A necessidade de mudar para fontes de energia renováveis, como eólica e solar, nunca foi tão urgente. À medida que a torneira do gás é desligada lentamente, a eletricidade se torna cada vez mais cara e os efeitos do aquecimento do clima estão se tornando dolorosamente visíveis, mais e mais pessoas estão adquirindo painéis solares.
O desempenho dos painéis solares foi testado extensivamente em laboratório. Mas esses sistemas fotovoltaicos realmente cumprem o que prometem? O pesquisador Bin Meng decidiu testar os painéis solares na vida real. Ele descobriu que, em média, o desempenho dos sistemas fotovoltaicos testados é 6% menor do que o esperado. Conversamos com Meng para saber o que está acontecendo.

Na Holanda, uma em cada cinco residências já possui painéis fotovoltaicos (PV) instalados em seus telhados, tornando este país um líder europeu em capacidade instalada de energia solar per capita.

Antes que as pessoas decidam instalar painéis solares em seus telhados, muitas vezes gastando milhares de euros, elas querem saber quanta energia vão gerar. Uma estimativa precisa do rendimento lhes dirá quantos anos serão necessários para recuperar seus preciosos investimentos. Previsões corretas também são importantes para os fabricantes dos sistemas fotovoltaicos. Eles geralmente fornecem garantias em seus produtos e não querem enfrentar uma infinidade de reclamações de seus clientes.

Na prática, no entanto, as estimativas de rendimento são frequentemente baseadas em condições de teste padrão que não levam em consideração a situação precisa no terreno. O desempenho real geralmente fica aquém do que as pessoas esperam, devido a variações na radiância solar, efeitos de calor, sujeira, sombreamento e degradação do módulo.

Teste de eficiência em campo

Para ter uma ideia mais precisa sobre a eficiência fotovoltaica real, Ph.D. A candidata Bin Meng, do grupo de pesquisa Building Performance do departamento de Ambiente Construído, entrou em contato com MorgenWonen, filha da construtora holandesa VolkerWessels.

Nos últimos anos, Morgen Wonen construiu centenas de habitações pré-fabricadas em toda a Holanda, das quais parte está equipada com painéis solares. Como as casas e os painéis são padronizados, o pesquisador teve uma oportunidade única de comparar a eficiência de 256 sistemas fotovoltaicos residenciais idênticos em 19 locais, tanto nas mesmas condições quanto entre diferentes condições.

"Isso me permitiu não apenas avaliar a diferença entre a eficiência prometida e a real, mas também descobrir o que exatamente causou essa diferença", diz Meng. No total, o pesquisador analisou cinco fatores:localização, orientação ao sol, variações sazonais, clareza do céu e envelhecimento.

O impacto do mascaramento

"A primeira coisa que pude ver em minha análise é que o desempenho real fica aquém do que geralmente é previsto pelos modelos de simulação. Na verdade, encontramos uma diferença de 6% com o desempenho esperado! Isso implica que os vendedores de sistemas fotovoltaicos tendem a superestimar a eficiência de sistemas fotovoltaicos em telhados em comunidades residenciais holandesas típicas."

"Isso não é apenas uma má notícia para os clientes, mas também pode apresentar problemas para fabricantes e instaladores, se a falha no desempenho esperado levar à quebra de contrato", diz Meng.

Para descobrir o que estava acontecendo, o pesquisador então analisou os fatores individuais. "Vimos rapidamente que as estimativas padrão tendem a ignorar o impacto do mascaramento no desempenho. Isso se refere à quantidade de luz indireta que incide no sistema fotovoltaico e depende da fração do céu visível para os painéis. Mesmo em áreas suburbanas, onde os arranha-céus são raros, o bloqueio da radiação difusa do céu tende a reduzir significativamente a eficiência fotovoltaica."

Melhorando os modelos de simulação

Então, o que essas descobertas significam para os potenciais compradores e vendedores de sistemas fotovoltaicos? Uma solução óbvia é testar os painéis primeiro na vida real, em vez de apenas confiar nas estimativas de simulações em circunstâncias ideais.

"Observei o impacto de testar os painéis por um mês durante o verão. Já conseguimos reduzir o erro relativo dos modelos convencionais de simulação fotovoltaica quase pela metade, em quase cinco pontos percentuais", diz Meng.

O pesquisador reconhece que essa pode não ser uma solução prática para muitos novos compradores. No entanto, ele espera que os testes na vida real possam ajudar a melhorar os modelos de simulação atuais, para que futuros compradores possam obter estimativas mais precisas do efeito de mascaramento, sem precisar instalá-los primeiro.

Isso também ajudará os fabricantes, que desejam ter certeza sobre suas reivindicações. Isso fará parte de pesquisas futuras.

Sistemas legados

Outro grupo que pode se beneficiar são os atuais proprietários de sistemas fotovoltaicos, diz Roel Loonen, supervisor da Meng, juntamente com Jan Hensen.

"Muitas pessoas tendem a esquecer seus painéis, depois de instalá-los. Eles não verificam regularmente seu aplicativo no telefone e não sabem se e quando os painéis param de funcionar. Fazer verificações regulares nesses sistemas legados, usando benchmarks aprovados, pode ajudar esses usuários."

"Eles também podem usar os dados para decidir quando substituir seus painéis. A vida útil padrão dos sistemas fotovoltaicos é estimada em cerca de 25 anos, mas não temos certeza. Ter dados em tempo real sobre o desempenho pode ajudar a informar os usuários sobre o momento ideal de substituição. Não muito tarde, mas também não muito cedo, considerando o impacto ambiental dos painéis solares usados. Queremos usá-los enquanto funcionarem bem", diz Loonen.

A pesquisa foi publicada em Applied Energy . + Explorar mais

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