L’investissement ducal à Paris

O desempenho de um sistema FV, além de depender das condições ótimas sob as quais o gera- dor foi dimensionado, depende também da eficiência e segurança com que o inversor disponibiliza energia no seu lado AC. Além do desempenho poder ser aumentado, este pode ser descrito através de vários parâmetros.

3.4.1 Efeitos do sobredimensionamento

Para sistemas de média ou grande potência, geralmente é efetuado uma análise de sobredimen- sionamento que tem como objetivo determinar o rácio de potência ótimo entre o gerador FV e a potência do inversor, ou seja, determinar uma potência instalada, em módulos FV, que seja maior que a potência de saída do inversor. Este conceito nasceu principalmente devido ao facto do custo dos painéis solares ser cada vez menor ao longo dos tempos, ao contrário dos restantes equipa- mentos. Um estudo realizado pela Solectria, que se dá pelo nome Supersize It: How oversizing your array-to-inverter ratio can improve solar-power system performance, demonstra os vários efeitos causados por este rácio. [37;38]

Ao sobredimensionar um sistema FV estamos a projeta-lo de maneira que consiga gerar mais energia perante situações meteorológicas adversas, como por exemplo o inverno, onde o gerador FV opera muito abaixo do nível de rendimento para o qual foi dimensionado, fazendo com que hajam perdas energéticas que poderiam ser aproveitadas. Em contrapartida, quando os efeitos são demasiado favoráveis, como por exemplo no verão, poderão existir perdas energéticas por parte do inversor, pois este encontra-se limitado pela sua potência de saída. Pior, se as condições forem demasiado favoráveis, o inversor poderá encontrar-se a operar em sobrecarga muito assiduamente, pondo em questão a segurança do sistema. Tais efeitos podem ser visualizados na figura3.4. [37]

(a) Dia de alta insolação. (b) Dia de pouca insolação.

Refira-se ainda que danos causados no inversor, por razões de sobredimensionamento, geral- mente não são cobertos pela garantia dos fabricantes. Portanto, é de vital importância ter alguns aspetos em mente na escolha do rácio ideal para um sistema deste géro: [39]

• Condições de entrada do inversor: A tensão de entrada do inversor nunca deve ser excedida, sob o risco de o danificar. Deve-se assim assegurar que a tensão do gerador FV encontra-se dentro dos limites de tensão mínimo e máximo suportados pelo inversor;

• Eficiência do inversor: As perdas dos inversores são maioritariamente feitas por dissipação de calor e, como este irá encontrar-se a trabalhar muitas vezes no seu limite máximo, é importante verificar que seja instalado num lugar fresco e à sombra, de forma a prolongar a sua vida útil, assim como a dos restantes componentes.

3.4.2 Parâmetros de desempenho

Não existe uma fórmula que determine o melhor rácio de sobredimensionamento pois este varia de local para local e de sistema para sistema. Para proceder a análise do melhor rácio para um determinado sistema geralmente são efetuadas simulações sucessivas em plataformas como o PVsyst, que será a plataforma utilizada na realização desta dissertação. [37]

A expressão que permite calcular várias potências a testar no programa é a seguinte:

PFV = PN× RSD (3.16)

– PFV: Representa a potência do gerador FV, em [kW];

– PN: Representa a potência nominal do sistema, em [kW];

– RSD: Representa o rácio de sobredimensionamento;

O rácio de sobredimensionamento será muito frequentemente superior a 1, e poderão existir vários rácios que revelem um bom desempenho para a mesma configuração. Segundo um estudo realizado pelo investigador Jayanta Mondol, o rácio típico praticado em lugares de grande inso- lação, para um inversor de alta eficiência, será habitualmente entre 1.1 e 1.2 e, para um inversor de baixa eficiência, este será habitualmente entre 1.2 e 1.3. De forma análoga, para lugares com pouca insolação este rácio será entre, respetivamente, 1.3 e 1.4 ou 1.4 e 1.5. [38]

Aquando da simulação no PVsyst e da escolha de um rácio adequado, é importante testar uma série de aspetos à medida que se varia a configuração do sistema. A variação da configuração do sistema consiste, essencialmente, em variar a potência instalada e utilizar inversores e/ou módulos de diferentes fabricantes. A principal informação que se pretende obter no PVsyst consiste na possibilidade de existente de sobrecarga por parte do inversor, o performance ratio, o specific yield, reference yield, a energia injetada na rede, entre outros. [37;38]

O reference yield representa a razão entre a radiação global incidente na superfície do gerador FV e a radiação considerada para testar os módulos FV. Este índice representa o número de horas

que faz sol, definindo assim o recurso solar para o sistema FV em causa. [40] YRY =

HT

G0

(3.17) – YRY: Representa o reference yield, em [horas];

– HT: Representa a radiação global total incidente na superfície do gerador FV, em [kWh/m2];

– G0: Representa a radiação que incide nos módulos, sob condições STC, em [kW/m2];

O specific yield, que é definido como a razão entre a energia produzida pelo sistema FV e a potência total do gerador que o constitui, representa o número de horas de operação que o gerador FV necessita realizar para gerar a energia evidenciada pelo sistema no seu lado AC. É assim uma ótima maneira de comparar a energia produzida por sistemas com diferentes potências instaladas. [40]

YSY =

EAC

PFV

(3.18)

– YSY: Representa o specific yield, em [horas];

– EAC: Representa a energia existente no lado AC do inversor, em [kWh];

– PFV: Representa a potência instalada do sistema FV, em [kW];

O performance ratio é um índice calculado entre a razão da energia efetivamente produzida e a energia produzida se o sistema trabalhasse sempre sob condições ideais, ou seja, reflete as perdas causadas pelos variados equipamentos do lado DC, ou mau aproveitamento da radiação por parte dos módulos. Quanto maior for, mais energia irá ser produzida pelo sistema. Este índice é muito utilizado para comparar sistemas FV em diferentes localizações e o seu valor, para sistemas com elevado desempenho, varia entre 75% e 85%. [31;40]

PR=YSY YRY

(3.19) Portanto, um bom rácio de sobredimensionamento será aquele que evidenciar bons valores dos parâmetros atrás mencionados e não submeta o sistema a situações que põem a segurança em causa, como sobrecarregar o inversor. Este estudo possui vital importância devido ao facto de abrir portas para a escolha da configuração do parque FV, assim como à determinação do seu layout.