Ferramenta para estimar o desempenho de sistemas fotovoltaicos com diferentes estruturas de inclinação e tecnologias : uma análise comparativa do ganho proveniente da utilização de seguidor de sol e concentrador solar

Abstract

A energia elétrica exerce papel fundamental no cotidiano da sociedade moderna, e sua demanda crescente indica que as fontes convencionais de geração, baseadas principalmente em combustíveis fósseis, não são sustentáveis no longo prazo. Neste cenário, surge a necessidade da utilização de fontes renováveis para obtenção de eletricidade, de maneira a garantir o desenvolvimento e o bem-estar da humanidade. Uma forma renovável de geração de energia elétrica em larga escala é a utilização de usinas solares fotovoltaicas (UFVs), aplicação que apresentou aumento significativo em potência instalada internacionalmente nos últimos anos. Um método para estimar o desempenho de sistemas fotovoltaicos é proposto e aplicado para quatro configurações comerciais: paineis planos com inclinação fixa, paineis planos com inclinação variável manualmente duas vezes ao ano, paineis planos utilizando seguidor de Sol e paineis utilizando energia solar fotovoltaica concentrada (CPV) e seguidor de Sol. O método é aplicado aos dados de irradiância e clima de vinte cidades brasileiras e quinze internacionais, de forma a avaliar as melhores regiões para cada tipo de configuração no Brasil e outros lugares no mundo. Em seguida, a energia produzida anualmente por cada sistema é comparada em relação àquele com inclinação fixa, avaliando-se a vantagem técnica de cada configuração. Como resultado, uma fórmula simples de desempenho relativo de sistemas com CPV é apresentada, que pode ser aplicada informando o nível relativo de irradiância direta normal (DNI) e global horizontal (GHI) da localidade, de forma a avaliar de forma direta o ganho deste sistema se comparado ao arranjo com inclinação fixa.