando se trata do tema aprendizado de máquina. Nesse contexto, este trabalho propõe a aplicação do algoritmo de classificação Naïve Bayes (NB) treinado por um banco de dados de resultados de ensaios de eficiência energética em coletores solares planos, no âmbito do Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE Solar). O objetivo é propor um método para prever a probabilidade de que um coletor solar, que apresente a priori determinadas evidências construtivas: pintura especial ou comum na placa absorvedora e contato placa-tubo por solda ou encaixe mecânico, obtenha classificação “A” no PBE Solar. Na medida em que o banco de dados aumenta, o aprendizado do algoritmo NB é reforçado e a inferência se torna mais acurada. Os resultados, para um banco de dados de 40 coletores, mostraram que a observação de pintura especial e solda resulta na probabilidade de 88,7% de que o coletor obtenha classificação “A”. Quando, ao invés da solda, verifica-se encaixe mecânico (mantendo a pintura especial) a probabilidade se reduz para 43,3% e quando, ao invés da pintura especial, observa-se pintura comum (mantendo a solda) a probabilidade diminui para 35,2%. Por fim, obteve-se que se nem pintura especial tampouco solda são observadas, a probabilidade do evento alvo é de apenas 5%. Adicionalmente, aplicou-se o algoritmo para outros tamanhos de banco de dados, e não havendo variação significativa nos resultados, constatou-se que a quantidade de dados utilizada foi satisfatória. Como conclusão geral, o trabalho comprovou o grande impacto da pintura especial ou tratamento seletivo na superfície da placa, assim como a importância da soldagem dos tubos na placa, para a produção de energia do aquecedor. Trabalhos futuros poderão mensurar esse efeito em termos econômicos e também usar o algoritmo para avaliar outras características de projeto do coletor.

FATOR DE CAPACIDADE REPRESENTATIVO DA OPERAÇÃO DE MÚLTIPLAS UNIDADES DE GERAÇÃO FOTOVOLTAICA DISTRIBUÍDA

2024-09-18T11:12:22-03:00

Este trabalho visa apresentar um método para avaliar o fator de capacidade representativo da operação de múltiplos sistemas fotovoltaicos distribuídos no município de Florianópolis. O fator de capacidade teórico de tais sistemas foi estimado a partir de dados de irradiação solar global horizontal em Florianópolis, medidos na estação em solo do INMET. O fator de capacidade representativo da operação de múltiplos sistemas fotovoltaicos distribuídos em Florianópolis, integrantes do Projeto Bônus Fotovoltaico, foi calculado a partir de medições da potência fotovoltaica gerada pelos sistemas. Nos12 meses do período analisado, os resultados mostram diferença entre dados medidos e dados históricos (Atlas Solarimétrico) de irradiação solar global horizontal média diária de 0,63%. Os valores médios diários teóricos do fator de capacidade variaram entre 9,64% (maio) e 18,32% (dezembro), enquanto os valores médios diários medidos variaram entre 10,47% (maio) e 20,66% (dezembro). A média anual do fator de capacidade médio diário teórico foi de 14,15%, valor similar ao adotado pela ANEEL para Santa Catarina (14,1%) e a média anual do fator de capacidade médio diário medido foi superior (15,34%). O valor de PR igual a 0,75 adotado neste trabalho foi baseado no valor adotado pela ONS para estimar a geração de sistemas fotovoltaicos instalados em unidades consumidoras alimentadas em baixa tensão. Entretanto, os valores do fator de capacidade médio diário medidos se mostraram superiores aos teóricos em todos os meses do período analisado, o que pode indicar que o valor de PR=0,75 pode ser muito conservativo para estimar a geração fotovoltaica horária, diária e mensal dos sistemas fotovoltaicos distribuídos em Florianópolis.

ANÁLISE DE DESEMPENHO E COMPARATIVA DE DOIS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS

2024-09-18T11:36:09-03:00

The study analyzes the performance of two grid-connected photovoltaic systems (SFCR) located in the city of Garanhuns, Pernambuco. The SFCR 1, installed in 2022 and composed of a Growatt inverter and Longi Solar modules, underwent an expansion after 1 (one) year, while the SFCR 2, installed in 2023 and with DC power equivalent to that of the aforementioned expansion, used 2 (two) Deye micro inverters connected to 11 (eleven) PV modules individually. The article seeks to verify the technical feasibility of expanding SFCR 1 compared to the performance of SFCR 2 based on the monthly history of electricity generation, the Inverter Dimensioning Factor (IDF) and the merit indices: Capacity Factor (CF), Performance Rate (PR) and Productivity Index (Yf). According to the monitoring system for each SFCR inverter, the system for the expansion of SFCR 1 (EXP SFCR 1) was responsible for an increase in electricity generation of around 578.6 kWh per month on average. The SFCR 2, on the other hand, generated an average of 707.5 kWh/month. The Inverter Sizing Factor showed a considerable change with EXP SFCR 1, going from 0.94 to 0.69 and the Productivity Rate went from 127.3 h/month to 111.2 h/month, while the SFCR 2 obtained 121.3 h/month. The results indicate that, after the expansion, SFCR 1 showed changes in the merit indexes, with a reduction in the FDI and the generation performance and productivity rate. On the other hand, the SFCR 2, with micro-inverters, showed satisfactory results, surpassing the average generation of the SFCR 1.1. The analysis highlights the influence of solar irradiation on the monthly variation in energy generated by the two systems.

AVALIAÇÃO DO IMPACTO DO PERÍODO E RESOLUÇAO DE DADOS EM MÉTODO DE SITE ADAPTATION

2024-09-18T15:10:16-03:00

Para análises locais, a avaliação do recurso solar é mais eficaz por meio de medições em estações solarimétricas em solo. Entretanto, em casos em que a distância para a estação mais próxima é substancial ou quando não se possui uma série histórica representativa, a utilização de dados de satélites, em forma de séries históricas, torna- se a opção ideal, especialmente para análises de cunho regional ou continental. Apesar de métodos baseados em satélites apresentarem níveis significativos de confiabilidade, ainda podem exibir divergências notáveis quando comparados a valores medidos por estações em solo. Com o intuito de assegurar a confiabilidade dos resultados de geração de energia fotovoltaica no local específico, o método de correção de dados de satélite, conhecido como site adaptation, é implementado. Esse método utiliza dados medidos em solo, visando minimizar erros e aprimorar a concordância entre os dados derivados de satélite e as medições em solo, obtendo-se assim um conjunto de dados históricos, calibrado por um período de medição em solo. O propósito deste estudo é apresentar a aplicação do método por meio de regressão linear, considerando faixas de irradiância, para dados provenientes da estação solarimétrica do Laboratório Fotovoltaica/UFSC. Isso é feito ao explorar diferentes períodos de medição em solo e resoluções temporais dos dados, visando uma compreensão mais abrangente e precisa do recurso solar disponível. Os resultados mostraram que, para um período de um ano, dados com resolução de 60 minutos apresentaram menores erros quando comparados com dados de 30 minutos. Adicionalmente o método levou a um ajuste maior de correção histórica dos dados de satélite (+4,16%) com relação à correção aplicada aos dados com resolução de 30 minutos (+3,88%). Por fim, comparando períodos diferentes de medição, observou-se que os menores erros ocorreram para os maiores períodos analisados (4 e 5 anos).

‭ COMPARAÇÃO DE ESTIMATIVA ENERGÉTICA DE SISTEMAS‬ FOTOVOLTAICOS CONECTADOS À REDE EM DUAS PLATAFORMAS

2024-09-18T15:20:27-03:00

Este‬ ‭estudo‬ ‭realiza‬ ‭uma‬ ‭análise‬ ‭comparativa‬ ‭entre‬ ‭as‬ ‭plataformas‬ ‭de‬ ‭simulação‬ ‭PVsyst‬ ‭e‬ ‭EnergyPlus‬ ‭no‬ contexto‬ ‭de‬ ‭sistemas‬ ‭fotovoltaicos‬ ‭(FV).‬ ‭Inicialmente,‬ ‭apresenta-se‬ ‭o‬ ‭detalhamento‬ ‭dos‬ ‭modelos‬ ‭de‬ ‭simulação‬ ‭de‬ ‭sistemas‬ ‭de‬ ‭geração‬ ‭FV‬ ‭adotados‬ ‭em‬ ‭ambas‬ ‭as‬ ‭plataformas.‬ ‭Apesar‬ ‭de‬ ‭uma‬ ‭concordância‬ ‭geral‬ ‭nos‬ ‭parâmetros‬ ‭analisados,‬ ‭nuances‬ ‭surgem‬ ‭ao‬ ‭examinar‬ ‭detalhadamente‬ ‭a‬ ‭Irradiação‬ ‭Anual‬ ‭(H)‬ ‭no‬ ‭plano‬ ‭do‬ ‭gerador,‬ ‭a‬ ‭Energia‬ ‭elétrica‬ ‭gerada‬ ‭anualmente‬ ‭em‬ ‭corrente‬ ‭contínua‬ ‭(E‬‭c.c.‬‭)‬ ‭e‬ ‭corrente‬ ‭alternada‬ ‭(E‬‭c.a.‬‭);‬ ‭Perdas‬ ‭Elétricas‬ ‭(E‬‭perdas‬‭),‬ ‭Produtividade‬‭ Final‬‭ (Y‬‭F‬‭) ‬‭e‬‭ a‬‭ Taxa‬‭ de‬‭ Desempenho‬‭ (P‬‭R‬‭).‬‭ O‬‭ EnergyPlus‬‭ destaca-se‬‭ ligeiramente‬‭ em‬‭ algumas‬‭ variáveis,‬ ‭enquanto‬ ‭o‬ ‭PVsyst‬ ‭demonstra‬ ‭eficiência‬ ‭superior‬ ‭na‬ ‭P‬‭R‭.‬ ‬ ‭A‬ ‭consistência‬ ‭global‬ ‭sugere‬ ‭confiabilidade‬ ‭em‬ ‭ambas‬ ‭as‬ ‭plataformas,‬ ‭mas‬ ‭uma‬ ‭análise‬ ‭crítica‬ ‭aponta‬ ‭para‬ ‭oportunidades‬ ‭de‬ ‭aprimoramento.‬ ‭Questões‬ ‭como‬ ‭produção‬ ‭excedente‬ ‭no‬ ‭EnergyPlus‬ ‭e‬ ‭limitações‬ ‭na‬ ‭consideração‬ ‭da‬ ‭irradiância‬ ‭no‬ ‭PVsyst‬ ‭são‬ ‭discutidas,‬ ‭enfatizando‬ ‭a‬ ‭necessidade‬ ‭de‬ ‭ajustes‬ ‭para‬‭ simulações‬‭ mais‬‭ realistas.‬‭ Este‬‭ estudo‬‭ não‬‭ apenas‬‭ direciona‬‭ melhorias‬‭ na s‬‭plataformas,‬ ‭mas‬ ‭contribui‬ ‭para‬ ‭avanços‬ ‭coletivos‬ ‭na‬ ‭modelagem‬ ‭eficaz‬ ‭de‬ ‭sistemas‬ ‭FV,‬ ‭destacando‬ ‭a‬ ‭importância‬ ‭contínua‬ ‭da‬ ‭evolução tecnológica em energia renovável.‬

SELEÇÃO ÓTIMA DE LOCAIS PARA USINAS AGROVOLTAICAS UTILIZANDO MÉTODOS DE DECISÃO MULTICRITÉRIO BASEADOS EM SIG

2024-09-18T15:35:28-03:00

Com seu clima favorável para a produção solar, a Espanha é um local ideal para sistemas agrovoltaicos, que combina agricultura e sistemas fotovoltaicos para gerar energia renovável, mas a seleção inadequada de locais pode comprometer a produção. O estudo concentra-se na região da Andaluzia, Espanha, utilizando métodos de decisão multicritério baseados em Sistemas de Informação Geográfica (SIG). O objetivo é identificar locais economicamente viáveis e eficientes, considerando fatores restritivos e critérios de adequação espacial. A combinação de SIG e Tomada de Decisão Multicritério (MCDM) destaca-se na resolução de desafios complexos de localização. O SIG cria um banco de dados com dados de diversas organizações governamentais, sendo a base para sistemas de suporte à decisão. A metodologia inclui a análise e ponderação dos critérios por meio do Processo Hierárquico Analítico (AHP). Os resultados indicam que a abordagem proposta é eficaz na identificação de locais ideais para sistemas agrovoltaicos, promovendo a geração sustentável de energia e o aumento da produtividade agrícola. Essa integração estratégica demonstra o potencial de maximizar os benefícios tanto na produção de energia renovável quanto na prática agrícola sustentável, fortalecendo a resiliência do sistema energético e agrícola na região.

PREVISÃO DA GERAÇÃO SOLAR FOTOVOLTAICA PARA O SISTEMA INTERLIGADO NACIONAL CONSIDERANDO O IMPACTO DO ECLIPSE SOLAR DO DIA 14/10/2023

2024-09-18T15:46:32-03:00

O aumento da participação da fonte solar fotovoltaica na matriz energética brasileira origina uma série de desafios para a operação do Sistema Interligado Nacional (SIN). Dentre estes desafios, pode-se destacar a sua rápida variabilidade e a necessidade de tratamentos especiais para fenômenos antes não observados durante a programação da operação. O presente trabalho apresenta os métodos utilizados para representação do eclipse solar ocorrido no dia 14 de outubro de 2023 nos modelos de previsão da geração solar fotovoltaica do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), para utilização na programação da operação do SIN. São apresentados, além dos modelos oficiais de previsão de geração solar fotovoltaica, as alterações realizadas com dados adicionais para correção das previsões considerando o obscurecimento causado pelo eclipse, bem como a fonte e o processo utilizado para aquisição dos dados. Ao final, conclui-se sobre a eficácia das metodologias utilizadas através da comparação das previsões com a geração solar centralizada verificada.

ESTIMATIVA DA RADIAÇÃO SOLAR DE ONDA LONGA UTILIZANDO DADOS DE PRESSÃO DE VAPOR

2024-09-18T16:02:56-03:00

As radiações solares de ondas longas são complexas na medição devido a conceitos físicos exigentes e custosos equipamentos. Devido das dificuldades de se obter as medidas da radiação de onda longa o objetivo do estudo foi gerar equações de estimativa da onda longa utilizando medidas de pressão de vapor atual. O estudo foi realizado no Laboratório de Agrometeorologia e Radiometria Solar (22º54’S de latitude, 48º27’O de longitude e 786m de altitude). Os dados meteorológicos foram obtidos junto à estação meteorológica do departamento de Engenharia Rural e Socioeconomia da Faculdade de Ciências Agronômicas da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” - UNESP de Botucatu, São Paulo – Brasil. Foram utilizados dados meteorológicos de temperatura, umidade relativa do ar e radiação solar de ondas longas atmosférica e terrestre no período 1 de janeiro de 2015 a 6 de dezembro de 2015, no intervalo de 5 minutos. Os modelos foram processados em escala global (anual) e sazonal. Para a validação dos modelos foram utilizadas medidas de onda longa mensuradas no ano de 2020 utilizando os seguintes indicativos estatísticos: MBE, rMBR, RMSE e rRMSE. O modelo de onda longa terrestre apresentou correlação de R² 0,69, já os modelos de onda longa atmosférica sazonais apresentaram os seguintes valores: verão R² 0,81, primavera R² 0,83, inverno R² 0,89, outono R² 0,93, modelo anual R² 0,95. É viável a estimativa da irradiância de ondas longas atmosféricas com valores de pressão de vapor atual.

INFLUÊNCIA DO ALBEDO NA ANÁLISE DE DESEMPENHO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS BIFACIAIS

2024-09-18T16:18:16-03:00

Apesar de avanços na capacidade instalada de energia solar, a análise de desempenho de módulos bifaciais é crucial para maximizar a produção energética desta fonte. Neste artigo, um estudo detalhado de métricas de desempenho é conduzido em uma planta fotovoltaica piloto com módulos bifaciais de última geração, considerando diferentes solos e albedos. As metodologias aplicadas no trabalho envolvem a correção da taxa de desempenho (Performance Ratio – PR) para módulos bifaciais, considerando a irradiação incidente na parte posterior dos módulos e a temperatura. A análise revela a importância da PR bifacial corrigida por temperatura na avaliação das demais perdas do sistema, possibilitando a identificação de falhas e outros fatores causadores de subdesempenho. Ao integrar o albedo na análise de PR, o ganho bifacial presente no cálculo da PR convencional é eliminado, permitindo uma análise mais fidedigna das perdas do sistema. No entanto, o efeito sazonal ainda é perceptível nos gráficos, indicando a influência das temperaturas, que no contexto brasileiro quase sempre representam a maior perda. A correção da PR bifacial por temperatura elimina esse efeito, permitindo isolar e melhor avaliar as demais perdas do sistema. Observou-se uma diferença de até 2,3% entre os valores de PR convencional, com um aumento da diferença acompanhando o aumento do albedo sob o sistema, mostrando que as diferenças ocorrem, majoritariamente, em função do ganho bifacial. A PR bifacial, por outro lado, já apresenta valores bastante coincidentes, com uma diferença máxima entre os sistemas de 0,7%, mostrando uma compensação adequada do ganho bifacial para os diferentes níveis de albedo. A PR bifacial corrigida por temperatura apresenta uma diferença máxima de 0,8%, pouco acima da PR bifacial, podendo indicar que as diferenças nas perdas por temperatura entre os sistemas são bastante similares e pouco impactadas pelo albedo do solo.

ESTUDO DE CASO SOBRE INCIDÊNCIA E PADRÕES DE TRINCAS EM MÓDULOS FOTOVOLTAICOS DE SILÍCIO BIFACIAIS VIDRO-VIDRO DE GRANDE ÁREA

2024-09-18T16:28:16-03:00

Este estudo de caso detalha um fenômeno de trincas espontâneas, cuja origem permanece desconhecida, manifestando-se em módulos bifaciais de silício monocristalinos durante um projeto de Pesquisa e Desenvolvimento no laboratório Fotovoltaica–UFSC, localizado em Florianópolis/SC – Brasil. Os módulos em questão, com potência de 645 Wp e dimensões de 2400 x 1300 x 33 mm, peso de 38 kg e área de 3 m², apresentam ambas as faces revestidas com vidro semitemperado de 2 mm. O projeto foi concebido como uma usina fotovoltaica de 100 kWp composta por 158 módulos, tendo como propósito a análise de desempenho de módulos bifaciais e de filme fino de última geração sob diversas condições de albedo, e condições extremas de temperatura, irradiância e sujidade, visando avaliar o desempenho dos sistemas e buscando maximizar a geração fotovoltaica. Entretanto, ao longo do projeto, foi necessária a organização de uma frente de pesquisa específica para a análise das trincas que surgiram nos módulos, buscando compreender o fenômeno, sua relevância no conexo geral da tecnologia e seus impactos na segurança e desempenho de sistemas fotovoltaicos. O estudo seguinte abrangeu a taxa de surgimento de trincas, seus padrões de formatos, número de ramificações, incidência em aspectos construtivos e outros critérios relevantes. Os resultados, embora não conclusivos, propõem ponderações em relação aos testes realizados para certificações atualmente empregados, assim como também traz reflexões a respeito de testes de qualidade dos insumos utilizados na fabricação de módulos e da rápida implementação de novas tecnologias e a cautela necessária perante as inovações tecnológicas.

ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA COMBINADA COM HIDROGÊNIO VERDE

2024-09-18T16:54:21-03:00

O óleo diesel é a principal fonte para a geração de energia elétrica nos Sistemas Isolados (SISOL) na Amazônia. Para além do aspecto econômico (elevados custos do diesel, de logística e de subsídios) e do aspecto ambiental (elevada emissão específica), a logística de transporte do combustível é um limitante para a confiabilidade no fornecimento de eletricidade às localidades atendidas pelo SISOL. O suprimento de combustível se dá principalmente por transporte fluvial e eventos de seca severa, como o ocorrido ao final de 2023, eleva o risco de desabastecimento e a necessidade de racionamento de energia nas localidades. Um exemplo dessa ocorrência foi em São Gabriel da Cachoeira, no estado do Amazonas, que possui o Rio Negro como principal meio de acesso. Em novembro de 2023, o rio atingiu o seu menor nível ao longo da série histórica avaliada, havendo impacto sobre a navegação. Eventos de seca mais intensos e frequentes tendem a ocorrer por efeito das mudanças climáticas, o que sinaliza para maior vulnerabilidade dos sistemas isolados a estes eventos e da população à falta de energia. Diante desse contexto, este trabalho avalia a substituição de combustíveis fósseis por recursos energéticos renováveis locais na matriz elétrica do SISOL. Para esta avaliação, considera-se uma planta híbrida solar fotovoltaica e hidrogênio verde (PV-H2V) suprindo a potência gerada por diesel e gás natural. Os resultados indicam que o uso combinado das fontes renováveis pode ser uma estratégia de mitigação, em que ao menos 5,67 MtCO2eq poderiam ser evitados no ano. Também, uma medida de adaptação dos sistemas naturais e humanos aos impactos das mudanças climáticas sobre os recursos naturais e energéticos. A demanda de água para a produção do hidrogênio não deverá ser um limitante para sua adoção na região amazônica, e poderá contribuir com a resiliência da região na geração de eletricidade.

ANÁLISE DE MODELOS DE ALBEDO PARA SOLO ARENOSO NO SEMIÁRIDO DO BRASIL

2024-09-18T17:11:22-03:00

O notável protagonismo dos módulos bifaciais no mercado fotovoltaico desencadeou a necessidade de estimar o albedo da superfície de forma mais detalhada. Alguns tipos de solos podem apresentar características ópticas que otimizam a geração das usinas fotovoltaicas com módulos bifaciais. No semiárido brasileiro, região com elevado potencial solar, o solo típico predominante nas centrais fotovoltaicas é o solo do tipo arenoso. Neste sentido, o presente trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho de quatro modelos de albedo existentes na literatura e um modelo simplificado proposto para um solo arenoso da região de Petrolina, Pernambuco. Nessa análise, foram considerados modelos constantes, univariados e bivariados. O modelo bivarido, que considera a fração difusa e o ângulo zenital demonstrou ganhos significativos na estimativa do albedo do solo correspondendo a uma melhora de 30,6% no nRMSE, com diferença de quase 4% em relação ao modelo constante de referência (valor médio). Ainda foi observado que a depender da disponibilidade de medidas da fração difusa é recomendável aplicar modelos univariados que consideram como entrada o ângulo zenital, cuja melhora pode alcançar 15,3% no nRMSE e diferença de 1,9% frente aos modelos constantes.

ANÁLISE COMPARATIVA DAS TÉCNICAS DE REGRESSÃO PARA ESTIMAÇÃO DA GERAÇÃO DE ENERGIA SOLAR

2024-09-18T17:30:03-03:00

Este trabalho apresenta uma análise comparativa das técnicas de regressão utilizadas para estimação da geração de energia solar. A utilização de fontes renováveis ao redor do mundo está em grande expansão devido aos incentivos governamentais, industriais e sociais para tornar a matriz energética mundial limpa e renovável. Apesar dos benefícios gerados por essas fontes de energia, diversos desafios ainda permeiam essa área. Entre os principais desafios é possível citar a falta de inércia dessas fontes, o que pode ocasionar perda de estabilidade do sistema, dificuldade em prever a geração desses sistemas, e nos casos de micro e minigeração, a dificuldade em prever a carga efetivamente consumida pelo sistema e a injeção de distorções harmônicas na rede básica. Nesse contexto, a estimação da geração dessas fontes é de extrema necessidade para os órgãos de regulação, distribuição e transmissão de energia elétrica. Os principais modelos de estimação utilizam dados de projeto das usinas eólicas e fotovoltaicas, no entanto, para questões de regulação, previsão de carga e constrained-off, dada a quantidade de usinas instaladas, torna-se muito complexo adquirir os dados de projeto das usinas instaladas. Assim, os modelos de caixa preta, que são modelos capazes de relacionar a temperatura, irradiância e geração, sem a necessidade dos dados de projetos, são essenciais para essas aplicações. Dessa forma, este trabalho visa apresentar algumas técnicas de regressão capazes de encontrar uma função de produtividade para estimar a geração de energia elétrica utilizando os dados de irradiância, temperatura e geração coletados da usina fotovoltaica da Faculdade de Tecnologia da Universidade de Brasília – FT-UnB.

PROJETO DE UM MODELO DIDÁTICO DE RASTREADOR SOLAR DE DOIS GRAUS DE LIBERDADE

2024-09-18T17:37:09-03:00

Dispositivos de rastreamento solar, também conhecidos como rastreadores ou seguidores solares, são empregados na indústria para orientar módulos fotovoltaicos de acordo com a posição do Sol, que varia ao decorrer do ano. A utilização de sistemas de rastreamento permite aumentar a incidência solar, aproximadamente, de forma normal à face dos módulos, maximizando a geração de energia fotovoltaica. Sob um contexto educacional, o entendimento das Ciências engloba conceitos de difícil compreensão, a visualização de uma estrutura 3D tende a facilitar esse processo de aprendizagem. Diante disso, o presente artigo busca desenvolver um modelo didático de seguidor solar de dois graus de liberdade, o qual foi utilizado para comparar a geração de energia de um módulo fotovoltaico de angulação fixa, com a geração de um módulo com rastreamento solar. Para atingir o objetivo pretendido, primeiramente selecionou-se tanto um módulo fotovoltaico, quanto um atuador elétrico para compor o sistema, no qual posteriormente, foi possível desenvolver um projeto mecânico e realizar simulações estáticas. Com a conclusão do projeto mecânico, foi desenvolvido um sistema elétrico para controle e coleta de dados do protótipo de rastreador solar. Por fim, foi possível realizar um ensaio experimental, uma coleta e análise de dados. O resultado obtido, de um aumento de 26% de eficiência com a aplicação do rastreador solar, mostrou-se positivo, comprovando um desempenho satisfatório de acordo com a literatura consultada. Devido as suas pequenas dimensões e baixo peso, o modelo didático satisfaz as necessidades dos educadores, assim como, possibilita interação com os estudantes.

INFLUÊNCIA DE MATERIAL PARTICULADO NA INTENSIDADE DA IRRADIÂNCIA GLOBAL HORIZONTAL NA CIDADE DE ILHA SOLTEIRA – SP

2024-09-18T17:47:39-03:00

A energia solar fotovoltaica está em constante expansão no Brasil e no mundo, impulsionada por avanços tecnológicos, redução de custos e preocupações ambientais. À medida que a demanda por energia cresce, maximizar a captura do potencial energético da radiação solar torna-se crucial. Porém, mesmo em dias em que a incidência solar deveria ser plena, os módulos fotovoltaicos não recebem toda a irradiância esperada, resultando na subutilização de sua capacidade. Este estudo tem como objetivo investigar se a presença de materiais particulados (MP) na atmosfera, como Partículas Totais em Suspensão (PTS) e partículas com diâmetro inferior a 10 micrômetros (MP10), exerce influência na intensidade da radiação solar que atinge os módulos fotovoltaicos no município de Ilha Solteira, localizado no interior de São Paulo. Os dados diários de radiação solar foram minuciosamente coletados por meio de um piranômetro classe A, superando o padrão estabelecido pela Empresa de Pesquisas Energéticas (EPE) e outro piranômetro classe B, conforme estabelece a EPE. Paralelamente, foram adquiridos dados relativos à concentração de materiais particulados, incluindo Partículas Totais em Suspensão e partículas com diâmetro inferior a 10 micrômetros, por meio de Amostradores de Grandes Volumes (AGVs) especificamente projetados para essa finalidade. O período de coleta de dados abrangeu um ano, compreendendo de 01 de setembro de 2021 a 31 de agosto de 2022. Durante esse extenso período, uma série de medições detalhadas apontou para uma influência significativa desses materiais na intensidade da irradiância solar no município de Ilha Solteira.

SISTEMA DE MEDIDAS DE ELETROLUMINESCÊNCIA E FERRAMENTA COMPUTACIONAL PARA ESTUDOS DE DEFEITOS E PROPRIEDADES DE MÓDULOS SOLARES FOTOVOLTAICOS

2024-09-19T04:53:05-03:00

No Brasil, a segunda fonte de potência da matriz elétrica brasileira provém de instalações solares fotovoltaicas, representando aproximadamente 16% da potência instalada no país (ABSOLAR, 2023). Para garantir o controle de qualidade dos diversos componentes de uma instalação solar fotovoltaica, o INMETRO (Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia) definiu, em portaria (INMETRO, 2022), testes realizados no âmbito do Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE) com base nas normas técnicas internacionais IEC 61215. Para os módulos, além dos procedimentos de pré-condicionamento, são realizados testes elétricos e de potência máxima. Contudo, os resultados obtidos nestes testes fornecem informações limitadas sobre a real qualidade dos módulos. Para obter dados complementares sobre o estado dos módulos fotovoltaicos, foi iniciado um estudo sobre a técnica de eletroluminescência. Essa técnica envolve a injeção de corrente elétrica no módulo (ou célula), o que provoca a emissão de radiação infravermelha na faixa de 0,9 a 1,3 micrômetros para tecnologias de silício cristalino. Este trabalho apresenta a implantação e teste de um sistema de medidas de eletroluminescência (EL) no Laboratório de Certificação de Componentes de Sistemas de Energia Solar Fotovoltaica (LABSOLAR/UFBA) do Instituto de Física da Universidade Federal da Bahia (UFBA) para estudos de defeitos e propriedades elétricas de módulos fotovoltaicos. A detecção da emissão por EL é realizada com uma câmera fotográfica de CMOS adaptada. Um programa para a análise das imagens é utilizado para identificar os tipos de defeitos e ou propriedades dos painéis.

AVALIAÇÃO PRELIMINAR DO SIMULADOR SOLAR DO CER-UFPE

2024-09-19T05:44:36-03:00

Os módulos fotovoltaicos de grandes dimensões, particularmente os módulos que fazem uso de células bifaciais, requerem controle da irradiância incidente sobre a área exposta (diretamente irradiada pelos simuladores solares), além de atenção com a intensidade, espectro e uniformidade da irradiância sobre a outra face. Nesse sentido, este trabalho tem como objetivo a avaliação de alguns parâmetros técnicos do simulador solar pulsado Argus modelo SMTL-V21.3A+ e também, aspectos relativos ao ambiente no qual o mesmo foi condicionado no Centro de Energias Renováveis da UFPE (CER-UFPE). Esta análise ajuda a quantificar impactos da correta ambientação e indica alguns cuidados necessários com procedimentos de medida. Com base na interpretação do ambiente normativo vigente e críticas disponíveis na literatura, foram conduzidas duas análises: uma sobre intensidade, uniformidade e estabilidade da irradiância na área ativa do simulador e outra para estimar a irradiância refletida incidente na face “não exposta” de um módulo não coberto. O simulador mostrou-se condizente com as expectativas de estabilidade e uniformidade para sua classe e os efeitos do ambiente foram melhor entendidos e podem ajudar na definição de procedimentos para irradiação simultânea de ambas as faces dos módulos bifaciais no futuro. Salienta-se que o objetivo do trabalho não foi uma verificação de aderência às normas da IEC. Neste caso, alguns testes complementares ainda seriam necessários.

IMPLANTAÇÃO DE UM SISTEMA DE BOMBEAMENTO NAS COMUNIDADES DA RESEX TAPAJÓS ARAPIUNS – VISTA ALEGRE E PRAINHA DO MARÓ

2024-09-19T15:48:52-03:00

Este trabalho apresenta informações e resultados do projeto realizado pela UFOPA (Universidade Federal do Oeste do Pará) em parceria com a MSU (Michigan State University) sobre a implantação de um Sistema de Bombeamento Fotovoltaico na comunidade de Prainha do Maró e Vista Alegre, ambas localizadas na Resex Tapajós-Arapiuns, em Santarém-Pará. A instalação configura-se como um modelo de abastecimento de água, sem poluição ambiental que pode ser usada para vários fins, como por exemplo, na lavagem de alimentos, consumo dos água pelos comunitários. Resultados importantes foram alcançados com a implantação deste sistema (SBFV), entre os quais temos: menor consumo do óleo diesel, abastecimento dos reservatórios de água (caixas d’água ou tanques), melhoria na qualidade de vida através do abastecimento das caixas d’água particulares dos comunitários, apresentando funcionamento pleno por até 2 horas diárias, tempo necessário para abastecer a caixa d’água principal das localidades. O sistema fotovoltaico juntamente com a bomba submersa foi instalado em 4 dias apresentando pleno funcionamento até os dias de hoje, não apresentando problemas para as comunidades que receberam o sistema de bombeamento.

ANÁLISE DE DESEMPENHO DE PROTÓTIPOS DE COLETORES HÍBRIDO TÉRMICO-FOTOVOLTAICO (PVT)

2024-09-19T15:59:15-03:00

O suprimento da demanda de eletricidade utilizando as fontes renováveis de energias tem crescido muito, devido aos impactos ambientais causados pelas fontes fósseis. Coletores híbridos fotovoltaico térmico (PVT) têm sido estudados e desenvolvidos nas últimas décadas para a cogeração de energia. Ele utiliza o coletor solar para gerar energia térmica, e módulos fotovoltaicos para gerar energia elétrica, simultaneamente. A energia térmica é obtida pelo resfriamento do módulo fotovoltaico, por meio da troca de calor oriunda da radiação solar com o ar e água circulante, usados para arrefecimento. Enquanto a energia elétrica é obtida através do efeito fotovoltaico das células solares, que converte a irradiância solar em energia elétrica. O objetivo deste trabalho é o estudo comparativo do desempenho elétrico e térmico de coletores híbridos PVT, de diferentes tecnologias fotovoltaicas. Neste trabalho foram desenvolvidos dois protótipos de PVT com coletor solar plano, um com módulo fotovoltaico de Silício policristalino e outro de Telureto de Cádmio. Inicialmente, foram realizados ensaios de pressão interna nos coletores PVT’s, a fim de detectar variações de pressão e vazamentos indesejados no interior da tubulação. Em seguida foram medidos os parâmetros elétricos, através do traçador de curvas I-V, para avaliar a eficiência elétrica. Por fim, foi realizado o teste de eficiência térmica nos PTV’s, utilizando o simulador solar contínuo. Todos os ensaios foram realizados no laboratório GREEN/PUC Minas. Os resultados de eficiência térmica e elétrica dos coletores PVT’s desenvolvidos foram comparados com dispositivos comerciais. Os valores da eficiência térmica para ambos os coletores PVT’s foram muito baixos, quando comparados com a eficiência de coletores comercializados no Brasil, provenientes do exterior, necessitando de mais aprimoramento nos dispositivos desenvolvidos para melhorar o desempenho dos protótipos em relação a outros sistemas similares.

GERADOR DE HIDROGÊNIO VERDE SOLAR POR ELETRÓLISE

2024-09-19T16:08:47-03:00

A crescente necessidade de ações para a redução de emissões de carbono, tem aumentado a demanda por fontes de energia renováveis. No entanto, certas limitações como a intermitência da energia solar e eólica, são desafios a serem superados. Os Sistemas de Armazenamento de Energia (SAE) representam uma solução para alguns desses problemas, destacando-se o uso de hidrogênio como fonte de armazenamento devido a sua versatilidade e potencial sustentável. Este estudo tem como objetivo desenvolver e caracterizar um gerador de hidrogênio por eletrólise e alimentado por energia solar fotovoltaica. O projeto mecânico foi realizado usando um software de CAD e sua construção foi realizada com componentes de baixo custo. A solução eletrolítica empregou hidróxido de sódio em diferentes concentrações. O sistema foi caracterizado usando como fonte de energia elétrica uma fonte de bancada e um painel solar fotovoltaico. Nos experimentos foi analisada a relação entre a concentração de hidróxido de sódio na solução eletrolítica, a tensão e a produção de hidrogênio. A taxa de produção de hidrogênio ao longo do tempo foi obtida, destacando a influência da radiação solar na produção diária. Os resultados indicaram que o gerador desenvolvido é uma alternativa de baixo custo, design simples e replicável, apresentando uma produção média de 1,528 L/hora de hidrogênio, com uma produção total estimada de 10,7 litros durante o período analisado.

AVALIAÇÃO DA DISTORÇÃO HARMÔNICA DE CORRENTE PRODUZIDA POR INVERSORES FOTOVOLTAICOS CONECTADOS À REDE

2024-09-19T16:17:26-03:00

O Brasil está presenciando um rápido avanço na adoção da energia solar fotovoltaica, os sistemas fotovoltaicos conectados à rede possibilitam que uma parte da energia gerada seja utilizada simultaneamente pela unidade consumidora, enquanto o excedente é injetado na rede elétrica da concessionária e devolvido na forma de créditos. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar as distorções harmônicas de corrente em inversores fotovoltaicos conectados à rede. Foi realizado um estudo no IFPE em Pesqueira-PE, onde a partir cenários testados foi possível medir a DHT de corrente produzida por inversores fotovoltaicos monofásicos conectados à rede em função da potência de carregamento do gerador fotovoltaico. Os resultados mostraram que, em todos os sistemas a DHTi teve seus valores mais elevados nos períodos em que a potência instantânea do gerador solar está baixa, mais especificadamente no início da manhã e final da tarde. Observou-se que a instalação do analisador de energia em local diferente da saída do inversor apresentou interferências devido à distância do inversor com cargas não lineares presentes na instalação. No entanto, o inversor utilizado determinou maiores ou menores percentuais de distorções harmônicas em relação ao cenário de carregamento simulado. O estudo demonstrou a necessidade de instalação de filtros harmônicos nas redes para atenuar as distorções observadas.

IMPACTOS SOCIOECONÔMICOS APÓS IMPLANTAÇÃO DE UMA NANORREDE DE DISTRIBUIÇÃO EM CORRENTE CONTÍNUA EM UMA COMUNIDADE ISOLADA NA AMAZÔNIA

2024-09-19T16:24:48-03:00

A tecnologia solar fotovoltaica tem sido considerada uma das alternativas para suprimento de eletricidade em comunidades remotas, com características isolada e distante da rede elétrica convencional. No Brasil, os sistemas fotovoltaicos utilizados no fornecimento de energia nessas localidades, seja por sistema individual ou microssistemas de distribuição, são implementados quase que exclusivamente para a alimentação de cargas em corrente alternada por meio do uso de inversores. Diante a este cenário, o Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas, da Universidade Federal do Pará, desenvolveu e implantou um projeto de uma Nanorrede de Distribuição em Corrente Contínua (NDCC) em uma comunidade ribeirinha situada na Ilha das Onças, no município de Barcarena, estado do Pará. Esse sistema é constituído de várias subunidades de geração e armazenamento distribuídos ao longo da rede e prioriza o uso de cargas em corrente contínua. O presente artigo tem como objetivo avaliar impactos socioeconômicos que o projeto gerou na comunidade atendida pela NDCC ao longo de dois anos de operação com base na aplicação de pesquisa quantitativa ao responsável familiar de cada edificação, verificando a influência na economia, bem-estar e educação, bem como sua aceitabilidade por parte dos moradores contemplados. De acordo com os resultados encontrados, a tecnologia introduzida provocou mudanças significativas na qualidade de vida da comunidade, proporcionando também ganhos econômicos oriundos da acessibilidade à energia elétrica com suprimento mais prolongado, mais resiliente e com menor impacto ambiental. Destaca-se ainda após implantação do projeto a possibilidade do uso de refrigeradores para conservação de alimentos, maior continuidade na iluminação noturna, uso de máquinas para o beneficiamento do açaí e de modem para o acesso à internet, os quais vem permitindo um avanço contínuo na qualidade de vida e educacional aos moradores.

ANÁLISE DE DESEMPENHO DE SISTEMAS INDIVIDUAIS DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA COM FONTE INTERMITENTE (SIGFIs) INSTALADOS NA AMAZÔNIA

2024-09-19T16:56:59-03:00

A energia elétrica é uma ferramenta importante para o desenvolvimento social de um país, sendo que no Brasil uma parcela da população ainda vive na periferia dessa inclusão energética. No âmbito do processo de democratização do acesso à energia elétrica no Brasil, foi criado em fevereiro de 2022 o Programa Mais Luz para Amazônia (MLA). Este programa possui como intuito a instalação de Sistemas Individuais de Geração de Energia Elétrica com Fontes Intermitentes – SIGFI ou Microssistemas Isolados de Geração e Distribuição de Energia Elétrica – MIGDI, disponibilizando desta forma a instalação limite de um número de lâmpadas e tomadas dentro das unidades consumidoras (UC) que possuam acesso remoto ou isolado e estejam abrangidas dentro da Amazônia Legal. Tais tecnologias realizam a geração de energia elétrica através da energia solar e armazenamento através da utilização de baterias.

ASSESSING WIND ACCURACY IN A COUPLET ATMOSPHERE-WAVE SYSTEM FOR THE NORTHEAST COAST OF BRAZIL

2024-09-19T17:19:51-03:00

This paper investigates the sensitivity of offshore wind simulations, focusing on the northeast coast of Brazil. The study utilizes the Coupled Ocean-Atmosphere-Wave-Sediment Transport Modeling System (COAWST), integrating the Weather Research and Forecasting (WRF) and Simulating Waves Nearshore (SWAN) models. The research emphasizes the impact of wind-wave interaction on wind speed, considering factors such as atmospheric and ocean surface conditions. The methodology includes site selection, model overview, and validation techniques. Results indicate that the coupled atmosphere-wave model outperforms the stand-alone atmospheric model, showcasing enhanced accuracy in predicting wind speed. The paper discusses the significance of considering wave effects in offshore wind modeling and provides insights into the interplay between wind and waves, emphasizing the need for precise simulations in wind energy assessments.

ANÁLISE DE DESEMPENHO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO CONECTADO À REDE DO CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS DA UFPE RECIFE

2024-09-19T17:30:19-03:00

Nos últimos anos, a Geração Distribuída (GD) de energia por meio de sistemas fotovoltaicos tem experimentado um notável crescimento no contexto energético nacional, permitindo a integração da geração solar fotovoltaica em estruturas de coberturas. Entretanto, a eficácia desses sistemas pode ser sensivelmente afetada por uma série de fatores, abrangendo desde o dimensionamento dos inversores até as condições de operação, que englobam a temperatura e a eficiência do sistema. O presente artigo apresenta um estudo de caso realizado no Campus Recife da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), onde no Centro de Tecnologia e Geociências um sistema fotovoltaico foi implantado. Os resultados da pesquisa ressaltam que um dimensionamento inadequado dos inversores tem um impacto adverso sobre o desempenho. Adicionalmente, a elevada temperatura dos inversores, decorrente das condições inadequadas de instalação, foi identificada como uma das causas da redução na eficiência do sistema. O estudo destaca a importância do dimensionamento correto dos inversores, da instalação apropriada dos equipamentos e da manutenção sistemática para otimizar o desempenho dos sistemas fotovoltaicos.

ANÁLISE TEÓRICA DE UMA PLANTA HELIOTÉRMICA DE PEQUENA ESCALA OPERANDO COM CICLO RANKINE ORGÂNICO

2024-09-19T17:40:18-03:00

As plantas heliotérmicas, também conhecidas como usinas CSP (Concentrated Solar Power), empregam o ciclo Rankine para transformar a energia térmica em energia elétrica. O ciclo Rankine, por sua vez, pode operar com água ou com fluidos orgânicos. O presente trabalho faz uma análise teórica do desempenho de uma usina heliotérmica de pequena escala operando com ciclo Rankine orgânico - ORC (Organic Rankine Cycle). O circuito primário (campo solar) opera com água e sem armazenamento térmico, enquanto o circuito secundário (ORC) foi simulado para operar com 22 fluidos orgânicos úmidos, todos existentes no software EES. Durante a triagem dos fluidos orgânicos, foram selecionados 3 álcoois, 1 cetona, 1 alceno e 17 fluidos refrigerantes. Foi desenvolvido um algoritmo de cálculo no EES, e o ciclo Rankine foi fixado para operar entre a pressão mínima de 101,3 kPa (1atm) e 3 MPa. Considera-se que o fluido possui título igual a 0 e 1 na entrada da bomba e do condensador, respectivamente. Os demais parâmetros e condições de contorno da usina CSP estão indicados na Tab. 2. Como resultados da análise, obteve-se o desempenho de cada ORC, assim como uma equação que relaciona o trabalho líquido (energia elétrica gerada) vs. a área requerida para o coletor do campo solar. Foi evidenciado que este parâmetro é dependente da eficiência do ciclo Rankine, da eficiência do trocador de calor, da eficiência e fator de concentração do coletor solar, bem como da irradiância normal direta do local onde está instalada a usina CSP. O fluido refrigerante R11 se mostrou como o melhor fluido orgânico para operar a planta heliotérmica.

SISTEMA SCADA PARA EFICIÊNCIA EM USINAS FOTOVOLTAICAS DIGITALIZADAS BASEADAS EM IEC61850

2024-09-19T17:48:30-03:00

O setor elétrico passa por transformações, tanto integrando usinas renováveis no contexto do aumento de geração de eletricidade quanto no processo de digitalização de sistemas de energia. No entanto, a aplicação de sistemas digitais em usinas carece de exploração, resultando em lacunas nas soluções e limitações na operabilidade dessas usinas. O monitoramento dos sistemas de energia empregado atualmente se limita a medidas de tensão e corrente e dados de proteção, negligenciando dados que podem ser obtidos, tais como, medições referentes à qualidade de energio, saúde dos equipamentos entre diversos parâmetros. Nesse contexto, o presente estudo propõe um sistema de monitoramento SCADA aplicado a uma usina FV baseado na Norma IEC 61850, visando monitorar para além dos pontos de medição e proteção, mas agregando a qualidade de energia e eficiência, preenchendo lacunas na coleta de dados.

USO DA ARQUITETURA BIOCLIMÁTICA PARA REDUÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA EM PROJETOS DE REVITALIZAÇÃO

2024-09-20T05:34:45-03:00

Esse trabalho se propõe a examinar de que forma o processo de concepção de projeto de revitalização de edificação pode contribuir para proporcionar conforto térmico aos usuários e redução do consumo de energia. Foram examinadas as estratégias de concepção adotadas para elaboração do projeto arquitetônico e como tais recursos podem ser aplicados em projeto de revitalização de edificação em área urbana degrada na cidade do Rio de Janeiro. Foi feita uma análise da apropriação dessas técnicas e aspectos arquitetônicos no projeto de revitalização de edificação da Rua Sacadura Cabral, o que permitiu identificar a possibilidade de se elaborar projetos de revitalização com técnicas de arquitetura bioclimática que permitam novos usos para as edificações, proporcionem conforto térmico e com baixo consumo de energia.

NOVA BASE DE IRRADIAÇÃO SOLAR DO BRASIL – RESULTADOS PRELIMINARES

2024-09-20T05:44:55-03:00

O elevado potencial solar brasileiro e consequente crescimento da fonte solar no país demanda informações de qualidade sobre a disponibilidade e variabilidade do recurso. Atendendo a esta demanda, o LABREN/INPE utiliza o modelo de transferência radiativa BRASIL-SR como ferramenta confiável para a modelagem do recurso solar, tendo em suas simulações os dados de fomentaram a publicação das duas edições do Atlas Brasileiro de Energia Solar. Visando a melhoria das estimativas, diversas modificações e funcionalidades foram implementadas no modelo nos últimos anos e a nova versão do modelo será utilizada para o desenvolvimento de uma nova base de irradiação solar do Brasil. Este trabalho tem como objetivo realizar uma avaliação preliminar dos resultados já obtidos em relação àqueles que serviram como base para a segunda edição do Atlas. Observou-se melhorias nas simulações obtidas em relação a identificação e detalhamento de feições nos mapas de irradiação global média, tanto mensais como anuais. Também foram verificados aumentos nas simulações nas regiões e períodos do ano com menor nebulosidade, indicando que o modelo de céu-claro implementado trouxe maior confiabilidade as estimativas nestas condições. Ainda são necessárias avaliações de maiores períodos de simulação, mas os resultados são promissores e certamente contribuirão para um melhoramento são só das estimativas de potencial solar, como na geração de séries temporais consistentes e assertivas para o setor de energia, em suas diversas esferas.

DESEMPENHO DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS BIFACIAIS SOB DIFERENTES CONDIÇÕES OPERACIONAIS NO ESTADO DE MINAS GERAIS NO BRASIL

2024-09-20T09:10:51-03:00

As instalações fotovoltaicas cumulativas do Brasil já ultrapassaram 35 GWp. A tecnologia fotovoltaica de crescimento mais rápido é o módulo fotovoltaico bifacial, que está agora a ser incorporado em mais de 2/3 das novas usinas solares. Esses módulos captam a radiação solar tanto na parte frontal quanto posterior, proporcionando ganhos na produção de energia elétrica em comparação aos módulos monofaciais. A aceitação do mercado e o controle de qualidade desta tecnologia requerem métodos padrão para determinar com precisão a potência nominal dos módulos bifaciais. Mas a especificação da produção de energia da parte posterior bifacial é complicada devido a fatores críticos que incluem o albedo, a distância, altura e posicionamento dos módulos, o sombreamento da superfície posterior e as condições geográficas e climáticas específicas. Este artigo aborda essas questões na determinação do desempenho de módulos fotovoltaicos bifaciais nas condições tropicais do estado de Minas Gerais. Especificamente, o ganho bifacial para módulos é avaliado, avaliando os efeitos do albedo, manutenção do local, condições climáticas/ambientais, comportamento térmico e sombreamento da superfície posterior. Os casos especiais de sistemas de rastreamento versus sistemas sem rastreamento são avaliados mostrando necessidades de atenção específica às mudanças de albedo e restrições de sombreamento do lado posterior do módulo. Esses estudos são realizados em usinas reais com diferentes condições de operação (por exemplo, rastreamento, não rastreamento, cobertura do solo). A metodologia inclui caracterização IV de módulos e imagens/mapeamento térmico sob condições climáticas e meteorológicas existentes. As correlações com as condições experimentais de albedo são uma preocupação especial nestes estudos. Esses resultados são posteriormente comparados com medições laboratoriais controladas para estabelecer as informações necessárias para melhor avaliar o padrão em desenvolvimento para as condições operacionais locais reais. Este estudo de caso fornece avaliação da qualidade dos módulos fotovoltaicos bifaciais usados e de suas instalações no mercado fotovoltaico brasileiro.

DESAFIOS E SOLUÇÕES DE PROJETO E CONSTRUÇÃO DE UMA EDIFICAÇÃO SOLAR NO BRASIL

2024-09-20T09:42:04-03:00

O artigo aborda a implementação de sistemas de energia solar fotovoltaica (FV) em edificações, com foco no Bloco C do Laboratório Fotovoltaica/UFSC, localizado em Florianópolis/SC, assim como aponta o cenário promissor da energia solar no Brasil, com capacidade instalada de 35 GWp, principalmente em geração distribuída. O texto destaca a eficiência e redução de custos dos sistemas FV, incentivados por regulamentações como a ANEEL REN 1000/2021 e a Lei n° 14300/2022, e ainda mais destaca a complexidade da integração Building-Integrated Photovoltaics (BIPV) em comparação com o Building-Applied Photovoltaics (BAPV), especialmente no contexto brasileiro, onde a oferta de produtos BIPV é ainda limitada. O Bloco C é apresentado como um projeto inovador de arquitetura solar, superando desafios desde a concepção de projeto até as fases de construção e de manutenção. São discutidos desafios específicos enfrentados durante a construção do Bloco C, em que o tratamento da estanqueidade e a adequação das estruturas de fixação dos módulos FV na cobertura do prédio exigiram soluções sob medida (juntas em borracha e poliuretano, reforços estruturais e fabricação de módulos e de condutores de água especiais) e geraram atrasos durante a construção. A busca por empresas especializadas ambas em construção e em energia solar, mostra-se essencial para orientar futuros projetos e impulsionar a evolução da tecnologia de aplicação da energia solar em edificações do mercado brasileiro. No encerramento, o artigo ressalta preocupações futuras, como limpeza e manutenção extensiva dos módulos FV e destaca a necessidade contínua de inovação para facilitar a integração bem-sucedida de sistemas FV em edificações no país. O trabalho do Laboratório Fotovoltaica/UFSC é apresentado como um catalisador para a transformação do setor, incentivando uma abordagem mais abrangente e eficiente na implementação de projetos BIPV no Brasil.

MICRO USINA SOLAR FOTOVOLTAICA DO CAMPUS CENTRAL DA UNIVERSIDADE ESTADUAL DO RIO GRANDE DO SUL

2024-09-20T09:56:59-03:00

Este artigo apresenta uma descrição e análise de desempenho inicial para uma micro usina solar fotovoltaica conectada à rede instalada no campus central da Universidade Estadual do Rio Grande do Sul, originada através do projeto de desenvolvimento chamado UERGS 20+. A usina utiliza apenas microinversores, possui uma potência de 30,41 kWp e está dividida em três arranjos, sendo dois instalados na cobertura de um pavilhão e outro instalado em solo, com módulos fotovoltaicos de características elétricas e mecânicas distintas para uso em atividades de ensino, pesquisa e extensão. São descritos todos os principais componentes da micro usina, como painéis solares, microinversores, cabeamento utilizado para circuitos de alimentação e dispositivos de proteção. Através do PV*SOL, foi gerada uma simulação de desempenho para a MUSF e comparada com os dados reais obtidos pelo monitoramento remoto no período de março a outubro de 2023.

O AUMENTO DA IRRADIÂNCIA SOLAR SOBRE GRANDES RESERVATÓRIOS TROPICAIS NO BRASIL – O BLOQUEIO LACUSTRE

2024-09-20T10:13:09-03:00

Plantas fotovoltaicas flutuantes surgem como uma opção para aproveitamento energético de reservatórios de água e possível compartilhamento de infraestrutura com usinas hidrelétricas brasileiras. Vários estudos discutem vantagens e desvantagens destes empreendimentos do ponto de vista técnico, econômico e ambiental. No entanto um efeito importante desta tecnologia permanece incerto, que se refere ao impacto do reservatório sobre microclima e consequentemente sobre o recurso solar. Este trabalho apresenta uma investigação preliminar sobre a climatologia de irradiação solar no entorno de alguns reservatórios a partir de estimativas satelitais mostrando aspectos qualitativos e quantitativos do recurso. Nota-se que os reservatórios influenciam os campos de nuvens em seu entorno através da circulação de brisa lacustre, que tende a inibir a formação de nuvens sobre a área alagada de modo semelhante a um bloqueio atmosférico. Dentre os 11 reservatórios avaliados os aumentos de irradiação solar global variam de 0,9% a 4,8% mostrando sensibilidade à latitude do reservatório e à área alagada. Estes resultados destacam a importância da modelagem do recurso solar em alta resolução para otimização da localização de plantas fotovoltaicas em regiões heterogêneas.

TESTES DE CAMPO DE UM PROTÓTIPO DE PASTEURIZADOR SOLAR COM CONTROLE DE VAZÃO AUTOMATIZADO

2024-09-20T10:33:01-03:00

Diante do desafio de acesso à água potável de qualidade, enfrentado em muitas regiões do mundo, e de modo a maximizar o aproveitamento energético proveniente de fontes renováveis, o uso do pasteurizador solar é visto como instrumento viável, por realizar a descontaminação microbiológica da água com uso de radiação solar. Sendo assim, o presente estudo buscou avaliar a operação e a caracterização de um pasteurizador solar automatizado de calha parabólica. Trata-se de uma pesquisa quantitativa, experimental e descritiva, sendo realizados testes de campo visando a análise da eficácia e produtividade do sistema. Nestes, foi possível atestar a eficácia do protótipo quanto à inativação dos patógenos presentes na água, tornando-a adequada para o consumo humano, como também foi possível operar ininterruptamente o controle de vazão por algumas horas, realizando um total de 19 bateladas em pouco mais de duas horas de funcionamento.

CONSIDERAÇÕES PARA DESENHO DE EXPERIMENTOS DE AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE SISTEMAS AGROVOLTAICOS

2024-09-20T10:50:04-03:00

A procura global por alimentos para consumo humano e animal, biocombustíveis e geração de eletricidade impulsiona competição entre os diversos usos dos solos, fazendo-se necessária a consideração de abordagens inovadoras como o agrovoltaico. Entretanto, este tema ainda carece de pesquisa para identificação e mitigação dos riscos associados à inovação, os quais podem criar obstáculos para seus potencias benefícios. Este trabalho apresenta e discute questões associadas ao desenvolvimento de experimentos de pesquisa em sistemas agrovoltaicos a céu aberto inter-espaçados, notadamente, as variáveis de entrada de interesse, a distribuição de luz e perdas associadas ao gerador fotovoltaico. Além disso, também é apresentado o arranjo experimental que será implementado no projeto de pesquisa Agrovoltaico: combinando produção de energia elétrica com produção de alimentos e adaptação às mudanças climáticas - AgriPV_Brazil. Espera-se que o desenvolvimento de experimentos de pesquisa possa alavancar os benefícios advindos de sistemas agrovoltaicos.

O IMPACTO DAS MUDANÇAS CLIMÁTICAS NAS PERDAS POR TEMPERATURA DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS EM TRÊS LOCALIDADES BRASILEIRAS

2024-09-20T11:03:17-03:00

Com o aumento das temperaturas globais, as energias renováveis, especialmente a solar fotovoltaica (FV), tornam-se cruciais. No entanto, as condições climáticas afetam significativamente o desempenho desses sistemas, com a temperatura ambiente sendo um fator crucial. Este trabalho aborda o impacto das mudanças climáticas nas perdas de potência de módulos fotovoltaicos devido à temperatura. Foram analisados dois modelos de estimativa de temperatura (Ross e Faiman) em três localidades brasileiras (Cuiabá, Florianópolis e Fortaleza) para diferentes cenários climáticos futuros (RCP2.6 e RCP8.5) até 2090. Os arquivos climáticos futuros foram previamente desenvolvidos com base nas projeções de modelos climáticos do projeto CORDEX-CORE, considerando HadGEM2, MPI-ESM e NorESM1 como Modelos Globais de Circulação (GCMs) e regcm e remo como modelos regionais aninhados (RCMs). Os cenários RCP2.6 e RCP8.5 foram selecionados para analisar possíveis futuros otimistas e pessimistas. Os resultados mostram que Cuiabá experimenta os maiores aumentos médios e máximos de perda de potência. Para os casos de Cuiabá e Fortaleza o cenário pessimista, os modelos HadGEM2-regcm apresentaram as maiores perdas (5,11% e 3,57% para 2090, respectivamente), enquanto NorESM1-remo mostrou cenários mais amenos (3,82% e 3,02% também para 2090, respectivamente). Os resultados demonstram o impacto das mudanças climáticas nas perdas de potência dos módulos fotovoltaicos, especialmente em regiões com altas temperaturas.

ANÁLISE DO ESPECTRO DA RADIAÇÃO SOLAR NA CIDADE DE NATAL-RN

2024-09-20T11:20:21-03:00

Este artigo apresenta o efeito da distribuição espectral da radiação solar no desempenho de três tecnologias de células fotovoltaicas distintas, silício amorfo (a-Si), silício monocristalino (m-Si) e policristalino (p-Si) para as condições climáticas da cidade de Natal. As medições que foram realizadas no Laboratório de Energia Solar do Instituto SENAI de Inovação em Energias Renováveis ISI-ER mostraram que no período analisado o espectro da radiação solar apresenta mais componentes na região do azul, ou seja, apresenta um valor do índice APE maior do que o mesmo índice para o espectro padrão AM1.5G. Esse resultado mostra que os módulos com a capacidade de absorver componentes do espectro de alta frequência apresentam um desempenho melhor na localidade. Ademais, a distribuição espectral da radiação durante eventos de sobreirradiância também é analisada e dependendo das condições da atmosfera, esses eventos podem ter características do espectro deslocadas para o vermelho ou azul.

RESULTADOS PRELIMINARES PARA DISPOSITIVOS DE PEROVSKITA EM CONDIÇÕES REAIS E EXTREMAS DE OPERAÇÃO - UM PASSO FUNDAMENTAL RUMO A APLICAÇÕES PRÁTICAS

2024-09-20T11:37:08-03:00

A crescente demanda por fontes de energia sustentáveis, vem impulsionando a pesquisa em tecnologias fotovoltaicas mais eficientes e acessíveis. Neste contexto, as células solares de perovskita surgem como uma tecnologia promissora devido à sua facilidade de fabricação, baixo custo e alto potencial de conversão de energia solar. Embora tenham registrado avanços notáveis, a implementação prática em condições reais enfrenta desafios, especialmente em relação à exposição a fatores estressores como luz, umidade, oxigênio e temperatura. Este trabalho apresenta a infraestrutura estabelecida no Fotovoltaica-UFSC para medição de dispositivos fotovoltaicos sob condições reais de operação e indoor. A abordagem inovadora envolve uma bancada experimental com medições automáticas de curva IV de dispositivos fotovoltaicos, bem como simulador solar que permite a medição em ambiente controlado de perovskitas sob níveis extremos de iluminação, diferentes distribuições espectrais e elevadas temperaturas. Em especial, a infraestrutura permite avaliar os impactos de elevados níveis de irradiância na eficiência dos dispositivos, com foco na otimização da eficiência e estabilidade de minimódulos de perovskita para locais com níveis extremos de incidência solar, como o Brasil. Resultados mostram que a degradação de dispositivos de perovskita ainda é um fator importante a ser otimizado, principalmente para condições reais de operação. Os dados adquiridos mostram que a eficiência dos dispositivos construídos é similar para condições padrão de irradiância e para níveis extremos, existindo ainda espaço para otimização dos dispositivos visando melhorar esta eficiência.

TESTES DE SENSIBILIDADE UTILIZANDO O WRF-SOLAR NA ESTIMATIVA DA IRRADIÂNCIA GLOBAL HORIZONTAL EM CINCO REGIÕES CLIMÁTICAS DO BRASIL

2024-09-20T14:15:55-03:00

A versão 4.4.1 do modelo WRF-Solar foi utilizado para simular a Irradiância Global Horizontal (GHI) de cinco regiões climáticas brasileiras: Sousa-PB, São João do Piauí-PI, Ilha Solteira-SP, Mossoró-RN e Bom Jesus da Lapa-BA. O objetivo principal foi verificar o desempenho do algoritmo Fast All-sky Radiation Model Solar Applications (FARMS) em dois experimentos, para o mês chuvoso e o mês seco de cada localidade. Para validação dos dados foram usados dados de GHI medidos por estação solarimétrica automáticas (ESAs) instaladas e operadas pelo Instituto SENAI de Inovação em Energias Renováveis, em cada uma das localidades. Os dados observacionais foram qualificados conforme proposto pela Baseline Surface Radiation Network (BSRN). Para execução da modelagem utilizaram-se dados de entrada de reanálises do ERA5. O Ano Meteorológico Típico (Typical Meteorological Year, TMY) foi calculado a partir do método Sandia. A utilização do algoritmo FARMS reduziu ligeiramente o RMSE relativo da GHI durante o mês chuvoso de três estações, no entanto no mês seco os resultados não mostraram mudanças significativas. Os resultados mostraram erros entre 8 e 20%, entre o mês chuvoso e seco, valores bem menores que literatura exibe, e em geral os testes de sensibilidade apresentaram resultados mais eficientes para os meses secos.

IMPACTO DE DIFERENTES NÍVEIS DE ALBEDO NA GERAÇÃO ESTIMADA E MEDIDA DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS BIFACIAIS

2024-09-20T14:26:29-03:00

A energia solar fotovoltaica não é uma tecnologia nova, desde o descobrimento do efeito fotovoltaico até sua aplicação comercial passou por diversas etapas de estudo e aperfeiçoamento, e segue sendo uma área de estudo em constante evolução, com um foco particular na otimização do desempenho dos módulos fotovoltaicos, constantemente novas tecnologias e metodologias são desenvolvidas. Este estudo apresenta uma análise detalhada do Índice de Desempenho Energético (EPI) de módulos bifaciais de silício cristalino em condições de albedo diversas. Utilizando dados de irradiância incidente no plano dos módulos e temperatura de operação medidos em uma planta piloto com módulos bifaciais de última geração no laboratório Fotovoltaica UFSC, a pesquisa foi conduzida em duas fases. Na primeira fase, todos os sistemas foram submetidos às mesmas condições de albedo (lona preta). Esta fase buscava quantificar as diferenças intrínsecas entre os sistemas, que independem do albedo, para que esta variável pudesse ser analisada isoladamente na fase seguinte A segunda fase compreendeu um período de 12 meses completos de dados com níveis de albedo que variavam de 0,26 (bica corrida) até 0,52 (brita branca). A análise dos resultados do estudo sobre o desempenho energético dos módulos bifaciais expostos a diferentes albedos permitiu quantificar o ganho energético dos diferentes tipos de solo. Os ganhos tiveram como base o cenário empregando bica corrida sob os sistemas, sendo que o solo de areia (albedo de 0,41) apresentou uma perda relativa de 2,37%, o caulim (albedo de 0,43) obteve um ganho de 1,35% e a brita branca de 4,9%. Os resultados indicam que não houve correlação significativa entre o EPI e o nível de albedo do solo. A análise sazonal revelou valores de EPI mais altos durante os meses de inverno e mais baixos nos demais. Isso sugere que as perdas por temperatura possivelmente não estão sendo bem modeladas pela simulação. Para isolar o efeito do albedo do solo, uma análise da correlação entre a irradiação incidente na parte posterior dos módulos medida e simulada foi realizada. Observou-se que, para solos com maior albedo, a relação medida/simulada é menor, indicando uma superestimativa na irradiação incidente na parte de trás dos módulos que chega a quase 20%. De forma geral, os resultados sugerem uma estimativa demasiadamente otimista por parte do software para módulos bifaciais, com valores anuais de EPIs na faixa de 94,5% a 96,0%.

ANÁLISE COMPARATIVA DE MODELOS DE ESTIMATIVA DE TEMPERATURA EM MÓDULOS FOTOVOLTAICOS BIFACIAIS

2024-09-20T14:34:22-03:00

Considerando a diversidade de ambientes operacionais, variáveis ambientais como sujidade, conteúdo espectral da luz, umidade e principalmente a temperatura de operação são identificadas como contribuintes cruciais para o desempenho de sistemas fotovoltaicos (FV). Este estudo analisa o desempenho de modelos conhecidos da literatura para a estimativa de temperatura de operação em módulos bifaciais, que atualmente representam mais de 30% do mercado global de FV. Ao avaliar três principais modelos de estimativa de temperatura, Ross, Faiman e PVsyst, os resultados revelam que a resolução temporal dos dados influencia a precisão desses modelos, sendo que menores resoluções temporais geram melhores resultados. Os modelos de Faiman e PVsyst demonstram consistentemente menores erros em comparação com o modelo de Ross. Além disso, a inclusão da irradiância refletida como entrada nos modelos, através do coeficiente de bifacialidade, destaca melhorias significativas na precisão das estimativas de temperatura. Coeficientes de transferência de calor padrão, como os utilizados no PVsyst, mostram-se imprecisos para módulos bifaciais, destacando a necessidade de atualização desses valores. A análise da velocidade do vento indicou uma influência mínima, permitindo simplificações no processo sem comprometer a precisão. Para melhorar a simulação de sistemas no software PVsyst, recomenda-se a utilização de valores específicos para módulos bifaciais para os coeficientes de transferência de calor utilizados (Uc=40 e Uv=0), evitando erros significativos associados aos coeficientes padrões do PVsyst.

QUALIFICAÇÃO DE DADOS PARA GERAÇÃO DE MAPA DE RADIAÇÃO SOLAR DO ESTADO DE PERNAMBUCO

2024-09-20T14:45:54-03:00

Para que se tenha como resultado um mapa com alta confiabilidade, o processo de coleta, análise e qualificação dos dados torna-se indispensável. Este relatório tem como objetivo apresentar os resultados das análises e da qualificação dos dados gerados por estações solarimétricas do INMET e da APAC, situadas em cidades no Estado de Pernambuco e algumas cidades próximas aos seus limites, visando a composição do mapa de radiação solar do Estado. Foram utilizados dados horários da radiação solar global horizontal no período de 2015 -2017. Nesta, pôde-se verificar que algumas dispunham de ótimos dados, ou seja, com poucas falhas e faltas. Entretanto, outras preocupam pela sua quantidade de buracos, com grandes intervalos de dias apresentando inexistência total de registro da radiação horária e outros sendo invalidados pela insuficiência de dados. Tais anomalias podem ser tidas pela falta de energia elétrica na rede de alimentação da estação, peDATA QUALIFICATION FOR SOLAR RADIATION MAPS GENERATIONla falta de calibração e/ou testes dos sensores nela instalados, falha na transmissão de dados para o servidor, entre outros afins. O método de averiguação dos dados foi a observação do filtro de Kt diário, onde todos com valores abaixo de 0,15 eram analisados de forma individual. Para tal análise, a diferença entre a temperatura mínima e máxima registrada, umidade máxima e mínima e o ponto de orvalho máximo e mínimo eram vistos. Caso fossem detectadas mudanças brutas entre eles, sabia-se que havia falhas nos dados, causando a desconfiança e a inviabilidade de utilização deles. Quando não, buscava-se um possível aproveitamento e adequação destes.

SOLAR TRACKER FAILURE DETECTION OF SONDA PETROLINA SOLARIMETRIC STATION

2024-09-20T14:52:36-03:00

This document presents a method to infer solar tracker probabilistic reliability indices from Solarimetric Stations measurements. The methodology collects global, beam, and diffuse irradiances data. It establishes a usual criterion to determine solar tracker failure days, based on the premise that when the tracker stocks, pyrheliometer and shadow ball do not move, implying that global irradiance is almost equal to the diffuse along the day, and beam irradiance is very low. The failures are reanalyzed, and a two-parameter Weibull distribution fits the reliability and failure rate curves considering the monotonic behavior in the operation times. The procedure was applied for the SONDA solarimetric station in Petrolina, state of Pernambuco, Brazil. Results show a mean time between failures lower than 18 months, indicating that an annual maintenance rate is appropriate to avoid this type of failure.

INTERCOMPARAÇÃO ENTRE PIRANÔMETROS PARA ESTABELECER UM PADRÃO DE REFERÊNCIA LOCAL

2024-09-20T15:05:37-03:00

Estações solarimétricas de monitoramento contínuo frequentemente enfrentam interrupções nos dados devido a problemas operacionais. Algumas dessas estações utilizam mais de um sensor para monitorar o mesmo parâmetro, garantindo redundância e a continuidade dos dados. No entanto, a simples substituição de sensores muitas vezes é feita sem considerar suas diferenças. Este estudo visa analisar comparativamente sensores de irradiância em uma estação solarimétrica de precisão para avaliar a equivalência de suas medições. Utilizaremos sensores classificados como Classe A e B, conforme normas ISO 9060, tendo os sensores mais precisos como referência. Esses sensores de referência serão validados de acordo com os critérios da Baseline Surface Radiation Network da Organização Mundial de Meteorologia (WMO/BSRN). Os dados foram coletados em condições de céu claro, nublado e misto durante seis dias para cada condição, em 2019. Em seguida, os sensores foram comparados considerando três componentes da radiação solar: Global, Direta e Difusa. Os resultados apontaram que os sensores Classe A do tipo termopilha têm uma incerteza e variância significativamente menores em comparação aos sensores quânticos a semicondutores. Diferenças foram observadas mesmo entre diferentes sensores a termopilha, com e sem unidades de ventilação. A média simples entre os sensores não é suficiente para uma avaliação precisa, pois a variância apresentou divergências de até duas ordens de magnitude. A substituição de um sensor por outro deve considerar a variância, especialmente ao escolher a escala temporal. Períodos de observação com aumento gradual das médias a cada 10, 20, 60, 1440 minutos ou diárias tendem a suavizar progressivamente essas diferenças quando aplicados.

ANÁLISIS COMPARATIVO DE TECNOLOGÍAS DE DESALINIZACIÓN PARA APLICACIONES EN PEQUEÑA ESCALA

2024-09-20T15:18:51-03:00

La creciente demanda de agua potable ha llevado a explorar alternativas sostenibles y eficientes en el proceso de desalinización. Los métodos convencionales, como la ósmosis inversa y la evaporación multietapa instantánea, enfrentan desafíos en la aplicabilidad a pequeña escala, especialmente en áreas rurales con restricciones de acceso a la energía eléctrica. Este artículo se centra en comparar estas tecnologías con el innovador proceso de humidificación-deshumidificación del aire (HDH) para la producción de 100 litros/ hora de agua desalinizada. Se emplearon balances masicos y energéticos para evaluar la eficiencia de cada tecnología, específicamente la cantidad de energía térmica necesaria por volumen de agua desalinizada, y el área de colectores solares necesarias para el proceso. Se consideraron configuraciones de circuito abierto y cerrado con y sin regeneración. Los resultados iniciales revelan que, en una configuración de circuito abierto sin regeneración, el consumo de energía térmica en el proceso HDH es 3,6 y 5,5 veces mayor en comparación con los procesos MSF y MED, respectivamente. En conclusión, a pesar de un mayor consumo de energía térmica, en comparación con las tecnologías MED y RO, el proceso HDH presenta ventajas significativas en términos de costos iniciales y de mantenimiento reducidos. Además, la modularidad del sistema permite adaptarse a diversas demandas de agua, desde pequeñas cantidades hasta volúmenes más significativos. De esta forma, el proceso HDH es una solución eficaz y accesible para la desalinización de agua en áreas con limitaciones de acceso a la energía eléctrica y mantenimiento. La combinación de bajos costos y el uso de fuentes renovables refuerzan el potencial de implementación de esta tecnología en entornos diversos, desde zonas rurales hasta aplicaciones más extensas.

DESEMPENHO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS CONECTADOS À REDE EM PALMAS-TO

2024-10-08T11:10:41-03:00

Este artigo tem como principal objetivo verificar o desempenho da produção de energia elétrica por sistemas fotovoltaicos conectados à rede (SFCR) na cidade de Palmas-TO. O intuito é determinar a produtividade média mensal (em kWh/kWp) para sistemas instalados em diferentes orientações (leste, oeste, norte e sul), bem como verificar os níveis rendimentos globais a partir dos níveis de irradiação medidos pelo Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). Este estudo conta com a participação de empresas que, sozinhas, têm mais de 3.000 sistemas instalados no Estado do Tocantins. Neste cenário, fora selecionada uma amostra com 343 instalações na cidade de Palmas-TO, considerando os seguintes filtros: (i) a unidade prossumidora (UP) precisa ter pelo menos um ano fechado de geração sem interrupções, considerando os anos de 2020, 2021 e/ou 2022; (ii) os painéis precisam estar instalados em telhados que não promovam sombreamento entre 9hs e 16hs; (iii) os painéis precisam ter a mesma orientação para cada MPPT (Maximum Power Point Tracking) monitorável; e (iv) uma produtividade mensal não pode ser inferior a 60 kWh/kWp, pois pode caracterizar algum tipo de problema na geração do sistema fotovoltaico. A ideia é proporcionar aos integradores/instaladores da região resultados que indiquem se os dados informados nos manuais/datasheets dos equipamentos estão efetivamente sendo praticados. Além disso, os resultados sugerem valores genéricos de produtividade e rendimentos globais que podem ser utilizados por profissionais da região na hora de fazer o dimensionamento de um SFCR.

INSTALAÇÃO DE UM SISTEMA HÍBRIDO USINA FOTOVOLTAICA - GRUPO GERADOR À DIESEL PARA ELETRIFICAÇÃO DA COMUNIDADE DE CACHOEIRINHA DO MENTAI NA RESEX TAPAJÓS - ARAPIUNS

2024-10-18T10:25:46-03:00

A eletricidade é um recurso indispensável para a sociedade, utilizado em setores fundamentais do cotidiano, como a saúde, educação, alimentação, entretenimento e comunicação. Porém, em regiões remotas, a obtenção de energia muitas vezes ainda se dá por meio de geradores movidos a combustíveis fósseis (óleo diesel ou gasolina). Uma alternativa viável para reduzir a dependência dessas comunidades de tais fontes é a implementação de um sistema híbrido Usina Fotovoltaica-Grupo Gerador. O projeto do sistema híbrido foi implementado na comunidade Cachoeirinha do Mentai por meio de uma parceria entre a Universidade Federal do Oeste do Pará (UFOPA) e a Michigan State University (MSU) fomentado pela Mott Foundation, o sistema foi dimensionado no Laboratório de Energias Renováveis (LABER). O sistema dispõe de uma usina fotovoltaica e um gerador de Potência Contínua, que já estava instalado na comunidade. A usina fotovoltaica é constituída por um gerador fotovoltaico (GV) ligado a 14 módulos solares de 335 WP cada e 16 baterias, que compõem o banco de armazenamento de energia. Levando em consideração o tamanho da comunidade, o sistema foi dividido em 3 circuitos-fases, dois circuitos para atender à demanda de unidades residenciais e coletivas e outro para atender à demanda, exclusivamente residencial. O circuito Coletivo-Residencial distribui energia para 06 residências e 06 unidades coletivas (escola, igreja, refeitório, iluminação e dois barracões comunitários) e o circuito residencial atende a 07 domicílios da comunidade. A instalação do sistema híbrido obteve êxito, tanto no aspecto técnico, como no aspecto social, pois o sistema funcionou conforme planejado e trouxe melhorias na qualidade de vida dos comunitários.