Publicado em 16 de maio de 2024 por Mecânica de Comunicação

Tecnologia de seguimento solar ainda é pouco utilizada no Brasil, mas apresenta diversos benefícios

A energia solar pode ser aproveitada de duas formas, como energia fototérmica, que consiste na captação da irradiação solar e na conversão direta em calor com o objetivo de aquecer a água utilizando diretamente o calor do sol, sem a necessidade da utilização de outros recursos. Também outra forma de utilização é da energia solar fotovoltaica que consiste na conversão direta da luz em energia elétrica pelo efeito fotovoltaico.

A potência produzida por um sistema fotovoltaico está diretamente relacionada com o nível de radiação solar incidente sobre o módulo fotovoltaico. Assim, uma das formas mais usuais de aperfeiçoar o recurso solar e maximizar o aproveitamento da radiação solar com consequente maior geração energética e redução de custos por MWh gerado, é através da orientação dos painéis fotovoltaicos.

O efeito dessa inclinação torna-se mais relevante quanto maior for a latitude, ou seja, quanto maior for a distância da linha do Equador. Tem-se como ângulo usualmente ótimo de inclinação o ângulo igual à latitude do local, orientado ao norte no hemisfério sul, pois, desta forma, a superfície receptora permanece perpendicular aos raios solares na média anual, com atenuação das variações da irradiação ao longo do ano e maior quantidade de energia incidente sobre tal superfície nesse período. Há ainda outra maneira de maximizar a irradiação solar sobre uma superfície, a qual consiste em fazê-la seguir o movimento do Sol, através de mecanismos e estruturas de seguimento de um ou dois eixos.

O princípio básico de um seguidor solar é permitir que o ângulo de incidência dos raios solares seja sempre perpendicular ao plano do módulo. Essa alternativa é mais usual em centrais fotovoltaicas, nas quais os módulos estão sobre o solo. Existem diferentes tipos de seguidores solares, sendo através de concentrador solar e rastreadores de módulos planos que podem ser, seguidor de um eixo movimentando-se no ângulo azimutal (leste-oeste) ou no ângulo de inclinação solar (norte-sul) como também seguidores de dois eixos que movimentam-se tanto no ângulo azimutal como também no ângulo de inclinação solar.

A tecnologia de seguimento solar é ainda pouco utilizada no Brasil e necessita ser estudada para quantificar e validar seus ganhos significativos na produção de energia elétrica em relação a sistemas fixos. Diversos estudos foram publicados entre os anos de 2008 a 2016 buscando divulgar experiências e resultados envolvendo seguidores solares, inclusive comparando desempenho entre sistemas fotovoltaicos fixos e móveis.

Um desses estudos analisou durante um dia típico um sistema seguidor solar fotovoltaico de eixo único em Fusagasugá, Colômbia (4,33°N; -74,35°O), e comparou a eficiência da conversão de energia com um sistema FV fixo inclinado a 15° orientação leste. Os resultados apresentaram ganho de energia gerada em torno de 25% ao sistema fixo. Observou-se ainda que o aumento da eficiência para o módulo com seguidor de um eixo apresentou melhor desempenho a partir das 15h, com isso o ganho médio diário de energia gerada no painel móvel em relação ao painel fixo, observado para os dias de experimento, foi de 11%.

Uma vantagem do projeto do seguidor por mapeamento solar é em sua programação que se torna mais simples e intuitiva se comparada com seguidores que buscam a melhor posição do sol de forma contínua. Uma outra vantagem desse sistemas é o fato de ser necessário menos espaço para gerar a mesma quantidade de energia. Outro aspecto importante a destacar é que, graças ao rastreamento solar não só a produção de energia aumenta, mas também melhora a forma como a potência é entregue. Desse modo, o sistema solar fotovoltaico pode ser explorado de outras formas que produzam mais energia, reduzindo custos e tornem o sistema mais eficaz e estável em qualquer região em que se instale.

As informações acima foram extraídas da dissertação de mestrado Automatização da Captação de Raios Solares para Sistemas Fotovoltaicos Através do Mapeamento da Trajetória do Sol, defendida por Fausto Batista Felix Silva, no Programa de Pós-Graduação em Sistemas de Energia da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, sob orientação do professor Jair Urbanetz Junior.