O sucesso de um empreendimento em usinas fotovoltaicas depende de inúmeros fatores desde o desenvolvimento, projeto, planejamento, implantação, comissionamento, até entrar em fase de operação e manutenção. A performance de uma planta está atrelada à excelência em cada uma dessas etapas, mas, uma vez concluída a implantação, os serviços de O&M executados na usina são os que irão ter maior impacto sobre a geração de energia.
Normalmente, a rotina dos técnicos de O&M é orientada por um plano anual de manutenções preventivas, que leva em consideração a periodicidade na qual devem ser feitas inspeções, limpezas e testes em cada equipamento. A correta execução dessas atividades, dentro do cronograma previsto, é crucial para os resultados da usina, pois são responsáveis por diversos aspectos, como o aumento da eficiência dos equipamentos e a redução da indisponibilidade do sistema.
Tomemos como exemplo a limpeza periódica dos módulos fotovoltaicos, atividade primordial para garantir que a usina atinja a produção de energia esperada. A exposição dos módulos às condições ambientais causa o acúmulo de poeira, dejetos e poluentes. Esses resíduos obstruem a incidência da radiação solar sobre a superfície fotovoltaica, reduzindo a eficiência na conversão do recurso solar em energia. Tal fator deve ser previamente considerado ao se dimensionar as perdas do sistema no estudo energético da usina, sendo um dos parâmetros de maior impacto na simulação de geração prevista para a planta.
Assim que a usina entra em operação, uma forma de acompanhar valores reais dessa perda é através das células de referência, que são dispositivos destinados à medição da irradiância solar. São instaladas duas células de referência no mesmo plano de inclinação dos módulos. Uma deve ser mantida sempre limpa, enquanto a outra é exposta às mesmas condições de sujeira dos módulos.
A partir das medições feitas em campo, o desvio entre os níveis de irradiância medidos pelas duas células fornece o índice de sujidade ao decorrer do tempo.
Sendo Gsuja a Irradiação medida pela célula suja (W/m²)Glimpa = Irradiação medida pela célula limpa (W/m²).
Em condições normais, é aceitável que se atinja percentuais de 2% a 5% de perda por sujidade dos módulos, podendo esse valor variar de acordo com as condições climáticas da região, níveis de poluição do ar, orientação e inclinação dos módulos. Em locais com alta poeira, os períodos sem chuva podem elevar os índices de sujidade até a casa dos 20% caso não seja aumentada a periodicidade da limpeza do sistema.
Vamos observar como exemplo dados reais medidos em campo para uma usina fotovoltaica no munícipio de Pirapora, onde o período de estiagem em 2024 durou mais de quatro meses. A partir das medições obtidas pelas células de referência, enxergamos o crescimento do índice de sujidade nos meses de seca, atingindo seu ápice de 16,4% no dia 9 de agosto, data em que foi iniciada a limpeza dos módulos.
Evolução do Índice de Sujidade na usina durante o período de estiagem em Pirapora.
Registro do Início da Limpeza de Módulos
Uma vez que a limpeza é concluída, uma excelente forma de quantificar seu impacto no desempenho da usina é através da comparação do Performance Ratio antes e depois do serviço. O Performance Ratio consiste em um índice que representa a eficiência na conversão da energia solar, sendo calculado a partir da relação entre a energia de fato gerada, e a energia que poderia ser gerada no mesmo período, caso não houvesse nenhuma perda no sistema fotovoltaico.
Sabendo que, no período analisado, nenhum outro fator impactou de maneira significativa a operação da usina (falhas de rede, indisponibilidades, manutenções), observamos que, por si só, a limpeza de módulos elevou o Performance Ratio em mais de 24%.
É importante entender que a periodicidade da limpeza dos módulos em uma usina não necessariamente será distribuída de maneira uniforme ao longo do ano. Durante os meses mais chuvosos, o aumento do índice de sujidade é mais lento, sendo possível permanecer um período maior sem que o serviço de limpeza seja feito, enquanto na seca, é essencial atentar-se ao monitoramento desse indicador através das células de referência.
Duas soluções são viáveis para definir a melhor periodicidade possível para a limpeza. Uma delas consiste em estabelecer um limite aceitável para o percentual de sujidade. assim que este limite for alcançado proceder com a limpeza dos módulos.
Outra abordagem visa otimizar a performance da usina do ponto de vista financeiro, comparando as perdas causadas pela sujeira nos módulos com o custo total para que eles sejam limpos. Nessa abordagem considera-se não apenas o índice de sujidade, mas também a energia produzida no período em questão, sendo possível obter-se uma estimativa da perda financeira. A partir dessa estimativa, quando a perda financeira se equipara ao custo do serviço, a limpeza deve ser feita. Essa abordagem é bastante eficiente, pois não apenas evita que as perdas por sujidade sejam grandes, mas impede também que a limpeza seja feita com maior frequência do que o necessário, o que geraria gastos desnecessários. Dessa forma é possível reduzir os custos de mantenimento da usina, melhorando seus resultados financeiros.
Conclui-se que a limpeza dos módulos fotovoltaicos, programada de forma eficiente, e executada dentro do previsto, representa um grande impacto na produtividade de uma usina. Tendo em vista que o acúmulo de sujeira pode ser algo gradativo, muitas vezes a limpeza acaba sendo uma atividade negligenciada. Em outros equipamentos, como inversores ou transformadores, eventuais falhas ocasionadas pela falta de manutenção são mais imediatas, pois podem gerar indisponibilidade parcial ou total do sistema. Já os módulos, mesmo sujos, continuam a gerar energia, o que pode passar a falsa impressão de que sua limpeza pode ser postergada, podendo representar prejuízos enormes.
Fonte: https://www.linkedin.com/pulse/impacto-da-limpeza-dos-m%C3%B3dulos-em-usinas-fotovoltaicas-astra-solar-1ptef?utm_source=share&utm_medium=member_ios&utm_campaign=share_via
