Análise de desempenho com foco nas correntes elétricas de stringboxes em usinas solares fotovoltaicas a fim de melhorar estratégias de manutenção

Abstract

Este trabalho apresenta uma análise de desempenho em usinas solares fotovoltaicas, destacando o processo de análise de dados para a identificação de strings faltantes a partir das correntes das caixas de conexões das linhas de painéis solares (também conhecidas como stringboxes). Para isso foram coletados dados de uma usina localizada no estado da Bahia e foi desenvolvido um procedimento de análise dos dados, incluindo as etapas de aquisição e tratamento dos dados, bem como o desenvolvimento do algoritmo que estima a quantidade de strings faltantes. Foi desenvolvida uma metodologia para estimar a perda financeira de energia não gerada decorrente das strings faltantes em um período de uma semana. Para minimizar o impacto desta perda, essa metodologia orienta a equipe de manutenção nas ações de reparo necessárias, resultando em uma melhoria significativa comparada ao procedimento anterior utilizado pela empresa objeto do estudo de caso. Desta forma, ocorre um agendamento de atendimentos desta equipe de manutenção tornando o trabalho destas mais efetivo e priorização do restabelecimento das stringboxes com maior impacto financeiro. Os resultados demonstram a eficiência do novo procedimento na identificação assertiva de falhas, contribuindo para a otimização do desempenho das usinas solares fotovoltaicas. Além disso, as informações coletadas sobre o cotidiano de operação e as rotinas da usina foram essenciais para respaldar a metodologia adotada. O relacionamento próximo com a equipe mantenedora ao longo do trabalho possibilitou a obtenção de dados relevantes. Adicionalmente, esta pesquisa evidencia a importância de técnicas avançadas de análise de dados para o monitoramento contínuo e reativo, permitindo uma intervenção rápida e eficaz nas operações de manutenção após a identificação de problemas. Com isso, espera-se que os resultados obtidos sirvam de referência para futuras melhorias nos procedimentos de análise de desempenho e manutenção em usinas solares.

This paper presents a performance analysis of photovoltaic solar power plants, highlighting the data analysis process for identifying missing strings based on the currents of the stringboxes. To this end, data were collected from a power plant located in the state of Bahia, and a data analysis procedure was developed, including data acquisition and processing stages, as well as the development of an algorithm to estimate the number of missing strings. A methodology was developed to estimate the financial loss of ungenerated energy due to missing strings over a one-week period. To minimize the impact of this loss, this methodology guides the maintenance team in necessary repair actions, resulting in a significant improvement compared to the previous procedure used by the company in the case study. This way, the maintenance team's schedules become more effective, prioritizing the restoration of stringboxes with the greatest financial impact. The results demonstrate the efficiency of the new procedure in accurately identifying faults, contributing to the optimization of the performance of photovoltaic solar power plants. Additionally, the information collected about the daily operation and routines of the power plant was essential to support the adopted methodology. The close relationship with the maintenance team throughout the work enabled the acquisition of relevant data. Furthermore, this research highlights the importance of advanced data analysis techniques for continuous and reactive monitoring, allowing for quick and effective intervention in maintenance operations after problems are identified. As a result, it is expected that the obtained results will serve as a reference for future improvements in performance analysis and maintenance procedures in solar power plants.