Determinação da confiabilidade de sistemas fotovoltaicos autônomos a partir de simulações numéricas

Abstract

O desempenho de Sistemas Fotovoltaicos Autônomos (SFA) depende, além de seu projeto técnico e da radiação solar que recebe, do perfil de carga ao qual será submetido. Os diferentes perfis de cargas encontrados em SFA apresentam características diferenciadas ao longo do dia, semana e mês dependendo de sua aplicação. Neste trabalho apresentam-se os resultados de simulações realizadas , em uma base temporal horária, sobre um SFA para diferentes perfis de carga, utilizando um programa computacional desenvolvido no Laboratório de Energia Solar da UFRGS denominado PVSize. A metodologia de simulação numérica utilizada baseia-se em balanços energéticos horários ao longo de um ano através dos quais se calcula, em função da potência fotovoltaica instalada e da capacidade do banco de baterias, a probabilidade que aconteça uma falha. A instalação a ser analisada encontra-se implantada na região amazônica do Brasil com uma demanda energética de 10 kWh ao dia. A probabilidade de perda de carga no SFA foi simulada para quatro diferentes tipos de perfis de demanda: consumo noturno, consumo diurno, consumo constante ao longo do dia e consumo misto (de dia e de noite), utilizando como dados de entrada valores médios mensais de temperatura e radiação e parâmetros técnicos. Resultados das simulações mostram a necessidade de aumentar a capacidade de geração ou de acumulação de energia para manter o mesmo grau de confiabilidade de um SFA com diferentes perfis de carga, e seu efeito sobre a viabilidade financeira do projeto. A LLP obtida, comparando uma metodologia energética e temporal, tem mostrado diferenças de até 10 %. A análise financeira durante 25 anos de operação mostrou que para os quatro perfis de demanda considerados e valores de LLP iguais a zero o custo por kWh gerado encontra-se entre R$ 1,70 e r$ 1,80 em sistemas com diferentes capacidades de geração armazenamento, por conseqüência, diferentes custos inicias.