LABORATÓRIO RECÔNCAVO SOLAR – COMPARATIVO MÓDULOS MONOFACIAIS E BIFACIAIS

Como continuação, apresentaremos os principais resultados das comparações entre os módulos monofaciais e bifaciais da usina em seus cinco primeiros meses de operação.

Recapitulando sobre a configuração em campo, temos:

A partir dessa configuração foram realizados os levantamentos de potência instantânea entre os módulos 07 e 15. O módulo de número 07 é um modulo monofacial de 405 Wp do modelo TSM-DE15M(II), já o módulo de número 15 é um modulo bifacial também de 405 Wp do modelo TSM-DEG15MC.20(II). Ambos os módulos são de silício monocristalinos, com tecnologias multibusbar e half-cell, logo a única diferenças entre os modelos é apenas a captação na parte traseira do modulo TSM-DEG15MC.20(II) e a estrutura na qual são montados.

                                               Figura 2 – Módulos Instalados.

2 - Metodologia

Para comparação de dois módulos fotovoltaicos devemos inicialmente compreender como é feita a apresentação dos dados de geração dos fabricantes de inversor. Tanto a Sungrow quanto a APsystems trabalham com exposição de dados e parâmetros ao longo de anos, meses, dias, horas e também em minutos. A metodologia padrão (que nomearemos aqui de “método 1”) consiste no recolhimento dos dados em kWh diretamente conforme é apresentado pelo fabricante. Por outro lado uma outra abordagem (que nomearemos aqui de “método 2”) para comparação de geração se dá no somatório de potência instantânea que a MPPT está apresentando no momento, sendo o dado mais reduzido apresentado em intervalos de 5 minutos. Ao realizar o somatório dessas potências ao longo de todo o dia é possível obter a curva de potência em kW por dia de cada entrada. A partir desses valores é possível perceber qual entrada apresentou mais potência, portanto, maior geração.

Tal processo foi também aqui realizado visto que os modelos dos microinversores são diferentes (portanto leves diferenças nos horários de start e finalização da operação), dessa forma o horário inicial foi estipulado em 7 horas e o final em 16 horas. Afastando assim as influências do equipamento e também garantindo a mesma quantidade de dados no somatório.

Outro ponto de importante análise para essa avaliação qualitativa dos módulos, se dá através da retirada da incluência do sobrecarregamento provocado pela maior quantidade de potência CC fornecida. Basicamente o microinversor YC600 possui uma relação CC/CA de 1,325 enquanto que o microinversor QS1A tem essa relação em 1,127. Essa diferença provoca também diferentes gerações nos horários de pico do sistema, dessa forma dentro do intervalo das 7h às 16h, foi também retirada da análise o horário entre 10h e 14h.

Outras condições como diferença de altura e inclinação serão consideradas ao final da análise.

3 - Resultados

Com o objetivo de obter os resultados para os primeiros meses de operação do sistema, foram selecionados os meses de junho a outubro no qual o somatório e comparação de energia e de potências instantâneas podem ser visualizados a seguir.

Para o método 1:

Ambos os módulos estão instalados em microinversores APsystems, com o módulo 7 instalado em uma estrutura monoposte e o módulo 15 instalado em uma estrutura de sapata corrida. Afastando a diferença de geração por estrutura é possível ainda atribuir um valor de geração de 0,30% para os módulos bifaciais (segundo dados das simulações PVsyst).

Dessa forma é possível concluir que a partir de uma abordagem direta, visando a geração (kWh) os módulos bifaciais possuem uma eficiência de  aproximadamente 14% superior se comparado a um par semelhante (de mesma potência e com semelhantes tecnologias). Alguns dados dos meses de agosto e setembro foram suprimidos do somatório para manter a coerência dos resultados, porém, tal consideração não interferiu na análise qualitativa da diferença de geração.

Para o método 2:

Para exemplificar melhor a abordagem do método 2, trazemos aqui o gráfico (Figura 3) de variação de potência instantânea de um dia qualquer do intervalo de tempo analisado.

Figura 3 – Curva diária de potência instantânea para os módulos 15 e 7, respectivamente, em um dia qualquer.

Com destaque para os valores superiores de geração do módulo bifacial já é possível presumir que o período completo dos cinco meses apresentará um maior valor de potência em kW para o módulo bifacial.

Na Tabela 2 foram realizados esses somatórios de potência instantânea, para os horários indicados anteriormente, ao longo desses cinco meses, tendo como resultados os seguintes quantitativos:

 Para o método 2 foi obtido um resultado geral levemente inferior, ou seja, os módulos bifaciais possuem uma eficiência de  aproximadamente 12% superior se comparado ao módulo monofacial analisado. A partir das referências dos artigos “MÓDULOS BIFACIAIS COM PVSYST -  FATORES A CONSIDERAR” e  “ALBEDO (COEFICIENTE DE REFLEXÃO): DEFINIÇÃO  INFLUÊNCIA EM MÓDULOS BIFACIAIS” foi possível atribuir o valor inicial de 0,35 para o albedo do solo visualizado na Figura 2, o que também foi comprovado com as simulações via PVsyst no qual a geração em campo mais se aproximou da simulação do software com o albedo de 0,35, solidificando assim as bases teóricas utilizadas anteriormente.

Ainda segundo PVsyst o valor de diferença de geração esperado, para esse sistema, estava na ordem de 6,5%, o que vai de encontro ao demonstrado no artigo “MÓDULOS BIFACIAIS: APLICAÇÕES PRÁTICAS” que demonstra uma faixa de ganho entre 6 a 8%, por conta dessa tecnologia. Com isso o módulo bifacial para um albedo de 0,35 superou as expectativas do software e também do fabricante (indicando ganhos da ordem de 10% para essa configuração).

Esses resultados comprovam o quanto é importante conhecer e estudar os sistemas fotovoltaicos, mantendo módulos de qualidade e com tecnologias atuais nos nossos sistemas podemos potencializar a geração. Sendo cada acréscimo em kWh gerado correspondente a significativos ganhos ao longo de toda a vida útil dos sistemas, do ponto de vista financeiro e também do ponto de vista ambiental com a redução da emissão de CO2.