Branislav Schnierer
Mar 1, 2021
Há dez anos, um projeto solar fotovoltaico médio era relativamente simples, compreendendo 10 MW de módulos fixos e monofaciais. Desde então, o mercado evoluiu muito. Atualmente, os parques solares típicos aproximam-se dos 100 MW e podem utilizar uma gama de tecnologias como os módulos bifaciais, de seguimento inteligente e flutuantes, criando novas possibilidades para uma produção de energia mais eficiente.
Os projectistas solares têm um âmbito mais vasto do que nunca para criar projectos optimizados. Mas a complexidade crescente de projectos maiores e tecnologicamente mais variados exige uma conceção de projectos mais inteligente do que nunca. Para aumentar a pressão, o ambiente de mercado cada vez mais competitivo a nível global significa que há pouca margem de erro para os promotores solares.
Em projectos ainda maiores, ao nível dos gigawatts, estes desafios são amplificados. As expectativas dos investidores são mais elevadas, os riscos técnicos são maiores e o projeto está mais exposto a condições ambientais que afectam o desempenho.
Para equipar os projectistas de projectos solares com as ferramentas de que necessitam para concretizar todo o potencial do "megaprojeto" moderno, os promotores precisam do software certo. Utilizando tecnologia de simulação avançada, podem identificar a melhor configuração de módulos e garantir que um projeto gera a maior quantidade de energia pelo menor custo. No entanto, os avanços no software não conseguiram muitas vezes acompanhar a rápida proliferação de tipos de projectos e tecnologias de módulos.
E o mais importante é que esta diversidade crescente coloca sob pressão as principais suposições feitas pelos projectistas - particularmente em relação à força dos seus dados de entrada.
Nesta edição de "dores de crescimento", vamos explorar os ingredientes de um projeto solar rentável de grande escala e dar aos promotores solares a possibilidade de utilizarem os dados para criarem resiliência na conceção dos seus projectos.
O impulso para projectos cada vez maiores tem sido acompanhado - e apoiado - por reduções significativas de custos e avanços na tecnologia de módulos fotovoltaicos. Nos últimos anos, as seguintes tendências têm sido factores de crescimento específicos:
No entanto, estas tendências também trazem novos desafios técnicos para os projectistas. Por exemplo, a redução das perdas térmicas devido ao efeito de arrefecimento da água em instalações solares flutuantes ainda não é bem compreendida. Os projectistas também têm de ter em conta novas variáveis, como a temperatura da água e a altura das ondas.
Fundamentalmente, o problema que os projectistas enfrentam quando procuram permitir a implantação efectiva de novas tecnologias interessantes para novos projectos solares é a falta de dados adequados. Infelizmente, a maioria dos conjuntos de dados de recursos gratuitos ou de baixo custo não tem em conta o aumento da gama de parâmetros ambientais que afectam o desempenho destes sistemas.
As principais considerações ao avaliar a adequação dos conjuntos de dados para estas tecnologias são
Estes são dados críticos que devem ser integrados no software de simulação e nas ferramentas de conceção de projectos, antes de se poder concretizar todo o potencial destas tecnologias.
Melhores dados sobre o ambiente e os recursos também permitirão aos promotores validar e verificar de forma independente as alegações feitas pelos fabricantes de módulos bifaciais e de sistemas de rastreio. Muitas ferramentas de software independentes não são tão exactas como as utilizadas pelos fabricantes, pelo que os criadores de sistemas solares confiam frequentemente nas estatísticas sem terem a capacidade de questionar o que lhes é dito.
Neste contexto, é evidente que as normas de dados em todo o sector devem ser melhoradas, dando aos promotores e projectistas os conhecimentos de que necessitam para tirar o máximo partido dos avanços tecnológicos.
Quanto maior for um projeto, mais elevados são os riscos financeiros. O desempenho insuficiente custa mais. A reparação dos danos é mais dispendiosa. O afastamento das tarifas de alimentação e dos subsídios em direção a um mercado comercial, apoiado por CAE, aumentou o risco que recai sobre os promotores - conduzindo a licitações mais agressivas nos leilões e reduzindo as margens.
Além disso, apesar de os custos unitários terem diminuído cerca de 70% em relação a dez anos atrás, com cerca de 500 000 dólares de investimento necessário por MW atualmente, em comparação com 2 milhões de dólares por MW nessa altura, as despesas de capital (CAPEX) aumentaram por um fator de 3 à medida que os projectos aumentam de escala. Isto significa que os riscos financeiros do desenvolvimento e exploração de um projeto solar não são menos significativos.
Um projeto solar bem sucedido tem um bom ROI para os investidores. Um projeto mal concebido pode tornar-se um passivo.
A subestimação da produção futura durante a fase de conceção pode levar a dificuldades técnicas significativas na fase operacional, aumentando o risco de falhas dispendiosas dos módulos e dos inversores. A sobrestimação conduzirá a um desempenho inferior consistente, levando a perdas financeiras durante períodos de irradiação solar abaixo da média.
Ao garantir que são utilizados dados precisos sobre os recursos em todas as fases da conceção do projeto, os promotores podem minimizar a sua exposição a riscos financeiros e beneficiar de
A utilização de dados fiáveis sobre os recursos na conceção do projeto tem um papel significativo na redução dos riscos técnicos e financeiros de uma instalação solar em grande escala. Mas, na prática, o que significa "fiável"? E que variáveis devem ser consideradas?
De um modo geral, a utilização de dados mais precisos na fase de conceção do projeto resultará num projeto mais rentável. Simulações bem informadas e configurações de conceção verdadeiramente optimizadas de projectos de grande escala requerem parâmetros de dados solares e meteorológicos fundamentais - quanto mais actualizados e granulares, melhor. Estes incluem:
Os melhores projectos são concebidos tendo em conta todos os dados ambientais possíveis, mesmo na fase de pré-viabilidade, e mantendo depois a continuidade na utilização de ferramentas de dados nas fases de conceção, desenvolvimento e exploração. Isto produz um banco de dados de cada fase do projeto, que pode ser utilizado para analisar as condições actuais e conduzir a uma melhor tomada de decisões.
Em última análise, isto poupa tempo e recursos e melhora a fiabilidade a longo prazo. A vida útil do projeto pode ser prolongada através de uma conceção eficaz, do dimensionamento adequado dos componentes, da otimização da construção e do funcionamento e da manutenção preventiva. Dados exactos são a base de tudo isto.
Como já referimos, o sector solar tem assistido a um aumento da diversidade de projectos. Na fase de conceção, existem várias opções diferentes disponíveis. A seleção da melhor conceção implica a realização de milhares de simulações para identificar a configuração ideal.
A maioria das ferramentas de secretária atualmente disponíveis para os promotores de projectos não tem capacidade para o número de simulações necessárias para a otimização da conceção. As ferramentas de otimização de conceção baseadas na nuvem têm frequentemente essa capacidade, mas baseiam-se normalmente em conjuntos de dados de baixa resolução não optimizados, abrangendo um período de tempo limitado, com validação insuficiente e baixa fiabilidade. A introdução de uma fonte de dados validada e de alta resolução nas ferramentas de conceção de projectos é vital.
Dados imprecisos podem influenciar os projectistas a optar por uma determinada combinação de tecnologias, em detrimento de outra opção mais adequada. As decisões que os promotores tomam na fase de conceção determinam a rentabilidade ao longo da vida do projeto - e para a energia solar em grande escala, mesmo um aumento de 1% na produção pode ter um enorme efeito na rentabilidade.
O futuro da conceção de projectos solares em grande escala assenta na adoção de ferramentas de software avançadas que possam trabalhar eficazmente com dados de séries a tempo inteiro para simular e visualizar resultados. O acesso a ferramentas estatísticas e de cartografia será também essencial para garantir que todos os factores relevantes e situações meteorológicas sejam tidos em conta.
Os conceptores de projectos serão também apoiados no futuro por ferramentas de simulação adaptativas, capazes de fornecer resultados preliminares rápidos, quando necessário, ou uma simulação completa e pormenorizada que integre vários conjuntos de dados.
A maior dimensão dos projectos solares desempenhará um papel fundamental na criação de economias de escala que mantenham a competitividade do sector. É vital garantir que esta oportunidade não seja desperdiçada. Para tal, é necessário equipar os projectistas solares com as ferramentas de dados de que necessitam para realizar projectos optimizados e rentáveis.
A Solargis trabalha com promotores solares em todo o mundo para otimizar os seus projectos, fornecendo dados de recursos solares líderes da indústria e consultoria especializada durante as fases de prospeção e avaliação do ativo.
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O advento de inversores inteligentes e mais eficientes alterou os cálculos efectuados durante a conceção do projeto. Os mega-projectos já ultrapassam os limites do que é possível fazer com os componentes existentes. Os leilões cada vez mais competitivos incentivaram os promotores a procurar eficiências adicionais e a utilizar da melhor forma a tecnologia atual.
Por exemplo, os inversores convertem a eletricidade produzida pelos módulos solares em corrente contínua para corrente alternada. O rácio CC/CA ideal é de aproximadamente 1,05 - 1,15, dependendo da especificação do inversor, para maximizar o desempenho do inversor. Ao utilizar menos inversores, a conceção do projeto pode alterar o rácio de potência, de modo a que o ativo forneça mais energia útil à rede. No entanto, à medida que os rácios CC/CA se aproximam de 1,5, os projectos de grande escala podem testar os limites dos inversores.
Esta estratégia ajuda a contrariar as reduções de eficiência devidas ao envelhecimento dos módulos ou a compensar parcialmente a variabilidade dos recursos solares a curto prazo. No início do ciclo de vida do projeto, isto pode resultar em "clipping", em que a energia excedente nas horas de ponta é cortada. Isto é aceitável até certos níveis, uma vez que significa produção adicional nas horas de vazio. No entanto, acima destes níveis, provoca uma sobrecarga, que é difícil de gerir pelos inversores. Em casos extremos, os inversores podem ficar danificados e o projeto arrisca-se a sofrer cortes e penalizações na rede.
Para permitir uma conceção eficaz nesta margem finamente equilibrada, é crucial dispor de dados e previsões exactos e de alta resolução sobre os recursos. Os proprietários do projeto podem então compreender as perdas potenciais a um nível de 1 ou 5 minutos e garantir que os valores de produção projectados nas horas de ponta estão corretos.
