Diagnóstico simplificado de falhas utilizando ábacos de geração fotovoltaica

Abstract

A energia solar apresenta um cenário de crescimento acentuado na quantidade de instalações a serem implantadas, com destaque para os sistemas fotovoltaicos (SFV) residenciais. Segundo estimativas da ANEEL, ao fim de 2024 teremos no Brasil um total de 886.700 sistemas fotovoltaicos conectados à rede, contra um cenário de 26.834 ao fim de 2017. E nesse cenário de um grande volume de instalações em operação, esse trabalho tem como objetivo implementar uma solução simplificada de diagnóstico de falhas em SFV. Na análise realizada no presente trabalho é avaliada uma amostra de oito SFV instalados em um único bairro de Florianópolis-SC, premissa utilizada de forma a assegurar que as instalações avaliadas estão sob praticamente os mesmos efeitos de condições ambientais de temperatura ambiente e irradiação. Permitindo que o diagnóstico de falhas também seja de custo baixo para o operador do SFV. No desenvolvimento do trabalho foram criados dois tipos de ábacos de irradiação. O primeiro oriundo de simulações computacionais e utilizando dados de entrada do atlas solarimétrico. Esse ábaco foi utilizado como referência para comparação da variação percentual entre os SFV. O segundo ábaco de irradiação, elaborado para cada SFV, utilizou como dados de entrada a produtividade (yield) atrelado à PR. Após a comparação dos dois ábacos de irradiação foi possível identificar os SFV que apresentam suspeita de desempenho abaixo da referência. A partir disso foram realizados testes de campo em busca de diagnosticar as possíveis falhas encontradas nas instalações, as quais podem estar relacionadas às características ambientais do local, projeto, instalação, característica dos equipamentos, entre outros.

Solar energy presents a scenario of marked growth in its installed installations, with emphasis on residential photovoltaic systems (PV). According to estimates by ANEEL, by the end of 2024 we will have in Brazil a total of 886,700 photovoltaic systems with connection to the grid, with a scenario of 26,834 at the end of 2017. In this scenario of large volume of installations in operation, this work aims to implement a simplified PV fault diagnosis method. In the analysis performed in the present study, a sample of eight PV was evaluated in a single neighborhood of Florianópolis-SC. The plants evaluated were under the same influence of environmental effects of ambient temperature and irradiation, allowing a low-cost diagnosis of errors to the PV operator. In the development of the work were developed two types of irradiation abacuses charts. The first one comes from computational simulations with input data from the solarimetric atlas. This abacus was used as a reference for comparing the percentage variation of the PV. The second irradiation abacuses, elaborated for each PV, using as input source the productivity (yield) combined to PR. After comparing the two irradiation abacuses it is possible to identify the PV systems that are suspicions of operating below the reference performance. From this, field tests were carried out in order to diagnose possible faults found in the installations. These can be related to the environmental characteristics of the site, design, installation, equipment characteristics, among others.