A influência do ângulo de inclinação na incidência de radiação solar em painéis fotovoltaicos

Abstract

Energias renováveis têm sido cada vez mais exploradas. Fontes energéticas provenientes de recursos naturais ganharam destaque no mundo atual por sua sustentabilidade. Elas apresentam um grande potencial e são menos prejudiciais ao meio ambiente do que as derivadas de combustíveis fósseis. Dentre a diversa gama de sistemas energéticos, optou-se em analisar energia solar, em especial, a produção de energia por painéis fotovoltaicos. Existem diversos parâmetros que influenciam na geração de energia, como: a orientação da placa, o ângulo de inclinação com relação ao solo (𝛽), fatores climáticos, temperatura e altitude. Optou-se em analisar a influência do ângulo de inclinação da placa, com o intuito de implementar mais fatores posteriormente. A partir do modelo teórico do cálculo de irradiância para uma superfície inclinada, foram simulados os ângulos ótimos de inclinação que fornecessem os maiores valores de radiação em painéis fotovoltaicos. Posteriormente os resultados foram comparados com valores gerados a partir do software SAM. Incluiu-se nas análises a influência da altitude e do albedo na irradiância total. O enfoque especial foi para a cidade de Brasília-DF. Também foram realizadas simulações para diferentes latitudes, abrangendo todo o território nacional. O sentido de inclinação da placa é influenciado pelo hemisfério em que ela se encontra. Para o hemisfério sul, as placas ficam voltadas para o norte, enquanto que para o hemisfério norte as placas ficam voltadas para o hemisfério sul. É comum a instalação de placas com uma inclinação semelhante à latitude local. Entretanto, por meio de simulações a partir do modelo teórico e dos dados do SAM foram encontradas faixas que otimizaram a interceptação da radiação total. Por conseguinte, foram analisadas as combinações de ângulo de inclinação e orientação do painel fotovoltaico que otimizaram a quantidade de irradiância normal total que atinge a placa, para diferentes cidades ao longo do Brasil, e concluiu-se que fatores de altitude e clima influenciam consideravelmente na radiação incidente no painel. É importante frisar que no modelo teórico foi considerado céu claro isotrópico ao longo de todo ano, uma altitude padrão de 400 m para todo território brasileiro e desconsiderouse a influência da temperatura.