O setor de energia solar enfrenta diversos desafios, incluindo guerras comerciais, políticas nacionais, condições de conexão à rede elétrica e outros. Instaladores e proprietários de usinas se preocupam com a rentabilidade das centrais fotovoltaicas (FV), fabricantes de produtos solares temem a falta de políticas favoráveis e fabricantes de infraestrutura de rede estão apreensivos quanto ao atendimento dos padrões técnicos. Em última análise, a questão central reside em saber se a produção de energia das usinas FV consegue atender às demandas operacionais e de rentabilidade e como gerar mais eletricidade.
Especialistas do setor apontam que a geração de energia solar atual exige a resolução de diversos problemas, como monitoramento meteorológico em tempo real, detecção de carga para geração de energia distribuída e centralizada, armazenamento de energia, desenvolvimento de inversores inteligentes de última geração, monitoramento e controle abrangentes da qualidade da energia, além de gerenciamento em engenharia, projeto, operação e manutenção.
Este artigo analisa brevemente os fatores que afetam a geração de energia fotovoltaica sob as perspectivas da qualidade da construção, do projeto de otimização (por exemplo, ângulos de inclinação ideais) e de equipamentos como módulos e caixas de junção.
1. Qualidade da Construção
Alguns instaladores, movidos pelo lucro, reduzem cegamente os custos de construção, resultando em problemas de qualidade que podem causar uma perda de 3 a 6% na geração de energia.
Chen Lei, gerente da Divisão de Geração de Energia de Novas Fontes do Instituto de Pesquisa Inteligente da State Grid, destacou em um fórum que as empresas devem adotar práticas de gestão refinadas para evitar atrasos nos projetos, selecionar materiais adequados e qualificados para garantir a qualidade e realizar manutenção e supervisão regulares para assegurar o funcionamento adequado das usinas fotovoltaicas.
Para a instalação de sistemas fotovoltaicos integrados em edifícios, deve-se elaborar um plano de organização da construção e procedimentos de controle de qualidade. Devem também ser formulados os respectivos projetos de construção e medidas de segurança, realizando-se, quando necessário, estudos de viabilidade.
2. Projeto de Otimização
O objetivo da otimização de sistemas é maximizar a geração de energia, avaliando fatores como irradiação solar, refletividade da luz, temperatura ambiente, condições de vento e o desempenho e interação dos diversos componentes do sistema. A falta de um projeto otimizado em algumas usinas fotovoltaicas leva à redução da produção de energia.
As principais considerações de projeto incluem:
Sombreamento: O sombreamento afeta significativamente a eficiência do sistema, induz estresse térmico e reduz a vida útil dos módulos. Os tipos de sombreamento incluem edifícios vizinhos, árvores, auto-sombreamento do próprio sistema fotovoltaico e sombreamento temporário causado por poeira.
Orientação e ângulo de inclinação: Calcular o ângulo de inclinação ideal é essencial, pois sistemas conectados à rede ou isolados da rede exigem projetos diferentes. Para sistemas conectados à rede, o ângulo de inclinação deve maximizar a produção média diária anual de energia, enquanto sistemas isolados da rede podem priorizar as cargas de verão ou inverno.
Por exemplo, em Nanjing:
Os sistemas conectados à rede elétrica atingem a produção máxima de energia anual com um ângulo de inclinação de 25°, cerca de 7° a menos que a latitude local.
Os sistemas isolados da rede elétrica variam: para cargas de verão, o ângulo de inclinação ideal é de 7°, bem abaixo da latitude local; para cargas de inverno, é de 46°, muito acima da latitude local; para cargas equilibradas, recomenda-se um ângulo de inclinação de 42°.
3. Equipamentos
Os principais equipamentos que afetam a geração de energia em usinas fotovoltaicas incluem módulos solares, caixas de junção, inversores e infraestrutura de rede.
Módulos solares
Durante a seleção dos módulos e a construção do sistema, otimizar a compatibilidade e usar uma combinação de células solares de grau A e grau B pode melhorar a eficiência. A qualidade dos módulos deve ser garantida, considerando cuidadosamente fatores como latitude, espectro, temperatura, sombreamento, localização e condições de fiação, pois todos influenciam o desempenho dos módulos.
Inversores
Os inversores são os únicos equipamentos, além dos módulos, que podem melhorar diretamente a eficiência da geração de energia — potencialmente em até 10%. Antes da instalação, a State Grid recomenda a realização de experimentos de simulação e o foco na redução de custos por meio da produção em lote, em vez de buscar exclusivamente a fabricação de baixo custo.
Conexão à rede
A conexão à rede elétrica continua sendo um desafio significativo para os sistemas de energia solar na China, que ainda estão em estágios iniciais de desenvolvimento. Incompatibilidades entre os projetos dos sistemas e a rede, juntamente com a questão da absorção total da energia gerada, dificultam a eficiência. Especialistas sugerem priorizar o consumo local de energia para reduzir a carga na rede e construir infraestrutura, como estações de recarga para veículos elétricos, para diminuir os custos de transmissão.
Por meio de uma gestão abrangente da qualidade da construção, otimização do sistema e seleção de equipamentos, a indústria fotovoltaica pode aumentar a eficiência da geração de energia e atender melhor aos requisitos operacionais e de rentabilidade.
