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Posteriormente à validação dos indicadores, procedeu-se à implementação da metodologia nos sistemas de cada edifício, tendo sido realizadas diversas análises anuais por inversor e por edifício, visando a deteção de padrões de sombreamento e possíveis falhas. Nesta análise os indicadores são comparados através de rácios entre o indicador para os dados medidos e os thresholds definidos ( e ), sendo estes avaliados numa escala de 0 a 1, em que 1 representa o

valor mínimo para o qual não é detectada falha. Como foi referido no Capítulo 3, as ligações de cada inversor não estão corretamente identificadas uma vez que, em alguns casos, os esquemas de planeamento existentes não correspondem à realidade da instalação. Consequentemente, alguns dos resultados poderão ter sido influenciados, sendo necessário analisar os gráficos apresentados adiante.

5.3.2.1 Inversor

Procedeu-se assim a uma análise anual do funcionamento dos inversores de cada edifício, de modo a avaliar a sazonalidade do mesmo. Para além disso pretende-se verificar se a agregação da informação afeta a identificação de possíveis falhas. Apesar de todos os inversores terem sido analisados, apenas são apresentados os resultados obtidos em alguns dos equipamentos da central da FCUL. Primeiramente, e uma vez que a vision box do sistema do edifício C1 apenas permitiu extrair dados de um dos inversores, são apresentados os resultados obtidos na análise do funcionamento do mesmo. De seguida, são ainda analisados os resultados obtidos para os inversores do edifício C2 em que foram simuladas falhas, sendo posteriormente analisados os inversores do edifício C4, que apresentaram mais baixos.

5.3.2.1.1 C1

No caso do edifício C1 apenas existia, à data da extração de dados, informação relativa a um dos inversores instalados, o 1 000 061 014 358. Deste modo, para avaliar a situação, procedeu-se à análise anual/diária dos mesmos, estando representados na Figura 50 os gráficos anuais para a variação dos rácios para os dados de corrente.

Uma primeira análise aos gráficos da Figura 50 permite concluir que a aplicação do filtro de 200 impede o aparecimento de falsos alarmes que correspondem aos períodos de sombreamento da estação, da parte da manhã e da parte da tarde, e à passagem de nuvens sobre a mesma, que resultam numa sobrestimação da produção expectável.

A partir dos gráficos é ainda possível verificar que existem alguns períodos em que o rácio de corrente apresenta valores mais reduzidos. No entanto, falhas no sistema resultam em períodos alargados em que os rácios se encontram próximos de zero. Os resultados do gráfico do lado direito (já após a aplicação do filtro) apontam assim para a existência de sombreamentos sobre os módulos nas manhãs dos meses de inverno. Existem ainda períodos mais reduzidos em que os rácios alertam para a possível presença de falha. No entanto, a sua esporacidade indica que o sistema não possui falhas na corrente, resultando estes valores da possível passagem de nuvens sobre os módulos e não sobre a estação (devido à distância entre ambos), que afeta a energia expectável. Para além disso, a metodologia de correção de sombras pode também afetar estes resultados através da sobrestimação da energia expectável (relativamente às reais condições no momento).

Figura 50: Análise, sem filtro (esquerda) e com filtro (direita), da variação anual da corrente no inversor 1 000 061 014 358 (mal identificado pela vision box).

De modo a confirmar este padrão de sombreamento recorreu-se ao SketchUp para construir o modelo de simulação representado na Figura 51 . O sombreamento na zona do inversor em questão (instalado no lado esquerdo do telhado, como representado no anexo A.3.1) não justifica o aparecimento de falhas no início do dia, uma vez que este apenas existe a partir das 14h. É assim possível concluir que os dados extraídos não são referentes ao inversor 1 000 061 014 358, estando por isso mal identificados. Esta conclusão é também apoiada pelo facto da vision box estar danificada uma vez que apenas possibilitava a extração de dados de um dos inversores, não havendo certezas da fiabilidade da mesma.

5.3.2.1.2 C2 - Falha na String

Como se verificou na secção 5.1.2.1, a falha na string simulada para o inversor 1 000 061 014 241 do C2 apenas afetou a corrente de output. Assim, apenas é apresentado, na Figura 52, o gráfico referente à variação do rácio dos indicadores de corrente para este inversor. Os retângulos a vermelho assinalam o período de simulação de falha no inversor.

Mais uma vez, uma primeira análise aos gráficos da permite concluir que a aplicação do filtro de 200 evita o aparecimento de falsos alarmes. Nestes gráficos são também detetados alguns períodos em que o indicador de corrente se encontra abaixo do esperado, podendo estes ser resultado de passagens de nuvens ou da sobrestimação da produção expectável (provocada pela correção das sombras nos dados de radiação).

Figura 52:Análise, sem filtro (esquerda) e com filtro (direita), da variação da corrente para o inversor 1 000 061 014 241.

Apesar de ser pouco notável nos gráficos da Figura 52, o gráfico da Figura 53 apresenta um tom azul mais claro durante o período de simulação, indicando que o sistema não se encontrava em normal funcionamento como resultado da falha simulada. Verifica-se assim que esta análise anual, apesar de comprimir os dados, permite identificar falhas esporádicas.

5.3.2.1.3 C2 – Módulo em Bypass

Já o bypass simulado para o inversor 1 000 061 014 251 do C2 apenas afetou a tensão de output, sendo apenas apresentado, na Figura 54, o gráfico referente à variação do rácio deste parâmetro neste inversor. Mais uma vez, os retângulos a vermelho assinalam o período de simulação de bypass numa das strings do inversor em questão.

A análise aos gráficos da Figura 54 corrobora as conclusões da secção anterior, comprovando mais uma vez que a aplicação do filtro de 200 evita a identificação de falsos alarmes. Deste modo, daqui adiante apenas serão apresentados gráficos com filtro.

Comparando de forma geral os gráficos dos indicadores de corrente (Figura 52) com os gráficos dos indicadores de tensão (Figura 54), verifica-se que nos últimos o decréscimo registado nos rácios é menor que nos rácios da corrente, uma vez que a tensão não depende tanto da radiação, influenciada pela passagem de nuvens nos módulos ou, como referido, pela sobrestimação da radiação incidente que resulta da correção de sombras.

Figura 54:Análise, sem filtro (esquerda) e com filtro (direita), da variação da tensão para o inversor 1 000 061 014 251.

Na Figura 55 está representado o período de simulação de falha, com maior grau de resolução. Por se tratar de uma falha pouco relevante (6 módulos em bypass num total de 3x23), a uma escala anual, esta quase passa despercebida.

5.3.2.1.4 C4

Os resultados obtidos na avaliação do Performance Ratio apontam para a presença de sombreamentos que afetam a produção de energia, nomeadamente no C4. Procedeu-se assim à análise do rácio dos indicadores de corrente deste edifício (os mais afetados pela variação da radiação), de modo a identificar possíveis padrões de sombreamento.

Na Figura 56 podem observar-se os resultados obtidos para o rácio dos indicadores de corrente para os inversores 351 e 258, respetivamente. Os mesmos apresentam indícios fortes da existência de sombreamentos nos painéis que constituem estes dois inversores, justificando assim a queda na produção, e a consequente diminuição do expectável.

Figura 56: Análise da variação anual da corrente no inversor 1 000 061 014 351 e 1 000 061 014 258, respetivamente.

5.3.2.2 Edifício

Posteriormente, procedeu-se a uma análise do funcionamento de todos os inversores de cada edifício, para o período de dados disponíveis (secção 5.2). Com esta análise pretende-se obter uma visão mais geral do sistema de cada edifício, procurando perceber se os resultados corroboram as análises realizadas por inversor.

5.3.2.2.1 C1

Como já foi referido, para o C1 apenas foi possível extrair dados de um dos inversores. Na Figura 57 está representada a variação anual do rácio para o indicador da corrente para este edifício. Nela é possível observar, do lado esquerdo, o gráfico obtido sem a aplicação do filtro de 200 W/m2 definido pelos autores da metodologia e, do lado direito, o gráfico já com o filtro em questão. Uma primeira comparação entre os gráficos permite concluir novamente que a não utilização do filtro pode conduzir ao aparecimento de falsos resultados que afetam a deteção e diagnóstico de falhas.

A observação dos gráficos confirma a existência de alguns períodos em que o rácio de corrente apresenta valores mais reduzidos, justificados com a sobrestimação da produção expectável. No entanto, a Figura 57 não permite identificar o período de sombras registado na Figura 50, o que mostra que uma análise por inversor é mais apropriada.

Figura 57: Análise, sem filtro (esquerda) e com filtro (direita), da variação anual do rácio dos indicadores da corrente no sistema do edifício C1.

Na Figura 58 é possível observar a variação anual do rácio do indicador da tensão no sistema do C1. A partir da sua análise é possível comprovar que, como no caso do indicador da corrente, a não utilização do filtro resulta no aparecimento de alarmes para falhas inexistentes. Deste modo, as restantes análises apenas serão realizadas para gráficos com filtro.

É ainda possível verificar que não se registam valores baixos para o rácio da tensão o que, associado à esporacidade das falhas registadas para o indicador da corrente, aponta para o correto funcionamento do sistema.

Figura 58: Análise, sem filtro (esquerda) e com filtro (direita), da variação anual do rácio dos indicadores da tensão no sistema do edifício C1.

5.3.2.2.2 C2

No C2 estão instalados 352 painéis fotovoltaicos, contrariamente ao número inicialmente planeado de 348. Devido à complexidade das ligações não é possível confirmar localmente o número de módulos de cada string, tendo sido consideradas as ligações definidas no esquema unifilar previsto para a instalação (anexo A.3.2). Na Figura 59 é possível observar os gráficos obtidos para a variação do rácio do indicador da corrente (lado esquerdo), e do rácio do indicador da tensão (lado direito), para o C2.

Na figura do lado esquerdo é possível observar a ocorrência de falhas na corrente esporádicas que, como referido para o caso do C1, podem resultar da passagem de nuvens nos módulos, ou da sobrestimação da produção expectável causada pela correção das sombras. Para além disto, apesar de na figura do lado direito não se registarem valores reduzidos para o rácio do indicador da tensão, os resultados suscitam algumas questões relativamente à configuração utilizada, uma vez que, apesar do inversor 244 possuir mais um módulo por série (3x24), não é expectável uma variação tão acentuada entre inversores tratando-se de um sistema tão recente. Para conseguir clarificar a

situação seria necessário uma exploração in loco das ligações, o que implicaria apoio técnico especializado.

Figura 59: Análise dos rácios de corrente (lado esquerdo) e de tensão (lado direito), com filtro, para o sistema do edifício C2.

Os resultados de ambos os rácios indicam novamente que uma análise por inversor é mais apropriada para a deteção de falhas e padrões de sombreamento, uma vez que nenhum dos gráficos da Figura 59 regista as falhas simuladas no C2.

5.3.2.2.3 C4

No C4 estão instalados 382 painéis fotovoltaicos (contrariamente ao número inicialmente previsto de 414) tendo no entanto sido consideradas as ligações definidas no esquema unifilar da instalação. Na Figura 60 podem observar-se os gráficos referentes à análise anual da variação do rácio do indicador da corrente e da tensão para o C4, do lado esquerdo e direito, respetivamente.

No gráfico do lado esquerdo verifica-se que, quer o inversor 351, quer o 258, apresentam sinais de falha no início do ano, o que está de acordo com os resultados obtidos na Figura 56. Já no gráfico do lado direito os valores obtidos para o rácio do indicador de tensão no inversor 1 000 061 014 258 apresentam valores inferiores comparativamente aos restantes, o que indica que as ligações consideradas para este inversor diferem do definido no esquema unifilar (anexo A.3.3). Apesar disto, os resultados da tensão associados aos resultados da corrente apontam para um correto funcionamento do sistema.

Figura 60: Análise dos rácios de corrente (lado esquerdo) e de tensão (lado direito), com filtro, para o sistema do edifício C4.