Avaliação por simulação de projetos de sistemas fotovoltaicos

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Oliveira Junior, Maury Martins de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Radiação solar - Estimativas; Medição de superfície; Modelos matemáticos; Radiação solar - Medição; Engenharia Agrícola
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/7328

O presente trabalho teve como objetivo o estudo dos efeitos da inclinação e orientação de uma superfície absorvedora sobre a radiação solar anual incidente e do potencial de aumento da radiação incidente por meio de sistemas de rastreamento em dois eixos com controle sem retroalimentação para sete cidades brasileiras distribuídas pelo Brasil com latitudes variando de 3° S a 30° S. Os efeitos da inclinação e orientação de sistemas fixos sobre a radiação solar anual incidente foram avaliados com base em dados típicos de radiação solar global em superfície horizontal. Foi observado que os conjuntos de valores fixos de inclinação e orientação que resultavam na máxima radiação solar incidente apresentavam um aumento na radiação de até 6,44 % em relação a superfícies horizontais. Este aumento foi nulo para a cidade de Manaus, AM (3° S) e aumentou gradativamente até 6,44 % para a cidade de São Gabriel (30° S), cidades de menor e maior latitude estudadas, respectivamente. Para as cidades com as menores latitudes estudadas, i.e. 3o S e 8° S, a orientação do sistema não influenciou de forma significativa a radiação incidente, para valor fixo de inclinação do sistema. Nestes casos, a radiação solar anual incidente permaneceu acima de 98 % da radiação solar máxima encontrada para as respectivas cidades independente da orientação do sistema. Esta influência se tornou mais significativa a medida que o valor de latitude aumentou encontrando-se que a orientação pode apresentar um desvio de 35° em relação a orientação com máxima radiação solar incidente, ou seja, em direção ao norte, para o caso de São Gabriel, RS, com latitude de 30° S. A inclinação com máxima radiação solar incidente do sistema apresentou valores inferiores aos valores tradicionalmente indicados, i.e., inclinação igual à latitude, para todas as cidades, para orientação fixa em direção ao norte. Nesse caso, a inclinação igual à latitude pertencia à faixa de valores que recebem radiação solar superior a 98 % da radiação máxima para todos os casos estudados. A avaliação dos sistemas de rastreamento em dois eixos e controle sem retroalimentação foi realizada por meio de simulações com cinco tipos de algoritmos de rastreamento solar. O primeiro algoritmo realiza a reorientação do sistema em função do intervalo entre valores do ângulo horário , o segundo em função da diferença entre o ângulo de incidência e seu valor ideal i.e., superfície sempre perpendicular aos raios solares, , o terceiro em função da diferença entre o ângulo de inclinação e no seu valor ideal , o quarto em função da diferença entre o ângulo de azimute e seu valor ideal duas diferenças anteriores e o quinto em função da combinação das . Os desempenhos dos algoritmos foram comparados por meio das médias anuais do número de reorientações diárias requerido para que a radiação incidente sobre a superfície fosse superior a 95 % da radiação solar no caso de rastreamento ideal, i.e. superfície sempre perpendicular à radiação solar. Os melhores resultados foram obtidos para as cidades estudadas com valor intermediário de latitude, i.e. Brasília, Belo Horizonte e Campo Grande. Foi observado ainda que a discrepância entre todos os algoritmos analisados foi menor para as cidades com maior valor de latitude. Foi obtido um melhor desempenho dos algoritmos com base em e para todas as cidades, sendo superior a 95 % da radiação no caso ideal e com uma média anual de cerca de 12 reorientações diárias. O quinto algoritmo estudado, com base em avaliou combinações de pesos para os critérios intermediário entre os algoritmos baseados em e e , , obtendo-se desempenho . Portanto, o algoritmo de rastreamento com base no ângulo horário foi considerado o mais indicado por apresentar maior incidência de radiação na superfície absorvedora para uma menor média de reorientações diárias e apresentar maior simplicidade de implementação.