O OVERSIZING NO DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS

Author: GoodWe Brazil

2024-10-22 16:57

 

O sucesso de um projeto de energia solar fotovoltaica não depende exclusivamente de uma execução bem-feita, mas também de um planejamento que garanta eficiência, desempenho e retorno sobre o investimento. Sendo assim, existem diversos fatores que devem ser considerados no momento do dimensionamento de um sistema. 

 

Dentre eles, um tema que ainda levanta muitos questionamentos é o oversizing ou sobredimensionamento e o porquê cada projeto é único e suas premissas individuais devem ser respeitadas. Apesar disso, muitos fatores negligenciados podem causar problemas futuros como baixa eficiência do sistema e diminuição da vida útil dos inversores fotovoltaicos.

 

Sendo o inversor o equipamento mais afetado pelo mau uso do oversizing no sistema gerador fotovoltaico, o objetivo da GoodWe neste artigo é direcionar as vantagens do sobredimensionamento, expor conceitos que podem ser utilizados no momento da tomada de decisão, e, de forma prática, demonstrar com simulações no software PVSyst estes conceitos.

 

O QUE É OVERSIZING?

O termo oversizing, em tradução livre, significa sobredimensionamento e em sistemas fotovoltaicos é utilizado para indicar o superdimensionamento da potência da entrada de corrente-contínua (CC) nos inversores fotovoltaicos em relação a sua potência nominal de corrente alternada (CA). Em outras palavras, significa que é utilizada uma potência de módulos maior do que a potência do inversor.

 

O valor do sobredimensionamento é caracterizado de duas formas: a primeira é a partir do termo FDI, que indica uma divisão da potência nominal do inversor pela potência dos módulos fotovoltaicos; e, a segunda, que é a mais comum, onde o termo oversizing indica qual o percentual de potência CC está acima da potência nominal do inversor.

 

QUANDO APLICAR O OVERSIZING? 

Atualmente, os datasheets dos módulos fotovoltaicos apresentam parâmetros elétricos obtidos em testes sob duas condições distintas, a NMOT (Nominal Module Operating Temperature) e STC (Standard Test Condition). Os valores em NMOT são obtidos com condições de teste de irradiância de 800 W/m², temperatura de 20°C, velocidade do vento de 1m/s e AM 1,5. Enquanto o teste sob STC tem como premissas uma irradiância de 1000 W/m², temperatura de 25°C e AM 1,5.

 

Durante o dimensionamento dos arranjos fotovoltaicos aqui no Brasil são utilizados os dados de STC por estarem mais próximos a realidade, sendo assim, os projetistas consideram que os módulos serão submetidos a uma irradiância média de 1000 W/m². Contudo, a irradiância solar não é constante é nesse momento que o oversizing por se tornar uma ferramenta relevante.

 

Para entender melhor como o sobredimensionamento pode ajudar nesses casos, segue abaixo dois exemplos de instalações de clientes da GoodWe, que foram analisadas dentro do portal de monitoramento. Estas instalações estão localizadas na mesma região e possuem condições solarimétricas parecidas, o que as SA-B-20240109-001 3 3 difere é o oversizing utilizado em cada uma.

 

Para a primeira instalação, foi utilizado o inversor GW73KLV-HT com 73kW de potência nominal e 220 Vac e não foi feito o sobredimensionamento nas entradas CC do equipamento, ou seja, a potência de módulos é igual a nominal do inversor. Conforme pode ser visto na figura 1 abaixo, durante um dia de poucas nuvens, o equipamento alcança o seu pico de potência próximo às 12:05.

Enquanto isso, para a segunda instalação, foi utilizado o mesmo inversor trifásico GW73KLV-HT de 73kW e 220 Vca da GoodWe. Este projetista optou por utilizar um sobredimensionamento de 50% a mais de potência nos módulos fotovoltaicos em relação a potência nominal do inversor. Conforme pode ser visto na figura 2, este equipamento atinge o pico de potência às 10:00 e se mantem em potência máxima até aproximadamente 13:45, ou seja, 3 horas e 45 minutos operando em máxima potência durante o dia.

 

VANTAGENS 

É possível perceber pelas figuras apresentadas que para compensar a falta de constância climática, pode-se utilizar do sobredimensionamento CC para forçar o inversor FV a trabalhar mais tempo durante o dia na sua potência máxima. Quando submetido a uma potência de entrada maior que a nominal, a geração do sistema vai ser otimizada porque ocorre uma maior geração de energia nos períodos da manhã e da tarde, conforme é mostrado na figura 3 abaixo.

A área verde sombreada no gráfico indica todo o ganho de energia quando o oversizing é aplicado. Conforme pode ser visto, quando esta curva é comparada com a curva de um sistema sem oversizing (curva lilás), este ganho é mais acentuado nos períodos da manhã e da tarde porque são estes os períodos em que a irradiação é menor.

 

Além disso, o sobredimensionamento pode auxiliar na otimização e melhoria de desempenho de sistemas quando estes sofrem com condições adversas tais quais: sombreamento, irradiância insuficiente e orientação/inclinação não ideal. 

 

Para mais detalhes, por favor baixe o arquivo abaixo. 

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