Simulação e análise do efeito de sombreamento em sistemas fotovoltaicos de geração distribuída

Abstract

A integração de sistemas fotovoltaicos na rede elétrica de distribuição se consolidou a partir da publicação da Resolução Normativa Nº 482, que regulamenta a geração distribuída no Brasil, motivando um crescente aumento na instalação de sistemas fotovoltaicos de geração distribuída. Os sistemas fotovoltaicos instalados em edificações no meio urbano podem receber sombreamentos parciais, tanto pelo seu entorno como por elementos da própria edificação, e para este operar no seu melhor desempenho, é importante o estudo e avaliação do recurso solar, a localização geográfica no qual o sistema fotovoltaico será instalado e a configuração do arranjo para dimensionamento. O trabalho apresenta uma análise comparativa de desempenho de um sistema fotovoltaico instalado em duas cidades brasileiras com localizações geográficas distintas. As cidades são Bom Jesus da Lapa-BA, localizada no nordeste, região que apresenta os maiores índices de irradiação solar, e Florianópolis-SC, localizada no sul, região com os menores índices de irradiação solar. Ambas as análises consideram a presença de um obstáculo que ocasiona sombreamento parcial sobre o sistema fotovoltaico, a fim de verificar a influência na produção energética e suas perdas ao longo do ano. A análise foi realizada a partir dos resultados provenientes de simulação em software. Os resultados das simulações demonstraram que a produtividade do sistema fotovoltaico instalado em Bom Jesus da Lapa, sem os cenários com sombreamento parcial, variou apenas 23,01 % durante o ano, enquanto Florianópolis variou 37,65 %. Apesar de Bom Jesus da Lapa apresentar menor variação de produtividade, as simulações que apresentam os cenários com sombreamento parcial apontam que esta cidade teve as maiores perdas energéticas. Os meses que apresentaram as maiores perdas por sombreamento parcial foram os meses de Junho e Julho. Bom Jesus da Lapa apresentou perdas de até 55,5 % neste período, enquanto Florianópolis apresentou perdas de até 51,4 %.

The integration of photovoltaic systems in the distribution grid was consolidated after the publication of Normative Resolution No. 482, which regulates distributed generation in Brazil, leading to a growing increase in the installation of distributed generation photovoltaic systems. Photovoltaic systems installed on urban buildings can receive partial shading, both by their surroundings and the elements of the building itself, and for that to operate at its best, it is important the study and evaluation of the solar resource, the geographical location in which the photovoltaic system will be installed and the configuration of the arrangement for sizing. This paper presents a comparative performance analysis of a photovoltaic system installed in two Brazilian cities from different geographic locations. The cities are Bom Jesus da Lapa-BA, located in the northeast, region with the highest rates of solar irradiation, and Florianópolis-SC, located in the south, region with the lowest rates of solar irradiation. Both analyses considered the presence of an obstacle that causes partial shading on the photovoltaic system in order to verify the influence on energy production and its losses throughout the year. The analysis was performed from the results from software simulation. The simulation results showed that the productivity of the photovoltaic system installed in Bom Jesus da Lapa, without the partial shading scenarios, varied only 23.01% during the year, while in Florianópolis varied 37.65%. Although Bom Jesus da Lapa presented the lowest productivity variation, the simulations that show the scenarios with partial shading indicate that this city had the highest energy losses. The months with the largest partial shading losses were June and July. Bom Jesus da Lapa presented losses up to 55.5% in this period, while Florianópolis presented losses up to 51.4%.