Estudo conclui que indústria fotovoltaica está negligenciando questões de superirradiação

Da pv magazine Global

Uma equipe de pesquisa internacional investigou como a superirradiância (OI) pode afetar o desempenho de instalações fotovoltaicas em latitudes baixas e médias e descobriu que vários problemas podem surgir quando as condições de OI duram mais de um minuto e em temperaturas ambientes acima de 30 ºC.

Esses eventos podem afetar o desempenho operacional das usinas fotovoltaicas, a estabilidade da rede elétrica e a eficiência dos inversores. Esses efeitos se devem ao aumento e flutuação drástica da irradiância, que pode variar em mais de 900 W/m2.

“Em nossa estimativa, a indústria nas últimas décadas, a indústria fotovoltaica, tem negligenciado a superirradiação, possivelmente devido ao desconhecimento ou à crença de que esses eventos são raros e isolados”, disse o principal autor da pesquisa, Marco Zamalloa, à pv magazine. “Nós mesmos não sabíamos desses eventos antes de vê-los em nossos dados de irradiância alguns anos atrás. No entanto, como somos relativamente novos neste tópico, não podemos dizer com certeza absoluta se alguns ramos da indústria de energia fotovoltaica e desenvolvedores de projetos agora consideram essas condições de superirradiação”.

De acordo com Zamalloa, as condições de OI são comuns e ocorrem em todos os lugares com formação de nuvens. “Eles podem ser imaginados como um ponto focal de uma lupa errante”, explicou. “Com o movimento da nuvem, ela vagueia sobre a superfície da Terra. Só percebemos o aumento da irradiância quando o ponto focal passa por um sensor”.

No artigo “Condições de superirradiância e seu impacto na distribuição espectral em locais de baixa e média latitude”, publicado na Solar Energy, Zamalloa e seus colegas analisaram a distribuição espectral das condições de OI em Lima, Madri e Berlim usando espectrorradiômetros, inclinação e ângulos de azimute e intervalo de amostragem. Eles mediram, em particular, a distribuição espectral da irradiância solar em W/m2/nm, variando de 350 a 1.050 nm, por meio de dois anos de dados espectrais medidos.

Por meio de sua análise, eles descobriram que as condições de OI causam desvio para o vermelho e nublam um desvio para o azul do espectro de céu claro. “O desvio para o vermelho causado pelas condições de superirradiância resulta em diferentes distribuições espectrais, dependendo da energia média dos fótons do céu claro”, explicaram, acrescentando que o desvio para o vermelho espectral indica um aumento da nuvem da irradiância normal direta.

“Acreditamos que a indústria fotovoltaica requer uma avaliação quantitativa dos impactos da superirradiância na operação de sistemas fotovoltaicos, que estão apenas começando a ser percebidos”, disse o coautor Jan Amaru Töfflinger. “A mudança repentina de irradiância torna necessário melhorar o tempo de resposta dos inversores e do algoritmo MPPT, tanto para aproveitar o aumento da irradiância quanto para evitar o aquecimento de cabos, fusíveis e módulos fotovoltaicos devido à alta corrente gerada pelos eventos de superirradiância”.

Töfflinger também destacou que as condições de superirradiação são frequentes no Brasil e podem ter efeitos técnicos e econômicos nas usinas fotovoltaicas. “Entramos em contato com colegas do Brasil, onde, até agora, a maioria dos artigos foi escrita sobre o impacto das condições de superirradiação em usinas fotovoltaicas”, concluiu. “Eles dizem que estão cientes dos riscos potenciais e estão tomando precauções no dimensionamento do inversor e dos fusíveis de proteção”.

O grupo de pesquisa é formado por cientistas da Pontificia Universidad Católica del Perú, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH, da Alemanha, e da Universidade de Jaén, na Espanha.