Avaliação da eficiência da produção de energia solar, para um sistema fotovoltaico residencial

Ewerton de Souza Muniz; Rosiberto Salustiano da Silva Junior; Taiane Alves da Silva; Luana do Nascimento Vasconcelos; Roberto Fernando de Fonseca Lyra; Marcos Antonio Lima Moura; Luan Santos de Oliveira Silva

doi:10.26848/rbgf.v18.2.p1516-1526

Autores/as

Ewerton de Souza Muniz Universidade Federal de Alagoas, UFAL https://orcid.org/0009-0003-7913-9813
Rosiberto Salustiano da Silva Junior Universidade Federal de Alagoas https://orcid.org/0000-0001-7152-0095
Taiane Alves da Silva Universidade Federal de Alagoas https://orcid.org/0000-0003-1448-3819
Luana do Nascimento Vasconcelos Universidade Federal de Alagoas https://orcid.org/0009-0009-7001-5287
Roberto Fernando de Fonseca Lyra Universidade Federal de Alagoas https://orcid.org/0000-0003-4066-7451
Marcos Antonio Lima Moura Universidade Federal de Alagoas https://orcid.org/0000-0002-1523-7647
Luan Santos de Oliveira Silva Universidade Federal de Alagoas https://orcid.org/0000-0002-9676-1327

DOI:

https://doi.org/10.26848/rbgf.v18.2.p1516-1526

Palabras clave:

Taxa de desempenho, variáveis meteorológicas, equação fotovoltaica

Resumen

O estudo busca avaliar o desempenho de um sistema fotovoltaico instalado em Alagoas, Brasil, através da análise da taxa de desempenho (PR) e sua relação com as variáveis meteorológicas. Foram coletados dados de uma microusina fotovoltaica, incluindo geração de energia, potência nominal e dados meteorológicos (temperatura, umidade relativa do ar, velocidade do vento e precipitação). O PR foi calculado para avaliar a eficiência real do sistema em relação à sua capacidade nominal, onde foi utilizado um arranjo fotovoltaico instalado com microinversores, que de acordo com a literatura são os que obtêm melhores resultados de PR. Foi feita análise de algumas variáveis meteorológicas como: umidade relativa do ar, temperatura do ar, precipitação pluviométrica e velocidade do vento, além destas variáveis foi proposta também a sujidade, assim observando o impacto de cada uma no desempenho do arranjo. A instalação obteve excelentes resultados, onde o valor médio do PR foi de 89,70%. Além também de utilizar dados da Estação Meteorológica Automática (EMA) e do arranjo fotovoltaico para obtermos a equação com a finalidade de realizar uma equação fotovoltaica onde a partir desta, a geração de um mapa fotovoltaico seja possível para a região estudada e para locais com condições climáticas semelhantes.

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Biografía del autor/a

Ewerton de Souza Muniz, Universidade Federal de Alagoas, UFAL

Aluno de Graduação de Meteorologia no Instituto de Ciências Atmosféricas pela Universidade Federal de Alagoas (UFAL)

Rosiberto Salustiano da Silva Junior, Universidade Federal de Alagoas

Professor Nível Associado da Universidade Federal de Alagoas (UFAL) e Doutor em Meteorologia pela Universidade de São Paulo (USP

Taiane Alves da Silva, Universidade Federal de Alagoas

Aluno de Pós-Graduação em Meteorologia no Instituto de Ciências Atmosféricas pela Universidade Federal de Alagoas (UFAL)

Luana do Nascimento Vasconcelos, Universidade Federal de Alagoas

Aluno de Graduação de Meteorologia no Instituto de Ciências Atmosféricas pela Universidade Federal de Alagoas (UFAL)

Roberto Fernando de Fonseca Lyra, Universidade Federal de Alagoas

Professor Nível Associado da Universidade Federal de Alagoas e Doutor em Física da Atmosfera (micrometeorologia) pela Université Paul Sabatier.

Marcos Antonio Lima Moura, Universidade Federal de Alagoas

Professor Nível Associado da Universidade Federal de Alagoas e Doutor em Agronomia pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho.

Luan Santos de Oliveira Silva, Universidade Federal de Alagoas

Aluno de Pós-Graduação em Meteorologia no Instituto de Ciências Atmosféricas pela Universidade Federal de Alagoas (UFAL)

Citas

Alexandri, G., Georgoulias, A. K., Meleti, C., Balis, D., Kourtidis, K. A., Sanchez-Lorenzo, A., Trentmann, J., & Zanis, P. (2017). A high resolution satellite view of surface solar radiation over the climatically sensitive region of Eastern Mediterranean. Atmospheric Research, 188, 107–121. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2016.12.015

Araújo, D. N., Marques de Carvalho, P. C., & Dupont, I. M. (2019). Efeitos da acumulação de sujeira sobre o desempenho de módulos fotovoltaicos. Revista Tecnologia, 40(2), 1–23. https://doi.org/10.5020/23180730.2019.9414

Bhattacharya, B. K., Padmanabhan, N., Mahammed, S., Ramakrishnan, R., & Parihar, J. S. (2013). Assessing solar energy potential using diurnal remote-sensing observations from Kalpana-1 VHRR and validation over the Indian landmass. International Journal of Remote Sensing, 34(20), 7069–7090. https://doi.org/10.1080/01431161.2013.811311

Debastiani, G., Nogueira, C. E. C., Acorci, J. M., Siqueira, J. A. C., Silveira, V. F., & Souza, S. N. M. de. (2022). Comparação do impacto da temperatura no desempenho de módulos fotovoltaicos estáticos e com sistemas de rastreamento solar (L-O, L-O + N-S). Research, Society and Development, 11(4), e12311427220. https://doi.org/10.33448/rsd-v11i4.27220

Devore, J. L. (2009). Probabilidade e estatística para engenharia e ciências.

Gonzalez, J. de O., & Martins, F. R. (2024). Performance study of a photovoltaic system operating on the southeastern coast of Brazil. IEEE Latin America Transactions, 22(5), 410–417. https://doi.org/10.1109/TLA.2024.10500721

Guo, B., Javed, W., Figgis, B. W., & Mirza, T. (2015). Effect of dust and weather conditions on photovoltaic performance in Doha, Qatar. 2015 First Workshop on Smart Grid and Renewable Energy (SGRE), January, 1–6. https://doi.org/10.1109/SGRE.2015.7208718

Hacen Jed, M. El, Ihaddadene, R., Ihaddadene, N., Elhadji Sidi, C. Elb., & EL Bah, M. (2020). Performance analysis of 954,809 kWp PV array of Sheikh Zayed solar power plant (Nouakchott, Mauritania). Renewable Energy Focus, 32(January), 45–54. https://doi.org/10.1016/j.ref.2019.11.002

IBGE. (2022) Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, https://www.ibge.gov.br/cidades-e-estados/al/.

IEA. (2014). Analytical Monitoring of Grid-connected Photovoltaic Systems, Report IEA-PVPS T13-03. In IEA Pvps.

Júnior, J. M. L., Moura, M. A. L., Costa, N. B. da, Junior, R. A. F., Carvalho, A. L. de, & Querino, C. A. S. (2021). FREQUÊNCIA E PROBABILIDADE DE OCORRÊNCIA DE TRANSMITÂNCIA ATMOSFÉRICA GLOBAL PARA A REGIÃO DE MACEIÓ-ALAGOAS / FREQUENCY AND PROBABILITY OF OCCURRENCE OF CLEARNESS INDEX FOR THE REGION OF MACEIÓ-ALAGOAS. Brazilian Journal of Development, 7(2), 14685–14700. https://doi.org/10.34117/bjdv7n2-204

Letu, H., Yang, K., Nakajima, T. Y., Ishimoto, H., Nagao, T. M., Riedi, J., Baran, A. J., Ma, R., Wang, T., Shang, H., Khatri, P., Chen, L., Shi, C., & Shi, J. (2020). High-resolution retrieval of cloud microphysical properties and surface solar radiation using Himawari-8/AHI next-generation geostationary satellite. Remote Sensing of Environment, 239(20), 111583. https://doi.org/10.1016/j.rse.2019.111583

Luiz, E. W., Martins, F. R., Gonçalves, A. R., & Pereira, E. B. (2018). Analysis of intra-day solar irradiance variability in different Brazilian climate zones. Solar Energy, 167(December 2017), 210–219. https://doi.org/10.1016/j.solener.2018.04.005

Martins, F. R., Pereira, E. B., & Abreu, S. L. (2007). Satellite-derived solar resource maps for Brazil under SWERA project. Solar Energy, 81(4), 517–528. https://doi.org/10.1016/j.solener.2006.07.009

Mpholo, M., Nchaba, T., & Monese, M. (2015). Yield and performance analysis of the first grid-connected solar farm at Moshoeshoe I International Airport, Lesotho. Renewable Energy, 81(2015), 845–852. https://doi.org/10.1016/j.renene.2015.04.001

Pereira, E. B., Martins, F. R., Gonçalves, A. R., Costa, R. S., Lima, F. J. L. de, Rüther, R., Abreu, S. L. de, Tiepolo, G. M., Pereira, S. V., & Souza, J. G. de. (2017). Atlas brasileiro de energia solar (Vol. 2).: Vol. 2 edição.

Reindl, T., Walsh, W., Yanqin, Z., & Bieri, M. (2017). Energy meteorology for accurate forecasting of PV power output on different time horizons. Energy Procedia, 130, 130–138. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.09.415

Rubbi, F., Habib, K., Saidur, R., Aslfattahi, N., Yahya, S. M., & Das, L. (2020). Performance optimization of a hybrid PV/T solar system using Soybean oil/MXene nanofluids as A new class of heat transfer fluids. Solar Energy, 208(May), 124–138. https://doi.org/10.1016/j.solener.2020.07.060

Salimi, H., Mirabdolah Lavasani, A., Ahmadi-Danesh-Ashtiani, H., & Fazaeli, R. (2023). Effect of dust concentration, wind speed, and relative humidity on the performance of photovoltaic panels in Tehran. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization and Environmental Effects, 45(3), 7867–7877. https://doi.org/10.1080/15567036.2019.1677811

Seme, S., Sredenšek, K., Štumberger, B., & Hadžiselimović, M. (2019). Analysis of the performance of photovoltaic systems in Slovenia. Solar Energy, 180(May 2018), 550–558. https://doi.org/10.1016/j.solener.2019.01.062

Silva Junior, R. S. da, da Gama, M. C. C., Mariano, G. L., de Oliveira Junior, J. F., Silva, E. H. de L., Silva, L. S. de O., & Cardoso, K. R. A. (2022). Evaluation of extreme precipitation events associated with natural disasters. Revista Brasileira de Geografia Fisica, 15(6), 2755–2767. https://doi.org/10.26848/rbgf.v15.6.p2755-2767

Silva, L. S. de O., Junior, R. S. da S., Querino, C. A. S., Júnior, J. M. L., & Moura, M. A. L. (2023). Impactos das mudanças de cobertura vegetal no saldo de radiação e fluxo de calor no solo nos tabuleiros costeiros de Alagoas. Geografia, 48(1983–8700).

Silva, L. S. de O., Silva Junior, R. S. da, Lyra, R. F. da F., Martins, F. R., Moura, M. A. L., Leal Junior, J. B. V., Muniz, E. D. S., & Vasconcelos, L. do N. (2024). Avaliação da complementaridade entre os recursos eólico-solar e considerações sobre estabilidade no setor elétrico. Revista Brasileira de Geografia Física, 17(3), 1942–1960. https://doi.org/10.26848/rbgf.v17.3.p1942-1960

Souza, A. De, Garcia Oliveira, A. P., Aristone, F., Rodrigues, V. D. S., & Mello, G. O. L. (2019). Efeitos Da Temperatura Ambiente E Da Velocidade Do Vento No Desempenho De Módulos Solares Fotovoltaicos. InterEspaço: Revista de Geografia e Interdisciplinaridade, 4(15), 362. https://doi.org/10.18764/2446-6549.v4n15p362-375

Tahir, Z. R., Kanwal, A., Asim, M., Bilal, M., Abdullah, M., Saleem, S., Mujtaba, M. A., Veza, I., Mousa, M., & Kalam, M. A. (2022). Effect of Temperature and Wind Speed on Efficiency of Five Photovoltaic Module Technologies for Different Climatic Zones. Sustainability (Switzerland), 14(23). https://doi.org/10.3390/su142315810

Urrejola, E., Antonanzas, J., Ayala, P., Salgado, M., Ramírez-Sagner, G., Cortés, C., Pino, A., & Escobar, R. (2016). Effect of soiling and sunlight exposure on the performance ratio of photovoltaic technologies in Santiago, Chile. Energy Conversion and Management, 114, 338–347. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2016.02.016

Vamvakas, I., Salamalikis, V., Benitez, D., Al-Salaymeh, A., Bouaichaoui, S., Yassaa, N., Guizani, A. A., & Kazantzidis, A. (2020). Estimation of global horizontal irradiance using satellite-derived data across Middle East-North Africa: The role of aerosol optical properties and site-adaptation methodologies. Renewable Energy, 157, 312–331. https://doi.org/10.1016/j.renene.2020.05.004