Implementação e análise de um sistema fotovoltaico com módulos de silício multicristalino instalados em solo em propriedade rural

Abstract

A utilização de sistemas fotovoltaicos de geração distribuída tem crescido consideravelmente no Brasil, e a cada dia mais sistemas são conectados à rede elétrica. Este trabalho apresenta o desenvolvimento e análise de um sistema fotovoltaico de 20kWp instalado em solo em uma propriedade rural associada à Cooperativa Agroindustrial Consolata, localizada no oeste do Paraná, com utilização de módulos fotovoltaicos de silício multicristalino. Foram realizadas simulações do sistema utilizando o programa PV*SOL Premium, estabelecendo o melhor local para instalação, com o ângulo ótimo de inclinação do arranjo fotovoltaico em 18º, produtividade estimada de 1612kWh/kWp e desempenho global de 85,2%. Os módulos fotovoltaicos foram caracterizados eletricamente sob condições padrão, onde todos apresentaram potência nominal acima do valor de catálogo. Realizaram-se inspeções da instalação e medições in loco a partir da utilização de células solares calibradas e câmera termográfica, para confrontar dados obtidos por meio de simulações e do sistema de aquisição de dados. Efetuaram-se inspeções e testes no sistema de aterramento, através do método de queda de potencial, com utilização de terrômetro digital. A produtividade e o desempenho global (PR) foram determinados para 12 meses de operação do sistema fotovoltaico, onde observou-se que o PR medido foi de apenas 4,2% menor que o simulado. Por fim o estudo de viabilidade econômica apresentou um retorno de investimento de 9 anos para instalação em solo.

The use of distributed generation photovoltaic systems has grown considerably in Brazil, and every day more systems are connected to the grid. This work presents the development and analysis of a photovoltaic system of 20kWp ground-mounted in a rural property associated with the Consolata Agroindustrial Cooperative located in the west of Paraná, using photovoltaic modules of multicrystalline silicon. System simulation was performed using the PV*SOL Premium program, establishing the best location for installation, with the optimum angle of inclination of the PV array at 18º, estimated productivity of 1612kWh/kWp and performance ratio of 85.2%. The photovoltaic modules were electrically characterized under standard conditions and they all had nominal power above the catalog value. Facility inspections and measurements in loco were performed using calibrated solar cells and thermographic camera to compare data obtained through simulations and the data acquisition system. Inspections and tests were performed in the grounding system, through the potential drop method, using a digital earth tester. Productivity and performance ratio (PR) were determined for 12 months of operation of the photovoltaic system where it was observed that the measured PR was only 4.2% smaller than the simulated one. Finally, the study of the economic feasibility, presented a 9 years pay-back of investment for ground-mounted PV system.