Como a temperatura afeta o seu módulo fotovoltaico

As características dos sistemas fotovoltaicos são bastante atreladas à temperatura, assim, é preciso levá-la em conta ao fazer um projeto, seja off grid, seja grid tie. Dependendo da temperatura do local de instalação as tensões e correntes podem variar, e por isso, os inversores e controladores precisam ser dimensionados considerando essa variação para não haver riscos de mau funcionamento do sistema.

As características dos módulos fotovoltaicos são determinadas em ambientes com temperatura e umidade controladas, que são condições que não acontecem na prática. Os fabricantes também realizam testes para determinar como as características de tensão e correntes são afetadas pela temperatura, e é essa informação que devemos usar para conhecer as características reais do módulo. A figura abaixo ilustra as características do módulo em função da temperatura.

Como é possível ver pela figura, a corrente de curto circuito do módulo aumenta 0,06% para cada grau Célsius acima da temperatura padrão (25°C). A tensão de circuito aberto tem uma característica diferente, seu valor diminui 0,33% para cada grau Celsius de elevação em relação a 25°C. Assim como a tensão e a corrente, a potência do módulo também sofre alterações em função da temperatura, seu valor diminui 0,41% para cada grau Celsius acima dos 25°C usados nos ensaios em laboratório.

Para exemplificar, imaginemos o módulo fotovoltaico Sun Energy 280 W, cujas características de temperatura são as dadas na figura anterior e as características nominais são dadas abaixo.

Para esse módulo, supondo que sua instalação seja no nordeste (temperatura chega facilmente a 40°C), as características do módulo serão afetadas pela temperatura e serão:

  • A corrente de curto circuito é pouco afetada pela variação de temperatura. O valor da corrente se torna 9,38 A para uma temperatura de 40°C.
  • A Tensão de circuito aberto, por outro lado, sofre uma variação significativa, passando de 38,5 V para 36,6 V, quase 2 V de redução. Uma vez que diversos módulos são conectados em série para fornecer uma dada tensão, essa redução devido à temperatura pode fazer com que a tensão desejada não seja alcançada e isso prejudique o sistema.

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Análise financeira de sistemas fotovoltaicos – Parte I

Quando alguém decide instalar um sistema fotovoltaico residencial, normalmente pensa em economia a longo prazo. O cliente investe um certo valor que será recuperado em um horizonte de tempo e, a partir de então, passará a lucrar com o valor que seria pago na fatura de energia.

Algumas dúvidas podem surgir, como “será que este investimento vale a pena?”. Para responder perguntas como essa, podemos utilizar dois instrumentos para analisar a viabilidade do sistema fotovoltaico.

A primeira ferramenta é chamada de Valor Presente Líquido (VPL). Essa ferramenta é usada para trazer todos os lucros e despesas (que são espalhadas ao longo do tempo) para uma data comum (o presente). Esse procedimento é usado porque o dinheiro desvaloriza com o tempo e é preciso equalizar essa diferença para fins de comparação, além dos efeitos de inflação no preço da energia.

O VPL nos dá uma ideia da comparação entre dois investimentos, sendo um deles o sistema fotovoltaico e o outro um investimento de referência com o qual queremos fazer a comparação. O investimento de referência é chamado de Taxa Mínima de Atratividade (ou TMA).

Para realizar a análise usado o VPL, o primeiro passo é elaborar o fluxo de caixa estimado para um certo período, por exemplo, 8 anos. A figura abaixo ilustra um fluxo de caixa para um sistema fotovoltaico de 2 kWp, no valor de R$ 11.419,00.

Vamos considerar que o ano 0 será o ano de instalação do equipamento, assim, no ano 0, há um investimento de R$ 11.419,00. Na primeira coluna da tabela temos o preço do kWh, que a cada ano sofre um aumento de 4,5% (estimado). A segunda coluna representa o fluxo de caixa do ano, que é o valor da energia gerada pelo sistema, dado por:

Nesse exemplo, a TMA adotada é de 4,55 %, que é a taxa de rendimento da poupança, a aplicação mais conhecida pelos brasileiros. A terceira coluna representa os fluxos de caixa de cada ano corrigidos para o valor presente, onde N representa o ano (1, 2, 3, etc).

O cálculo do VPL é feito usando a seguinte fórmula:

Para este exemplo, temos que:

Com base no valor do VPL podemos tomar uma decisão. Caso o valor seja maior do que zero, o investimento deve ser considerado, caso o valor seja negativo, o investimento deve ser rejeitado. Nesse caso, como o valor foi de 1072,52 (positivo), o investimento no sistema fotovoltaico deve ser considerado.

O valor do VPL muda dependendo do horizonte de tempo desejado, que nesse caso foi de 8 anos.

Uma análise de viabilidade econômica é necessária antes de tomar uma decisão final, pois a mesma nos auxilia na escolha do melhor investimento, que nesse caso foi o sistema fotovoltaico.