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Painel fotovoltaico calculadora de perdas de energia
Alterações na eficiência e na produção de energia das instalações fotovoltaicas em função do ângulo de inclinação dos painéis fotovoltaicos
Metodologia
Metodologia da Calculadora de Perdas de Energia
Determinar a orientação dos painéis em relação ao sol é crucial ao conceber instalações fotovoltaicas. O painel fotovoltaico produzirá mais energia quando os raios solares incidirem perpendicularmente à sua superfície. Quanto melhores forem a localização, a orientação e o ângulo dos painéis fotovoltaicos, maior será a sua eficiência e a sua produção de energia. E, consequentemente, maiores também as poupanças para o cliente.
Nas latitudes da Polónia, o posicionamento mais adequado dos painéis fotovoltaicos é orientá-los para sul e com uma inclinação de cerca de 35 graus. Na verdade, nem sempre é possível instalar o sistema desta forma. Note-se que os nossos clientes nem sempre dispõem de telhados virados a sul. Poderá então a instalação ser montada num telhado orientado noutra direção?
A tabela abaixo mostra a percentagem de radiação solar que atinge a superfície em função do ângulo dos painéis (eixo vertical) e do azimute (eixo horizontal).
Como pode ver, as instalações fotovoltaicas orientadas a sudeste e sudoeste causam perdas ligeiras (1-2%) na produção de eletricidade.
Metodologia
Quanto melhores forem a localização, a orientação e o ângulo dos painéis fotovoltaicos, maior será a sua eficiência e a sua produção de energia. E, como resultado, também maiores serão as poupanças para o cliente.
Ao projetar instalações não viradas a sul, a melhor solução é distribuir a instalação uniformemente por duas águas e sobredimensionar ligeiramente a potência da instalação, de forma a que os valores reais da energia produzida pela instalação fotovoltaica correspondam às necessidades reais da exploração. Com esta configuração da instalação, podemos também escolher um inversor de menor potência, o que se traduz em poupanças significativas.
Os módulos fotovoltaicos instalados no solo, em coberturas planas ou inclinadas no hemisfério norte estarão sempre orientados para sul para maximizar a quantidade de radiação que atinge a sua superfície durante o dia. O ângulo de inclinação dos módulos fotovoltaicos depende de vários fatores:
– Latitude
– Período do ano em que a instalação fotovoltaica deve operar
– Espaço disponível para instalação.
No sul do país, a inclinação ideal dos painéis situa-se entre 20 e 40 graus, e no norte entre 30 e 45 graus. No entanto, importa lembrar que não existe um único ângulo de inclinação ideal — este varia consoante a estação do ano. No verão, a quantidade de radiação solar é muito superior à do inverno. Quando queremos utilizar eletricidade apenas no verão (por exemplo, numa casa de férias junto a um lago), a instalação deve ser inclinada entre 10 e 15 graus. Para abastecer edifícios apenas no inverno, o ângulo de inclinação deve ser de 60 graus, como mostrado na figura.
Exemplo
Exemplo
Para analisar o problema, na aplicação EasySolar simulámos os rendimentos de uma instalação fotovoltaica de 15,8 kWp, orientada para sul, para diferentes ângulos dos painéis. Os resultados são apresentados no gráfico abaixo.
Com base na simulação acima, criámos uma calculadora de perdas de energia em relação à produção, tendo em conta a inclinação ideal dos painéis.
Como podemos ver, os valores da produção anual total atingem o seu valor máximo no ângulo de inclinação de 35 graus. No entanto, uma inclinação de 30-40 graus não se traduz em grandes perdas na produção anual total. O gráfico mostra, contudo, um efeito claro e desfavorável de um ângulo inferior a 20 graus e superior a 60 graus, em que as perdas no rendimento energético já ultrapassam 1 MWh por ano.
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