Cientistas do Instituto Copernicus da Universidade de Utrecht, na Holanda, afirmaram que as usinas fotovoltaicas offshore podem ser mais produtivas do que as montagens em terra depois de realizar uma simulação comparando um projeto do Mar do Norte com um sistema Convencional no campo de testes fotovoltaicos offshore de Utrecht.
As medições da simulação levaram em consideração as temperaturas médias da superfície do ambiente e da água e o efeito das ondas por um ano. O modelo incluiu o funcionamento da água do mar como um sistema de refrigeração natural, bem como a velocidade do vento e a umidade relativa, e os pesquisadores observaram grandes oscilações nas temperaturas do ar ambiente durante o ano simulado, contrastando com mudanças graduais da temperatura da água.
«A temperatura mínima do ar na instalação fotovoltaica no solo é de -1,1 graus Celsius, aproximadamente 4 graus Celsius acima da temperatura mínima no local fotovoltaico flutuante», afirmou a equipe de Utrecht. «Da mesma forma, a temperatura máxima do ar é mais alta na instalação fotovoltaica terrestre. A temperatura mínima e máxima da superfície do mar é de 1,8 graus Celsius e 16,7 graus Celsius, respetivamente. «
Temperaturas
Os pesquisadores observaram que a temperatura no mar era muito menor na instalação flutuante devido à maior umidade relativa e às velocidades do vento.
Os cientistas observaram que a temperatura da superfície do mar estava próxima do nível de equilíbrio do sistema fotovoltaico.
Ambos os projetos simulados incluíram 12 painéis solares para uma capacidade de geração de 3,72 kW. O projeto flutuante modelado foi colocado em um pontão de aço preso por quatro cabos a quatro boias. «Os cabos de aço limitam o grau de liberdade do pontão, lidando com o impacto das ondas do mar», afirmou o grupo de Utrecht.
Para o modelo de sistema flutuante, a estimativa da quantidade total de irradiação solar a atingir os painéis com um ângulo de inclinação definido – o valor da Irradiação de Inclinação Global (GTI) – foi baseada em um ângulo de inclinação afetado pelas ondas do mar. Ambas as instalações simuladas foram baseadas no uso de um controlador de carregamento solar SmartSolar MPPT 75/15 fabricado pela Victron Energy.
Desempenho
Em simulação, a montagem montada no solo gerou 1.192 kWh por ano para cada quilowatt instalado. O sistema flutuante foi 12,96% mais produtivo, com 1.346 kWh, dependendo do modelo. Os pesquisadores também observaram que a irradiância horizontal geral (GHI) – a irradiação total recebida em uma superfície horizontal – foi 8,54% maior para o sistema flutuante.
«Embora a velocidade do vento altere simultaneamente o ângulo de inclinação e, como resultado, os painéis nem sempre estejam posicionados no ângulo ideal, a existência de água ao redor do pontão é uma grande vantagem para melhorar a eficiência, uma vez que a temperatura do painéis é mais baixo e também mais constante ”, disseram os pesquisadores.
A simulação não comparou os custos de instalação dos sistemas ou o custo nivelado de energia para a eletricidade solar que eles gerariam.
Documento
As conclusões da simulação foram apresentadas no documento “Simulação de diferenças de desempenho entre sistemas fotovoltaicos offshore e terrestres”, publicado em Progress in Photovoltaics.
A empresa Oceans of Energy, nascida na Universidade de Tecnologia de Delft, na Holanda, opera um projeto piloto offshore solar de 8,5 kW no Mar do Norte, que deve expandir para 50 kW por uma fase teste de um ano. O plano é expandir posteriormente o site para 1 MW e, eventualmente, para 100 MW.
Um consórcio belga, que inclui a subsidiária de engenharia Tractebel da empresa francesa de energia Engie, está trabalhando em outro projeto solar offshore no Mar do Norte. O grupo, que também inclui Dragagem, Engenharia Ambiental e Marinha NV; a empresa de instalação solar Soltech NV; e a Universidade de Ghent, planeja instalar o pacote de 2 milhões de euros próximo a uma fazenda de aquicultura e a um projeto de energia eólica offshore.
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