Estratégia de controle de sistema de rastreamento solar para geração de fotovoltaica

Abstract

Este trabalho avalia possíveis estratégias de controle de sistemas de rastreamento solar para geração fotovoltaica, através de mecanismos que rastreiam o melhor ângulo de aceitação da radiação solar dos módulos. Em razão dos diferentes posicionamentos do sol no horizonte, a variação azimutal do movimento solar ao longo do dia, assim como diferente altura solar ao longo do ano, os sistemas de geração fotovoltaica convencionais podem apresentar redução da eficiência. Para solucionar este problema é possível aplicar sistemas de controle capazes de movimentar a estrutura do módulo solar, a fim de que o sistema se mantenha com alta eficiência ao longo de todo o ano. Durante o desenvolvimento do trabalho, foram revisados dezenas de artigos e estudos teóricos sobre o tema, buscando avaliar vantagens e desvantagens, como também os desafios a serem enfrentados para a realização dos testes. Para a avaliação da estratégia de rastreamento, foram utilizados 3 protótipos. O primeiro utilizando uma estratégia de controle em malha fechada com sua movimentação e posicionamento baseado em sensores de luminosidade. O segundo empregando uma estratégia de controle em malha aberta com sua movimentação baseada na variação horária ao longo do dia. E o terceiro método, usado como padrão de comparação, foi utilizado um sistema estático, com a face do módulo apontada para o norte e com inclinação igual à latitude local. Os experimentos para a avaliação de eficiência foram realizados buscando sempre o mesmo cenário, ou seja, todos os sistemas foram expostos ao sol ao mesmo tempo e nos mesmos dias e foram posicionados na melhor orientação, minimizando, desse modo, variações de resultados durante os dias de realização dos testes. Como principais resultados, foi identificado que os sistemas de rastreamentos automáticos aumentam de malha fechada e malha aberta o ganho médio de energia em 29% e 17%, respectivamente em relação ao sistema estático. Porém, ao descontar a energia utilizada pelos sistemas de movimentação, tem-se uma redução de rendimento de 4% para malha fechada e 2% para malha aberta, em relação ao sistema estático. Com isso, conclui-se que os sistemas de rastreamento, apesar de apresentarem um ganho superior de geração, inviabiliza a sua utilização, em decorrência do gasto energético do sistema, assim como o custo de implementação destes sistemas.