Análise de desempenho energético de um sistema fotovoltaico conectado à rede e estudo da distribuição espectral da radiação solar na cidade de Araranguá/SC

Abstract

A energia renovável é definida como aquela obtida através de fontes de origem natural e que são naturalmente abastecidas, no Brasil a energia solar destaca-se devido à abundância desse recurso em todo o território nacional. Atualmente, o Brasil possui legislação para a geração distribuída e centralizada dessa tecnologia, devido à difusão da instalação de sistemas fotovoltaicos para a geração de energia em todo o país. Destaca-se então a importância de compreender e analisar a qualidade do recurso solar utilizado, previamente ao avanço de projetos para a geração de energia elétrica que utilizem a tecnologia fotovoltaica. Este trabalho apresenta a análise dos dados de uma planta piloto bioclimática localizada no município de Araranguá/SC, nas dependências da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), que conta com um sistema fotovoltaico de 0,99 kWp de potência instalada. Utilizando os dados coletados da plataforma do inversor durante o período de 2021 e 2022, foi possível compreender e analisar, por meio de indicadores de desempenho, os meses mais e menos influentes em relação à geração de energia elétrica. Dentre esses meses, destaca-se fevereiro, com uma média de geração de 154,05 kWh, e junho, com uma média de geração de 75,85 kWh. Além disso, este trabalho incluiu a análise do espectro da radiação solar para a cidade de Araranguá/SC. Os dados foram gerados por meio do software SMARTS 2 e posteriormente comparados com o espectro da norma ASTM G-173. Embora o comportamento do espectro para a cidade de Araranguá/SC apresente certa discrepância nos meses de inverno em comparação com a ASTMG173, a regressão linear indicou um R² que varia de 0,98 a 0,99 para os doze meses do ano, indicando assim a boa qualidade dos dados gerados. Com base nos resultados obtidos, discutem-se as implicações teóricas e práticas, bem como os desafios encontrados durante a pesquisa. O estudo busca fornecer insights valiosos para beneficiar organizações, profissionais e pesquisadores, visando o aprimoramento das práticas de análise de dados e o desenvolvimento contínuo nessa área.

Renewable energy is defined as that obtained from naturally replenishing sources of natural origin. In Brazil, solar energy stands out due to the abundance of this resource throughout the national territory. Currently, Brazil has legislation for both distributed and centralized generation of this technology, thanks to the widespread installation of photovoltaic systems for energy generation across the country. It is important to understand and analyze the quality of the solar resource prior to advancing projects for electricity generation using photovoltaic technology. This study presents an analysis of data from a bioclimatic pilot plant located in Araranguá/SC, within the premises of the Federal University of Santa Catarina (UFSC), which features a 0,99 kWp installed photovoltaic system. Using data collected from the inverter platform during the period of 2021 and 2022, it was possible to understand and analyze, through performance indicators, the months with the greatest and least influence on electricity generation. Among these months, February stood out with an average generation of 154,05 kWh, and June with an average generation of 75,85 kWh. Additionally, this study included an analysis of the solar radiation spectrum for the city of Araranguá/SC. The data was generated using the SMARTS 2 software and subsequently compared with the spectrum of the ASTM G-173 standard. Although the spectrum behavior for the city of Araranguá/SC shows some discrepancy during the winter months compared to ASTM-G173, the linear regression indicated an R² ranging from 0,98 to 0,99 for all twelve months of the year, indicating the good quality of the generated data. Based on the obtained results, theoretical and practical implications are discussed, as well as the challenges encountered during the research. The study aims to provide valuable insights to benefit organizations, professionals, and researchers, with the goal of improving data analysis practices and fostering ongoing development in this field.