Avaliação das Variáveis Climáticas na Geração de Energia Fotovoltaica: Ajuste de Modelos de Regressão e Análise Estatística

Resumo

 A energia renovável é essencial para a geração de energia no novo milênio, contribuindo para a redução das emissões de gases do efeito estufa e a diminuição da dependência de combustíveis fósseis. A energia solar, que atinge a Terra em cerca de 1,5 x 10^18 kWh/ano, pode resolver problemas energéticos se aproveitada de maneira eficiente. Este projeto tem como objetivo estimar a eficiência e a produção de módulos fotovoltaicos (PV) em cidades do Nordeste, utilizando dados coletados por um sistema baseado em Arduino. Para isso, foram coletados dados meteorológicos, incluindo temperatura ambiente e radiação solar. Células fotovoltaicas foram usadas para converter energia solar em eletricidade. A temperatura operacional dos módulos foi monitorada, pois a temperatura do módulo (Tpv) é crucial para a previsão da potência de saída (OLLE et al., 2021; DIAS; SILVA, 2020; MOUSTAPHA; HARRY; CAMEL, 2021; RIVAS et al., 2019; RUOBING et al., 2015). Expressões matemáticas explícitas (LIMA; DIAS; SILVA, 2020; LIPING et al., 2019) foram aplicadas para estimar Tpv, levando em consideração variáveis como a temperatura ambiente e o coeficiente de radiação solar.
Modelos empíricos foram utilizados para correlacionar a eficiência das células fotovoltaicas com a temperatura e parâmetros de referência. Desenvolveu-se um modelo empírico para calcular a eficiência elétrica dos módulos, incorporando fatores de correção para temperatura e radiação solar. Modelos matemáticos foram então utilizados para quantificar a energia produzida, combinando dados de eficiência das células e radiação solar disponível. Este estudo proporciona uma compreensão abrangente da performance dos sistemas PV, oferecendo insights valiosos para a otimização em diversas condições meteorológicas. Foi concluída a montagem de um sistema portátil de coleta de dados de temperatura, umidade e pressão baseado em Arduino, que está atualmente em operação e coletando dados continuamente. Em breve, será possível iniciar a análise dos modelos com a quantidade suficiente de informações, permitindo validar a eficiência e a precisão dos modelos propostos, contribuindo significativamente para a compreensão do desempenho dos sistemas fotovoltaicos em diferentes condições ambientais.