Entenda como as perdas por sujidade afetam o desempenho e a produtividade de energia solar FV
A eficiência dos painéis solares FV depende em grande parte das condições ambientais, e vários fatores entram em cena para determinar a eficiência real dos painéis durante a operação. Um deles é a sujidade.
Em termos simples, sujidade é o acúmulo de poeira e partículas de solo sobre os painéis solares. Na prática, porém, a definição de sujidade pode ser bem mais ampla. Por exemplo, muitos pesquisadores concluíram em seus estudos que os dejetos de aves podem reduzir de forma significativa a eficiência dos painéis e, por isso, também são considerados no cálculo das perdas por sujidade. Muitas vezes, a água ou a mistura de produto de limpeza e água usada para limpar os painéis deixa uma camada sobre eles. Isso também pode ser chamado de uma forma de sujidade.
A potência produzida pelos painéis depende muito da quantidade de irradiância que chega diretamente a eles. A sujidade, que é simplesmente o acúmulo de partículas de solo e poeira sobre os painéis, obstrui a quantidade de raios solares que chega aos painéis e afeta o desempenho FV.
Segundo alguns pesquisadores, a sujidade causa essencialmente o sombreamento dos painéis, ou seja, impede que os raios solares cheguem a eles. Esse sombreamento pode ser classificado em duas categorias principais: sombreamento suave e sombreamento duro. O sombreamento causado por poluição, névoa ou neblina afeta a irradiância recebida pelo painel e é chamado de sombreamento suave. Já o sombreamento causado por partículas de poeira, partículas de solo e dejetos de aves é chamado de sombreamento duro. Os dois tipos de sombreamento podem afetar os painéis e seu desempenho de maneiras diferentes.
A. Antes de estudar quais fatores favorecem ou dificultam a sujidade, é importante ver também como ela afeta os painéis e o desempenho deles.
Produção degradada do painel: a poeira e o solo acumulados sobre o painel cobrem as células FV que estão abaixo. Isso reduz tanto a tensão quanto a corrente de saída dos painéis. Já a sujidade suave não tem efeito observável sobre a tensão, mas afeta a corrente de saída dos painéis. O resultado combinado dessa queda de corrente e de tensão é uma potência de saída reduzida do painel.
Danos aos painéis: a sujidade dura, causada pela deposição de partículas de poeira e de solo, também resulta em depósitos endurecidos no painel perto da moldura, o que costuma ser chamado de cimentação. Com isso, o painel pode sofrer danos permanentes.
Consequências econômicas: a menor potência de saída do painel solar leva a uma menor geração de energia da usina. Se for negligenciada por períodos mais longos, a sujidade pode reduzir de forma significativa a quantidade de energia gerada pela usina solar. Essa queda também leva ao pagamento de encargos por desvio, causando novas perdas financeiras.
B. Fatores que afetam a taxa de sujidade:
Composição geográfica: a extensão da sujidade depende muito do entorno em que os painéis solares são instalados. Quanto mais empoeirado o terreno, maior a probabilidade e a taxa de sujidade. Por exemplo, em desertos a sujidade será muito mais rápida do que nas cidades.
Velocidade do vento: o vento é o principal fator que remexe as partículas de poeira e de solo. Um clima mais ventoso leva a uma sujidade mais rápida dos painéis solares.
Umidade, neblina e orvalho: quanto maior a umidade ou a ocorrência de neblina e orvalho, maior o efeito da sujidade. Por causa da umidade, da neblina ou do orvalho, as partículas de poeira tendem a grudar nos painéis, aumentando a sujidade. Muitas vezes, a poeira seca acumulada nos painéis é levada embora pelo vento. A presença de orvalho ou umidade impede que as partículas sejam levadas pelo vento, agravando a sujidade.
Ângulo e direção dos painéis: o ângulo de inclinação dos painéis e a direção em que são instalados têm efeito considerável sobre a sujidade e sobre a perda de potência causada por ela. À medida que o ângulo de inclinação diminui, as perdas por sujidade aumentam. Segundo alguns estudos, ângulos de inclinação baixos, na faixa de 5 a 8 graus, podem causar perdas por sujidade de 8 a 10%.
C. Como evitar a sujidade?
Na prática, é impossível evitar totalmente a sujidade. A limpeza periódica dos painéis é a única solução disponível para evitar a perda de potência causada por ela. É comum observar que os painéis não são limpos na frequência desejada, mesmo em usinas bem mantidas. Uma estação de monitoramento meteorológico pode indicar a queda na produção da usina, o que pode sugerir quando os painéis devem ser limpos.
O principal motivo das perdas por sujidade é um efeito particularmente furtivo. Na maioria dos casos, o sensor de irradiância solar sofre com a mesma quantidade de sujeira que cobre os painéis solares FV. Por consequência, o nível de irradiância medido diminui, embora a irradiância real continue a mesma. A queda na irradiância medida compensa a queda na geração de eletricidade dos painéis; assim, a PR não muda, escondendo na prática as perdas.
Vamos todos nos comprometer a fazer da energia solar a principal fonte de energia do futuro.