Um estudo abrangente de seis anos, realizado por pesquisadores da Universidade Djillali Liabes de Sidi Bel-Abbes, na Argélia, lançou luz sobre a importância vital da manutenção contínua para o desempenho ideal de usinas solares. A avaliação, que analisou a operação de uma planta fotovoltaica conectada à rede de 12 MW no oeste da Argélia entre 2018 e 2023, revelou uma queda notável na produção de energia em 2020. Essa diminuição foi diretamente atribuída à redução das atividades de manutenção, imposta pelas restrições da pandemia de COVID-19, destacando um ponto crucial para a sustentabilidade e eficiência de projetos de energia solar em larga escala.
Os resultados da pesquisa, publicados no Journal of Engineering Research sob o título “Evaluation of an Algerian solar power plant efficiency: Six-year performance of 12 MWp grid-connected photovoltaic”, oferecem uma perspectiva detalhada sobre os fatores que influenciam a performance de usinas solares em diferentes condições operacionais. A usina em questão, localizada em Sidi Bel-Abbes, é um exemplo de infraestrutura robusta, equipada com tecnologia de ponta para monitoramento e produção de energia, o que tornou o estudo ainda mais relevante para a compreensão dos desafios e melhores práticas no setor.
A Usina Solar de Sidi Bel-Abbes: Estrutura e Tecnologia
A usina solar estudada, com uma capacidade de 12 MW, é um projeto significativo no cenário energético argelino. Sua estrutura é composta por 47.808 módulos de silício policristalino HSL60-PB-1–250 da Hanwha Qcells, cada um com potência nominal de 250 W. Esses módulos estão montados com uma inclinação de 34 graus, voltados para o sul, uma configuração otimizada para a captação da irradiação solar na região. Para a conversão da energia, a planta utiliza inversores Sunny Central 800CP XT, fabricados pela empresa alemã SMA, reconhecida por sua tecnologia em sistemas fotovoltaicos.
A instalação é dividida em seis subcampos, cada um com 2 MW de capacidade. Cada subcampo é equipado com dois inversores e conectado a um transformador elevador, garantindo a eficiência na transmissão da energia gerada para a rede elétrica. A usina também se destaca por seu avançado sistema de monitoramento, que registra dados operacionais e meteorológicos a cada 15 minutos, em conformidade com as normas IEC 61724. A sala de controle da planta abriga dois computadores: um para supervisão e coleta de dados da usina e outro dedicado ao monitoramento da rede. Uma estação meteorológica no local mede continuamente a irradiação solar, a temperatura ambiente, a umidade e a velocidade do vento, fornecendo informações cruciais para a análise de desempenho.
Para mitigar perdas de energia causadas pelo acúmulo de poeira, um desafio comum em regiões áridas como a Argélia, a usina emprega um sistema de limpeza semiautomático. Este sistema utiliza escovas rotativas montadas em uma estrutura rebocada por trator, garantindo a manutenção da superfície dos módulos e, consequentemente, a eficiência da captação solar.
Metodologia de Avaliação e Indicadores de Desempenho
Os pesquisadores da Universidade Djillali Liabes empregaram uma metodologia rigorosa para avaliar o desempenho da usina. Eles utilizaram diversos indicadores-chave, amplamente aceitos na indústria solar, para quantificar a eficiência e a produtividade da planta ao longo dos seis anos de estudo. Entre os indicadores avaliados, destacam-se:
- Rendimento de Referência (Reference Yield): Mede a irradiação solar total em um determinado período, normalizada pela irradiação de referência.
- Rendimento do Arranjo (Array Yield): Representa a energia gerada pelos módulos fotovoltaicos, normalizada pela potência nominal do arranjo.
- Rendimento Final (Final Yield): Indica a energia útil entregue à rede, normalizada pela potência nominal do arranjo.
- Razão de Desempenho (Performance Ratio – PR): É um dos indicadores mais importantes, pois compara o rendimento real da usina com seu rendimento teórico, descontando as perdas esperadas.
- Fator de Utilização da Capacidade (Capacity Utilization Factor): Mede a energia real produzida em relação à energia máxima que a usina poderia produzir se operasse continuamente em sua capacidade nominal.
Além desses, a equipe de pesquisa avaliou as eficiências dos inversores e do sistema como um todo, para determinar a eficácia da conversão da energia solar em eletricidade. Perdas de captura do arranjo e perdas do sistema foram calculadas para identificar ineficiências na geração e conversão de eletricidade. Por fim, os pesquisadores examinaram a degradação de longo prazo dos módulos, monitorando as mudanças na potência de pico efetiva sob condições padronizadas de irradiação e temperatura, um fator crucial para a vida útil e o retorno do investimento de qualquer projeto solar.
Resultados e o Impacto da Manutenção Reduzida
Os dados coletados ao longo dos seis anos revelaram padrões climáticos consistentes na região. As temperaturas ambientes seguiram padrões sazonais estáveis, variando de aproximadamente 8 a 10 °C no inverno a 22 a 24 °C no verão. A irradiação solar mensal variou entre 100 e 275 kWh/m², com os níveis mais altos registrados nos meses de junho e julho, indicando um recurso solar abundante.
A geração anual de eletricidade da usina variou de 19,83 a 21,41 GWh. O ano de 2019 registrou a maior produção, seguido por 2023. A produção mensal atingiu um pico de 2.258 MWh em agosto de 2019, enquanto a menor produção, de 1.125 MWh, ocorreu em janeiro de 2020. Os rendimentos diários médios de referência, arranjo e final foram de 5,65, 4,92 e 4,65 horas, respectivamente. As perdas de captura variaram de 0,3 a 1,5 horas por dia, e as perdas do sistema ficaram entre 0,1 e 0,5 horas por dia.
Apesar das condições de irradiação favoráveis, a usina experimentou um declínio acentuado no desempenho em 2020. Este período coincidiu com as restrições impostas pela pandemia de COVID-19, que resultaram na redução das atividades de limpeza e manutenção. A Razão de Desempenho (PR) da usina caiu para 78,74% em 2020, uma queda significativa em comparação com os 85,37% registrados em 2019. Após esse período, o PR começou a se recuperar gradualmente, atingindo 84,83% em 2023, demonstrando a resiliência do sistema com a retomada das operações de manutenção. A média da Razão de Desempenho ao longo dos seis anos foi de 82,6%, superando a de várias instalações comparáveis em todo o mundo.
A eficiência dos módulos geralmente variou entre 12% e 14%, enquanto a eficiência dos inversores permaneceu estável em aproximadamente 97% a 98%. O fator de capacidade anual médio foi de 19,3%, atingindo um máximo de 20,30% em 2019. Os pesquisadores também estimaram taxas de degradação de 4,12% e 4,38% sob duas diferentes condições de irradiação e temperatura.
"Essa queda no rendimento ressalta o papel crucial da manutenção regular na minimização de perdas de energia e na sustentação do desempenho ideal do sistema", afirmaram os pesquisadores.
Conclusões e Implicações para o Setor Solar
As conclusões do estudo são claras: a usina demonstrou um desempenho competitivo a longo prazo, apesar dos contratempos operacionais temporários. O período de 2020 serviu como um "teste de estresse" involuntário, evidenciando a fragilidade da operação sem a devida manutenção. A recuperação subsequente do desempenho reforça a tese central dos pesquisadores: a importância da manutenção regular e de sistemas de limpeza aprimorados para sustentar a produção de eletricidade.
Para o setor de energia solar, especialmente em regiões com alta incidência de poeira ou condições climáticas desafiadoras, os resultados deste estudo são um lembrete valioso. Investir em rotinas de manutenção robustas e em tecnologias de limpeza eficientes não é apenas uma questão de otimização, mas uma necessidade para garantir a longevidade e a rentabilidade dos empreendimentos fotovoltaicos. A experiência da usina de Sidi Bel-Abbes serve como um estudo de caso importante, mostrando que, mesmo com tecnologia de ponta, a intervenção humana e a gestão proativa são indispensáveis para maximizar o potencial da energia solar.
O que isso significa para a região
Embora o estudo tenha sido realizado na Argélia, suas conclusões têm ressonância global, inclusive para o Norte Pioneiro do Paraná. A região, que tem visto um crescimento no interesse e na instalação de sistemas fotovoltaicos, pode aprender com a experiência argelina. A importância da manutenção preventiva e da limpeza regular dos painéis solares é um fator crítico para garantir que os sistemas instalados operem com a máxima eficiência ao longo de sua vida útil. Ignorar essas práticas pode levar a perdas significativas na geração de energia, impactando a economia dos consumidores e a sustentabilidade dos investimentos em energia solar.
A LZ7 Energia, atuante no Norte Pioneiro, compreende que a performance de um sistema fotovoltaico não se encerra na instalação. A qualidade da manutenção e o monitoramento contínuo são essenciais para que os clientes desfrutem plenamente dos benefícios da energia solar, como a redução da conta de luz e a contribuição para um futuro mais sustentável. O caso de Sidi Bel-Abbes reforça a necessidade de orientar os consumidores sobre a importância de um plano de manutenção adequado, seja ele realizado por profissionais ou através de práticas de limpeza simples, mas eficazes.
Leitura da LZ7 Energia
O estudo da Universidade Djillali Liabes, na Argélia, sobre a usina solar de 12 MW, oferece uma lição valiosa para o mercado de energia solar no Norte Pioneiro do Paraná. A queda no desempenho da usina em 2020, atribuída à redução da manutenção durante a pandemia, sublinha a importância crítica de cuidados contínuos com os sistemas fotovoltaicos. Para os consumidores e empresas da nossa região que investem em energia solar, isso significa que a instalação é apenas o primeiro passo. A limpeza regular dos painéis e a manutenção preventiva são fundamentais para garantir a eficiência máxima, a longevidade do sistema e, consequentemente, a economia na conta de luz. A LZ7 Energia enfatiza que um sistema bem cuidado não apenas gera mais energia, mas também protege o investimento a longo prazo, maximizando o retorno financeiro e ambiental para os proprietários.
Fonte: PV Magazine — Solar global — matéria original publicada em pv-magazine.com. Imagens e vídeos: PV Magazine — Solar global. Texto apurado e reescrito pela redação da LZ7 Energia.