RBS Magazine ED. 20

Vol. 04 - Nº 20 - JAN/FEV 2018

www.revistabrasilsolar.com ISSN 2526-7167

2018 será um ano de

MUITOS AVANÇOS para o setor de Energia Solar Fotovoltaica e de Geração Distribuída com Fontes Renováveis no Brasil!

A RBS Magazine está fazendo um especial com a opinião dos principais empresários do setor de Energia Solar Fotovoltaica e de Geração Distribuída com Fontes Renováveis no Brasil!

Neste SEGUNDO CAPÍTULO o entrevistado é

ILDO BET sócio-fundador da empresa PHB SOLAR

APOIO OFICIAL

ÍNDICE

12 Estudo Greener

20

Entrevista Ildo Bet, participante do segundo capítulo do especial da RBS Magazine

2O

24

Artigo Técnico/Científico CBGD

39

Programação do Fórum GD 2018 – Fórum Regional de Geração Distribuída com Fontes Renováveis

EDIÇÃO

FRG Mídia Brasil Ltda.

CHEFE DE EDIÇÃO

Aurélio Souza IEE USP

JORNALISTA RESPONSÁVEL

Rua Cândido de Leão, 45/1204 Centro Curitiba - PR – Brasil www.revistabrasilsolar.com

Thayssen Ackler Bahls MTB 9276/PR

GERÊNCIA

Bianca Ramos

DIREÇÃO COMERCIAL Tiago Fraga

COMERCIAL

A Revista RBS é uma publicação da

Cláudio F. Oliveira

COMITÊ EDITORIAL

Colaboradores da edição

SUPERVISÃO

Eliane T. Souza

REVISÃO

Maria Cristina Cardoso Para reprodução parcial ou completa das informações da RBS Magazine - Revista Brasil Solar é obrigatório a citação da fonte.

DISTRIBUIÇÃO

Carlos Alberto Castilhos

REDES SOCIAIS Nicole Fraga

EDIÇÃO DE ARTE E PRODUÇÃO Vórus Design e Web www.vorusdesign.com.br

APOIO

ABGD / TECPAC / WBA - Associação Mundia de Bioenergia Solar / Instituto BESC / ABEAMA / CBCN / Portal Brasileiro de Energia Solar / NEEAL- Núcleo de Estudo em Energia Alternativa / ABEAMA

DISTRIBUIÇÃO DIRIGIDA

Empresas do setor de energia solar solar fotovoltaica, geração distribuída e energias renováveis, sustentabilidade, câmaras e federações de comércio e indústria, universidades, assinantes, centros de pesquisas, além de ser distribuído em grande quantidade nas principais feiras e eventos do setor de energia solar, energias renováveis, construção sustentável e meio ambiente.

TIRAGEM: 5.000 exemplares VERSÕES: Impressa / eletrônica

PUBLICAÇÃO: Bimestral CONTATO: +55 (41) 3225.6693 +55 (41) 3222.6661

E-MAIL: comercial@revistabrasilsolar.com, comercial@grupofrg.com

COLUNISTAS/COLABORADORES

Ildo Bet, Gerson Santos, Roberto Zilles, Pedro D. Junior, Otavio L. A. Esteves, Carlos H. M. da Rocha, Joaquim E. Abel, Luiz C. G. Freitas, Ronaldo Koloszuk, Rodolfo R. de Godoi, Fernando C. Melo, Luiz C. G. de Freitas, Rafael Foppa.

Os artigos e matérias assinados por colunistas e ou colaboradores, não correspondem a opinião do RBS Magazine - Revista Brasil Solar, sendo de inteira responsabilidade do autor.

RBS Magazine

3

TECNOLOGIA DE FRONTEIRA: Conhecendo as Células Solares Orgânicas

Gerson Santos e Roberto Zilles Instituto de Energia e Ambiente da Universidade de São Paulo, 2018 gerson1077@usp.br

eletrônica orgânica teve início da década de 70 com base nos estudos do pesquisador SHIRAKAWA e seus colaboradores, cujo trabalho culminou em um prêmio Nobel de Química no ano 2000 [The Nobel Prize in Chemistry, 2000]. Esta tecnologia faz uso do chamado Semicondutor Orgânico, baseado no elemento Carbono, diferentemente do semicondutor tradicional, baseado em materiais inorgânicos presentes no grupo III-V da tabela periódica, como o Silício e o Germânio.

A

O princípio de operação do Semicondutor Orgânico é semelhante ao Semicondutor Inorgânico, isto é, considerando os níveis de energia, este material possui o Orbital Molecular de Alta Energia (highest occupied molecular orbital - HOMO) preenchido e um Orbital Molecular de Menor Energia (lowest unoccupied molecular orbital - LUMO) vazio de modo a permitir a condução elétrica, a exemplo do que ocorre com o semicondu-

4

RBS Magazine

tor tradicional, cujos níveis de energia são nomeados como Banda de Valência (VB sigla do inglês Valence Band) e Banda de Condução (CB sigla do inglês Conduction Band), respectivamente, e que possuem função, do ponto de vista de níveis de energia, equivalente aos níveis HOMO e LUMO. Semicondutor Inorgânico

Semicondutor Orgânico

Imagem Synthesis of Organic Semiconductors

O Semicondutor Orgânico vem despontando rapidamente nos últimos anos em termos de aplicações comerciais. A tecnologia foi apresentada ao mercado na forma de Diodo Emissor de Luz Orgânico (Organic

Atualmente os OLEDs já estão presente em muitos celulares e também TVs, com a vantagem de apresentar cores mais vívidas, telas curvas, com espessuras na ordem de milímetros...

SONY XEL-1, primeira TV OLED - Cortesia SONY

Light Emitting Diode – OLED) em meados de 2007 na maior feira de tecnologia do mundo, a CES (Consumer Technology Association), com uma tela OLED de 11 polegadas, a XEL-1 fabricada pela SONY. Atualmente os OLEDs já estão presente em muitos celulares e também TVs, com a vantagem de apresentar cores mais vividas, telas curvas, com espessuras na ordem de milímetros, menor consumo de potência em relação a outras tecnologias, sem necessidade de backlight e com menor peso. A mesma tecnologia empregando o Semicondutor Orgânico propicia também dispositivos com efeito fotovoltaico, as chamadas Células Solares Orgânicas, as quais por sua vez possuem um princípio de funcionamento semelhante à Célula Solar Tradicional baseada no silício.

Assim como a Célula baseada em materiais inorgânicos, a Célula Orgânica possui diversas tecnologias de fabricação com suas respectivas vantagens e desvantagens.

As que mais se destacam são as Células Solares Orgânicas Sensibilizadas por Corantes (Dye Syntetized Solar Cells – DSSC) ou Células de Grätzel (desenvolvidas inicialmente pelo pesquisador Michael Grätzel e seus colaboradores) e as Células Solares Orgânicas de Heterojunção. As Células de Grätzel possuem em sua estrutura física um eletrólito líquido, o que caracteriza, em princípio, como uma desvantagem tendo em conta a possibilidade de vazamento. Porém, dentre os tipos de Células Orgânicas, as de Grätzel são as mais eficientes chagando a valores de 11%. Por outro lado, as Células Solares Orgânicas de Heterojunção contam com uma estrutura física de filmes finos totalmente no estado sólido. Existem diversas configurações de filmes finos para formar uma Célula Orgânica de Heterojunção, porém a mais utilizada conta com um eletrodo trans6

RBS Magazine

parente, um filme fino com função de transporte de lacunas, o filme ativo constituído pelo polímero semicondutor (o mais conhecido é o politiofeno, P3HT) em conjunto com um material conhecido como fulereno modificado (uma estrutura de carbono de forma esférica de dimensão nanométrica, o mais utilizado atualmente é o fulereno modificado baseado no C60, PCBM); a junção destes materiais forma a heterojunção e permite que sob incidência solar haja a formação do par elétron-lacuna (ou éxciton, termo utilizado na Eletrônica Orgânica) e sua respectiva separação, encaminhando os portadores aos respectivos eletrodos proporcionando a tensão de circuito aberto e corrente de curto-circuito, parâmetros de referência em dispositivos fotovoltaicos. A estrutura de filmes finos conta ainda com um eletrodo metálico como prata ou alumínio. Por fim, as Células Orgânicas de Heterojunção flexíveis passam por um processo de laminação com plástico para encapsulamento. Informações recentes relatam durabilidade de aproximadamente 2 a 3 anos.

Estruturas químicas dos materiais orgânicos utilizados no filme ativo da Célula Solar Orgânica de Heterojunção

RBS Magazine

7

Eletrodo transparente - Anodo P3HT+Fulereno modificado - Filme ativo Eletrodo metálico - Catodo

Imagem adaptada de Mark E. Thompson, Chemical Communication, 2011, 47, 3702–3716

Do ponto de vista de aplicação comercial, as Células Orgânicas de Heterojunção são as que possuem tecnologia de fabricação mais adequada para comercialização em larga escala, pois conta com a possibilidade de sua confecção sobre substrato flexível em sistemas Roll-to-Roll (processo semelhante a impressão de jornais utilizando-se bobinas), que por sua característica de operação proporciona elevada velocidade de fabricação do produto. Dentre as vantagens das Células Orgânicas de Heterojunção, além da flexibilidade e baixo peso físico, destaca-se o baixo custo de fabricação pelo fato de não contar com processos de alta temperatura e vácuo, que são típicos na tecnologia envolvendo o silício. Além disso, a flexibilidade e semi-transparência da Célula Orgânica permite projetos de geração de energia acoplados a uma arquitetura única. Além disso, há protótipos para integrar a Célula Orgânica em tecidos com o intuito de se projetar roupas com capacidade para pequeno porte de geração, suficiente para carregar celulares, por exemplo (tecnologia de dispositivos vestíveis, Wearables). De modo análogo, aplicações em Guarda Sol em praias, proteção em estacionamentos, paradas de ônibus, entre outras.

Protótipo de vestíveis usando a Célula Solar Orgânica

Célula Orgânica recém-fabricada.

Aplicações – ponto de ônibus com geração de energia a base de Células Orgânicas.

Sistema Roll-to-roll

É importante ressaltar que por ser uma tecnologia relativamente recente e que ainda encontra-se em uma etapa de estabilização química, elétrica e de encapsulamento, as Células Solares Orgânicas de Heterojunção ainda possuem baixa eficiência, em torno de 5%. Espera-se que em poucos anos, com o avanço das pesquisas científicas, que esta tecnologia seja comparável,

8

RBS Magazine

Projeção de eficiência de Células Solares de diversas tecnologias incluindo orgânicas. Fonte: NREL

Zoom na projeção de eficiência para Células Orgânicas. Cortesia NREL (National Renewable Energy Laboratory)

em termos de eficiência, às Células baseadas em silício.No Brasil essa tecnologia está em desenvolvimento em diversos centros de pesquisa, como o Instituto de Energia e Ambiente (IEE-USP), a Escola Politécnica

10

RBS Magazine

da Universidade de São Paulo (EPUSP) e no Centro Suíço de Microeletrônica do Brasil (CSEM-Brasil) e, além disso, já se encontra em escala pré-comercial na empresa SUNEW, que possui sede em Minas Gerais.

Estudo

12

RBS Magazine

:

A ESCOLHA CERTA Desenvolve o teu projecto fotovoltaico nas mãos de Yingli, um dos principais fabricantes mundiais de painéis solares, o que irá contribuir com a sua expericia em todas as fases do projeto, do inicio ao fim.

YINGLISOLAR.COM/BR

Estudo

14

RBS Magazine

Estudo

* Dados validados com os principais Fabricantes e Distribuidores do sertor fotovoltaico de Geração Distribuída.

Obs: Inversores e Kit´s fotovoltaicos destinados apenas ao mercado de Geração Distribuída. Fonte: Receita Federal.

RBS Magazine

15

Estudo

* Dados validados com os principais Fabricantes e Distribuidores do sertor fotovoltaico de Geração Distribuída.

Fonte: Receita Federal, Greener, Aneel

Fonte: Receita Federal, Greener, Aneel

16

RBS Magazine

Estudo

Fonte: Aneel.

Fonte: Aneel.

18

RBS Magazine

Estudo

Fonte: Annel.

Fonte: Annel.

Fonte: Annel.

RBS Magazine

19

Entrevista

A RBS Magazine traz um especial com a opinião dos principais empresários dos setores de Energia Solar Fotovoltaica e Geração Distribuída no Brasil.

Neste segundo capítulo, o entrevistado é

ILDO BET sócio-fundador da empresa PHB SOLAR RBS Magazine - A PHB é uma indústria brasileira com mais de 33 anos de existência. Conte-nos como surgiu a marca PHB Solar?

A PHB Solar possui

Ildo Bet - Desde 1984, ano de fundação da PHB, a busca por inovação e qualidade, com seriedade e desenvolvimento tecnológico brasileiro, foram fatores notáveis e importantes na sua trajetória.

equipado

A estratégia para ingressar no mercado de energias renováveis deu-se através da criação do Grupo Setorial Fotovoltaico (GSFV) na ABINEE em 2011. A PHB como sócia da ABINEE desde a sua fundação, participou ativamente com os demais convidados, criando a sua marca PHB Solar. Através deste GSFV foi possível iniciar as tratativas com o governo para dar início a este novo mercado de energia solar fotovoltaica no Brasil.

Dentro deste grupo, fui coordenador pela parte normativa de inversores fotovoltaicos conectados a rede. Criamos as normas brasileiras que hoje são obrigatórias para inversores adquirirem o certificado INMETRO, pois sem elas, não teríamos a liberação das concessionárias de energia eletrica para a conexão, com segurança, dos geradores fotovoltaicos a rede eletrica.

Não foi por acaso que a PHB foi o primeiro fabricante a certificar seus inversores dentro normas brasileiras. A PHB montou um laboratório próprio para testar seus inversores enquanto a norma estava sendo escrita, e desta maneira saiu na frente 20

RBS Magazine

um laboratório com todos os instrumentos para o desenvolvimento e testes dos

A PHB já passou por três degraus tecnológicos durante sua trajetória, sempre se reinventando para acompanhar o mercado.

Iniciou em 1984 desenvolvendo as fontes de alimentação dos primeiros microcomputadores pessoais do Brasil. Com a abertura de mercado de informática em 1990 pelo presidente Collor a PHB partiu para o mercado de automação bancaria, urnas eletrônicas sempre fazendo as fontes de alimentação.

O segundo degrau tecnológico foi à criação de produtos como retificadores que carregam as baterias das estações radio base onde estão as antenas dos celulares que permiticom a certificação INMETRO, conso- ram este boom no mercado de telelidando nossa marca como pioneira fonia sem fio. em ofertar produtos de excelência e credibilidade aos nossos parceiros. E o terceiro degrau foi a criação de produtos para conexão de fontes rePortanto possuímos uma engenha- nováveis a rede e eletrica. Criamos ria que oferece respostas rápidas e o primeiro inversor fotovoltaico conão depende de uma consulta in- nectado a rede com certificão no ternacional, sendo uma empresa INMETRO. Desenvolvemos estrutuprecursora na geração de energia ras de sustentação para módulos foelétrica através de fontes renová- tovoltaicos tanto para telhado, solo, laje e estacionamento ( Carport). veis.

Assim ofertamos Kits realmente A PHB Solar possui um laboratório completos para instalação segura. equipado com todos os instrumentos para o desenvolvimento e testes Outros produtos que desenvolvedos inversores. Possuímos assistên- mos nessa terceira etapa foram os cia técnica e engenharia em São inversores Híbridos Modulares e as baterias de lítio íon que serão muito Paulo. importantes para o armazenamenRBS Magazine - A PHB desde sua to e o tratamento da energia. fundação sempre buscou a constante inovação tecnológica . Quais RBS Magazine - Quais os diferenforam os principais produtos ao cias que a empresa PHB oferece para se manter entre os principais longo dos 33 anos de existência?

inversores

players em um mercado tão competitivo?

PHB Solar trouxe

Com cunho tecnológico desde sua fundação a PHB Solar trouxe para o mercado inovações que realmente contribuíram para o desenvolvimento do setor de forma segura:

para o mercado

1º Desenvolvemos o KIT FOTOVOLTAICO mais COMPLETO do mercado!

A PHB fornece além dos itens comuns (Estrutura, Cabos Preto e Vermelho, Inversor, Módulos FV, Conectores e String Box cc), oferecemos os seguintes itens a mais no kit COMPLETO:

inovações que realmente contribuíram para o desenvolvimento do setor de forma segura

• Kit Aterramento de módulos FV, que dispensa a fiação modulo a modulo.

2º Primeira empresa a ofertar KIT FOTOVOLTAICOS com código FINA• Cabo Solar com dupla isolação ME, possibilitando aos parceiros e Verde e Amarelo para o aterra- instaladores utilizarem a linha de mento da estrutura. financiamento do BNDES com taxas de juros atrativas.

• String Box CC e Quadro de proteção CA, que além do lado 3º Desenvolvimento de estruturas de proteção contra surtos por de sustentação para módulos Fotoparte do inversor (CC) possui voltaicos para TELHADO, SOLO, LAJE o lado de proteção (CA) para a e ESTACIONAMENTO (CARPORT), rede. produzidas NACIONALMENTE em alumínio anodizado com vida útil • Todos os modelos de Inversores acima de 25 anos, alem de conter certificados junto ao INMETRO. com o sistema único de ATERRAMENTO da PHB Solar.

• Nossa estrutura é feita em alumínio anodizado, sendo o mes- Nossa estrutura para CARPORT e a mo material do FRAME do mo- única do mercado que conta com o dulo FV com todos os parafusos sistema de vedação entre os módue periféricos em aço INOX 304, los FV! o que garante à durabilidade da estrutura acompanhando a vida útil do modulo FV.

tação é uma exclusividade da PHB Solar. O sistema é fundamental para proteção contra descargas atmosféricas, atuando em conjunto com o DPS CC; Necessário para que o inversor possa proteger o instalador e usuário de choques elétricos devido ao contato em partes metálicas quando ocorre falha de isolação na instalação.

Inclusive as instalações que usam módulos sem frame também precisam ter toda a estrutura de fixação aterrada, porque há o risco de ter falha de isolação na estrutura. Nem todos os inversores possuem o circuito que monitora a resistência de isolação, ou seja, o usuário final e os instaladores podem correr riscos!

5º Software para ajuste de tensão de acordo com as normas exigidas pelas concessionárias de energia.

Ajuste a tensão de conexão com a rede elétrica DOS INVERSORES PHB com apenas 1 CLICK!

De acordo com o Procedimento de Distribuição de Energia Elétrica PRODIST, temos 8 níveis de tensões no Brasil (conforme tabela). Com apenas 1 CLICK o parceiro PHB configura os parâmetros de sobre/sub tensão de saída, sobre/sub frequência de saída, tempo de religamento e tensão de ativação/desativação da Curva de Fator de Potencia (FP) . O sistema de Ajustes Automático PHB (apenas 1 CLICK), dispensa a utilização de senhas. Fornecendo ao Parceiro PHB a segurança que todos os parâmetros estejam dentro das 4º Sistema de Aterramento para normas brasileiras, evitando desliMódulos FV e Estrutura de susten- gamentos desnecessários por paraRBS Magazine

21

• Conhecer mais sobre dimensionamento de sistemas fotovoltaicos conectados à rede de distribuição; • Conhecer mais sobre soluções em estruturas; • Solicitar acesso dos SFV com as concessionárias; • Instalar arranjos fotovoltaicos e monitoramento do sistema como um todo.

• Teoria e dimensionamento de sistemas fotovoltaicos conectados a rede • Teoria e dimensionamento dos inversores PHB

metrização incorreta e transtornos nitoramento PHB Solar, além de ser com os Clientes e as Concessioná- super intuitivo, é fácil e prático de rias de Energia Elétrica. instalar. Em média de 5 minutos, o Sistema de Monitoramento WIFI es6º Sistema de Monitoramento pró- tará devidamente instalado! prio para gestão de dados e informações relacionadas à produção e utilização de energia com sistema WIFI homologado pela ANATEL. O sistema de Monitoramento da PHB é uma solução aplicável para sistemas residenciais, comerciais e para grandes plantas. O sistema de monitoramento possui design inovador e amigável ao usuário. O sistema permite arquivar todas as informações e transmite automaticamente para a nossa central de monitoramento via internet. Nossos clientes podem utilizar o sistema de monitoramento via Web site ou via smart phone. Possuímos aplicativos no sistema Android e iOS 7º Treinamento exclusivo e gratuito (PHB Viwer). para parceiros PHB Solar.

O PHB Viewer é um aplicativo para monitoramento de sistemas fotovoltaicos desenvolvidos para smart phones (iOS/Android), interligados com o Webserver da PHB via internet a fim de acompanhar o comportamento e os rendimentos de sistemas fotovoltaicos a qualquer momento.

O curso é teórico e prático. Os participantes têm a oportunidade de comissionar um sistema fotovoltaico real e conectado à rede. Durante as aulas, são apresentadas as ferramentas, os equipamentos de proteção e os métodos e normas de trabalho.

O curso da PHB aborda os seguintes A configuração do sistema de mo- temas: 22

RBS Magazine

• Teoria, dimensionamento e soluções das estruturas PHB para sistemas fotovoltaicos.

• Apresentação de normas brasileiras e documentação para legalização junto às concessionárias • Procedimento para correta instalação do arranjo fotovoltaico • Treinamento dedicado para start-up dos inversores e sistemas de monitoramento PHB.

8° Parceria em treinamentos com o SENAI! A PHB Solar além de fornecer treinamentos para parceiros instaladores, também atua com uma forte parceria com as unidades dos SENAI, oferecendo a capacitação

técnica dos professores. Os profes- volume significativo de vendas. sores contaram com aulas práticas e teóricas com os melhores profis- As pessoas físicas que hoje estão adquirindo seus Geradores Fotovolsionais da PHB. taicos são aquelas, em sua maioria, com poder aquisitivo para realizar a compra a vista. Porem, para o mercado crescer, precisamos de linhas de crédito com taxas menores. O modelo de pagamento a vista tem vida curta, e para o mercado crescer, o crédito é fundamental.

o que não acontece com as baterias de chumbo ácido que conhecemos.

Durante minha apresentação vou falar das aplicações destas baterias com inversores híbridos modulares que a PHB desenvolveu, abordando tanto aspectos técnicos, regulatórios e econômicos.

A PHB acredita que o armazenamento de energia será de grande importância para os próximos anos. A característica intermitente da energia solar em especial, a tarifa branca e o back up da energia serão os grandes drivers deste novo mercado de baterias de lítio íon, e a PHB, com sua visão estratégica, novamente estará presente neste mercado.

Outro problema do mercado é a curva de aprendizado. Já existem boas empresas de projetos e instalações de GFV, porem a grande maioria esta no estagio inicial desta curva.

O treinamento, em todos os níveis, desde o vendedor de materiais que compõe o kit GFV, até o projetista e instaladores, é vital para o cresci9° Financiamento para parceiros mento com solidez do mercado de RBS Magazine - Quais as principais energia solar fotovoltaico no Brasil. novidades e lançamentos da PHB com condições especiais!

Solar para 2018?

Oferecemos formas de financia- RBS Magazine - Você já é um dos mento para alavancar os negócios principais palestrantes em todos os A grande novidade da PHB em 2018 eventos sobre geração distribuída estará sendo o lançamento de sua de nossos parceiros. no país e será um dos palestrantes linha de baterias de lítio íon, com Temos a opção de financiar o pro- no FORUM GD 2018. Conte-nos um diversas capacidades e empacotaduto direto com PHB via banco San- pouco sobre sua apresentação no mentos. tander, alem de estar apto a atender evento.

Outra novidade será uma estação as diversas linhas de financiamento, como as opções do Banco do A PHB está há 3 anos trabalhando solarimetrica que já vem acoplada Nordeste, FINAME, Desenvolve SP, no desenvolvimento de suas bate- ao monitoramento do logger da rias lítio ion em Parceira com o Cen- PHB e seus inversores.

PROGER, BB Agro, Sicredi, etc... tro de Pesquisa e Desenvolvimento RBS Magazine - Na sua opinião (CPQD) e o BNDES/FUNTE. A parte Também lançamos o inversor de quais os principais desafios e gar- mais significativa deste desenvolvi- 60kW que atendem as normas técgalos que o setor vai enfrentar para mento é do Baterry Management nicas brasileiras, ao invés de somencontinuar em franco crescimento? System (BMS), que é a eletronica te as normas internacionais. para o controle das baterias de Lítio Um dos principais gargalos é o fi- Íon para que as mesmas não explo- Cursos de inversores híbridos com nanciamento a pessoa física. As atu- dam ou peguem fogo. As baterias de baterias de lítio íon em nosso novo ais taxas de juros, entre 1,8% a 2,2% lítio íon precisam de uma boa ele- Centro de Treinamento de nova fáao mês ajudam, mas não geram um tronica de controle para funcionar brica PHB.

RBS Magazine

23

2O

Artigo

INFLUÊNCIAS DA ORIENTAÇÃO GEOGRÁFICA NA INSTALAÇÃO DE MÓDULOS SOLARES FOTOVOLTAICOS E COMPARATIVO DE PRODUTIVIDADE NA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Pedro Drumond Junior, MSc. pedro.drumond@uol.com.br – Unicamp / SP Eng. Otavio Lopes Alves Esteves – Unicamp / SP Eng. Carlos Henrique Manenti da Rocha – Unicamp / SP Prof. Dr. Joaquim Eugênio Abel Seabra - Unicamp / SP Prof. Dr. Luiz Carlos G. Freitas – Univ. Fed. Uberlândia / MG

RESUMO Este trabalho apresenta um estudo de desempenho de sistemas de geração de energia elétrica por módulos solares fotovoltaicos (FV) através de 2 análises. A primeira verificou o impacto teórico estimado resultante de variações em 180° da orientação geográfica dos painéis, utilizando simulações computacionais e bancos de dados de irradiação. A segunda análise avaliou os resultados coletados em 12 meses de operação de projetos nos estados de MG e SP, fazendo uma comparação com as estimativas computacionais e finalmente calculando o rendimento médio por potência instalada. Estas avaliações são importantes para que seja possível entender os impactos causados por condições locais de projeto na geração liquida de eletricidade e auxiliar no desenvolvimento de um banco de dados brasileiro para que as empresas envolvidas e todo o setor tenham subsídios e histórico nacional de projetos para orientar as decisões de investimento, políticas públicas e trabalhos acadêmicos. Os resultados relativos às variações nas orientações mostram que há maior impacto na geração de energia em locais com menor irradiação solar média. Em relação aos dados das medições dos projetos em operação, foram encontrados resultados muito próximos às estimativas resultantes de simulações computacionais, utilizando banco de dados brasileiros, conferindo assim maior credibilidade para em projetos nacionais futuros utilizando simulações.

PALAVRAS-CHAVE: Energia fotovoltaica, geração distribuída.

INTRODUÇÃO Os principais fatores que impactam na geração de energia em um projeto FV são irradiação local, orientação geográfica, temperatura, nível de sujeira acumulada nos módulos e eficiência dos equipamentos utilizados (ATONOMETRICS 2012). A performance da geração tem ganhos positivos quando os módulos seguem orientação voltada para a linha do equador e são instalados na mesma latitude do local. O objetivo deste procedimento é deixar os painéis solares recebendo perpendicularmente o maior tempo possível irradiação e consequentemente aumentar o rendimento do sistema. Apenas um pequeno percentual de 24

RBS Magazine

todos os mais de 14.500 projetos em operação como geração distribuída (GD) no Brasil até o mês de agosto de 2017 não foi instalado em telhados. (ANEEL GD 2017).

Ou seja, quase todos os sistemas dependem das condições locais dos telhados das residências, comércios e indústrias. Por esse motivo é essencial entender quais os impactos causados na geração de eletricidade quando a orientação geográfica não é ótima e há dificuldade, seja técnica ou arquitetônica, para inclinação conforme as práticas de projeto indicadas.

Após as análises de projeto e estimativas, é essencial que seja feita compilação dos resultados reais de medição e comparação com os valores iniciais, visando entender

a qualidade dos dados de irradiação utilizados, desempenho dos painéis e demais equipamentos utilizados. Somadas, essas 2 análises formam um pacote de resultados que pode possibilitar o setor de geração FV a entender as premissas que devem ser seguidas no desenvolvimento dos próximos projetos e estudos acadêmicos e também o desempenho de sistemas operando nas diversas condições brasileiras.

METODOLOGIA Foram realizadas 2 análises distintas, porém complementares, para elaboração deste trabalho.

Inicialmente, objetivando entender os impactos causados por al-

2O

Artigo

Figura 1 – Esquema elétrico da conexão do sistema FV conectado Fonte: Elaboração própria

terações de orientação geográfica dos módulos FV, foram feitas simulações utilizando o software PVSyst para 5 cidades brasileiras.

A seleção incluiu os maiores extremos, ou seja, a maior e a menor irradiação, além de outras 3 com irradiações intermediárias selecionadas sem nenhum critério específico: São João Rio Peixe na Paraíba (maior irradiação média horizontal do país), Campinas – SP, Ribeirão Preto – SP, Planaltina – GO e Garuva em Santa Catarina (menor nível de irradiação do Brasil). As inclinações utilizadas para as simulações foram, conforme indicado pelos métodos de cálculo, próximas das latitudes locais. A tecnologia dos módulos foi silício policristalino da fabricante JINKO SOLAR e inversores do fabricante ABB de 3 kW, modelos devidamente homologados no Inmetro. O esquema elétrico seguido pode ser observado na Figura 1, utilizando 13 painéis de 270 W e esquema elétrico conforme informado. O banco de dados de irradiação utilizado foi o METEONORM, plataforma reconheci-

da mundialmente como bastante confiável, disponível para assinantes do programa computacional utilizado nestas simulações. Após as simulações nas latitudes ótimas com orientação para o Norte geográfico, as mesmas foram refeitas alterando para o Sul, com a mesma inclinação. Adicionalmente foram comparados os valores das irradiações horizontais médias com a base de dados brasileira do INPE, revisada em 2017. Foram percebidas algumas diferenças importantes, porém houve constância na ordem de classificação relativa. O relatório do INPE com a base de dados anterior data de 2006 fornece os dados nacionais para o projeto SWERA (Solar and Wind Energy Resourse Assessment), utilizado mundialmente como referência para vários estudos. (SWERA 2017). Em 2017 o INPE disponibilizou a segunda edição do mapa solar brasileiro, afirmando no documento que houve aumento na assertividade dos dados, através de maior número de medições, profissionais trabalhan-

do no projeto e equipamentos de coleta de dados mais modernos e eficientes, além de maior número de locais de medição para cálculo das interpolações e estimativas médias. A primeira edição foi apresentada após 10 anos de medições, estando a segunda versão com o dobro do período. (ATLAS SOLAR 2017).

Para avaliar os resultados operacionais, foram selecionados 5 sistemas instalados nos estados de MG e SP, utilizando equipamentos de diferentes fabricantes, em um período de 12 meses de operação, entre 2016 e 2017. As empresas Demape e BRC Energia forneceram os dados para o estudo, todos coletados através de sistema de monitoramento dos fabricantes dos inversores de frequência. A tecnologia das placas solares também foi a de silício policristalino e os inversores de fabricantes variados. Nesta análise operacional foi avaliada a produtividade (yield) medida em kwh / kwp, importante indicador na comparação de sisRBS Magazine

25

2O

Artigo

temas fotovoltaicos. Para avaliar a assertividade das simulações computacionais, foram realizadas simulações para 2º estes 5 projetos em operação utilizando, nestes casos, a base de dados do INPE 2006 e software PVSyst.

RESULTADOS E DISCUSSÕES A análise da variação das orientações geográficas em 180° indicou maior influência na geração de eletricidade para os locais onde há menor incidência de irradiação solar. Essas informações são essenciais na avaliação da viabilidade de alterações de orientação dos módulos pela instalação de suportes adicionais em telha-

dos existentes. Para locais onde a influência da irradiação é menor, o custo adicional destes suportes pode ser mais alto que o retorno em geração de eletricidade, sendo, portanto, inviável do ponto de vista econômico. Outro aspecto que pode ser analisado utilizando esses resultados é a viabilidade econômica de utilização de sistemas móveis de suporte para os painéis solares, conhecidos como Tracker. Nesse modelo, os módulos são instalados em uma estrutura controlada por motores elétricos, alterando sua inclinação para uma posição de melhor aproveitamento dos raios solares. Há vários tipos de sistemas com essa filosofia, alguns movendo várias vezes

Tabela 1 – Comparativo de geração Norte / Sul - Fonte: Elaboração Própria.

Figura 2 – Gerações projetadas (Norte/Sul) - Fonte: Elaboração Própria.

26

RBS Magazine

durante o dia, outros em semanas e os mais sofisticados alterando sua posição em 2 eixos. Normalmente aumentam de forma considerável o ganho na geração de energia, tendo consequentemente, custo mais elevado (PORTAL SOLAR 2017). A maior aplicação destes sistemas está nas grandes usinas, incluindo os projetos brasileiros dos leiloes de 2014 e 2015, que estão começando a operar em 2017 conectados no sistema interligado nacional. É preciso, antes de decidir utilizar um Tracker, realizar uma avaliação da viabilidade econômica, calculando o ganho em energia e comprando com o aumento no investimento e principalmente custos de manutenção.

RBS Magazine

27

2O

Artigo

Os resultados encontrados neste trabalho podem explicar porque esses sistemas são muito usados na Europa e Estados Unidos, uma vez que essas regiões têm índices de irradiação médios menores que no Brasil. No caso nacional, especialmente em regiões do nordeste brasileiro, local de maior concentração de usinas solares, o ganho em energia pode não ser suficiente para custear todo o aumento de despesas, como no caso da cidade pernambucana de São João do Peixe, onde a relação entre orientação para o norte e sul é de apenas 3% para o sistema simulado. Em contrapartida, regiões com pouca irradiação com em Santa Catarina, podem apresentar aumento expressivo de geração utilizando sistemas moveis ou simplesmente adaptando estrutura metálica para orientar os módulos para o norte geográfico.

A avaliação dos resultados da geração de energia elétrica dos sistemas em operação apresentou níveis de produtividade médios de 128,26 kWh / kWp, com apenas 0,014% de diferença em relação aos valores projetados pelas simulações computacionais. A maior diferença foi observada na cidade de Patrocínio e a menor em Uberlândia para o sistema de 2,6 kWp. Esses resultados indicam tendência de assertividade dos bancos de dados de irradiação e também bom funcionamento do programa de simulação utilizado.

Este aspecto pode ser entendido como um fator decisivo na tomada de decisão para instalação de projetos FV, uma vez que a energia elétrica líquida gerada está diretamente ligada ao retorno do

investimento. O desenvolvimento de bancos de dados para projetos instalados no Brasil é fundamental para auxiliar os consumidores e os governos no planejamento de parques geradores, reduzindo custos e tempo com investimentos em medições de irradiação local. Atualmente os leiloes de grandes usinas exige dos concorrentes que sejam realizadas medições mínimas de 1 ano na região onde se pretende instalar os parques geradores. Para isso, os investidores e empresas participantes dos leilões precisam preparar uma pequena estação meteorológica e qualificar os dados para aprovação dos projetos, como forma de garantir que a energia elétrica será disponibilizada no sistema interligado e não causar problemas de fornecimento especialmente para as distribuidoras e consequentemente seus clientes finais. O procedimento é importante especialmente porque o Brasil possui poucas estações meteorológicas de medição quando comparado com países como Estados Unidos e Alemanha. As estimativas realizadas na confecção do atlas solar usam interpolações e muitos arredondamentos, havendo então uma confiabilidade não muito alta. Avaliações dos projetos existentes e divulgação dos resultados, considerando geração distribuída ou usinas de grande porte, são essenciais para que o país aumente sua base de dados nacional e seja possível reduzir os investimentos necessários para medições locais. Esse avanço pode contribuir para o crescimento do setor, aumento de empregos, desenvolvimento de tecnologia e redução do impacto ambiental.

Tabela 2 - Produtividades de projetos selecionados - Fonte: Elaboração própria.

28

RBS Magazine

REFERÊNCIAS

- ANEEL GD. Agencia Nacional de Energia Elétrica. Dados de geração distribuída por fonte. Disponível em <http://www2.aneel. gov.br/scg/gd/VerGD.asp>. Acesso em 20 de setembro de 2017.

- Agencia Nacional de Energia Elétrica. Resolução Normativa N° 482. 17 de abril de 2012.

- Agencia Nacional de Energia Elétrica. Resolução Normativa N° 687. 24 de novembro de 2015.

- Antoniolli, A.F.G.; Avaliação do desempenho de geradores solares fotovoltaicos conectados à rede elétrica no Brasil. Dissertação de mestrado. UFSC 2015.

- ATONOMETRICS. The Effects of Soiling on PV Performance. A Brief Literature Survey.

2012.

- Empresa Brasileira de Pesquisa Energética.

Nota Técnica DEA 19/14. Inserção da Geração Fotovoltaica Distribuída no Brasil – Condições e Impactos. Rio de Janeiro. Outubro de 2014.

- Empresa Brasileira de Pesquisa Energética.

Resenha mensal do Mercado de Energia Elétrica. Ano X. Número 112. Janeiro de 2017.

- Gostein, M.; Caron J. R.; Littmann, B. Measuring Soiling Losses at Utility-scale PV Power Plants. Julho de 2014.

- 2º ATLAS SOLAR. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. INPE. Atlas Brasileiro Energia Solar. 2ª edição. 2017.

- Instituto nacional de Pesquisas Espaciais.

Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovação e Comunicações. Atlas Brasileiro de Energia Solar. 2° edição. 2017.

- Oficina IEI Brasil. Geração Distribuída, Eficiência Energética e o Consumidor de Final: propostas para a realidade brasileira. Maio de 2017.

- Portal Solar. Disponível em < https://www. portalsolar.com.br/blog-solar/painel-solar/ seguidor-solar---tracker-vantagens-e-desvantagens-parte-1.html >. Acesso em 22 de setembro de 2017.

- SWERA. Solar and Wind Energy Resource Assessment. Open EI. Disponivel em < https://openei.org/wiki/SWERA >. Acesso em 26 de setembro de 2017.

Entrevista

Entrevista com

Rafael Foppa da Rakia Soluções em Energia Solar

A Rakia é Patrocinadora "Cultural" do CBGD 2018 – Congresso Brasileiro de Geração Distribuída

O evento será realizado na cidade de Fortaleza CE, na sede do Sebrae CE, nos dias 24 e 25 de outubro de 2018!!

RBS Magazine - Nos conte um pouco sobre a RAKIA, sua trajetória desde que foi fundada e o mercado que ela atua.

Rafael Foppa - A RAKIA foi fundada com o princípio de conseguir atender todo e qualquer consumidor de energia elétrica, seja de baixo ou alto consumo. Energia é um bem necessário, cada vez mais temos aparelhos que consomem energia elétrica e cada vez mais enxergamos dificuldades em serem supridos.

Pensando num bem comum e sustentável, a RAKIA oferece o sistema completo para o cliente final, afim de que consigamos reduzir o máximo de custo fixo possível. E com o sol temos grande oportunidade de alcançar esse objetivo.

RBS Magazine - A energia solar fotovoltaica está em crescimento no país e gostaríamos de saber a sua opinião sobre o mercado. Como você avalia o setor hoje em dia?

Sim, de fato a energia solar está em crescimento no Brasil, e continuará crescendo por algum tempo. O que nós do segmento precisamos é juntar forças para que toda essa energia que está sendo gerada, seja gerada de madeira correta e eficiente. Muitas pessoas, principalmente no Brasil, gostam de investir no que está dando certo no momento, mas não conseguem enxergar o processo por trás, para que não acorram problemas no futuro. Por exemplo.

Bitcoins, muitas pessoas acreditaram que bitcoins seria a nova moeda do mercado, ou seja, viram

oportunidade de “ganhar” dinheiro rápido. De alguns dias para cá, após algumas notícias dizendo sobre o risco desse mercado, o valor da bitcoin caiu drasticamente. Não quero comparar energia solar com bitcoin, quero comparar o momento. Muitas pessoas de que atuam em segmentos diversos, acham que energia solar é o “bum” para fazer negócio e “ganhar” dinheiro rápido.

A maior dificuldade da energia é que não conseguimos vê-la, ou seja, se alguma empresa fez uma instalação fugindo de alguma norma para ter um lucro um pouco maior no projeto/execução, algum problema em algum momento vai aparecer.

Então, precisamos estar sempre amparados com as normativas e fazer o setor ser forte e correto.

lação e toda a assessoria pós instalação para o cliente. Tratamos cada.

Tratamos cada cliente como se fosse único, independentemente do tamanho do sistema, seja com 10 módulos, seja com 1000 módulos.

RBS Magazine - Na sua opinião qual a importância de eventos como CBGD 2018 para o setor de geração distribuída do país?

Acho que eventos como esse é de grande importância, percebemos que para este ano de 2018, as agendas de eventos aumentaram, isso é muito bom, mais pessoas qualificadas no mercado, conhecendo novos produtos, novas formas de executar/planejar os projetos.

RBS Magazine - Como o senhor vê RBS Magazine - A RAKIA é patroo mercado de geração distribuída cinadora cultural do evento. Gosdaqui 5 anos? taríamos de saber quais são suas expectativas para ele? O que você GD vem crescendo a cada dia e vejo espera do CBGD2018? que vai ser o carro chefe para o fotovoltaico no Brasil. A burocracia é Somos patrocinadores cultural menor e o acesso ao cliente final do CBGD2018. Imaginamos que a está sendo facilitada a cada tia que RAKIA precisa ser vista como uma passa. marca nacional, e para isso vamos investir muito este ano de 2018 em RBS Magazine - Qual o principal diferencial que a RAKIA procura ofe- eventos, marketing e campanhas.

Esperamos ganhar um espaço maior recer aos seus clientes? no mercado e ser reconhecida A RAKIA é uma única empresa como uma das melhores empresas que entrega a solução completa do segmento. O cliente que fecha ao cliente. Nos preocupamos em um projeto com a RAKIA, não está atender bem o cliente e viabilizar o apenas fazendo mais uma compra e projeto da melhor forma possível. sim tendo uma experiência de pré Entregamos a proposta comercial, e pós acompanhamento por muito o projeto, a linha de crédito, a insta- tempo junto a nós.

RBS Magazine

29

30

RBS Magazine

RBS Magazine

31

Perspectivas para a

ENERGIA SOLAR FV Ronaldo Koloszuk Diretor da Divisão de Energia do Departamento de Infraestrutura da FIESP. Conselheiro da ABSOLAR. Diretor comercial da SOLAR GROUP

A

energia solar fotovoltaica (FV) cresce com robustez no Brasil. Mesmo o país atravessando umas das mais graves crises de sua história, esta fonte de energia conseguiu se sobressair e atrair a atenção de todos.

A ANEEL prevê que em 2024 o Brasil terá 886,7 mil de sistemas instalados, o que corresponde a menos de 1% das unidades consumidoras possíveis. Hoje, para se ter uma ideia do crescimento que nos espera, temos cerca de 20 mil sistemas instalados, segundo dados da ANEEL, o que significa Vejam a comparação entre o desempe- que o setor deverá crescer 4333,5% nos nho do PIB e o da geração distribuída solar próximos 7 anos.

FV, por número de instalações, nos últimos 3 anos: A energia solar FV representa hoje apenas 0,02% da matriz. No entanto, a Empresa de Pesquisa Energética (EPE) divulgou PIB SOLAR FV (GD) recentemente que a participação da fonte deverá passar para 10% da matriz até 2030.

2015 -3,80% +313% Um crescimento de 500 vezes em 13 anos.

2016

-3,60%

+320%

2017

+1% (protesto FOCUS)

+174%

Estima-se que será instalado em território nacional, somente em 2018, cerca de 150 MWp em geração distribuída fotovoltaica. Um crescimento robusto, tendo em vista que em apenas um ano acumularemos a mesma potencia instalada no decorrer dos últimos 5 anos.

O payback (tempo de retorno sobre o investimento) de um sistema instalado varia em média, no Brasil, entre 3 a 7 anos.

Difícil uma aplicação trazer tão rápido retorno. Isso se explica porque os preços dos equipamentos que compõem um sistema fotovoltaico caíram cerca de 80% nos últimos 10 anos, enquanto o cusoto da energia elétrica subiu acentuadamente. Para 2018, estima-se que os reajustes tarifários de várias distribuidoras deverão ficar entre 10% e 15%, no primeiro semestre. Um percentual muito acima da inflação.

32

RBS Magazine

Embora o Brasil tenha uma matriz elétrica extremamente limpa, cerca de 15% dessa energia se perde na transmissão e na distribuição. Esse volume é significativo e equivale a toda energia consumida pelo comércio no país. Aqui se destaca uma outra relevante vantagem da energia solar – na geração distribuída, esse percentual se reduz a quase zero, pois a energia excedente gerada em uma residência é injetada novamente na rede e é consumida quase que imediatamente por outra.

Porém, alguns gargalos ainda precisam ser superados, tais como: desconhecimento da tecnologia pela maior parte da população, carência de financiamento de médio e longo prazo, tributação excessiva, segurança jurídica que garanta o cumprimento dos contratos, falta de políticas públicas para incentivo do setor etc.

Já existem trabalhos em todas estas frentes, para que a energia solar FV continue crescendo aceleradamente.

RBS Magazine

32

33

RBS Magazine

RBS Magazine

33

Entrevista

Entrevista com

Leandro Kuhn da L8 ENERGY

A L8 Energy é Patrocinadora “OURO” do Fórum GD 2018 - Fórum Regional de Geração Distribuída com Fontes Renováveis. O evento será realizado na cidade de Porto Alegre/RS, no Hotel Plaza São Rafael, nos dias 17 e 18 de maio de 2018!!

RBS Magazine - Nos fale um pouco sobre a trajetória da L8 ENERGY. Tempo de mercado, fundadores?

Leandro Kuhn - A L8 Energy é um spin-off da L8 Networks e pertence ao Grupo L8, formado também pela L8 Automation, e que atua de forma independente desde 2014. Seus fundadores são Engenheiros formados pela UTFPR. A L8 é uma multinacional Brasileira que tem escritórios nos EUA, Europa e Hong Kong, e que tem crescido 80% ao ano.

RBS Magazine - Como você avalia o atual cenário do setor de Energia Solar Fotovoltaica no Brasil?

Sim, de fato a energia solar está em : É um mercado novo que cresce exponencialmente. Passamos por esta ebulição no mercado de telecomunicações décadas atrás, e sabemos que somente os melhores vão permanecer. Hoje ainda é um oceano vermelho para os Integradores e um dos deveres da L8 ENERGY é trazer inovações para os seus Parceiros se diferenciarem.

RBS Magazine - Quais os principais diferenciais que a L8 ENERGY oferece ao setor FV/GD no Brasil?

A L8 ENERGY é um DISTRIBUIDOR 34

RBS Magazine

que trabalha exclusivamente com a venda de produtos. Nossa operação é logística e financeira. Diferente de alguns concorrentes nossos, não instalamos e nem fabricamos. Nosso objetivo é ser o melhor DISTRIBUIDOR de Geradores Fotovoltaicos. Nosso foco está na redução de custo logístico e operacional para entregar o que existe de melhor no mercado por um preço justo ao Integrador.

PLETO para sistemas Fotovoltaicos, que lançamos em conjunto com a Parceira SOLAR VIEW. Apresentaremos nosso configurador ONLINE, que é o mais simples e fácil de usar do mercado. Também comentaremos do nosso Centro de Distribuição Regional no RS, além de outras boas novidades que anunciaremos com exclusividade durante o evento para tornar a L8 ENERGY o maior Distribuidor Fotovoltaico do Brasil.

Representamos no Brasil os maiores e melhores fabricantes globais: JINKO, FRONIUS e ABB, e temos condições comerciais especiais para a Parceria Solar, que é um grupo Nacional de Integradores.

RBS Magazine - Como a L8 ENERGY pretende assumir a liderança do mercado de distribuição de sistemas fotovoltaicos no Brasil?

RBS Magazine - A L8 ENERGY Patrocinadora OURO do Fórum GD 2018 - Fórum Regional de Geração Distribuída com Fontes Renováveis. Qual a expectativa da empresa para o evento?

Primeiramente agradecemos o convite e a oportunidade de participar deste evento tão importante para o setor. A nossa expectativa é estarmos mais próximos dos Parceiros aqui do Sul, nossa origem, e obviamente anunciar algumas novidades.

Entre outras coisas falaremos do primeiro Sistema de Medição COM-

Acreditamos nas Parcerias. Através de Parceiros a L8 Energy está abrindo DISTRIBUIDORES REGIONAIS em todo o Brasil, de forma a reduzir o custo logístico e ter um atendimento personalizado em cada estado da federação. Através das Parcerias conseguimos negociar volume com os principais fabricantes globais (JINKO, FRONIUS e ABB) e repassamos isto aos nossos Parceiros, que são exclusivamente Integradores e Instaladores de qualidade renomada. A tendência com o aumento das Parcerias é conseguirmos melhorar ainda mais as nossas condições. Internamente na L8 usamos a analogia com uma equipe de ciclismo e nosso slogan é: "O GRUPO SEMPRE ALCANÇA!"

35

RBS Magazine

RBS Magazine

35

2O

Artigo

ANÁLISE DE DESEMPENHO DE INVERSOR STRING VERSUS MICROINVERSOR Rodolfo Rodrigues de Godoi; Fernando Cardoso Melo; Luiz Carlos Gomes de Freitas - Núcleo de Pesquisas em Eletrônica de Potência (NUPEP) Universidade Federal de Uberlândia (UFU) – Faculdade de Engenharia Elétrica (FEELT) - Uberlândia, MG, Brasil E-mail: lcgfreitas@yahoo.com.br

RESUMO Em sistemas fotovoltaicos de pequeno e médio porte, o emprego de microinversores ao invés de inversores string pode promover um aumento na geração de energia elétrica ao reduzir os efeitos de sombreamento e a perda de eficiência devido aos danos ocorridos nos módulos fotovoltaicas, uma vez que a extração de energia de cada módulo é controlada individualmente. Neste cenário, este artigo tem como principal objetivo apresentar os resultados obtidos através de um estudo realizado em uma unidade de microgeração distribuída com energia solar fotovoltaica e inversores do tipo string e microinversor. Estes foram conectados com módulos fotovoltaicos de 235Wp da Sunearth instalados em condições idênticas e o desempenho de ambos foi monitorado e avaliado. Na versão final do artigo proposto serão apresentados todos os resultados obtidos.

PALAVRAS-CHAVE: Geração Distribuída, Microinversor, Inversor String, Energia Fotovoltaica.

Introdução Os inversores do tipo string são alimentados por um conjunto de módulos fotovoltaicos conectados em série. Esta ligação é denomina de fileira ou string. O desempenho destes sistemas na geração de energia pode ser fortemente afetado devido a incompatibilidade entre módulos fotovoltaicos conectados em uma mesma fileira, ocasionado perdas por descasamento (mismatch), assim como redução da eficiência do algoritmo de Rastreamento do Ponto de Máxima Potência ou MPPT, ocasionado por sombreamentos parciais e/ ou sujeiras. Além disso, vale salientar que a operação em altas tensões (até 1500Vcc) elevam os riscos e os custos com dispositivos de proteção [1].

Uma alternativa para solucionar os problemas supracitados consiste na utilização de microinversores. Estes são, comumente, desenvolvidos para serem utilizados com um, dois ou quatro módulos fotovoltaicos que podem variar de 230 a 320Wp. Alguns fabricantes afirmam que as perdas 36

RBS Magazine

por incompatibilidade podem ser reduzidas entre 3 a 5%; as perdas por sombreamento parcial podem ser reduzidas entre 5 a 25%; e as perdas por falhas na instalação elétrica ou nos módulos podem ser reduzidas em até 15%. Finalmente, há uma melhoria de segu-

rança e bom aproveitamento da área utilizada, uma vez que é possível instalar módulos Fotovoltaicos com diferentes inclinações e condições de sombreamento [2][4]. No entanto, os sistemas com microinversores podem aumentar o custo por Wp instalado (potên-

Figura 1. Módulos FV Sun-Earth 235 Wp. Em vermelho forma a fileira de módulos conectados ao Inversor Fronius e em amarelo o módulo FV conectado ao microinversor Hoymiles.

2O

Artigo

cia pico) em comparação com os início de agosto). Pode-se consistemas com inversores do tipo cluir que o ganho na geração de string. energia proporcionado pelo microinversor, foi, em média, cerca Metodologia de 4,36%. Tal fato comprova a eficácia do microinversor, porém, se Para analisar o desempenho mostra bastante inferior ao ganho de sistemas com microinversores e inversores do tipo string, realizou-se teste experimentais com os módulos fotovoltaicos Sun-Earth de 235 Wp instalados no telhado do laboratório do Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência da Universidade Federal de Uberlândia (NUPEP-FEELT-UFU), conforme ilustrado na Figura 1. A inclinação dos módulos é de 20°, e a orientação azimutal é de -13°.

As condições ambientais (temperatura, irradiância e sujeira) são as mesmas. O inversor do tipo string - Fronius IG 2000 - foi conectado aos módulos destacados em vermelho e o microinversor - Hoymiles MI-250 - foi conectado ao módulo destacado em amarelo. Os dados da geração de energia do inversor Fonius IG 2000 foram salvos no Fronius Datalogger Web e os dados da geração de energia do Hoymiles MI-250 foram obtidos através do equipamento HT Solar 300N. Resultados e Discussões Preliminarmente, uma síntese dos resultados práticos encontrados é apresentada nas Tabelas 1 e 2. Observa-se que no dia 7 de julho de 2017, o inversor string e o microinversor processaram praticamente a mesma quantidade de energia. Neste dia, conforme ilustrado na Figura 2, nota-se que a geração de energia solar apresentou alta intermitência, devido a ocorrência de nuvens no céu, o ganho proporcionado pelo microinversor foi de 0,17%. No dia 13 de julho de 2017 – dia de céu claro e sem nuvens - o inversor string gerou 4,63 KWh/KWp e o microinversor gerou 4,7 KWp/KWp, apresentando um ganho na geração de energia de apenas 1,5%.

Na Tabela 2 são apresentados os resultados coletados em cerca de 40 dias (no final de junho ao

37

RBS Magazine

divulgado pelos fabricantes. Neste caso, vale salientar que os módulos instalados não sofrem com sombreamentos parciais. Na versão final do trabalho será apresentado o resultado encontrado em condições de sombreamento parcial e seus impactos no desempenho dos sistemas analisados. Além disso será apresentada a análise econômico-financeira realizada afim de demonstrar a relação custo benefício obtida com os dois sistemas e seus impactos no tempo de retorno do investimento.

Referências [1] T. Salmi, M. Bouzguenda, A. Gastli, A. Masmoudi, “A Novel Transformerless Inverter Topology without Zero-Crossing Distortion.” in International Journal of Renewable Energy Research, vol.

2, no. 1, pp. 140-146, 2012IBGE (Rio de Janeiro, RJ).

[2] J. Tao, V. Xue, “Grid-Connected Micro Solar Inverter Implement Using a C200 MCU.” Application Report SPRABT0 – Texas Instruments, January 2013.

[3] Q. Li and P. Wolfs, "A Review of the Single Phase Photovoltaic Module Integrated Converter Topologies with Three Different DC Link Configurations," in IEEE Trans. on Power Electronics, vol. 23, no. 3, pp. 1320-1333, May 2008.

[4] Meneses, F. Blaabjerg, Ó García and J. A. Cobos, "Review and Comparison of Step-Up Transformerless Topologies for Photovoltaic AC-Module Application," in IEEE Trans. on Power Electronics, vol.

28, no. 6, pp. 2649-2663, June 2013.

RBS Magazine

37

38

RBS Magazine

RBS Magazine

38

39

RBS Magazine

RBS Magazine

39

40

RBS Magazine

RBS Magazine

41

TRÊS USINAS DE ENERGIA SOLAR serão construídas no Paraná Complexo solar visa alimentar exclusivamente as indústrias do estado e criará mais de 200 empregos diretos

Os incentivos em prol das energias renováveis no estado do Paraná estão ganhando forma. Após a divulgação de novas iniciativas para esse tipo de energia no estado, o governador Beto Richa se encontrou com a representante da Companhia Aeroespacial Chinesa, Flora Wei, o presidente da FAAD Consultoria e Planejamento, Fernando Augusto Filho e o prefeito de Palmeira, Edir Havrechaki, para tratar sobre a construção de usinas de energia solar no estado.

A reunião aconteceu ontem, 05 de fevereiro, no Palácio Iguaçu, e teve como objetivo debater sobre a viabilidade da instalação de três usinas solares fotovoltaicas na cidade de Palmeira, na região dos Campos Gerais. A construção da primeira usina está orçada em oito milhões de dólares e gerará aproximadamente 200 empregos diretos.

De acordo com a Agência de Notícias do Paraná (ANP) o estado seria o primeiro a aderir o modelo de consórcio de empresas e Mini Geração Distribuída no país. Segundo ela a energia produzida pelas usinas será comercializada com empresas interessadas e será distribuída pela Companhia Paranaense de Energia Elétrica (Copel).

trazer desenvolvimento ao município, que resultará em mais emprego e renda e, principalmente, na geração de energia limpa e sustentável” ressaltou ele.

Os novos empreendimentos serão construídos pela Companhia Aeroespacial Chinesa em parceria com FAAD Consultoria e Planejamento. Na visão do prefeito de Palmeira, as usinas movimentarão a economia da região. "Palmeira será um modelo da energia fotovoltaica do Brasil. Essa renda que vai ser gerada fará uma diferença muito grande na cidade, elevando os índices de desenvolvimento humano e da qualidade de vida”, disse. O prefeito agradeceu, também, o apoio do Governo do Estado na atração de empresas. “Só temos a agradecer a toda a equipe do governo que não tem medido esforços para fazer com que esses investimentos cheguem até as cidades” ressaltou ele a ANP.

O complexo solar será instalado em uma região 113 mil metros quadrados, a qual será cedida pela prefeitura. A usina visa produzir até 7.3 megawatts de energia em períodos de 8 a 12 horas de funcionamento e a produção alimentará exclusivamente as indústrias do estado. Ao todo o investimenDurante a reunião, Richa destacou a to está orçado em 300 milhões de dólares importância da produção de energia limpa na construção das três usinas e 450 vagas no estado. “É um empreendimento que vai de empregos diretos.

42

RBS Magazine

INVERSOR

on grid ecoSolys

Nacionais, compactos e eficientes

Os inversores solares ecoSolys são compactos e possuem faixa de potência indicada para pequenos e médios consumidores, como residências, comércios e pequenas indústrias.

Todos os modelos são compatíveis com a plataforma de monitoramento online, que acompanha o funcionamento dos inversores em tempo real, obtendo informações detalhadas de performances e análises de seu sistema fotovoltaico.

ecoSolys Rua Deputado Heitor Alencar Furtado, 270 CEP 80740-060 - Curitiba - PR - Brasil

+55 41 3056-8511 contato@ecosolys.com.br www.ecosolys.com.br RBS Magazine

43

44

RBS Magazine

RBS Magazine

44