O uso de bancos de dados de radiação solar e um simulador solar ao projetar minirredes híbridas a diesel-solar pode melhorar a operação, os custos e a produção, de acordo com um estudo de pesquisadores da Universidade Federal de Santa Catarina no Brasil.
Os pesquisadores disseram que, embora os dados de radiação solar sejam relativamente importantes para projetos fotovoltaicos urbanos conectados à rede, são absolutamente cruciais para as minirredes a diesel solar em áreas remotas.
O grupo catarinense afirmou que o excesso de capacidade de geração solar nessas redes pode afetar a operação estável dos geradores a diesel que os acompanham, mesmo que isso economize combustível. Por outro lado, se a capacidade for muito baixa, a conta de combustível aumenta desnecessariamente.
Os pesquisadores acrescentaram que algo tão inocente quanto um céu coberto de nuvens tem um efeito muito mais desestabilizador nas minirredes a diesel-solar do que em seus equivalentes conectados à rede, uma vez que a flutuação na geração fotovoltaica pode causar oscilações de tensão e frequência, desequilíbrio de tensão e problemas de comutação de corrente.
Estudo de caso
Os pesquisadores apresentaram o caso de uma minirrede de 12 MW em Buritis, no estado brasileiro de Roraima. O grupo simulou os efeitos da conexão de uma usina de energia solar a diesel híbrida de 99 kW ao sistema usando os cinco bancos de dados de radiação solar e os dois mais populares pacotes de simulação fotovoltaica. «Diferentes combinações desses dois parâmetros levaram a resultados consideravelmente diferentes na capacidade fotovoltaica instalada e no consumo anual de energia, o que em alguns casos pode afetar o desempenho técnico do grupo do gerador a diesel», afirmou o grupo.
A equipe analisou 400 configurações possíveis para a usina híbrida. «A avaliação das cinco opções nos bancos de dados de radiação solar, para a mesma configuração de usina fotovoltaica, encontrou variações de até 19,7% na expectativa de geração fotovoltaica», disseram os pesquisadores. «Quando o pacote de software de simulação foi variado, a união desses dois efeitos mostrou diferenças de até 20,6%.»
Economia de combustível
A demanda de geração de energia solar e os perfis de carga da minirrede foram identificados como fatores decisivos para determinar a proporção ideal da fonte de geração nesses sistemas de energia solar-diesel.
O grupo catarinense concluiu que o uso de um banco de dados de radiação solar pode ser particularmente útil não apenas para definir o equilíbrio correto de um sistema, mas também para obter a operação ideal do gerador e economia de combustível. «A economia total de combustível diesel, durante um período de 15 anos, variou de US $ 6,5 milhões a US $ 16 milhões para o menor sistema fotovoltaico», disseram os pesquisadores.
Os resultados foram descritos no “The influence of the solar radiation database and the photovoltaic simulator on the sizing and economics of photovoltaic-diesel generators”, publicado na Energy Conversion and Management e no site ScienceDirect.
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