Sistemas de Energia Solar

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<p>AULA 1</p><p>SISTEMAS DE ENERGIA SOLAR</p><p>Profª Juliana D’Angela Mariano</p><p>02</p><p>CONVERSA INICIAL</p><p>Olá a todos! Sejam bem-vindos à primeira aula de Sistemas de Energia</p><p>Solar.</p><p>Meu nome é Juliana D’Angela Mariano. Sou formada no curso técnico e</p><p>tecnólogo em Eletrotécnica e mestre em Engenharia de Sistemas Fotovoltaicos.</p><p>Antes de entrar na carreira acadêmica, trabalhei alguns anos com elaboração de</p><p>projetos elétricos prediais e industriais. Atualmente, faço doutorado em</p><p>Engenharia de Sistemas Fotovoltaicos e trabalho como professora de Energia</p><p>Solar.</p><p>Em nossa primeira aula de Sistemas de Energia Solar, falaremos sobre as</p><p>premissas para um bom projeto fotovoltaico. Você se lembra do Atlas Brasileiro</p><p>de Energia Solar (2006)? Vamos relembrar a segunda aula da disciplina de</p><p>Fundamentos de Energia Solar quanto ao uso do banco de dados de irradiação</p><p>solar e, finalmente, aplicar as informações contidas neste documento. Também</p><p>veremos a possibilidade de simular a irradiação solar disponível para diferentes</p><p>ângulos de aplicação e desvios do norte geográfico.</p><p>Com o uso do software Radiasol, podemos analisar qual o melhor ângulo</p><p>de aplicação, ou até mesmo analisar se o nosso telhado apresenta uma boa</p><p>inclinação para aplicação dos painéis fotovoltaicos.</p><p>Figura 1 – Ícone do Programa Radiasol</p><p>Fonte: LABSOL-UFRGS (2017).</p><p>Saber utilizar o banco de dados corretos, assim como simular os valores</p><p>de irradiação solar disponível é essencial para elaboração de projetos para</p><p>captação desse recurso abundante que é o sol.</p><p>Então vamos entender a interação desses programas e aproveitar as</p><p>funcionalidades dessas ferramentas para termos um diferencial em nossos</p><p>projetos.</p><p>Bons estudos!</p><p>03</p><p>CONTEXTUALIZANDO</p><p>Como você já estudou na primeira disciplina, o Atlas Brasileiro de Energia</p><p>Solar (2006) é a publicação mais relevante no âmbito nacional, pois são dados</p><p>históricos confiáveis e de alta qualidade.</p><p>A primeira etapa para o dimensionamento de um sistema, seja ele isolado</p><p>ou conectado à rede elétrica, é conhecer muito bem o recurso solar para poder</p><p>estimar a energia que este sistema pode gerar ao longo do ano.</p><p>Como o Atlas traz milhares de dados mapeados conforme as coordenadas</p><p>de diversos locais no Brasil, é essencial saber localizar com exatidão a localização</p><p>onde serão instalados tais sistemas para que exista uma maior produtividade em</p><p>todos os meses do ano.</p><p>Existem diversas formas de encontrar as coordenadas geográficas, uma</p><p>delas é a utilização do programa Google Earth que, além disso, apresenta outras</p><p>importantes funcionalidades, como o cálculo do desvio com relação ao norte</p><p>geográfico, por exemplo.</p><p>Mas nem sempre é possível instalar os painéis fotovoltaicos orientados ao</p><p>norte geográfico e na Latitude do local, o que lhe conferiria melhores condições</p><p>de operação. Para resolver esse problema, pesquisadores brasileiros da</p><p>Universidade Federal do Rio Grande do Sul desenvolveram um software para</p><p>correção da irradiação solar para o ângulo e o desvio que se pretendem instalar o</p><p>sistema.</p><p>O Radiasol apresenta um banco de dados de irradiação solar próprio, com</p><p>diversas cidades cadastradas para o território brasileiro. Entretanto, também é</p><p>possível cadastrar pontos específicos utilizando os dados contidos no Atlas,</p><p>conferindo maior assertividade ao projeto fotovoltaico.</p><p>A quantidade de dados com que trabalharemos na aula de hoje é grande,</p><p>mas não se preocupe. Todas essas ferramentas são de simples manuseio e não</p><p>requerem treinamento específico. Com o tempo, você assimilará esses passos,</p><p>facilitando o processo de dimensionamento, além destes programas evoluírem</p><p>nos recursos, tornando nossos projetos mais práticos e rápidos.</p><p>TEMA 1 – INTRODUÇÃO AO PROJETO FOTOVOLTAICO</p><p>Iniciaremos nosso primeiro tema da aula de hoje entendendo como se dá</p><p>um bom projeto fotovoltaico e as suas principais etapas.</p><p>04</p><p>Pinho e Galdino (2014) destacam a importância de se levantar diversos</p><p>fatores para o bom dimensionamento de projetos fotovoltaicos. Dentre estes,</p><p>estão: orientação dos módulos, disponibilidade de área, estética, disponibilidade</p><p>do recurso solar, demanda a ser atendida, entre outros. Dentro de um projeto</p><p>fotovoltaico, pretende-se atender a premissa mais importante: o atendimento da</p><p>demanda por meio do ajuste adequado entre irradiação solar, módulos</p><p>fotovoltaicos e supressão da demanda por energia elétrica requerida na</p><p>instalação.</p><p>Ainda, Pinho e Galdino afirmam que a partir do histórico dessas medições,</p><p>“pode-se viabilizar a instalação de sistemas fotovoltaicos em uma determinada</p><p>região, garantindo o máximo aproveitamento do recurso ao longo do ano” (2014,</p><p>p. 85), pois há variações da intensidade irradiação solar de acordo com a</p><p>localização geográfica. Por esse motivo, conhecer o recurso solar é a variável que</p><p>apresenta maior relevância para o desenvolvimento de um projeto de sistema de</p><p>aproveitamento da energia solar.</p><p>Conforme você já estudou nas aulas do primeiro módulo do nosso curso,</p><p>existem duas configurações básicas: os sistemas fotovoltaicos isolados e os</p><p>conectados à rede elétrica. Esses sistemas são compostos por um bloco gerador,</p><p>um bloco de condicionamento de potência e, opcionalmente, um bloco de</p><p>armazenamento para o caso dos SFVI, conforme figura 2.</p><p>Figura 2 – Principais componentes de um sistema fotovoltaico</p><p>Fonte: Faria (2017).</p><p>05</p><p>Partindo dos dados meteorológicos e de uma boa estimativa da demanda</p><p>a ser atendida, o projetista dimensiona ou especifica cada um de tais blocos, além</p><p>dos demais componentes necessários à operação segura e confiável de cada</p><p>subsistema em particular (Pinho; Galdino, 2014).</p><p>A seguir, vamos listar as principais etapas do projeto de um sistema</p><p>fotovoltaico:</p><p>1. Levantamento adequado do recurso solar disponível no local da aplicação.</p><p>2. Definição da localização e configuração do sistema.</p><p>3. Levantamento adequado de demanda e consumo de energia elétrica.</p><p>4. Dimensionamento do gerador fotovoltaico.</p><p>5. Dimensionamento dos equipamentos de condicionamento de potência que,</p><p>no caso dos SFVCR, se restringe ao inversor para interligação com a rede.</p><p>6. Dimensionamento do sistema de armazenamento, usualmente associado</p><p>aos sistemas isolados.</p><p>Em nossa aula de hoje, falaremos sobre o primeiro item da lista, o</p><p>levantamento adequado do recurso solar disponível no local da aplicação. Antes</p><p>de nos aprofundarmos no conhecimento deste recurso, discorreremos sobre o</p><p>local onde os sistemas fotovoltaicos serão aplicados.</p><p>Para um projeto de sucesso, não basta apenas ter ciência da cidade onde</p><p>tais sistemas serão aplicados, é preciso conhecer as coordenadas geográficas</p><p>que possibilitam a localização dos dados solarimétricos, ou seja, dados de</p><p>irradiação solar obtidos por meio banco de dados nacionais e locais.</p><p>O levantamento de informações referentes às coordenadas geográficas</p><p>dos locais escolhidos para a pesquisa geralmente é realizado a partir da aplicação</p><p>do programa Google Earth ou pela versão profissional deste programa, o Google</p><p>Earth Pro. O programa em questão possibilita pesquisar e visualizar lugares de</p><p>forma simples e rápida, pois o recurso conta com um banco de dados de diversos</p><p>locais do mundo, com fotos e imagens em 2D e 3D de construções, oceanos e até</p><p>mesmo do espaço.</p><p>06</p><p>Figura 3 – Tela inicial do programa Google Earth</p><p>Fonte: Google Earth Pro (2017).</p><p>As informações sobre as coordenadas de cada local podem ser inseridas</p><p>na caixa de entrada do menu iniciar pesquisa. Posteriormente, será fixado um</p><p>marcador amarelo no local escolhido, o qual contém dados precisos sobre as</p><p>coordenadas geográficas referentes à latitude e longitude local (Google Earth,</p><p>2017).</p><p>Para instalar o programa Google Earth (ou Google Earth Pro),</p><p>acesse o</p><p>site: <https://www.google.com/intl/pt-PT/earth/desktop/></p><p>Depois de instalado, você pode realizar a pesquisa pelas coordenadas</p><p>geográficas de sua cidade, por exemplo, Curitiba (Figura 4), que apresenta as</p><p>seguintes coordenadas coletadas a partir do uso de marcadores, localizada no</p><p>primeiro botão amarelo que aparece na barra do programa:</p><p> 25°25'49.23"S</p><p> 49°16'0.20"O</p><p>Figura 4 – Localizando as coordenadas geográficas de Curitiba</p><p>Fonte: Google Earth Pro (2017).</p><p>07</p><p>Obviamente, é possível entrar com o endereço exato do local de instalação,</p><p>a fim de coletar a coordenada exata para, posteriormente, localizar no banco de</p><p>dados utilizado a irradiação correspondente.</p><p>Esta é a etapa inicial da pesquisa. Após sua execução, será possível</p><p>localizar dados solarimétricos nos bancos de dados meteorológicos referentes à</p><p>irradiação solar descritos no tema seguinte.</p><p>TEMA 2 – LEVANTAMENTO DO RECURSO SOLAR</p><p>Agora vamos relembrar o procedimento para levantar e avaliar o recurso</p><p>solar, apresentado na aula 2 da disciplina de Fundamentos de Energia Solar. Para</p><p>projetos fotovoltaicos, geralmente utilizamos dados contidos no Atlas Brasileiro de</p><p>Energia Solar (2006).</p><p>Figura 5 – Atlas Brasileiro de Energia Solar</p><p>Fonte: Pereira et al. (2006).</p><p>Como já mencionamos, este documento foi elaborado por um conjunto de</p><p>pesquisadores do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), sendo parte</p><p>do Projeto SWERA (Solar and Wind Energy Resource Assessment), o qual inclui</p><p>uma série de informações englobando desde mapas e dados digitais das diversas</p><p>componentes da irradiação solar até dados detalhados de infraestrutura e</p><p>parâmetros socioeconômicos dos países participantes deste projeto-piloto.</p><p>As informações presentes nessa base de dados são confiáveis e de alta</p><p>qualidade devido à compatibilidade com sistemas de informação geográfica (SIG)</p><p>e, por este motivo, podem ser facilmente utilizadas em estudos de viabilidade</p><p>econômica no desenvolvimento de projetos. Os diversos parceiros envolvidos</p><p>nesse projeto utilizaram o modelo de transferência radiativa BRASIL-SR e de uma</p><p>base geo-referenciada de dados ambientais e sócio-econômicos disponibilizados</p><p>08</p><p>por diversos parceiros nacionais e internacionais disponibilizados gratuitamente</p><p>(Pereira et al., 2006).</p><p>Dentre as informações contidas nessa publicação, há duas que</p><p>consideramos mais relevantes para o projeto fotovoltaico. Estas informações se</p><p>referem aos dados de irradiação solar disponíveis para o plano global horizontal</p><p>e para o plano inclinado, em médias mensais e anuais na unidade de kWh/m²/dia.</p><p>A irradiação global horizontal se refere à energia solar recebida por uma</p><p>superfície posicionada horizontalmente ao solo. Essa informação pode ser</p><p>utilizada no dimensionamento de projetos, quando a inclinação dos painéis é</p><p>diferente da latitude do local ou o desvio azimutal é diferente de 0° (Faria, 2017),</p><p>conforme instalado no estacionamento da figura a seguir.</p><p>Figura 6 – Sistema fotovoltaico instalado na horizontal</p><p>Fonte: Alfa Energia Solar (2017).</p><p>A irradiação no plano inclinado se refere à energia solar recebida por uma</p><p>superfície posicionada com inclinação igual à latitude do local. Essa informação</p><p>pode ser utilizada no dimensionamento de projetos quando a inclinação dos</p><p>painéis for igual à latitude do local e o desvio azimutal igual a zero (Faria, 2017),</p><p>confirme sistema mostrado na figura a seguir.</p><p>Figura 7 – Sistema fotovoltaico instalado nas condições ideais</p><p>Fonte: Acervo do autor.</p><p>09</p><p>Note que este sistema fotovoltaico não acompanha o alinhamento predial,</p><p>pois optou pelas condições ótimas de instalações. Estudos apontam que quando</p><p>é possível respeitar a inclinação dos painéis igual à latitude do local e o desvio</p><p>azimutal for igual a zero (condições ótimas de operação), pode haver ganhos na</p><p>produtividade dos sistemas fotovoltaicos, conforme gráfico apresentado na figura</p><p>a seguir.</p><p>Gráfico 1 – Variação da irradiação global X inclinada</p><p>Fonte: Faria (2017).</p><p>Conforme dados apresentados neste gráfico, nota-se que é possível obter</p><p>ganhos no que se refere ao recurso local disponível e, por esta razão,</p><p>projetaremos nosso painel fotovoltaico favorecendo a produção de energia</p><p>conforme a latitude do local.</p><p>Na nossa plataforma de estudo, estará disponível uma pasta com o nome</p><p>“Atlas Brasileiro de Energia Solar”, que contém três documentos importantes. O</p><p>primeiro deles é o PDF, onde você encontra todo o texto do Atlas. O segundo e o</p><p>terceiro documento estarão inseridos na pasta “Dados”, contendo duas planilhas</p><p>010</p><p>com nomes de “GLOBAL_10KM_BR_Original_XLS2007” e</p><p>“INCLINADA_10KM_BR_Original_XLS2007”.</p><p>Lembre-se de que os mapas solarimétricos presentes nesse documento se</p><p>referem ao período de julho de 1995 a dezembro de 2005, na resolução espacial</p><p>de 10 km x 10 km. Na figura a seguir, são mostrados alguns mapas de irradiação</p><p>solar global horizontal, que contemplam a média anual, e as irradiações sazonais</p><p>para este plano, constantes nos mapas menores.</p><p>Figura 8 – Mapas de irradiação global horizontal</p><p>Fonte: Pereira et al. (2006).</p><p>Quanto aos dados das planilhas em Excel, são dados históricos que se</p><p>referem aos valores médios das estimativas do total diário de irradiação global</p><p>horizontal e irradiação incidente sobre um plano com inclinação igual à latitude do</p><p>pixel em consideração, sendo essa última a que possibilita a máxima captação da</p><p>energia solar incidente (Pereira et al., 2006). Na tabela a seguir, é trazido um</p><p>exemplo para a cidade de Curitiba, que tem as suas coordenadas geográficas, na</p><p>escala de graus decimais, de Longitude -49,27 e Latitude de -25,44, conforme</p><p>informações coletadas por meio do programa Google Earth.</p><p>Tabela 1 – Dados de irradiação global horizontal para a cidade de Curitiba</p><p>Fonte: Pereira et al. (2006).</p><p>As primeiras colunas se referem às coordenadas geográficas do local, em</p><p>que você pode usar os filtros de Latitude e Longitude para encontrar o ponto mais</p><p>próximo de sua localização. Estes dados representam a irradiação média diária</p><p>011</p><p>global horizontal respectiva para cada mês, em kWh/m².dia, para a cidade de</p><p>Curitiba, assim como a irradiação média diária anual.</p><p>TEMA 3 – COLETANDO OS DADOS DE IRRADIAÇÃO SOLAR</p><p>Em seguida, falaremos sobre o procedimento de busca das coordenadas</p><p>geográficas e a coleta de dados de irradiação solar nas planilhas do Excel. Essas</p><p>planilhas estão presentes na plataforma com material de estudo. Faremos um</p><p>exercício juntos, que é o de encontrar as coordenadas geográficas de um ponto</p><p>específico, e depois descobrir a irradiação solar disponível para este local. O</p><p>primeiro passo é iniciar o programa Google Earth (do qual você fez o download</p><p>em seu computador). Vamos pesquisar pela cidade de Curitiba. Veremos a</p><p>seguinte imagem.</p><p>Figura 9 – Localizando a cidade de Curitiba no Google Earth</p><p>Fonte: Google Earth Pro (2017).</p><p>Como o banco de dados do Atlas traz coordenadas em graus decimais,</p><p>vamos configurar nosso Google Earth para que ele nos mostre sempre a mesma</p><p>unidade de medida de latitude e de longitude. Para isto, basta clicar na aba</p><p>“Ferramentas”  “Opções”. Quando a caixa de diálogo abrir, aparecerá a primeira</p><p>aba com o nome “Visualização em 3D” e logo no segundo retângulo abaixo das</p><p>“Cores e Textura”, você deve marcar a opção “Graus Decimais”, conforme figura</p><p>10.</p><p>012</p><p>Figura 10 – Configurando o Google Earth</p><p>Fonte: Google Earth Pro (2017).</p><p>Dessa vez, quando inserirmos um marcador amarelo em cima do local, as</p><p>coordenadas no formato de graus decimais aparecerão.</p><p>Figura 11 – Coletando as coordenadas em graus decimais</p><p>Fonte: Google Earth Pro (2017).</p><p>013</p><p>Guarde bem as informações que aparecem de -25,43 e -49,27, pois, a partir</p><p>desses valores, é possível encontrar os dados de irradiação na planilha</p><p>de</p><p>irradiação global horizontal no Atlas.</p><p>Vamos iniciar com a planilha de dados para irradiação global horizontal com</p><p>o nome “GLOBAL_10KM_BR_Original_XLS2007” na pasta “Dados”. Ao abrir este</p><p>arquivo, ele apresentará estas informações, contendo 87.223 locais cadastrados,</p><p>conforme tabela a seguir.</p><p>Tabela 2 – Dados de irradiação global horizontal</p><p>Fonte: Pereira et al. (2006).</p><p>Quando você abrir a planilha, visualizará essa base de dados neste mesmo</p><p>formato, contemplando dados de longitude e latitude nas primeiras colunas na</p><p>esquerda. Da esquerda para direita, constarão os dados de irradiação mensais,</p><p>anuais e sazonais.</p><p>Como se trata de milhares de dados, é necessário filtrá-los para as</p><p>coordenadas desejadas. Neste caso, aplicaremos o filtro na coluna de Longitude</p><p>para o valor desejado, que é igual a -49,27. No entanto, mesmo aplicando o filtro</p><p>na coluna Longitude, haverá muitos dados que dificultarão a visualização do local.</p><p>Para resolver esse problema, é preciso aplicar o filtro na coluna de Latitude,</p><p>ampliando a faixa de pesquisa para +/-10 pontos.</p><p>014</p><p>Figura 12 – Aplicando filtros</p><p>Fonte: Adaptado de Pereira et al. (2006).</p><p>Após aplicar este filtro, aparecerá um resultado bem próximo ao requerido</p><p>na primeira linha na tabela de dados de irradiação, conforme figura a seguir.</p><p>Tabela 3 – Dados de irradiação global horizontal para a cidade de Curitiba</p><p>Fonte: Adaptado de Pereira et al. (2006).</p><p>Finalmente, são estes os valores de irradiação disponível para o local, na</p><p>unidade de kWh/m².dia, lembrando que se trata de dados para o plano horizontal</p><p>para uma orientação ao norte geográfico. Se este for o caso de seu projeto, salve</p><p>estes valores, pois, mais para a frente, eles serão aplicados nas equações para a</p><p>previsão de energia, as quais veremos nas próximas aulas.</p><p>Da mesma maneira, temos a planilha de dados para irradiação inclinada</p><p>com o nome “INCLINADA_10KM_BR_Original_XLS2007” na pasta “Dados”. Ao</p><p>abrir este arquivo, ele também apresentará as mesmas 87.223 informações de</p><p>locais cadastrados, conforme figura a seguir, só que, agora, considerando um</p><p>plano inclinado igual a Latitude do local.</p><p>015</p><p>Tabela 4 – Dados de irradiação inclinada</p><p>Fonte: Pereira et al. (2006).</p><p>Repetindo os mesmos procedimentos de filtro para as coordenadas da</p><p>cidade de Curitiba, chegaremos aos resultados de irradiação solar para o plano</p><p>inclinado, considerando a inclinação igual à latitude do local, que, neste caso, é</p><p>de -25,43.</p><p>Tabela 5 – Dados de irradiação inclinada para a cidade de Curitiba</p><p>Fonte: Adaptado de Pereira et al. (2006).</p><p>Temos agora os valores de irradiação disponíveis para o plano inclinado,</p><p>para uma orientação ao norte geográfico. Se este for o caso de seu sistema, salve</p><p>tais valores, pois eles serão utilizados nas equações de previsão de energia para</p><p>o sistema projetado.</p><p>Observe que existe ganho na irradiação mensal quando o painel</p><p>fotovoltaico é projetado respeitando a Latitude e orientado para o norte geográfico,</p><p>conforme a figura a seguir, com os dados do Atlas.</p><p>Tabela 6 – Comparação da irradiação global horizontal X inclinada</p><p>Fonte: Adaptado de Pereira et al. (2006).</p><p>016</p><p>Como podemos observar, esse ganho é bem evidente entre os meses de</p><p>março a setembro, aumentando, consequentemente, o valor de irradiação anual.</p><p>Agora que você já sabe como encontrar os dados de irradiação para seu</p><p>local de projeto, passaremos ao próximo passo, que consiste na correção para as</p><p>coordenadas reais de nosso projeto.</p><p>TEMA 4 – INTRODUÇÃO AO RADIASOL</p><p>Não podemos nos esquecer de que nem sempre é possível instalar os</p><p>sistemas fotovoltaicos na horizontal ou com o ângulo correspondente à latitude e</p><p>voltados ao norte geográfico, pois as construções seguem o alinhamento</p><p>conforme o arruamento do local. Para corrigir tal orientação, são aplicados</p><p>softwares específicos para correção da irradiação local disponível. Neste caso,</p><p>usaremos o Radiasol, disponível no site da Universidade Federal do Rio Grande</p><p>do Sul.</p><p>Figura 13 – Logo do Programa Radiasol</p><p>Fonte: LABSOL-UFRGS (2017).</p><p>Para fazer o download deste software gratuitamente, acesse o site:</p><p><http://www.solar.ufrgs.br/#softwares>.</p><p>Este software é capaz de simular o comportamento real do gerador FV no</p><p>que se refere à disponibilidade de irradiação solar ao longo do ano mediante</p><p>parâmetros de entrada como coordenadas geográficas, irradiação local,</p><p>inclinação e orientação dos módulos quando a inclinação do painel é diferente do</p><p>ângulo da latitude local (LABSOL-UFRGS, 2017).</p><p>O Radiasol apresenta banco de dados para diversas cidades e capitais</p><p>brasileiras, entretanto, é possível cadastrar locais não inseridos neste banco de</p><p>dados de forma simples para aquisições mais pontuais de valores de geração FV</p><p>estimada.</p><p>A Universidade Federal do Rio Grande do Sul disponibiliza duas versões</p><p>do software Radiasol, o Radiasol1 e o Radiasol2, uma vez que o último é a versão</p><p>017</p><p>atualizada do primeiro, em que curvas ou tabelas podem ser exportadas por meio</p><p>da área de transferência do Windows para outros aplicativos, e podem ser</p><p>utilizadas para cálculos em projetos ou para apresentação de relatórios (LABSOL-</p><p>UFRGS, 2017).</p><p>Figura 14 – Interface do Programa Radiasol 2</p><p>Fonte: LABSOL-UFRGS (2017).</p><p>Apesar do Radiasol2 apresentar maiores funcionalidades, a recomendação</p><p>é que faça o download da versão anterior presente no site da UFRGS, pois ela</p><p>apresenta maior compatibilidade com a maioria dos computadores e programas</p><p>essenciais, como o pacote Office da Microsoft, dentre outros.</p><p>Quando a versão anterior já tiver sido instalada (Radiasol1), você terá uma</p><p>pasta compactada contendo o seguinte conteúdo:</p><p>Figura 15 – Arquivos da pasta do Radiasol</p><p>Fonte: LABSOL-UFRGS (2017).</p><p>018</p><p>São 7 itens com todos os arquivos necessários à instalação correta do</p><p>programa. É importantíssimo abrir o arquivo “Leia-me_DLL”, para evitar o</p><p>problema que ocorre comumente com a DLL, conforme figura a seguir.</p><p>Figura 16 – Arquivo “Leia-me_DLL”</p><p>Fonte: LABSOL-UFRGS (2017).</p><p>Para evitar esse problema, a recomendação é, antes de iniciar a instalação</p><p>do programa Radiasol, extrair os arquivos “msjet35.zip” e “mfc40.zip” e copiá-los</p><p>para as pastas C:\WINDOWS\system e C:\WINDOWS\system32, dependendo da</p><p>sua versão do Windows.</p><p>Se a instalação for concluída com sucesso, você terá o ícone na</p><p>sua área de trabalho ou em sua lista de programas instalados. Clicando nele, a</p><p>primeira tela do programa se abrirá, com a seguinte interface, conforme figura 17:</p><p>Figura 17 – Tela inicial do Programa Radiasol</p><p>Fonte: LABSOL-UFRGS (2017).</p><p>Clicando em “OK”, teremos o banco de dados das cidades e capitais</p><p>brasileiras cadastradas no banco de dados interno do programa Radiasol,</p><p>conforme figura a seguir. Como já mencionamos, é possível cadastrar outras</p><p>019</p><p>estações, aplicando aqueles valores que encontramos no Atlas Brasileiro de</p><p>Energia Solar (2006) para pontos mais específicos.</p><p>Figura 18 – Selecionando a cidade no Programa Radiasol</p><p>Fonte: LABSOL-UFRGS (2017).</p><p>Ao clicar novamente no botão “OK”, você vai visualizar a tela com as</p><p>opções mais relevantes, “Ângulo de Inclinação” e “Desvio Azimutal”, em que é</p><p>possível alterar para valores positivos e negativos (para desvio voltados ao Oeste)</p><p>em função da localização desejada, conforme figura 19.</p><p>Figura 19 – Tela com opção de variar o ângulo de inclinação e o desvio azimutal</p><p>Fonte: LABSOL-UFRGS (2017).</p><p>Outra importantíssima configuração a ser mantida é a opção do Modelo de</p><p>Radiação Difusa no modo “Perez”, para a correta estimativa da irradiação</p><p>corrigida, conforme figura a seguir.</p><p>020</p><p>Figura 20 – Configuração no modo Perez</p><p>Fonte: LABSOL-UFRGS (2017).</p><p>Feitas todas essas configurações, podemos simular o melhor o ângulo de</p><p>inclinação, variando</p><p>os valores entre 20° a 30°. Vamos simular uma inclinação</p><p>diferente de 25° para a cidade de Curitiba, seguindo o exemplo já trabalhado no</p><p>vídeo anterior. Inserindo o ângulo de 20°, desvio de 0°, chegamos aos seguintes</p><p>valores corrigidos de irradiação na unidade Wh/m².dia.</p><p>Figura 21 – Alterando o ângulo de inclinação</p><p>Fonte: LABSOL-UFRGS (2017).</p><p>Agora você pode determinar o ângulo em que ocorre o maior ganho na</p><p>irradiação solar para poder mostrar ao seu cliente no auxílio à tomada de decisão,</p><p>além de apresentar uma análise completa das possibilidades dadas ao projeto.</p><p>Para assimilar o conteúdo do programa Radiasol e tornar o manuseio mais</p><p>prático, faça simulações escolhendo a cidade em que mora, variando os ângulos</p><p>entre 20° a 30° e identificando o ângulo em que ocorre o maior ganho de</p><p>irradiação solar total anual presente na última linha do gráfico gerado pelo</p><p>programa.</p><p>021</p><p>TEMA 5 – CORRIGINDO A IRRADIAÇÃO SOLAR</p><p>No último tema da aula de hoje, vamos simular uma situação real, em que</p><p>o ângulo de instalação do sistema e o desvio azimutal são diferentes das</p><p>condições ótimas de instalação. Nesse cenário real, cadastraremos os dados</p><p>contidos no Atlas para um ponto específico, simulando a irradiação no ângulo do</p><p>local de instalação considerando o desvio azimutal existente na edificação.</p><p>Primeiro passo: localizar as coordenadas do local desejado por meio do</p><p>programa Google Earth. Como exemplo, utilizaremos o prédio histórico da Uninter</p><p>– Garcez, localizada na cidade de Curitiba - PR. Digitando esse nome no</p><p>programa e inserindo um marcador amarelo, teremos as seguintes coordenadas</p><p>para o local, conforme imagem a seguir:</p><p>Figura 22 – Localizando um ponto específico</p><p>Fonte: Google Earth Pro (2017).</p><p>Assim, obteremos os valores de Latitude de -25,43 e Longitude de -49,27</p><p>em graus decimais. Com o programa Google Earth, também é possível encontrar</p><p>o desvio azimutal do norte geográfico, medindo a distância entre dois pontos no</p><p>chão por meio da régua presente na barra de ferramentas, conforme a figura a</p><p>seguir.</p><p>022</p><p>Figura 23 – Calculando o desvio azimutal</p><p>Fonte: Google Earth Pro (2017).</p><p>Subtraído esse resultado de 360°, encontraremos o ângulo do desvio</p><p>azimutal, que é de aproximadamente 24°, voltado para o Oeste. Neste caso,</p><p>usaremos o sinal de menos. O passo seguinte é identificar as coordenadas dentro</p><p>da planilha de dados do Atlas para o plano horizontal. Abrindo esse documento e</p><p>seguindo os passos mostrados no vídeo anterior, obteremos a seguinte linha de</p><p>dados, constantes na tabela a seguir.</p><p>Tabela 7 – Irradiação global horizontal do ponto desejado</p><p>Fonte: Pereira et al. (2006).</p><p>Esses são os valores de irradiação diárias mensais, nos quais tivemos a</p><p>sorte de encontrar as coordenadas exatas para o local desejado. A partir desses</p><p>dados, cadastraremos os respectivos valores no software Radiasol para simular a</p><p>irradiação solar real da edificação com ângulo de inclinação e desvio azimutal real.</p><p>Vamos, então, abrir o Radiasol e cadastrar a nova estação Uninter,</p><p>conforme a figura a seguir.</p><p>023</p><p>Figura 24 – Cadastrando uma nova estação</p><p>Fonte: Adaptado de LABSOL-UFRGS (2017).</p><p>Conforme a figura mostra, após iniciar o Radiasol, você deve clicar no botão</p><p>“Editar” e depois “Adicionar” a nova estação. Assim, selecionamos o país e</p><p>acrescentamos o nome “Uninter”, inserindo cada dado encontrando para Latitude,</p><p>Longitude e os dados de irradiação solar do Atlas. Ao final, clicamos no botão</p><p>“Gravar”, mas provavelmente aparecerá uma tela informando que você deve</p><p>inserir o País. Apenas ignore essa mensagem e siga clicando no botão “OK”,</p><p>retornando ao menu principal.</p><p>Pronto! Basta agora simular o ângulo desejado e o desvio azimutal</p><p>identificado com auxílio do programa Google Earth. Para nosso exercício, vamos</p><p>considerar uma situação em que o painel será instalado no mesmo ângulo de um</p><p>telhado com inclinação de 22° e considerando o desvio de 24° para o Oeste. Logo,</p><p>encontramos os seguintes resultados para a irradiação solar diária, conforme</p><p>imagem a seguir.</p><p>Figura 25 – Coletando a irradiação para o plano corrigida</p><p>Fonte: Adaptado de LABSOL-UFRGS (2017).</p><p>024</p><p>Agora você já tem a primeira premissa para iniciar os cálculos de previsão</p><p>de energia gerada pelo sistema fotovoltaico projetado. É importante criar arquivos</p><p>tabelando todos esses valores que aprendemos a coletar, como coordenadas</p><p>geográficas, desvio azimutal, identificadas com auxílio do programa Google Earth.</p><p>Da mesma forma, deve-se tabelar os valores de irradiação corrigidos pelo</p><p>software Radiasol para, posteriormente, usá-los nas equações de energia</p><p>apresentadas nas próximas aulas.</p><p>FINALIZANDO</p><p>Nessa aula, fomos introduzidos ao projeto fotovoltaico referente às</p><p>principais etapas para um bom dimensionamento de um sistema fotovoltaico.</p><p>Falamos também sobre a metodologia para o levantamento do recurso solar,</p><p>utilizando, para isso, o Atlas Brasileiro de Energia Solar (2006). Aprendemos, por</p><p>fim, a aplicar o software Radiasol para correção da irradiação quando a instalação</p><p>do gerador ocorrer nas condições reais do sistema.</p><p>Na próxima aula, falaremos sobre o dimensionamento de um SFVI.</p><p>Bons estudos e até a próxima!</p><p>025</p><p>REFERÊNCIAS</p><p>ALFA ENERGIA SOLAR. Disponível em:</p><p><http://energiasolaralfa.com.br/condominios.html>. Acesso em: 15 set. 2017.</p><p>FARIA, N. de A. Ferramenta de auxílio para o dimensionamento de sistemas</p><p>fotovoltaicos conectados à rede elétrica e isolados. 2017. 98 pg. Monografia</p><p>(Especialização em Energias Renováveis) - Universidade Tecnológica Federal do</p><p>Paraná. Curitiba, 2017.</p><p>GOOGLE EARTH PRO. Disponível em <https://www.google.com.br/intl/pt-</p><p>BR/earth/>. Acesso em: 15 set. 2017.</p><p>LABSOL-UFRGS. Programa Radiasol. Laboratório de Energia Solar. Escola de</p><p>Engenharia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Disponível em:</p><p><http://www.solar.ufrgs.br/#softwares>. Acesso em: 15 set. 2017.</p><p>PEREIRA, E. B.; MARTINS, F. R.; ABREU, S. L. de; RÜTHER, R. Atlas brasileiro</p><p>de energia solar. São José dos Campos, SP: Inpe, 2006. Disponível em:</p><p><http://ftp.cptec.inpe.br/labren/publ/livros/brazil_solar_atlas_R1.pdf>. Acesso em:</p><p>15 set. 2017.</p><p>PINHO, J. T.; GALDINO, M. A.; Grupo de Trabalho de Energia Solar (GTES).</p><p>CEPEL - GTES. Manual de engenharia para sistemas fotovoltaicos. Rio de</p><p>Janeiro, 2014.</p>