Laboratório Recôncavo Solar – Comparativo Módulos Monofaciais e Bifaciais - 2023
Recapitulando sobre a configuração em campo, temos:
A partir dessa configuração foram realizados os levantamentos de geração em kWh entre os módulos de números 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 diferença entre os modelos é apenas a captação na parte traseira do modulo TSM-DEG15MC.20(II) e a estrutura na qual são montados.
Um ponto que será aqui acrescentado nesse novo artigo é a análise de geração através do PVsyst para o segundo ano de operação. Em alguns outros artigos comparamos a geração do sistema no primeiro ano (“LABORATÓRIO RECÔNCAVO SOLAR – COMPARATIVO MÓDULOS MONOFACIAIS E BIFACIAIS”), mas quais resultados seriam esperados para o segundo ano de operação de um sistema desse tipo? Como deveríamos calcular a geração mensal? Quais perdas estariam associadas? Posteriormente iremos detalhar cada um desses pontos.
- 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 consiste no recolhimento dos dados em kWh diretamente conforme é apresentado pelo fabricante, dessa forma conseguimos estimar de maneira satisfatória a diferença de geração entre esses módulos.
Para os resultados do PVsyst serão utilizados os relatórios gerados em 2022 e fazendo uma correspondência com o valor esperado em 2023 para que será possível verificar se o sistema apresentou um percentual de degradação igual, maior ou inferior ao esperado pelo fabricante e pelo software. Essa correspondência é realizada aplicando o valor de diferença entre os anos também para os meses, então se um sistema no segundo ano apresentou um decréscimo de 10% em sua geração esse valor pode ser aplicado proporcionalmente aos meses de forma a realizar um levantamento de qual seria o valor de geração esperada para aquele mês no segundo ou qualquer outro ano de operação do sistema. A seguir será apresentado o resultado para a usina em questão.
Outras condições como diferença de altura e inclinação serão consideradas ao final da análise.
- Resultados
Com o objetivo de adquirir os resultados para os primeiros meses de operação do sistema, foram selecionados os meses de janeiro a junho no qual o somatório e comparação de geração de energia, obtidos em campo, podem ser visualizados a seguir.
Ambos os módulos estão instalados em microinversores APsystems, sendo o módulo de número 07 instalado em uma estrutura do tipo monoposte e o módulo de número 15 instalado em uma estrutura do tipo sapata corrida. Afastando a diferença de geração por estrutura é viável ainda atribuir um valor de geração de 0,30% superior para os módulos bifaciais (segundo dados das simulações PVsyst).
Dessa forma é possível concluir que a partir de uma abordagem direta, visando apenas 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).
Comparando com os dados obtidos na análise anterior, realizada em 2022, observa-se que o sistema apresentou semelhantes resultados de geração e que se repetiu o comportamento percentual de diferença entre os módulos monofaciais e bifaciais. Dessa maneira é possível reforçar que os equipamentos seguem gerando conforme esperando e que mesmo após um, dois ou mais anos a diferença se mantêm e tende a se manter também.
Com o intuito de comparar a taxa de decaimento do sistema ao longo dos anos serão aqui comparados os valores de geração esperados (via PVsyst) para o segundo ano do sistema (2023) ao longo dos seis primeiros meses do ano.
Na Tabela 2 são apresentados os dados de geração calculados via PVsyst para os primeiros meses do ano. Conforme o PVsyst era esperada uma diferença de 7,24% entre a geração do módulo bifacial e do módulo monofacial, porém, conforme resultados da Tabela 1, a diferença real foi de 13,51% indo assim em discordância ao software. Tal situação ocorre em parte por conta da alta eficiência do bifacial e em menor parcela por conta da baixa eficiência do monofacial, conforme será visto a seguir.
Os dados apresentados na Tabela 2 são os resultados do PVsyst de 2022 com um decréscimo de 1,28% para a geração do monofacial e de 0,52% para o bifacial, esses valores são as diferenças calculas pelo software para esses primeiros anos, conforme Figura 3. Essa diferença foi aplicada aos meses analisados com o intuito de obter os valores mais coerentes para o período em questão.
É possível ainda comparar os dados de geração finais esperados e obtidos.
A análise dos resultados demonstra que para o módulo bifacial obtivemos uma geração em campo superior ao que se era esperado pelo PVsyst, uma leve diferença de 0,6% que já nos permite inferir que os módulos estão com uma eficiência até mesmo superior a qual os eram esperados. Por outro lado, o módulo monofacial exibiu um desempenho de 5% abaixo das expectativas estabelecidas pelo PVsyst, indicando que o software superestimou a geração esperada para o módulo. Essa discrepância se assemelha aos achados do estudo inicial apresentado neste contexto.
Para exemplificar melhor a diferença em um dia qualquer entre esses módulos, trazemos aqui o gráfico (Figura 3) de variação de potência instantânea diária.
Com destaque para os valores superiores de geração do módulo bifacial já é possível presumir que o período completo dos seis meses apresentará um maior valor de potência em kW para o módulo bifacial.
Vale destacar que o valor referência do albedo do solo da Figura 2, conforme mencionado no artigo anterior, foi de 0,35 valor esse confirmado através das simulações.
De acordo com o PVsyst a diferença prevista na geração para esse sistema no segundo ano estava na ordem de 7,24%, 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.
- Referências Bibliográficas
[1] https://www.isolarcloud.com/.
[2] Manual Fabricante Sungrow.
[3] https://www.apsystemsema.com/ema/logoutEMA.action.
[4] Manual Fabricante APsystems.
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