Planleggingsfasen – valg og vurdering av mål og strategier

A Faculdade de Ciências é constituída por oito edifícios, sendo que apenas três deles possuem sistemas fotovoltaicos: o C1, o C2 e o C4. Nestes três edifícios estão instalados 1124 painéis de 245 Wp, perfazendo um total de 275 kWp.

Figura 19: Disposição dos módulos fotovoltaicos nos telhados da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa [45].

Os sistemas de cada edifício são constituídos pelos módulos fotovoltaicos, pelos inversores, e por toda a componente elétrica envolvente (quadro DC e quadro AC), para além de um sistema de monitorização de dados.

O modelo do módulo instalado, sendo idêntico para os 1124 painéis, é o Conergy PH 245P, cuja ficha técnica se encontra em anexo (A.1.1). De igual modo, todos têm uma disposição idêntica, com uma inclinação de 30º, orientados a Sul. Na Tabela 2 podem observar-se os principais parâmetros do módulo em condições STC.

Tabela 2: Parâmetros do módulo PV instalado no sistema de mini-geração (anexo A.1.1).

Parâmetros Unidade de Medida Conergy PH 245P Eficiência 14.9 29.92 8.20 37.98 8.62 43 Coeficiente de Temperatura ( ) Coeficiente de Temperatura ( ) Área 1,64

De acordo com os esquemas de configuração em anexo (A.3), em alguns casos, o número de painéis ligados ao inversor pode variar. Deste modo foram utilizados dois modelos de inversor distintos, o IPG 15 T e o IPG 8T (anexo A.1.2) cada um ajustado à potência do conjunto de painéis em questão. Na Tabela 3 encontram-se listados os principais parâmetros dos inversores.

Tabela 3: Parâmetros do inversor instalado no sistema de mini-geração (anexo A.1.2).

Parâmetros Unidade de

Medida IPG 8T IPG 15T

1000

300 300

8

Eficiência 98 98

A partir de contabilizações locais concluiu-se que número de painéis instalados não corresponde ao previsto no manual do utilizador e, consequentemente, também as ligações apresentadas nos esquemas unifilares não correspondem à realidade da situação. No entanto, devido à elevada complexidade do sistema e à sua estrutura de montagem, não é possível confirmar fisicamente quais as ligações correspondentes a cada inversor, e por isso todas as análises realizadas neste trabalho foram baseadas nas ligações representadas nos esquemas unifilares apresentados no anexo A.3, podendo algumas diferir da realidade.

O sistema de monitorização de dados instalado é o equipamento Conergy VisionBox (anexo A.1.3), que controla especificamente o funcionamento dos inversores. Neste, parâmetros como a energia exportada para a rede (ou seja, após conversão DC/AC), a tensão e a corrente de saída, são registados com uma resolução temporal de 15 minutos, podendo estes dados ser extraídos via USB, ou acedidos remotamente através de uma plataforma online para onde os dados são enviados [45].

3.2.1 Instalação C1

No C1 estão instalados, como previsto no esquema unifilar do anexo A.3.1, 390 painéis (95.55 kWp) repartidos por 6 inversores.

Tabela 4: Quadro resumo do sistema do C1.

Edifício Nº

Inversor

Referência

Inversor Número de Série

Ligações Planeadas Total Painéis Contabilizado Área ( C1 1 IPG 15T 1 000 061 014 358 3x23 390 640 2 IPG 15T 1 000 061 014 253 3x23 3 IPG 15T 1 000 061 014 255 3x23 4 IPG 15T 1 000 061 014 243 3x23 5 IPG 15T 1 000 061 014 249 3x23 6 IPG 8T 1 000 061 014 761 3x15

De acordo com o mesmo esquema, aos primeiros 5 inversores, de 15 kW, encontram-se ligadas três séries de 23 painéis, num total de 16.9 kWp. Ao último inversor (inversor número 6), de 8 kW, estão apenas ligados 11 kWp relativos a três séries de 15 painéis.

3.2.2 Instalação C2

A partir do esquema do anexo A.3.2 é possível verificar que inicialmente estava previsto instalar 348 painéis no edifício C2. No entanto, nas contabilizações realizadas no local, verificou-se que na realidade foram instalados 352 painéis, num total de 86 kWp, distribuídos por 5 inversores de 15 kW.

Tabela 5: Quadro resumo do sistema do C2.

Edifício Nº

Inversor

Referência

Inversor Número de Série

Ligações Planeadas Total Painéis Contabilizado Área ( C2 7 IPG 15T 1 000 061 014 241 3x23 352 578 8 IPG 15T 1 000 061 014 251 3x23 9 IPG 15T 1 000 061 014 267 3x23 10 IPG 15T 1 000 061 014 277 3x23 11 IPG 15T 1 000 061 014 244 3x24

Uma vez que o número de painéis instalados não corresponde ao representado nos esquemas unifilares, também as ligações nele apresentadas serão diferentes da realidade. Devido à complexidade do sistema não é possível contabilizar fisicamente o número de painéis ligados em cada série, tendo sido consideradas as ligações registadas na Tabela 5 . Considerou-se assim que, tal como no C1, nos primeiros 4 inversores estão ligadas, em cada um, três séries de 23 painéis (16.9 kWp). Já no último inversor (inversor 11) estão conectadas três séries de 24 painéis, perfazendo um total de 17.6 kWp.

3.2.3 Instalação C4

O esquema do anexo A.3.3 indica que inicialmente estava previsto instalar 416 painéis no telhado do C4, num total de 101.9 kWp. No entanto apenas foram instalados 93.6 kWp, referentes a 382 módulos fotovoltaicos.

Tabela 6: Quadro resumo do sistema do C4.

Edifício Nº

Inversor

Referência

Inversor Número de Série

Ligações Planeadas Total Painéis Contabilizado Área ( C4 12 IPG 15T 1 000 061 014 346 3x23 382 627 13 IPG 15T 1 000 061 014 357 3x23 14 IPG 15T 1 000 061 014 350 3x23 15 IPG 15T 1 000 061 014 344 3x23 16 IPG 15T 1 000 061 014 351 3x23 17 IPG 15T 1 000 061 014 258 3x23

Para a análise do sistema foram consideradas as ligações apresentadas no esquema unifilar, sendo que a cada inversor (de 15kW) correspondem três séries de 23 painéis.

3.2.4 Plataforma ConergySolarControlPlus

A plataforma online Conergy SolarControlPlus permite analisar dados de produção de energia, por edifício e por inversor, permitindo ainda registar dados de temperatura do inversor [46]. Mediante a instalação de sensores, seria ainda possível analisar dados de irradiância e de temperatura do módulo.

Na Figura 20 podem observar-se os dados de produção total diária da instalação do C2, em Setembro de 2015. A partir do gráfico verifica-se que, em média, a produção diária rondou os 450 kWh, tendo-se atingido o pico de 500 kWh nos dias 3 e 19 do mês. No dia 15 de Setembro a produção atingiu o valor mínimo registado de aproximadamente 120 kWh, justificados pelas fracas condições meteorológicas desse dia.

Figura 20: Energia total produzida no C2 no mês de Setembro.

Na Figura 21 está representada a variação da produção diária no mês de Setembro para o mesmo edifício. Nesta verifica-se que a produção diária possui, na maioria dos dias, a forma tradicional, atingindo o seu pico a meio do dia.

Figura 21: Produção diária no edifício C2 ao longo do mês de Setembro.

Como foi referido, a plataforma permite ainda observar a produção por inversor. Na Figura 22 é possível comparar a produção diária registada no inversor 1 000 061 014 241 do edifício C2, em que estão ligadas três séries de 23 painéis, com a produção do inversor 1 000 061 014 244 que, como podemos ver na Tabela 5, possui três séries de 24 painéis.

Através deste gráfico é possível observar que o inversor 1 000 061 014 244 produz mais energia do que o inversor 1 000 061 014 241 uma vez que possui mais módulos na sua estrutura de ligação. Na Figura 23 está representada a variação da temperatura de cada inversor.

Figura 23: Variação da temperatura dos módulos nos inversores 1 000 061 014 241 e 1 000 061 014 244 ao longo do mês de Setembro.

Nela é possível verificar que, apesar de em alguns dias a temperatura registada no inversor 1 000 061 014 244 ser superior, ambos operam normalmente a temperaturas semelhantes.