Comparação de Desempenho de um Sistema Fotovoltaico Composto por Seis Tecnologias em Clima Tropical e Subtropical

Abstract

Este trabalho tem como objetivo comparar o desempenho de um sistema fotovoltaico de 54kWp composto por seis tecnologias (a-Si, aSi/µ-Si, m-Si, p-Si, CIGS e CdTe) de 9kWp cada, em duas diferentes condições climáticas na matriz elétrica brasileira. O sistema fotovoltaico foi instalado em Aratiba/RS (27° S, 52° O), clima subtropical com verão quente, e replicado em Itiquira/MT (17° S, 54° O), caracterizada por clima tropical com inverno seco. Os resultados mostram maior incidência de irradiação solar e consequentemente, maiores temperaturas em latitudes mais baixas, com valor médio diário de irradiação solar global no plano horizontal e temperatura ambiente de 5,3kWh/m2 e 26,4°C para Itiquira e 4,2kWh/m2 e 20,2°C para Aratiba. No período analisado, Itiquira apresentou irradiação solar global horizontal média diária aproximadamente 27,1% maior do que a de Aratiba, e temperatura ambiente média diária 30,4% maior do que a de Aratiba. Em Aratiba, com irradiação solar inclinada média mensal de 129,8 kWh/m² o sistema fotovoltaico apresentou uma geração de 63,3 MWh. Em Itiquira, com irradiação solar inclinada média mensal de 168,6 kWh/m², aproximadamente 30,0% maior do que a de Aratiba, a geração solar fotovoltaica foi de 81,2MWh (28,3% maior). O desempenho e a produtividade de cada tecnologia e do sistema fotovoltaico também foram avaliados. Em Itiquira, local de maior temperatura média anual, as tecnologias de a-Si e CdTe, que possuem os menores índices de perdas de potência por temperatura, tiveram melhor desempenho. Em Aratiba, localizada na região Sul do país, as tecnologias de p-Si e m-Si, que são as mais afetadas por altas temperaturas, obtiveram resultados mais satisfatórios frente às outras tecnologias.

This work aims to compare the performance of a 54kWp photovoltaic system composed of six technologies (a-Si, a-Si/µ-Si, m-Si, p-Si, CIGS and CdTe) of 9kWp each, under two different climatic conditions in the matrix Brazilian electricity. The photovoltaic system was installed in Aratiba/RS (27 °S, 52 °W), subtropical climate with hot summer, and replicated in Itiquira/MT (17 °S, 54 °W), characterized by tropical climate with dry winter. The results show a higher incidence of solar irradiation and, consequently, higher temperatures in lower latitudes, with an average daily value of global solar irradiation in the horizontal plane and ambient temperature of 5,3 kWh/m2 and 26,4 °C for Itiquira and 4,2 kWh/m2 and 20,2 °C for Aratiba. In the analyzed period, Itiquira presented average daily global solar irradiance of approximately 27,1% higher than that in Aratiba, and average daily ambient temperature 30,4% higher than that in Aratiba. In Aratiba, with a monthly average inclined solar irradiance of 129,8 kWh/m², the photovoltaic system presented a generation of 63,3 MWh. In Itiquira, with monthly average inclined solar irradiation of 168,6 kWh/m², approximately 30,0% higher than Aratiba, solar photovoltaic generation was 81,2MWh (28,3% higher). The performance and productivity of each technology and the photovoltaic system were also evaluated. In Itiquira, where the average annual temperature is higher, the a-Si and CdTe technologies, which have the lowest power losses per temperature, the performance was better. In Aratiba, located in the southern region of the country, the p-Si and m-Si technologies, which are most affected by high temperatures, obtained better results than other technologies.