Artigo publicado na 11ª edição da Revista Canal Solar. Clique aqui e baixe agora gratuitamente!
Após vencer todas as etapas de projeto e construção (regulatória, fundiária, engenharia, aquisições, instalação e comissionamento) da usina fotovoltaica – assim como, em alguns casos, da cabine de medição, da subestação e da linha de conexão – é necessário iniciar o plano de O&M (Operação e Manutenção) para garantir o correto funcionamento e a durabilidade dos equipamentos.
As ações e boas práticas envolvem o controle e a gestão da operação em tempo real, bem como o monitoramento do desempenho do sistema e a realização de eventuais manutenções preventivas e corretivas para a solução de problemas que possam interferir na geração de energia e resultem na perda de produtividade, diminuição do tempo previsto de funcionalidade dos produtos e sistemas principais da planta.
Outro ponto a ser destacado nestes processos é a importância de reduzir os custos operacionais, eliminar o risco de lesão de colaboradores e mitigar a ocorrência de interrupções de geração.
Ou seja, o segmento de O&M está diretamente relacionado ao OPEX (Operational Expenditure), que é o custo para manter o sistema em operação e bom estado, incluindo despesas com materiais, equipamentos, propriedades e imóveis. No contexto do setor solar, é o custo necessário para manter a usina em pleno funcionamento.
Podemos dizer, portanto, que dentro do conceito de O&M há as definições das seguintes atividades:
- Operação: acompanhamento da performance do funcionamento e operacionalidade dos equipamentos e sistemas;
- Manutenção: ações corretivas e principalmente preventivas (ações tomadas ‘on time’ para evitar problemas futuros e perdas de geração) de situações que interfiram na geração de eletricidade e produtividade da UFV.
Problemas mais encontrados em usinas FV
Antes de entrarmos nos processos e estágios da operação e manutenção, é importante salientar, primeiramente, os principais problemas encontrados durante o funcionamento de um empreendimento fotovoltaico.
O Estudo Estratégico: Geração Distribuída 2021 | Mercado Fotovoltaico 2° Semestre, desenvolvido pela Greener, apontou quais são as maiores dificuldades relatadas pelos consumidores.
Entre as mais comuns, estão o mau funcionamento e queima do inversor; queima de transformador; problemas com disjuntores, cabeamento e conectores – bem como com o sistema de monitoramento; quebra de telhas durante a instalação; módulos mal posicionados e a quebra dos mesmos.
No que se refere aos painéis, por exemplo, eles podem apresentar diversos problemas durante a vida útil. A maioria ocorre devido à utilização de materiais e processos de fabricação de baixa qualidade.
Os mais comuns são: fissuras e rachaduras nas células; surgimento de bolhas; delaminação; descoloração do encapsulante; trilha de caracol (snail trail), desalinhamento de células; falhas de solda e metalização; ponto quente (hot spot), falhas na caixa de junção e no conector MC4; e o efeito de degradação induzida pelo PID (potencial induced degradation).
Atividades de O&M: manutenção preventiva
Para evitar que esses casos citados acima e outros possam surgir, é necessário o trabalho de manutenção preventiva, que conforme o próprio nome diz, é a prevenção de problemas e falhas de funcionamento do sistema.
“É feito um contrato de 12 a 32 meses, oferecendo uma programação de serviços e medições a serem feitas, as quais garantem uma previsibilidade mais eficaz de operação”, disse Kleber Alota, profissional com certificação PMP (Project Management Professional) e diretor técnico na AK Energia Solar.
De acordo com ele, entre as principais atividades da equipe que realiza estas funções, estão:
- Limpeza dos módulos fotovoltaicos;
- Controle de vegetação (corte de mato);
- Controle da fauna;
- Drenagem e controle de cheias (desentupir/desobstruir valas);
- Limpeza, conservação, pintura, lubrificação, fixação, aperto de componentes mecânicos;
- Atendimento de alarmes e conserto de componentes não essenciais na geração de energia;
- Reparametrização de equipamentos para melhora da disponibilidade da eficiência;
- Manutenção nos circuitos de MT e cubículos localizados no eletrocentro.
- Reaperto de parafusos;
- Análise termográfica de módulos, inversores e principais pontos de conexão (pontos quentes).
Podemos dizer, então, que a manutenção preventiva consiste em inspecionar, realizar testes e medições periódicas nas strings, inversores, estrutura de fixação e conexões elétricas. Alguns equipamentos como câmera termográfica e traçador de curva I-V podem auxiliar”, destacou Elvis Almeida, diretor de Novos Negócios da MySol.
Geraldo Dias, diretor de operações da GLD Energia, compartilha da mesma ideia e acrescentou que, com relação à contratação de uma empresa de O&M para realizar o trabalho preventivo, independentemente do escopo contratado e do tamanho do sistema, é recomendável que se faça um mapeamento minucioso dos limites da propriedade e da planta quanto aos seguintes itens:
Estrutura
- Estado de conservação e pontos de atenção da cerca perimetral;
- Drenagem interna ou externa que pode afetar a geração;
- Tipo de solo para definir as ferramentas que serão empregadas na manutenção;
- Acessos e disponibilidade de água potável para a lavagem de módulos;
- Avaliação de trânsito de veículos ou existência de plantações no entorno da propriedade para estimar a necessidade de lavagem de módulos ou ainda em grandes empreendimentos mapear quais áreas necessitam de mais lavagem do que outras no parque.
Geração
Segundo Dias, é sugerível que, com relação à contratação da manutenção dos itens de geração, a companhia faça um novo comissionamento, mesmo que a usina tenha iniciado a geração há pouco tempo para atestar e conhecer detalhadamente o sistema quanto a:
- Medições obtidas;
- Torque dos parafusos das conexões energizadas;
- Estado das mesas de sustentação dos módulos;
- Estado dos módulos.
“Com esses dados, emite-se o relatório da planta quando do recebimento e a partir desta data inicia-se o acompanhamento da geração sempre utilizando os dados de projeto para referência”, relatou.
Manutenção corretiva
Se mesmo após os trabalhos feitos acima for identificado baixo rendimento da usina, é recomendável acionar a assistência técnica especializada para restaurar as condições iniciais e ideais de operação de máquinas e equipamentos, eliminando as fontes de falhas que possam existir.
Ou seja, aderir à manutenção corretiva, que atua de forma específica e direcionada para a solução de um ou vários problemas que estão impedindo a operação da planta fotovoltaica.
“Quando algum produto ou sistema deixa de operar ou para de funcionar de forma correta, existe a necessidade de uma ação imediata para repor o componente danificado e fazer a planta voltar a operar”, explicou Alota, que enumerou ainda os principais pontos identificados pela equipe de O&M nesta etapa:
- Detecção (e correção) de falhas e alarmes;
- Mitigação de problemas que originaram falhas e alarmes e composição de relatório de controle da usina;
- Substituição de partes e peças danificadas;
- Reparo de módulos, inversores, combiner box, skid, transformadores, eletrocentros;
- Apropriação de causas de falhas fora de garantia;
- Reporte de falhas de produção ao cliente final;
- Análise de degradação dos produtos ou componentes, implementando conserto ou aguardando ordens para recuperação;
- Readequação dos termos de garantia, quando necessário;
- Reparos nos circuitos de iluminação externa;
- Reparos nos sistemas de monitoramento, CFTV (Circuito Fechado de TV) e fibra óptica das UFVs.
Operação
Quando o assunto é a operação da usina fotovoltaica, a mesma é baseada nas atividades desenvolvidas pela de manutenção, afirmou o diretor técnico na AK Energia Solar.
“Isso porque, como um sistema é um investimento significativo, é crucial que ele possa funcionar bem por muito tempo. Essa longevidade é possível – a usina é feita para funcionar por muitos anos – mas ela necessita de inspeções constantes para se manter”, frisou.
Para os trabalhos de gestão de operação e funcionalidade, o especialista comentou que normalmente é ofertado um monitoramento on-line da planta, principalmente se a mesma tiver o CFTV.
“São gerados relatórios de monitoramento mensal (ou quinzenal) mostrando a performance do empreendimento e dos componentes que fazem parte do projeto (subestação, cabine de medição, linha de conexão, rede de média tensão, etc)”, exemplificou.
Inclusive, uma das partes mais importante da operação de um empreendimento é justamente o monitoramento de todos os dados e diversos componentes que o constituem, já que o retorno dos investimentos depende de uma geração de energia contínua e confiável.
Por causa disso, a utilização de um sistema Scada – sigla em inglês que significa Sistema de Supervisão e Aquisição de Dados – pode auxiliar na melhoria do desempenho da usina, que pode ser útil tanto para GC (geração centralizada) quanto para GD (geração distribuída).
O mesmo é uma tecnologia que utiliza softwares de monitoramento e supervisão para obter informações mais detalhadas das plantas, permitindo acompanhar, configurar, armazenar dados e disponibilizar recursos para que o proprietário possa intervir manualmente ou automaticamente no processo, sempre que necessário.
Em tempo real, por exemplo, existe a possibilidade de fazer a visualização e a supervisão dessas informações, como identificar possíveis sobrecargas de energia nos inversores.
No segmento de GC é possível até mesmo mudar, em poucos segundos, o posicionamento dos trackers para obter maior captação de luz do sol em determinados horários do dia.
A matéria Sistema Scada pode melhorar a rentabilidade de uma usina fotovoltaica?, publicada na 10ª edição da revista, possui mais detalhes. Acesse o site canalsolar.com.br/revista-canal-solar.
Problemas derivados da falta de um O&M eficiente
Muitas vezes, devido à falta de maturidade ou mesmo conhecimento técnico do cliente ou fornecedor que fará a O&M, a execução inadequada pode acarretar um funcionamento indesejado do sistema.
Em meio a este cenário, o diretor de operações da GLD Energia enumerou os problemas comumente encontrados, no que diz respeito aos ativos. São eles:
- Marimbondos, abelhas encontradas em inversores, strings e transformadores;
- Ninhos de pássaros nas estruturas das mesas ou embaixo dos painéis;
- Ratos nas caixas de passagem;
- Bichos peçonhentos que se escondem na vegetação alta e se alimentam dos ratos;
- Degradação do solo por falta ou drenagem inadequada;
- Quebra de placas devido à poda da vegetação com máquinas inadequadas;
- Microfissura nos módulos causadas por processos de lavagem inadequados.
Sobre a geração, na opinião de Geraldo Dias, o problema mais nocivo é a quebra de módulos quando da poda da vegetação. “Quando se quebra uma placa na lavagem, o problema é logo percebido e o módulo é substituído de imediato e, assim, não se compromete tanto a geração”.
“Porém, quando se quebra um painel por ocasião de uma pedra, mesmo que pequena, lançada por uma roçadeira manual ou mecanizada na traseira da placa, que é um lugar pouco visível, isso irá dificultar a identificação e, portanto, irá demorar para se realizar a substituição, causando assim perda de geração”, explicou.
Além disso, citou outros problemas que causam perda na geração de energia, como:
- Não seguir as orientações dos fabricantes de equipamentos quanto à periodicidade de reaperto dos parafusos das conexões energizadas;
- Investigação detalhada de falhas sistêmicas dos equipamentos e componentes;
- Nível de sujidade dos módulos acima do previsto;
- Baixa periodicidade na lavagem dos painéis.
Para Dias, as consequências destas ocorrências podem causar um incêndio ou ainda a queima de equipamentos. Já quando a troca de um equipamento se mostra necessária, outros componentes no seu entorno devem ser analisados para se ter a certeza que não foram também afetados.
“A baixa periodicidade na lavagem das placas pode não estar afetando a geração prevista, mas o acúmulo de poeira excessiva e o orvalho vão encrustar no painel, gerando posteriormente a necessidade de lavagem agressiva, o que poderá causar microfissuras e perda da garantia”, acrescentou.
Na visão do mesmo, a forma de evitar ou mitigar ao máximo é a definição detalhada do plano de manutenção, incluindo a periodicidade necessária e as ferramentas corretas para o atendimento das ações.
“Ademais, uma boa operação da usina passa por utilizar equipamentos que não sejam rotativos, tipo faca/fio para a roçagem e, sim, tipo trincha, e que não tenham contato com o módulo para a limpeza”, exemplificou.
É fundamental que haja ainda inspeção visual semanal para verificar sujidade das placas, altura da vegetação, presença de animais, pássaros e insetos alojados, bem como inspeções no sistema de geração conforme indicado no datasheet de cada equipamento e indicação das normas vigentes.
“Não se deve economizar na O&M. Na concepção do empreendimento já se deve usar um CAPEX (custo de implantação da usina) com componentes que vão aumentar a vida útil do empreendimento com um baixo OPEX (custo de operação)”, finalizou.
Quanto custa a O&M de uma usina FV?
Dito o conceito e quais atividades norteiam o plano de O&M, chegou a hora de dizer quanto custa para adquirir tais serviços. Segundo especialistas, é um pouco difícil de se precificar, pois isso está atrelado ao tamanho físico do sistema (potência de geração), se será uma usina de telhado ou solo e também o prazo de admissão dos serviços da equipe.
Kleber Alota comentou que, normalmente, para uma planta de solo de 5 MW, há uma contratação de no mínimo duas pessoas (eletricista e ajudante) para os trabalhos do dia-a-dia.
“Quando houver uma intervenção mais longa (corte de vegetação, limpeza do terreno e lavagem dos módulos), a equipe aumenta de forma sazonal para atender as ações descritas nas tarefas do O&M”, disse.
“Assim, para uma usina de 5 MW de potência instalada, onde teremos 2 operadores full time (horário administrativo), o valor mensal pode variar de R$ 28.000 a R$ 35.000”, relatou.
Projetos de O&M ganham importância no setor
Com o grande crescimento de sistemas solares instalados em telhados, solos e carport, Alota frisou que as questões relacionadas à manutenção das usinas estão ganhando muita atenção, evidenciadas por esforços realizados por várias instituições e empresas, que visam ao desenvolvimento de melhores práticas para operações.
“Muito dos problemas citados podem ser mitigados por meio de procedimentos de O&M que auxiliem na identificação de eventuais falhas, tendo como consequência o aumento da vida útil da usina com inspeções visuais, realização de termografia em módulos/inversores (que pode ser feita por meio de drones, por exemplo), limpeza, medições de curva I-V e monitoramento dos dados”, apontou.
Segundo ele, a confiabilidade de um bom programa (sazonalidade) de O&M das plantas solares pode evitar grandes perdas financeiras, assim como garantir a funcionalidade das operações por toda a vida útil do sistema.
“Para que possamos aumentar a geração de energia, ter os equipamentos e sistemas operando de forma adequada e manter as receitas esperadas de nossa usina, as atividades de O&M têmse mostrado fundamentais e essenciais, assim como também significam um grande mercado (em expansão) com alto potencial de negócios e crescimento futuros”, enfatizou.
Elvis Almeida também enxerga que os projetos de O&M vêm ganhando mais importância no setor solar, uma vez que o número de usinas de médio e grande portes têm crescido.
“A operação e a manutenção de uma planta são itens obrigatórios dentro do projeto, já que os empreendimentos fotovoltaicos possuem um ciclo de vida longo”, concluiu o diretor de Novos Negócios da MySol.
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