Ver a sua produção solar cair no inverno pode fazer com que qualquer gestor de instalações questione o seu investimento. O sistema está a ter um desempenho insuficiente ou é apenas a nova realidade?
Deixe-me ser claro: uma queda sazonal é completamente normal, causada por dias mais curtos e um ângulo solar baixo. Mas "normal" não significa que seja impotente. Maximizar o desempenho no inverno resume-se a cinco áreas-chave: manter os seus painéis limpos, otimizar o seu ângulo, monitorizar a saúde do sistema, gerir a sua utilização de energia e tirar o máximo partido do armazenamento da bateria.
Com mais de 15 anos de experiência a ajudar clientes industriais a enfrentar este desafio exato, mostrar-lhe-ei os passos práticos, apoiados por especialistas, que fazem uma verdadeira diferença.
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Porque é que a produção solar diminui no inverno?
Antes de chegarmos ao "como", é realmente necessário compreender o "porquê". Não é apenas uma coisa; é uma combinação de factores que cria o défice de inverno.
- O ângulo do Sol (ângulo solar): A maneira mais fácil de pensar nisto é com uma lanterna. No verão, o sol está bem alto, fazendo incidir um feixe direto e concentrado nos seus painéis. No inverno, o sol está baixo no horizonte. Esse mesmo feixe está agora espalhado por uma área maior e tem de atravessar mais a atmosfera da Terra, o que o enfraquece. Este ângulo de incidência mais baixo é, francamente, o maior fator de redução da produção.
- Horas de luz do dia mais curtas (fotoperíodo): Esta é simples, mas o seu impacto é enorme. O sol nasce mais tarde e põe-se mais cedo, pelo que o seu sistema tem menos horas durante o dia para gerar energia. Para uma operação comercial no norte dos EUA ou na Europa, isso pode significar a perda de 5-6 horas de tempo de produção em comparação com um dia de junho.
- A Tripla Ameaça do Tempo: O tempo de inverno traz obviamente alguns desafios.
- Cobertura de nuvens: Mais nuvens significam menos "irradiância solar", o nosso termo técnico para a quantidade de energia solar que atinge uma determinada área.
- Neve e geada: Este é o assassino de produção mais imediato. Mesmo uma camada fina e uniforme de neve actua como uma cortina de escuridão, reduzindo a sua produção a praticamente zero.
Mas aqui está a parte contra-intuitiva que surpreende muita gente: o tempo frio aumenta efetivamente a eficiência dos painéis solares. Os painéis solares são semicondutores. Tal como a maioria dos aparelhos electrónicos, funcionam melhor a temperaturas mais frias porque o calor é uma forma de perda de energia. Num dia de inverno claro, fresco e ensolarado, os seus painéis converterão a luz solar em eletricidade com uma taxa de eficiência mais elevada do que num dia quente de verão. O nosso trabalho é criar mais oportunidades para que esses dias aconteçam.
As 5 formas práticas de aumentar a produção de energia solar no inverno
1. Mantenha os seus painéis limpos e desimpedidos (com segurança!)
Esse manto de neve na sua matriz não é apenas pitoresco; é uma barreira que lhe está a custar dinheiro. Como acabámos de referir, mesmo uma ligeira poeira pode interromper totalmente a produção.
O seu primeiro trabalho é a remoção, mas a segurança é tudo. Não se trata apenas de risco pessoal; para uma empresa, é uma responsabilidade e uma consideração da OSHA. Sejamos francos: nunca permitir que pessoal sem formação entre num telhado gelado.
- Métodos de remoção seguros: Para sistemas de montagem no solo acessíveis ou sistemas de telhado plano, um ancinho de neve de cabo longo e cabeça macia é a melhor ferramenta. Procure modelos feitos especificamente para painéis solares. A cabeça macia é fundamental. A utilização de uma pá de plástico duro pode causar micro-arranhões no revestimento antirreflexo do painel, o que irá degradar permanentemente o seu desempenho ao longo do tempo.
- Quando chamar um profissional: Para telhados inclinados, gelo pesado ou matrizes comerciais de grande escala, basta chamar uma empresa profissional de manutenção solar. Eles têm o equipamento de segurança adequado e a experiência para o fazer corretamente.
Dica profissional do campo: De acordo com a minha experiência, uma ligeira poeira de neve derrete ou desliza sozinha quando o sol atinge a superfície escura dos painéis. Se a previsão indicar sol e a acumulação for pequena, pode muitas vezes poupar dinheiro se esperar um dia antes de enviar uma equipa. É uma decisão de bom senso.
2. Optimize o ângulo de inclinação do seu painel para o sol de inverno
A ideia aqui é contrariar o sol fraco do inverno inclinando os seus painéis de forma mais acentuada, para que fiquem mais diretamente virados para ele.
- Para suportes no solo e racks ajustáveis: É aqui que tem uma verdadeira vantagem operacional. Muitos sistemas comerciais de montagem no solo e com lastro utilizam pernas de inclinação ajustável exatamente por esta razão. Uma regra geral sólida que utilizamos é pegar na latitude do seu sítio e adicionar 15 graus. Uma instalação em Chicago (latitude ~42°) deve ter como objetivo uma inclinação de inverno de cerca de 57 graus. Este simples ajuste pode aumentar a produção no inverno em 5-15% - um ganho que muitas vezes paga o trabalho numa única estação.
- Para suportes de tejadilho fixos: Se os seus painéis estiverem num bastidor de inclinação fixa, esta não é uma opção, obviamente. É, no entanto, um fator crítico a considerar em projectos futuros. Ao projetar um novo conjunto, a especificação de um sistema de inclinação ajustável pode ter um impacto claro e previsível no seu rendimento energético e modelo financeiro durante todo o ano.
3. Efetuar uma verificação do estado do sistema e da bateria
O desempenho não se resume aos painéis; todo o seu sistema tem de funcionar em conjunto. E o inverno coloca tensões únicas em todos os seus componentes.
- Verifique o(s) seu(s) inversor(es): Quer tenha um inversor central ou de cadeia, certifique-se de que as ventoinhas de ventilação e os dissipadores de calor estão livres de neve e detritos. Um inversor pode ainda sobreaquecer, mesmo no inverno, o que fará com que diminua a potência de saída ou se desligue. Verifique se existem códigos de avaria activos no visor.
- Inspecionar a cablagem: Uma visita rápida para inspecionar as condutas e a cablagem pode ajudá-lo a detetar danos provocados por barragens de gelo ou por criaturas que procuram um local quente para se esconderem.
- Otimização da bateria: Se a sua instalação utiliza um ESS comercial (Sistema de armazenamento de energia), o inverno é a altura ideal para rever as suas definições.
- Verificar o modo: O seu Sistema de Gestão de Baterias (BMS) pode ter um modo "inverno" ou "Tempestade". Estas definições dizem normalmente à bateria para dar prioridade a manter-se carregada para energia de reserva - um risco muito maior durante as tempestades de inverno.
- Ajustar a capacidade de reserva: Nas definições do BMS, pode ajustar o estado de carga mínimo (SoC). No inverno, pode baixar esta reserva (digamos, de 20% para 15%) para desbloquear o último pedaço de energia armazenada para a noite. No entanto, trata-se de um ato de equilíbrio entre a utilidade diária e a saúde dos activos a longo prazo, uma vez que se pretende evitar o ciclo profundo da bateria diariamente e prejudicar a sua ciclo de vida.
4. Desloque o seu consumo de energia para o meio-dia
Esta é, sem dúvida, a estratégia mais eficaz e de custo zero que existe. O objetivo é simples: alinhar a procura de energia das suas instalações com a curta janela de pico de produção solar, normalmente entre as 10 e as 14 horas no inverno.
Esta prática, transferência de cargaO que significa apenas executar os processos que consomem mais energia durante as horas de maior intensidade solar. Em vez de efetuar um segundo turno à noite, poderá esse trabalho ser feito a meio do dia? É possível programar o carregamento da sua frota de empilhadores eléctricos ou de outros equipamentos equipamento industrial para esta janela? Até mesmo o pré-aquecimento de uma secção das suas instalações durante estas horas pode retirar uma carga significativa da rede.
Utilize a plataforma de monitorização do seu sistema para encontrar o "ponto ideal de energia solar" exclusivo da sua instalação e alinhar as suas operações com esse ponto.
5. Aproveitar ou instalar um sistema de armazenamento de baterias
No fim de contas, uma bateria é a melhor ferramenta para resolver o problema da energia solar no inverno. Separa o momento da produção da energia do momento da sua utilização.
- Como funciona: A bateria de iões de sódio ou LiFePO4 armazena a energia limitada que gera durante esse pico do meio-dia. Quando o sol se põe e as cargas de iluminação e AVAC das suas instalações aumentam, o BMS descarrega automaticamente a bateria para alimentar as suas operações. Isto reduz drasticamente a sua necessidade de obter eletricidade dispendiosa da rede nas horas de ponta.
- Benefícios industriais no inverno:
- Maximiza o autoconsumo: Garante a utilização de cada kWh solar no local, em vez de o exportar por cêntimos de dólar.
- Proporciona continuidade operacional: Mantém as suas operações críticas a funcionar durante as interrupções causadas pelas tempestades de inverno.
- Desbloqueia o Peak Shaving: Dá-lhe o poder de gerir ativamente os encargos de procura das suas instalações, que podem representar uns chocantes 50% de uma fatura de serviços públicos comerciais.
Para os responsáveis pelas aquisições que estão a ponderar as opções, a química da bateria é um ponto-chave. Embora o LiFePO4 seja o cavalo de batalha estabelecido com alta densidade de energia, as bateria de iões de sódio oferece vantagens atraentes para o armazenamento estacionário. A sua excelente desempenho em temperaturas extremas sem uma gestão térmica complexa e a sua utilização de materiais abundantes estão a dar nas vistas por boas razões.
FAQ
Qual a potência que podemos realisticamente esperar dos nossos painéis em dias nublados de inverno?
Num dia de céu muito nublado, a produção deverá ser cerca de 10-25% do que seria num dia claro. Embora seja uma grande queda, os painéis modernos são muito bons a captar a luz ambiente difusa, pelo que continuarão a compensar uma parte da carga da sua instalação.
Os painéis solares comerciais estão preparados para cargas de neve pesadas?
São-no de facto. Os fabricantes testam os painéis comerciais para que tenham uma classificação de carga de neve de 5400 Pa (Pascal). Isto significa que podem suportar cerca de 112 libras por pé quadrado, mais do que suficiente para quase todas as tempestades de inverno.
E se as nossas instalações se situarem num local onde não é possível limpar a neve durante uma semana?
Se a neve frequente e intensa for um dado adquirido, os seus engenheiros de projeto devem ter isso em conta na conceção inicial do sistema. Um ângulo de inclinação mais acentuado ajuda a eliminar a neve naturalmente. Mais importante ainda, o seu modelo financeiro deve ter em conta os dias de "produção zero" no inverno. Um sistema bem concebido é rentável com base na sua anual produção; prevê e contabiliza plenamente estes períodos de inverno lento.
Conclusão
Então, vamos juntar tudo isso. A produção no inverno será sempre inferior à do verão - é apenas uma questão de física. Mas isso não significa que tenha de aceitar um fraco retorno do seu investimento durante um trimestre do ano.
Ao seguir estas dicas de especialistas - manter os painéis desobstruídos, otimizar a sua inclinação, verificar a saúde do sistema, deslocar as cargas e utilizar o armazenamento da bateria - não está a tentar combater a natureza. Está apenas a trabalhar com ela de forma inteligente para garantir que o seu ativo solar proporciona o máximo valor, durante todo o ano.
Precisa de modelar o desempenho no inverno de um sistema solar com armazenamento para as suas instalações específicas? Contactar-nos. Vamos falar sobre os dados e as escolhas de design que podem fazer toda a diferença no seu resultado final.