Dados do Trabalho

Título

REVISÃO SISTEMÁTICA DA LITERATURA SOBRE SUJIDADE EM SISTEMAS FOTOVOLTAICOS: EFEITOS E CARACTERÍTICAS

Palavras Chave

Nos últimos anos a geração de energia elétrica através de sistemas fotovoltaicos (FV) vem despertando o interesse mundial (COSTA; DINIZ; KAZMERSKI, 2018). Contudo, o desempenho da geração FV pode ser fortemente impactado pela sujidade (NEPAL et al., 2018), entendida como a deposição de partículas de poeira (inorgânica) e outros contaminantes (orgânicos) na superfície de módulos FV provocando absorção e reflexão da irradiância solar (AFRIDI et al., 2017). Seus efeitos de perdas estão relacionados às características climáticas locais (frequência e intensidade de chuvas, umidade relativa, velocidade e direção do vento, características do solo próximo à planta FV etc.) e aspectos referentes ao módulo FV (revestimento, moldura, vidro etc.) (NASCIMENTO et al., 2020). Os parâmetros climáticos podem apresentar efeitos mais acentuados devido às variações sazonais (estações do ano); portanto, sistemas FV que utilizem a mesma tecnologia podem apresentar comportamentos distintos considerando as condições climáticas a que são submetidos (JASZCZUR et al., 2019). Em vista disso, vários estudos vêm sendo propostos pela comunidade científica tendo como objetivo analisar os impactos sobre a geração FV, as características físico-químicas, a utilização de técnicas para mitigar as perdas e o desenvolvimento de modelos matemáticos de predição.
Guo et al. (2015) realizam estudo para correlacionar a influência da concentração de poeira menor que 10 μm (PM10) e condições ambientais (velocidade do vento e umidade) sobre o desempenho de um sistema FV em Doha, Qatar. Como resultado, a concentração de poeira apresentou forte influência sobre a alteração diária do índice de limpeza, assim como as condições meteorológicas analisadas. Em Menoufi et al. (2017), ao expor dois módulos p-Si (policristalino) de 10 Wp a uma inclinação de 0º instalados em Beni-Suef (Egito), sendo um com limpeza manual diária e o outro sem limpeza, o tamanho das partículas encontradas na sujidade (densidade de 0,2545 g/cm3) variou entre 3,5 e 30 μm. Desse modo, foi aferida uma redução de 39% no valor da tensão, 45% da corrente e 65% da potência de saída no módulo sujo em relação ao limpo. Jaszczur et al. (2019) analisam a redução do desempenho de geração de um sistema FV em função da massa de poeira e a influência do aumento na temperatura de módulos p-Si instalados na Cracóvia, Polônia. Segundo os autores, o desempenho dos módulos apresenta perda de 2,1% para massa de poeira depositada de 480 mg. Este fato é relevante, uma vez que, essa perda de desempenho considera a operação do sistema entre os intervalos de limpeza (1 semana).
No caso do Brasil, Barbosa, Faria e Gontijo (2018) observam um aumento de até 10,26% na produção de eletricidade após limpeza manual em uma das strings que compõe o sistema do Centro Universitário de Patos de Minas (UNIPAM) em Patos de Minas, Minas Gerais. Estudos conduzidos por Silva et al. (2019) relatam o incremento de 26,6 kWp na potência de módulos limpos em relação a módulos sujos instalados na Universidade Federal de Uberlândia (UFU), Uberlândia, Minas Gerais. Ademais, observaram que o aumento da temperatura na superfície do módulo sujo pode chegar até 10 ºC em relação ao módulo limpo. Estudos conduzidos por Araújo, Carvalho e Dupont (2019) em uma planta FV instalada no campus do Pici da Universidade Federal do Ceará (UFC) (Fortaleza) observam perdas de até 16,52% em eficiência e até 11,71% em geração de eletricidade considerando período de 17 dias sem ocorrência de precipitações. De modo complementar Freitas Filho et al. (2019) realizam análise físico-química da sujidade nesse mesmo sistema e verificam que o tamanho das partículas encontradas varia entre 14 e 112,1 μm, com predominância de partículas de 10 μm até 40 μm. Quanto à natureza química, os seguintes elementos foram detectados: Alumínio (Al), Silício (Si), Ferro (Fe) e Cálcio (Ca).
Em geral o Si é o elemento encontrado em maior concentração na poeira aerotransportada. Contudo, a composição pode ser influenciada por características específicas do local. Além disso, as partículas orgânicas transportadas pelo ar podem interferir no comportamento da poeira (PICOTTI et al., 2018). Ademais, a natureza da sujidade é diferente para cada localidade. Diante desse contexto o presente artigo tem como objetivo apresentar os resultados de uma Revisão Sistemática da Literatura (RSL) acerca de estudos de investigação experimental que relatam as características físico-químicas da sujidade depositada em sistemas FV e o impacto no desempenho de geração.

Área

Conversão fotovoltaica