20 de setembro de 2021
solar
No Brasil Hoje

Potencia GC SolarGC 3,83GW

No Brasil Hoje

Potencia GD SolarGD 6,90GW

Carrinho

Módulos bifaciais com PVSyst: fatores a considerar

Diferentemente dos painéis solares monofaciais, este tipo de tecnologia exige uma análise mais criteriosa e individualizada

Autor: 29 de julho de 2021setembro 2nd, 2021Módulos
Módulos bifaciais com PVSyst: fatores a considerar

Módulos fotovoltaicos bifaciais vêm  ganhando um poder competitivo muito grande no mercado recente e, com as variantes ocorridas no mercado em 2020, sem dúvidas haverá um “boom” desse produto no mercado de geração distribuída em 2021.

Diferentemente dos módulos monofaciais, cujo dimensionamento é relativamente simples, esta tecnologia exige uma análise muito mais criteriosa e individualizada. 

Então, quais os diferenciais que devemos levar em conta em um projeto? O quanto o ajuste de apenas uma das variáveis pode influenciar na geração de energia elétrica do meu sistema?

É isto que traremos neste artigo abordando principalmente a utilização da ferramenta PVSyst (principal ferramenta do mercado fotovoltaico) para um correto dimensionamento.

Saiba mais: Curso Projeto de Sistemas FV com PVSyst e SOLERGO do Canal Solar

De maneira geral o módulo bifacial surgiu com o intuito de aproveitar ainda mais a radiação solar nos sistemas fotovoltaicos. Como sabemos, a radiação solar é abundante e praticamente inesgotável, sendo que boa parte dela não é aproveitada pelos módulos fotovoltaicos. 

Essa geração adicional é obtida através do aproveitamento da radiação refletida pelo solo e coletada pela parte traseira do módulo. Diferentemente dos módulos convencionais, que possuem uma lâmina plástica na parte traseira para a proteção e a isolação das células, os módulos bifaciais podem coletar luz dos dois lados.

Este aproveitamento é possível devido a uma mudança no revestimento traseiro do módulo, onde uma camada de vidro ou um revestimento transparente substitui o tradicional backsheet branco, como é feito nos módulos monofaciais. Além disso, são usadas células bifaciais, que não possuem metalização traseira integral, permitindo a captação da luz. 

Você pode saber mais sobre os módulos bifaciais no artigo “Entenda os módulos solares bifaciais”.

Figura 1 – Comparativo de montagem entre módulos convencionais e bifaciais

O ganho de geração do módulo bifacial está relacionado diretamente à incidência de luz (difusa e direta refletida) na parte traseira do módulo fotovoltaico, como ilustrado a seguir.

Figura 2 – A parte traseira do módulo bifacial também coleta luz, proporcionando ganho de geração

Entre os principais fatores que influenciam no ganho de energia pela captação de luz na parte traseira do módulo estão: albedo, altura dos módulos, pitch (distância entre mesas), sombreamento das estruturas de fixação e ângulo de inclinação. 

Mas como devemos considerar cada um desses fatores no PVSyst? Onde podemos encontrar estes valores para uma correta simulação? De maneira geral devemos seguir os seguintes passos para fazer essas modificações:

  1. Abrir um novo projeto, selecionar a localidade e adicionar a orientação e o tipo de fixação;
  2. Selecionar “Sistema” e em seguida escolher para o sistema um módulo com bifacialidade e configurá-lo através de “Sistema Bifacial”, conforme indicado abaixo.

  3. Usar o modelo “Unlimited Sheds 2D Model” para configurar as fileiras de módulos em projetos com estrutura fixa e ”Unlimited Trackers 2D Model” para projetos com tracker

Feito isso, devemos modificar os parâmetros em “Unlimited Sheds 2D Model”, onde podemos alterar:

1. Albedo: Refletividade do solo onde os módulos bifaciais serão instalados. Usualmente considera-se aqui um albedo típico de areais ou brita em torno de 30% a 35%. Este fator tem grande impacto no ganho da parte traseira do módulo fotovoltaico.

Altura acima do solo: Este item varia de acordo com as estruturas onde os módulos serão instalados. De acordo com o que temos hoje no mercado de estruturas, considera-se aqui uma altura entre 0,5 m e 1,50 m. Nota-se que para o modelo em estrutura fixa, a altura refere-se ao ponto inferior do módulo fotovoltaico em relação ao solo, enquanto que para o modelo com trackers, se utiliza a altura do eixo do tracker em relação ao solo.

Espaçamento entre as fileiras de módulos: Tradicionalmente em usinas com módulos monofaciais esse valor fica entre 5 m a 7 m, porém em usinas com módulos bifaciais é interessante, se possível, utilizar uma distância maior para um melhor aproveitando do ganho traseiro (recomenda-se um valor em torno de 12 m).

Podemos considerar que estes são os 3 principais parâmetros que necessitam ser dimensionados ao se trabalhar com módulos bifaciais no PVsyst, buscando otimizar a geração com este tipo de módulo. 

Porém, há alguns parâmetros que não estão relacionados diretamente com a bifacialidade, mas que também devem ser ajustados para uma correta simulação, que são relativos à maior qualidade do material empregado na fabricação, principalmente devido à camada de vidro na parte traseira, que causa menor degradação com o tempo, aumentando assim a geração de energia ao longo da vida útil.

Módulos com essa característica estão entrando no mercado com 30 anos de garantia de performance, com degradação anual por volta de 0,5% a.a., enquanto módulos monofaciais costumam ter a degradação em torno de 0,6 a.a.

Para alterarmos estes parâmetros, após selecionar e configurar o sistema conforme listado acima, clique em Simulação avançada, conforme destacado.

E depois clique em Envelhecimento.

Na sequência, selecione a opção perda detalhada – envelhecimento, para que então sejam acessadas as opções específicas de cada módulo.

A seguinte janela se abrirá, com as características do módulo selecionado:

Nesta aba, é importante realizar os seguintes ajustes:

  1. Degradação anual do módulo fotovoltaico: Módulos monofaciais tradicionais (de boa qualidade) costumam ter degradação anual entre 0,6-0,7% ao ano – essa informação deve estar disponível na ficha técnica do equipamento. Já os módulos bifaciais, pela característica de duplo vidro já citada, são menos propensos a essa degradação anual, que fica por volta de 0,5% ao ano.
  2. Garantia de performance do módulo fotovoltaico: Também é importante corrigir os percentuais de potência garantida pelo fabricante ao longo da vida útil do sistema para que a simulação seja mais precisa e reflita as condições mais próximas da realidade na operação de ambos os produtos e possamos diferenciar cada um deles. E essa janela ficará assim:

Para finalizar, é fundamental que, após alterar os valores da garantia de performance no ano 30 (ou 25, dependendo do módulo), seja marcada a caixa de seleção denominada Linear interpol, conforme destacado. 

Essa opção faz o ajuste (interpolação) dos valores de garantia para os demais anos intermediários. Após estes ajustes, clica-se em Ok e então pode ser realizada a simulação de sistema com módulo bifacial de maneira mais precisa.

Nessa primeira parte do artigo, trouxemos os principais conceitos e variáveis que devem ser alterados no software PVSyst para que as simulações com os módulos bifaciais sejam mais realistas, representem melhor as condições reais de operação a qual estes equipamentos estarão sujeitos em campo. 

Porém, qual é o impacto dessas variáveis na geração de energia? Devo espaçar mais as mesas de módulos? Realizar um tratamento no solo para melhor refletividade e maior albedo? É o que veremos no artigo seguinte, onde faremos um estudo de caso com estes módulos.

* Texto Produzido por Ysaac Franca Fialho Cerqueira e  Augusto Batista Alves Soares sob supervisão de Thiago Mingareli e Vitor Pedreira

Thiago Mingareli Cavalini

Thiago Mingareli Cavalini

Engenheiro eletricista graduado pela UNIOESTE( Universidade Estadual  do Oeste do Paraná) e pós graduado em Engenharia de Segurança do  Trabalho. Experiencia com projetos de BT e MT desde 2016 no setor  fotovoltaico nas fases de projeto e execução de sistemas de micro e minigeração distribuída. Desde 2018 atua como consultor de sistemas  fotovoltaicos, especificamente no suporte técnico pré e pós vendas.

Um comentário

Comentar