Uma colaboração entre a UFRB (Universidade Federal do Recôncavo da Bahia) e a Amara Energia possibilitou a criação de um laboratório de energia solar fotovoltaica com o objetivo de realizar estudos de diferentes tecnologias disponíveis no setor fotovoltaico em condições reais. O laboratório será de grande valia também para os acadêmicos da universidade, que poderão realizar pesquisas, desenvolver artigos e trabalhos de conclusão de curso utilizando a estrutura do laboratório. Estruturas essas que muitas vezes não são de fácil acesso para a comunidade acadêmica.
Foram instalados e comissionados 16 módulos fotovoltaicos distribuídos em um inversor de string (inversor A) e três microinversores (inversores B, C e D). Todos os inversores trabalham nas mesmas condições climáticas, instalados na mesma rede elétrica e com módulos voltados para a mesma direção.
Os três microinversores estão conectados próximos aos módulos, junto à estrutura de fixação da instalação, e o inversor está abrigado em uma instalação coberta com as devidas necessidades técnicas e a 10 metros de distância dos módulos fotovoltaicos. Em resumo, encontram-se no laboratório os seguintes sistemas fotovoltaicos:
Tabela 1: Tecnologia de inversor e potência instalada dos sistemas fotovoltaicos
| Inversor | Tecnologia | Potência Instalada (kWp) |
| Inversor A | String | 2,43 |
| Inversor B | Microinversor | 0,795 |
| Inversor C | Microinversor | 1,4 |
| Inversor D | Microinversor | 1,69 |
Como o objetivo do laboratório é analisar diferentes tecnologias de módulos fotovoltaicos, foram executados os seguintes arranjos:
Tabela 2: Módulos fotovoltaicos empregados nos sistemas
| Inversor | Módulos |
| Inversor A – Sungrow SG2K-S
2 kW |
6 – TSM-DE15M 405 Wp |
| Inversor B – APsystems YC600
0,6 kW |
1 – TSM-DE15M 405 Wp
1 – TSM-DE15H 390 Wp |
| Inversor C – APsystems QS1
1,2 kW |
1 – TSM-DE15H 390 Wp
2 – TSM-PE15H 340 Wp 1 – TSM-PE14A 330 Wp |
| Inversor D – APsystems QS1A
1,5 kW |
2 – TSM-DEG15MC. 405 Wp
2 – JAM78S10 440 Wp |
Conforme indicado na Tabela 2, as conexões entre os módulos e inversores podem ser melhor representadas através dos seguintes diagramas.
Para melhor compreensão das linhas de pesquisa do laboratório ressaltam-se aqui as características construtivas de cada módulo presente na usina:
Tabela 3: Tipos de célula e tecnologias dos módulos empregados nos diferentes sistemas do laboratório
| Módulo | Tipo de Célula | Tipo de Tecnologia Presente |
| TSM-DE15M 405Wp | Silício Monocristalino | Monofacial; Half-cell; Multibusbar e PERC |
| TSM-DE15H 390Wp | Silício Monocristalino | Monofacial e Half-cell. |
| TSM-PE15H 340Wp | Silício Policristalino | Monofacial e Half-cell. |
| TSM-PE14A 330Wp | Silício Policristalino | Monofacial. |
| TSM-DEG15MC. 405Wp | Silício Monocristalino | Bifacial; Half-cell, vidro-vidro e Multibusbar |
| JAM78S10 440Wp | Silício Monocristalino | Monofacial; Half-cell; Multibusbar e PERC |
Com isso, diversas pesquisas serão desenvolvidas no laboratório com o objetivo de ampliar o conhecimento prático ligado à teoria de sistemas fotovoltaicos. Inicialmente as seguintes comparações serão realizadas:
- Inversores de strings x microinversores;
- Módulos policristalinos x módulos monocristalinos;
- Módulos monofaciais x módulos bifaciais.
Não se pode deixar de ressaltar as estruturas utilizadas na usina, ambas para solo: a estrutura Ecoground e uma estrutura convencional monoposte. Cada estrutura possui diferentes configurações e parâmetros que merecem ser analisados, bem como seu impacto na geração de energia. Destacam-se aqui os seguintes tópicos: altura acima do solo, ângulo de inclinação, espaçamento entre as fileiras e a largura entre os sheds.
Para os sistemas aqui analisados a altura acima do solo e o ângulo de inclinação serão os fatores preponderantes, conforme abordado no artigo “Estrutura EcoGround – Diferenças e vantagens comparado a estrutura convencional de solo”. Para a estrutura de monoposte (Figura 6) foi utilizada a inclinação local (13°) com os módulos instalados em retrato e para a estrutura Ecoground (Figura 7) foi utilizada a inclinação de 15º (padrão do fabricante) com os módulos instalados em paisagem.
Com essas estruturas será analisada a influência da inclinação e da altura dos módulos em relação ao solo para a geração do sistema fotovoltaico. Será estudado também o efeito da presença de britas no local da instalação dos módulos bifaciais, com o intuito de aumentar o albedo para maior captação da irradiação solar na face inferior do módulo. Fatores como esses são descritos com mais detalhes no artigo “Albedo (coeficiente de reflexão): definição e influência em módulos bifaciais”.
Em resumo, este laboratório irá apresentar e estudar as principais diferenças entre sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica de maneira prática. Os resultados serão divulgados para a sociedade através de artigos e relatórios anuais a respeito da geração e da eficiência de cada sistema analisado.
