Se você trabalha com energia solar, está destinado a ouvir ou se deparar com o termo P50 ou P90 ou P99. Isso, a princípio, é um conceito muito confuso. O ‘P’ significa Probabilidade e o número que o segue é o nível de probabilidade (por exemplo, 50%, 90%, 99%).
No entanto, a probabilidade é inerentemente muito difícil de entender para nós, humanos. Gostamos do determinismo; causa e efeito. Não fazer o dever de casa, acarretará tirar nota baixa na prova. Treinar um esporte e aumente a aptidão. Pare de fazer cardio e fique sem fôlego depois de um lance de escadas. Causa: efeito. Mas vamos dirigir até a academia, vou sofrer um acidente de carro? O americano médio sofre um acidente de carro a cada ±700.000 milhas. Portanto, diríamos que provavelmente não vou sofrer um acidente de carro dirigindo para a academia hoje. Mas, se eu garantisse que, nos próximos 40 anos, passaria 700.000 milhas dirigindo para a academia e voltando, é provável que eu sofresse um acidente em algum momento desses 40 anos. Essa é a essência da probabilidade estatística, ela pode dizer a probabilidade de algo acontecer.
No mundo da energia solar, P50, P90 e P99 representam a probabilidade de um projeto solar gerar pelo menos uma quantidade específica de eletricidade em um determinado ano. Como usar a probabilidade para determinar se você vai bater dirigindo para a academia, estou me esforçando para oferecer orientação meio das probabilidades solares; por que eles são necessárias, como são calculadas e como usá-las.
Imagem: Solesca
A energia solar é bem diferente de outros geradores de eletricidade, com exceção do vento. Se você construir uma usina nuclear, desde que haja material físsil e os operadores continuem a aparecer, você pode garantir a produção de energia da instalação indefinidamente. No entanto, com a energia solar, dependemos, literalmente, do clima. Pergunte a qualquer fazendeiro, pesquisador de laboratório nacional, homem ao ar livre ou Punxsutawney Phil para saber que o tempo não é fácil de prever.
Com o clima sendo tão imprevisível, como podemos determinar a quantidade de luz solar que atinge os módulos que colocamos neste local ao longo de um ano ou vida útil do sistema solar? E é aqui que obtemos parte da nossa resposta. Você sabe como vai estar o tempo amanhã? Você pode usar qualquer aplicativo de clima e com um alto grau de certeza saber como estará o tempo para amanhã. Que tal este fim de semana? Bem, para mim faltam cinco dias, então vou ficar de olho nisso. E daqui a 10 dias? Um mês? E o casamento que está sendo planejado para setembro? Quanto mais nos afastamos de uma data, mais difícil é prever o tempo.
No entanto, há uma coisa engraçada sobre o clima que funciona ao contrário. Se você mora no hemisfério norte, sabe que junho será mais quente que dezembro, que abril provavelmente terá chuvas e as folhas mudam no outono. Podemos ter mais certeza sobre as últimas afirmações do que uma previsão em uma determinada data meses depois.
Com esse conhecimento em mãos, como podemos usá-lo em nosso benefício para a energia solar? Para nossa sorte, as estações de pesquisa financiadas pelo governo e a iniciativa privada pagam pelo tempo de satélite para rastrear o clima em todos os anos e em todos os locais (pelo menos nos EUA). Podemos chegar a dados de 5 minutos que datam de décadas. Isso está disponível por meio de estações terrestres da NOAA NREL (National Renewable Energy Lab), bem como interpoladores de satélite como SolarAnywhere, Solcast e SolarGIS. Temperatura, vento, irradiância, cobertura de nuvens, precipitação e muito mais são rastreados e usados para desenvolver um arquivo TMY (Ano Meteorológico Típico) usando um processo científico como o método Sandia.
Embora a matemática seja um pouco complexa, o que precisamos saber é que 15 a 30 anos de dados são usados para gerar um ano típico. O arquivo TMY é então carregado em seu software de modelagem de energia solar e é usado para calcular quanta energia será produzida por um sistema. Essa saída de energia é considerada um valor de energia P50 e normalmente ocorre no formato horário (8760). Cinquenta por cento das vezes a energia acabará, 50% abaixo. Mas, ao longo da vida útil do sistema, a média da energia para todos os anos (sem contar as diferenças de degradação e indisponibilidade ano a ano) será muito próxima da saída do modelo.
Então você projetou seu sistema, usou um bom recurso solar (ou vários para comparar) para obter um arquivo TMY e gerou um MWh (megawatt-hora) para o primeiro ano. Você pode pegar esses dados e construir um projeto, certo? Você pode, mas se quiser financiar um projeto, não poderá fazê-lo com um simples número P50.
Ao financiar um projeto, tendo um banco ou entidade externa dando capital para cobrir o custo, a organização espera uma taxa de retorno com alto grau de certeza. Um cara ou coroa em um determinado ano não inspira confiança. Para nossa sorte, podemos usar a probabilidade para determinar um número de maior probabilidade para levar aos bancos. Muitos desejam números P90 e/ou P99. Um P90 significa que 90% de probabilidade de a energia ser igual ou superior, com 10% sendo menor que o número fornecido. P99 está 99% acima, 1% abaixo. É mais fácil mostrar as diferenças em um gráfico de curva de sino.
Existem duas maneiras de alcançar um número P90/P99 a partir de um P50. A primeira é pegar os dados meteorológicos históricos e executar vários modelos para obter um arquivo TMY diferente. A segunda é pegar os dados meteorológicos e os dados do P50 e aumentá-los para P90 e P99 usando um modelo desenvolvido em Genebra e amplamente aceito pela indústria. Ambos funcionam e provaram ser financiáveis. O modelo de Genebra pega o GHI do sistema para obter a variabilidade, assume uma distribuição de probabilidade gaussiana e usa os dados P50 e a variabilidade para calcular os valores de P com base no desvio padrão.
Mesmo que não possamos usar esses modelos para prever um determinado dia ou ano com um alto grau de precisão, podemos ter um alto grau de precisão ao longo dos anos. Os números P50 são usados para gerentes de ativos como uma meta a ser atingida para a produção do sistema e podem ser ajustados para o clima. Os números P90 e P99 são usados pela equipe financeira e pelos bancos para projetos, pois têm um maior grau de certeza.
Imagem: Solesca
Sobre o autor: Rocco Fucetola, COO, Solesca.
Rocco Fucetola é Diretor de Operações da Solesca. A Solesca fornece software pré-CAD para C&I e energia solar de montagem no solo. A empresa ajudou a avaliar mais de 100 GW de projetos.
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