Usinas solares fotovoltaicas com seguimento em um eixo no Brasil: aspectos da construção, custos e expectativa de desempenho

Abstract

Este trabalho tem como objetivo analisar a construção de uma usina solar de grande porte com foco na opção de suporte dos painéis com seguimento de um eixo, a qual vem sendo largamente adotada nos primeiros empreendimentos em construção no Brasil. Estudou-se o desempenho do equipamento, instruções de montagem, escopo e cronograma aplicados à construção e análise do progresso real da montagem mecânica. Inicialmente foi realizada a comparação entre os principais tipos de estruturas de suporte utilizadas (fixa e com seguimento). Os resultados apontam em termos energéticos, para um desempenho superior da opção com seguimento (média de 18 %). Verificou-se que a posição geográfica da usina é de suma importância nesta comparação, sendo o custo da energia gerada até 6 % mais barata na região com latitude de 5°, porém atingindo níveis igualitários em latitudes maiores, considerando cenários orçamentários mais competitivos para opção fixa. O processo de montagem da estrutura de suporte com seguidor foi estudado e verificaram-se características que impactam no orçamento e dimensionamento da mão de obra, bem como no período de projeto executivo e implantação. A etapa de instalação das fundações das estruturas foi identificada como a mais importante, devido à profunda interação com o processo de engenharia em termos geológicos e topográficos e por determinar o alinhamento para as demais fases de montagem. Posteriormente foi apresentado e analisado o escopo de um projeto real de uma usina de grande porte, com destaque para as etapas construtivas de obra civil e montagem eletromecânica. A respeito do cronograma, é notório o curto período disponível, com oito meses para finalização da construção. Foi importante identificar a estruturação do cronograma baseado em áreas referenciadas à configuração da usina. Em paralelo foi proposto um modelo de planejamento das atividades de montagem mecânica através da técnica linha de balanceamento, considerou-se este um método satisfatório, o qual se adapta com as características construtivas das usinas solares e permitiu uma adequada interpretação física-temporal do plano em termos gráficos. Em relação aos resultados obtidos em campo para montagem mecânica, foi relevante examinar a composição das equipes, o progressivo aumento de produtividade e picos alcançados, bem como os replanejamentos necessários, após paralização de algumas atividades devido à falta de material.

Abstract : The objective of this work is to analyze the construction of a large solar power plant focusing on the mounting system with single axis tracking, which has been widely adopted in the first projects under construction in Brazil. It was studied the equipment performance, assembly instructions, scope and schedule applied to the construction and analysis of the real progress of the mechanical assembly. Initially a comparison was made between the main types of support structures used (fixed tilt and single-axis tracker). The results point for a higher performance of the tracker option (average of 18%) in energy terms. It was verified that the geographic position of the plant is particularly important in this comparison, being the cost of gerated energy 6% cheaper in the region with latitude of 5°, but reaching egalitarian levels in higher latitudes and considering more competitive budget scenarios for fixed tilt option. The assembling process of the tracking system was studied and were verified special characteristics that influence on the budget and sizing of work teams, as well as in the period of detailed project and implantation. The stage of installation of the foundations of the structures was identified as the most important, due to the deep interaction with the engineering process in geological and topographic terms and to determine the alignment for the other assembly phases. Subsequently, the scope of a real project of a large plant was presented and analyzed, with emphasis on the construction stages of civil works and electromechanical assembly. Regarding the schedule, the short available period stands out, with eight months to finish the construction. It was important to identify the structuring of the schedule based on areas referenced to the plant configuration. In parallel, a model for the planning of the mechanical assembly activities was proposed through the line of balance technique, which was considered a satisfactory method, which adapts with the constructive characteristics of the solar plants and allowed an adequate physical-temporal interpretation of the plane. Regarding the results obtained in the field for mechanical assembly, it was relevant to examine the composition of the teams, the progressive increase of productivity and peaks reached, as well as the necessary replanning, after some activities stopped due to lack of material.