Dimensionamento de uma usina fotovoltaica conectada à rede para o Campus Litoral Norte da UFRGS

Abstract

Com a finalidade de tornar o Campus Litoral Norte da UFRGS ecologicamente sustentável, do ponto de vista energético, e contribuir com a difusão do conhecimento do recurso solar, este trabalho tem como objetivo geral analisar e dimensionar a implementação de um sistema fotovoltaico conectado à rede, visando suprir a demanda de energia elétrica da unidade. Assim, avaliou-se critérios básicos como consumo de energia da unidade, localização geográfica, irradiação solar média diária, disponibilidade de área, além dos equipamentos necessários a fim de definir a configuração mais adequada para a unidade. Também se analisou o sistema através de uma simulação tridimensional utilizando o software PV*SOL com o intuito de validar a distribuição dos módulos e os equipamentos projetados. Além de, determinar e avaliar as áreas de sombreamento, bem como as perdas na geração pelo mesmo. Para atender a demanda de energia elétrica fora da ponta do campus calculou-se que são necessários 9 inversores de 15 kWp e cerca de 558 módulos fotovoltaicos de 340W. A simulação realizada pelo PV*Sol apresentou geração de 17.441 kWh/mês e uma taxa de desempenho (PR) de 83,5 %. O sistema foi dimensionado de forma a atender somente o consumo no horário fora da ponta, pois para suprir o consumo total da unidade seria necessário utilizar o fator de ajuste para o consumo no horário de ponta.

In order to make the UFRGS Litoral Norte Campus ecologically sustainable, from an energy point of view, and in order to contribute to the dissemination of knowledge in the field of the solar energy, this paper aims to analyze and scale the implementation of a photovoltaic system connected to the power grid, aiming to supply the University Campus electricity demand. Thus, basic criteria were evaluated, such as the unit's energy consumption, geographical location, average daily solar radiation, area availability and the necessary equipment to define the most appropriate configuration for the unit. The system was also analyzed through a three-dimensional simulation using the PV * SOL software to validate the distribution of the PV modules and the inverters. In addition, the shading areas and the losses in generation were determined and evaluated. To meet the demand for electricity on peak hours in the campus, it was estimated that 9 15 kWp inverters and around 558 340W photovoltaic modules are needed. The simulation performed by PV * Sol generated 17,441 kWh/month and a PR of 83.5%. The system was rated to attend only the consumption during peak hours, since in order to supply the total Campus demand it would be necessary to use an adjustment factor for consumption during peak hours.