Maximizing efficiency in solar power farms

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As indústrias de energia renovável estão em franco crescimento com vista a cumprir os objetivos de sustentabilidade em todo o mundo. Uma delas é a energia solar, que, de acordo com a associação europeia da indústria solar fotovoltaica, Solar Power Europe, representará 20% da procura de energia elétrica europeia em 2030¹. Isto deve-se, em parte, ao facto de os custos de produção de energia solar terem caído drasticamente, em 90 % entre 2009 e 2020². Com vista a satisfazer esta necessidade crescente, os fornecedores de energia solar estão a virar-se para as tecnologias inteligentes no sentido de racionalizar as suas operações.

Parques solares

Os parques solares floresceram por todo o mundo, usando painéis solares para produzir eletricidade. Estes painéis coletam a radiação emitida pelo sol para alimentar as células fotovoltaicas, criando uma corrente elétrica. Esta corrente elétrica alimenta uma série de subestações para converter e distribuir energia onde ela é necessária. Como o sol é uma fonte permanente de radiação, é uma fonte de energia renovável.

Os parques podem ficar muito grandes, dependendo do espaço disponível. Um parque em Espanha, por exemplo, usa mais de 4 milhões de painéis em 10 quilómetros quadrados. Na época da sua construção (2019), era o maior da Europa, mas a velocidade de desenvolvimento do setor rapidamente o mudou. Como é necessário muito espaço, os parques têm tendência a localizar-se em zonas mais remotas.

Obviamente que locais remotos como este carecem de proteção e as medidas de segurança possibilitam a monitorização remota. No entanto, a tecnologia de vídeo também é usada para outro propósito: acelerar a manutenção.

O risco de pontos quentes

As inspeções de rotina aos painéis solares são uma parte crítica da eficiência operacional. Por vezes, os danos no vidro do painel solar são provocados por ventos fortes, granizo ou distorção da estrutura do equipamento. Um vidro danificado cria mais problemas, como infiltração de água e decomposição do filme fotovoltaico. Tudo isto são problemas que podem levar à diferenciação da temperatura.

Este é um problema para a eficiência de um painel. A distribuição da temperatura de cada célula deve ser uniforme para fornecer uma saída estável. Uma temperatura anormalmente alta em uma célula individual da matriz de componentes indica um problema. Se isto não for rapidamente corrigido, a produção de energia das células diminuirá. Quando a temperatura de trabalho aumenta 1ºC, a produção de energia diminui em 1,1 W³. Esta perda acumula-se em outros painéis "com defeito" levando a uma redução geral na produção do parque solar. Na verdade, de acordo com a pesquisa, um único "ponto quente" pode influenciar o circuito com uma perda de 3% a 7%.

Estes "pontos quentes" também provocarão o envelhecimento acelerado dos painéis e dos seus componentes. Eles também levam à formação de mais pontos quentes.

Supervisão e manutenção

A monitorização de uma área tão grande consome tempo e exige que os técnicos visitem o local em "patrulhas". Tal também custa dinheiro ao operador, para não falar no "desperdício de carbono" que ocorre durante as viagens. Evidentemente, quanto maior e mais remoto o local, maior será o impacto de tempo, custo e pegada de carbono.

As câmaras térmicas são usadas para simplificar esta questão. As câmaras térmicas também funcionam com emissões de radiação, mas neste caso com as emissões provenientes dos próprios painéis. Elas podem detetar se a temperatura de uma célula é superior ou inferior a uma faixa de temperatura predefinida. Os operadores podem verificar a existência de qualquer anormalidade no escritório antes de enviar um técnico.

A utilização de um software de gestão como o HikCentral facilita a verificação dos valores de temperatura com a câmara. Tal pode fornecer informações valiosas ao operador do local que pode observar as tendências e diferenças de temperatura.

Os dispositivos de termografia portáteis também podem vir a ser úteis no local por fornecerem um meio móvel de monitorização de temperatura. Os técnicos utilizam-nos para identificar e avaliar a situação rapidamente. Isto melhora a eficiência se for mesmo necessário enviar um técnico.

Prevenir incêndios

Os locais remotos também podem ser um desafio para evitar incêndios. Em qualquer cenário que envolva eletricidade e componentes elétricos existe um risco inerente de incêndio. As falhas podem provocar sobreaquecimento dos sistemas, o que pode levar à ignição. Os pontos quentes nos painéis também provocam danos permanentes.

Num local grande e remoto, isto pode ser difícil de detetar até que o incêndio deflagre. Porém, com o uso de imagens térmicas, os operadores podem receber alertas quando a temperatura atingir um determinado nível. Isto capacita-os para agir antes que um incêndio deflagre, reduzindo drasticamente o risco de danos, ferimentos e perda de produção.

O sistema pode ser configurado para alertar automaticamente os operadores. Também pode ser conectado a uma câmara de lente visual adjacente para verificação, gravando automaticamente quando recebe um alerta. Assim que o problema for detetado, os operadores podem agir enviando para o local uma equipa ou telefonando para os serviços de emergência.

O futuro visa a sustentabilidade em todas as suas formas. Isto também é válido para o futuro desenvolvimento dos parques solares, com planos para melhor aproveitar estas grandes áreas de terra. Por exemplo, um parque solar pode ser combinado com pesca, agricultura ou outras aplicações agrícolas.

Mas para maximizar a eficiência destes locais grandes e remotos requer-se soluções inovadoras. A aplicação de câmaras inteligentes para vigiar e gerir estes grandes terrenos pode fazer a diferença entre um local produtivo e um local improdutivo. Essa inovação pode ajudar a indústria a atingir esse valor de 20% até 2030.

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