Inteligência aplicada a sistemas fotovoltaicos para otimizar a sua manutenção

Abstract

Ao longo dos últimos anos, observou-se no Brasil um grande aumento na produção de energia elétrica a partir de sistemas fotovoltaicos, principalmente devido ao crescimento da utilização de tais sistemas em instalações residenciais. Contudo, a falta de informação pode ocasionar na ausência de cuidados que se deve ter com esse tipo de sistema, podendo prejudicar a quantidade de energia gerada por ele a longo prazo. Logo, este trabalho tem como objetivo analisar o quanto a falta de manutenção e limpeza afeta a geração de um sistema fotovoltaico, e como pode ser feito o monitoramento em tempo real dele, visando otimizar sua manutenção. A fim de analisar o quanto a falta de manutenção afeta o sistema, foi feito um estudo de caso de uma Usina Solar que opera há 5 anos, porém sem nunca ter passado por manutenção e limpeza. Nesse estudo foram comparados a quantidade de energia gerada ao decorrer dos anos a partir de dados reais, obtidos através dos inversores da usina, e de dados teóricos, por meio de informações de placa e do projeto da usina, considerando a queda de eficiência natural dos painéis solares. Para atender ao restante do objetivo, foi desenvolvido um sistema de monitoramento do painel solar em tempo real, utilizando conceitos de Internet das Coisas (IoT) e sensores para leitura de temperatura e umidade, estado de chuva, de luminosidade, e para leitura de corrente e tensão geradas pelo painel, todos integrados a um microcontrolador, que trata esses dados e os envia para a nuvem. Todas as informações obtidas são exibidas em uma plataforma, e armazenadas em um banco de dados para posteriormente ser feito um treinamento de máquina, e então possibilitando realizar a manutenção preventiva do sistema fotovoltaico. Para validação desse sistema, foram realizados testes simulando o sombreamento no painel solar e a sujeira em toda a sua superfície. Ao final deste trabalho, foi possível concluir que a usina analisada teve uma queda de geração de energia elétrica de 39% em 5 anos, sendo que a garantia era de a usina estar funcionando com 80% da sua capacidade ao final do 25º ano de operação. Também foi concluído que sombreamentos no painel solar reduzem mais a sua eficiência do que a superfície coberta por sujeira, sendo que no primeiro caso, a queda obtida foi de 75%, enquanto no segundo foi de 25%, aproximadamente.