Performance assessment of solar photovoltaic technologies under different climatic conditions in Brazil

A geração fotovoltaica (FV) centralizada tem apresentado um importante crescimento no Brasil nos últimos anos, consequência de intensa redução de seus custos de produção. As elevadas temperaturas de operação, os altos níveis de umidade e irradiância e uma distribuição de irradiância em um espectro desviado para o azul em comparação com o espectro padrão ASTM G-173, levam a resultados operacionais contrastantes das várias tecnologias FV comercialmente disponíveis, que são evidenciados nesta tese. Este trabalho avalia oito Módulos de Avaliação (MAs) idênticos instalados em oito regiões climáticas do Brasil, cada um possuindo uma potência instalada de 54 kWp e utilizando as seguintes tecnologias fotovoltaicas: Silício amorfo (a-Si), Silício microcristalino (µc-Si), Telureto de Cádmio (CdTe), Disseleneto de Cobre-Índio-Gálio (CIGS), Silício mono e multi-cristalino (c-Si e m-Si). Todas os sistemas operam com inclinação idêntica à latitude local correspondente. Parâmetros elétricos e ambientais em todos os locais são medidos continuamente em intervalos de um segundo. Os resultados mostram uma análise detalhada das perdas de energia para todas as tecnologias. Os módulos fotovoltaicos de filmes finos com baixo coeficiente de temperatura apresentaram elevada taxa de desempenho. Módulos de silício cristalino revelaram intensa degradação em áreas com alta umidade relativa e temperatura. Apesar das diferentes tecnologias FV avaliadas, os resultados encontrados estão diretamente associados aos fabricantes dos módulos utilizados e não necessariamente refletem o comportamento destas tecnologias como um todo. Os efeitos de sobreirradiância causados por eventos de borda de nuvem resultaram em picos de irradiância de até 1845 W/m², com eventos que duraram vários minutos acima de 1600 W/m², resultando em frequentes queimas de fusíveis, mesmo quando foram observadas as recomendações dos fabricantes dos módulos fotovoltaicos. A soma de todos os efeitos observados e descritos nesta tese demonstra que o dimensionamento e operação de usinas solares fotovoltaicas de grande porte nas distintas regiões do Brasil apresentam peculiaridades que até o presente pouco foram descritas na literatura científica especializada.