Estimativa da distribuição espectral da radiação solar para conversão fotovoltaica em Porto Alegre

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Dagostin, Carla Silva
• Orientador(a): Krenzinger, Arno
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Radiação solar : Medição; Análise espectral; Energia solar fotovoltaica; Porto Alegre (RS)
• Palavras-chave em Inglês: Solar irradiation; Photovoltaic energy; Spectral distribution of solar radiation
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/221119

Nesta dissertação será abordada a caracterização mensal da distribuição espectral da irradiância solar sobre a região de Porto Alegre/RS, através de dados obtidos através da plataforma Giovanni e pela compilação dos dados de aproximadamente dez anos fornecidos pelo Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) e processados pela secretaria de Minas e Energia do Rio Grande do Sul para o desenvolvimento do Atlas Solar do Rio Grande do Sul. Para alcançar o objetivo foi avaliado o valor efetivo da Massa de Ar (AM) que impacta de forma significativa a distribuição espectral da radiação solar de uma região. O modelo computacional de transferência radiativa na atmosfera SMARTS2 foi utilizado como padrão para gerar os espectros efetivos mensais na região de interesse para dias de céu limpo, visto que o software possui uma melhor confiabilidade nesses períodos, bem como, para o espectro padrão ASTM G-173. A dissertação apresenta uma metodologia para considerar a AM efetiva selecionando as horas com índice limpidez horária acima de 0,6 e considerando um intervalo de AM que abranja 80% da conversão de energia, e com estas condições buscando o valor médio com ponderação na conversão fotovoltaica. Na comparação dos valores médios anuais, com um AM de 1,5, não houve uma diferença muito significativa na distribuição espectral, apresentando maior irradiância espectral do que o padrão para comprimentos de onda menores que 630 nm. Mesmo ao ser adotado para a região de Porto Alegre o valor médio efetivo de AM de 1,3 esta característica persiste. Além disso, as irradiâncias espectrais mensais também apresentaram uma diferença em relação ao padrão, sendo que, para os meses de inverno a distribuição espectral foi mais próxima àquela adotada pela ASTM. No verão o aumento de irradiância espectral para comprimentos de onda menores do que 630 nm foi bem mais acentuado. Como aplicação imediata dos espectros encontrados foi determinado o impacto destas diferenças espectrais em módulos fotovoltaicos de diferentes tecnologias, tendo-se encontrado que as novas versões dos módulos de telureto de cadmio são mais beneficiadas com a distribuição espectral de Porto Alegre, principalmente nos meses de verão.