Análise operacional de um sistema fotovoltaico com alta concentração de 10kWp interligado à rede

Abstract

No presente estudo foi avaliado o comportamento da eficiência na geração de energia, desempenho e influência sobre os parâmetros de operação da rede elétrica de um Sistema Fotovoltaico de Alta Concentração (HCPV- High Concentrating Photovoltaics) interligado à rede em condições reais de operação. O sistema foi instalado no Departamento de Energia Nuclear (DEN) da UFPE. Os ensaios experimentais, realizados com medições do recurso solar incidente no local de instalação, permitiram estabelecer o comportamento da energia gerada em condições instantâneas, médias diárias e mensais. O sistema HCPV foi comparado com um sistema convencional de Silício policristalino (Si-P), de capacidade similar, operando nas mesmas condições meteorológicas durante o mesmo período. Ao longo do período de análise verificou-se que devido ao alto índice de nebulosidade, o recurso solar em Recife não promove condições vantajosas para o aproveitamento da elevada eficiência de conversão do sistema HCPV, em média 22%, chegando a níveis de 26%. Quando comparado com o sistema Si-P, embora o sistema HCPV apresente uma eficiência maior, o mesmo gerou, em Recife, 22% a menos de energia que o sistema Si-P, devido à capacidade do Si-P de aproveitar a irradiância global, em média 40% maior que a direta normal vista pelo sistema HCPV. Para realizar uma comparação entre o desempenho e a energia gerada pelos dois sistemas foi utilizado o índice de desempenho (PR - Performance Ratio) e o fator de capacidade. Uma simulação com base nos resultados experimentais, comparando os dois sistemas, foi realizada para as cidades de Petrolina (PE), São Martinho (RS) e Barra (BA). Verificou-se que o sistema HCPV é capaz de gerar 9% a mais de energia em Petrolina que o Si-P. Os valores obtidos para São Martinho e Barra foram 22% e 32% superiores, respectivamente. Os resultados mostram que o sistema HCPV pode vir a ser viável para as localidades, com elevados níveis de irradiância direta. Foi possível verificar que devido à pequena potência instalada do sistema HCPV (10 kWp) - comparada ao nível de consumo de energia do DEN - não houve influência apreciável sobre os parâmetros de operação da rede elétrica.