Análise do comportamento de sistemas fotovoltaicos residenciais de até 4 kw conectados à rede elétrica através de diferentes softwares

Abstract

A quantificação da expectativa da produção de energia anual é uma das áreas mais fundamentais relacionadas ao risco. A previsão de geração de energia é o principal dado de entrada para viabilidade econômica dos sistemas fotovoltaicos e estudos de planejamento e manutenção da rede. Dessa forma, são necessários softwares eficientes, com alto nível de confiabilidade para se verificar o potencial de geração a partir da disponibilidade do recurso solar no local de instalação. Dentre os programas mais utilizados, o System Advisor Model (SAM) é um dos únicos gratuitos. Assim, este trabalho tem por objetivo realizar a simulação da geração de energia elétrica em sistemas fotovoltaicos residenciais de até 4 kW, conectados à rede elétrica utilizando o software livre SAM e o software comercial PV*SOL. A partir dos dados das simulações, foi realizada a comparação com os dados reais ao longo de doze meses e verificado o quanto as estimativas dos softwares se aproximam da realidade. Além disso, foi elaborado o paralelo entre a simulação realizada no software PV*SOL, que é pago, e a do software livre. Para tal, são escolhidos cinco sistemas diferentes e são realizadas as simulações com base nas mesmas premissas utilizadas e aplicadas aos sistemas reais. Por fim, são comparados os valores simulados e os reais, bem como as diferentes simulações, e os softwares apresentaram um desempenho similar, com resultados satisfatórios relativamente aos dados reais de geração. Ainda, nota-se que o SAM apresenta estimativas mais otimistas enquanto que o PV*SOL apresenta resultados mais conservadores. Em relação a precisão dos dados de geração, o menor erro percentual anual foi de 0,05% na simulação do sistema 2 com o PV*SOL e o maior erro percentual anual encontrado foi de -7,45% na simulação do mesmo sistema, porém utilizando o SAM.

Quantifying expected annual energy production is one of the most relevant risk-related areas. The energy generation forecast is the primary input for the economic viability of photovoltaic systems and network planning and maintenance studies. Thus, efficient software with a high level of reliability is needed to verify the generation potential from the solar resource availability at the installation site. Among the most used programs, the System Advisor Model (SAM) is one of the only free ones. Thus, this work aims to simulate electricity generation in residential photovoltaic systems of up to 4 kW, connected to the electricity grid, using the free software SAM and the commercial software PV*SOL. The simulation data was compared with the real data over twelve months, verifying how close the software estimates are to reality. In addition, a parallel was drawn between the simulation performed in the PV*SOL and SAM software. To this end, five different systems are chosen, and simulations are performed based on the same assumptions used and applied to real systems. Finally, the simulated and real values and the different simulations are compared. The software presented a similar performance, with satisfactory results concerning the real generation data. Still, it is noted that the SAM presents more optimistic estimates while the PV*SOL presents more conservative results. Regarding the accuracy of the generation data, the lowest annual percentage error was 0.05% in the simulation of system 2 with PV*SOL, and the highest annual percentage error found was -7.45% in the simulation of the same system but using SAM.