Metodologia para avaliação do desempenho de painéis fotovoltaicos utilizando um modelo elétrico-térmico e termografia quantitativa - Rafael Augusto Magalhaes Ferreira (2019)
A tecnologia fotovoltaica destaca-se por representar uma parcela significativa dos novos empreendimentos geradores dentro do contexto da geração distribuída no país. Esta franca expansão de mercado demanda por uma gestão mais eficiente dos ativos, principalmente em sistemas fotovoltaicos de médio e grande porte. A relação direta entre temperatura de operação e queda eficiência justifica a necessidade de se realizar o monitoramento térmico dos módulos fotovoltaicos, cenário em que a termografia se destaca como ferramenta de rápida identificação de unidades comprometidas na planta. No entanto, a potencialidade da técnica é limitada quando restrita apenas à busca por anomalias térmicas nos geradores fotovoltaicos, prática recorrente em usinas solares. O que se propõe neste trabalho é uma alternativa de determinação da eficiência real dos painéis fotovoltaicos por meio de uma abordagem conjunta envolvendo modelagem matemática e termografia quantitativa. A metodologia incluiu a modelagem matemática da operação dos painéis fotovoltaicos sob os pontos de vista elétrico e térmico, seguida por uma caracterização de desempenho por meio de inspeções termográficas individuais. As temperaturas registradas foram utilizadas em conjunto com as condições atuantes no momento da aquisição para estimar a eficiência real da unidade inspecionada, posteriormente confrontada com limites máximos teóricos. Os resultados do trabalho incluíram a caracterização das propriedades ópticas da superfície de vidro dos painéis fotovoltaicos, em que foram obtidos valores de = 0,78 e = 0,22 para as inspeções com ângulo de observação de 65°. Estas considerações, aliadas à quantificação das incertezas de medição por termografia, permitiram obter resultados confiáveis da temperatura de operação durante inspeções frontais dos módulos na Usina TESLA. Foi definido no escopo deste trabalho o coeficiente de desempenho dos painéis fotovoltaicos, sendo proposta uma avaliação sobre como este parâmetro pode variar frente às condições reais de operação ao longo de dias de céu claro e nublado. Foi apresentado um modelo de correção da temperatura indicada pelo termovisor que, comparado a dados medidos com um sensor de contato em testes em campo, apresentou resultados melhores que o modelo da FLIR. Por fim, a proposta de diagnóstico da usina foi testada com o objetivo de mostrar, de forma satisfatória, a potencialidade de uso da termografia como instrumento de monitoramento e determinação da eficiência operativa dos painéis fotovoltaicos.