Manutenção de Grandes Usinas Solares – Parte I -Painéis Solares

As usinas solares são uma solução sustentável para geração de energia limpa em larga escala. No entanto, como em qualquer instalação industrial, elas requerem manutenção cuidadosa para garantir desempenho ótimo e longevidade. Este artigo aborda os principais aspectos da manutenção dos painéis solares de grandes usinas solares.

Painéis solares

Os painéis solares são os responsáveis pela captação da luz solar para conversão em energia elétrica. Para garantir que operem com eficiência máxima, é essencial mantê-los limpos, livres de sujeira, sombras e danos.

Consequências da falta de manutenção:

Perda de eficiência devido ao bloqueio de irradiação: Sujeira, poeira, folhas ou excrementos de pássaros podem impedir que a luz solar atinja a superfície do painel, reduzindo a geração de energia.
Perda de eficiência pelo efeito de mismatch: Este efeito ocorre quando uma parte dos painéis ou células está bloqueada, enquanto o restante continua recebendo irradiação. Isso cria uma diferença no desempenho entre as células, fazendo com que o sistema opere com menor eficiência do que o esperado. O mismatch pode ocorrer por fatores naturais como a própria tolerância de potência na fabricação dos painéis fotovoltaicos, mas também é agravado por sujeira, sombreamento e diferenças térmicas ao longo das séries fotovoltaicas. Exploraremos mais desse efeito em outros artigos com exemplos práticos do percentual de energia que pode ser perdido com ele.
Hot spots (pontos quentes): Quando um ponto específico do painel está sombreado ou sujo por longos períodos, as células afetadas podem agir como resistores, dissipando energia na forma de calor. Isso pode causar superaquecimento localizado (hot spots), que não apenas reduz a eficiência, mas também pode levar a danos permanentes, como delaminação ou até mesmo incêndios em casos extremos.

Como realizar a manutenção eficaz:

Limpeza regular: Utilize escovas macias para remover sujeiras acumuladas. Se possível, planeje a limpeza em horários com baixa incidência solar para evitar choques térmicos nos painéis e fique sempre atento as diretrizes de limpeza fornecidas pelo fabricante para evitar possíveis problemas com a garantia do produto.
Inspeções visuais frequentes: Procure por acúmulos de sujeira, sombras persistentes, rachaduras ou sinais de delaminação.
Teste de curva I-V: Realize periodicamente testes de corrente-tensão (I-V) nos módulos para identificar problemas elétricos, como células sombreadas, defeitos internos ou degradação. Esse teste é capaz de fornecer um diagnóstico preciso do desempenho dos painéis e detectar perdas devido ao mismatch ou hot spots. Abordaremos mais sobre este teste, suas aplicações e resultados em artigos futuros.
Análise térmica: A análise térmica, especialmente por drones equipados com câmeras infravermelhas, é uma ferramenta eficiente para identificar áreas com superaquecimento (hot spots), problemas em diodo de by-pass e outras anomalias nos painéis solares. Benefícios: permite inspeções rápidas e detalhadas, cobrindo grandes áreas em pouco tempo, reduzindo custos operacionais e aumentando a segurança ao evitar inspeções manuais em locais de difícil acesso. Desafios: a operação de drones exige pessoal treinado e pode ser limitada por condições climáticas adversas, como ventos fortes ou chuvas, além de exigir processos e softwares especializados para, de fato, localizar os painéis defeituosos no meio de milhares outros, onde, visto por cima, a paisagem parece sempre igual.

Prevenção de sombreamento e sujeira prolongados:

Roçagem do terreno: A manutenção da vegetação ao redor e sob os painéis solares é crucial para evitar sombreamentos e garantir que a geração de energia não seja comprometida. Porém existem alguns desafios a serem analisados quando se faz a roçagem de um terreno.

Dificuldades:

Acesso limitado: Em usinas solares de grande porte, o espaçamento entre as fileiras de painéis pode dificultar a entrada de equipamentos maiores, exigindo o uso de ferramentas manuais ou máquinas menores.
Custo e frequência: A vegetação pode crescer rapidamente, especialmente em regiões com alta umidade e chuvas, aumentando a frequência necessária de roçagem e, consequentemente, os custos operacionais.
Impacto no solo: Roçagens excessivas podem causar erosão do solo, principalmente em terrenos inclinados.
Segurança: O uso de ferramentas manuais ou mecânicas perto de sistemas elétricos exige cuidado para evitar danos aos cabos subterrâneos, suportes estruturais e, principalmente, lançamento de pedras nos painéis fotovoltaicos, o que pode levar a danos irreparáveis e perda de garantia do produto.

Como realizar eficazmente:

Planejamento sazonal: Identifique períodos de maior crescimento da vegetação e ajuste a frequência da roçagem.
Uso de coberturas vegetais controladas: Plantar gramíneas de crescimento lento pode reduzir a necessidade de roçagem constante.
Equipamentos especializados: Máquinas projetadas para terrenos estreitos e irregulares são ideais para usinas solares.
Treinamento da equipe: Garantir que os operadores entendam os cuidados necessários para evitar danos ao sistema durante a roçagem.

Conclusão

Manter uma usina solar funcionando com eficiência máxima exige atenção a diversos detalhes, desde a limpeza dos painéis até a roçagem do terreno. Embora esses itens possam parecer simples, quando realizados de maneira inadequada ou por pessoas não qualificadas, podem gerar problemas futuros, como danos aos equipamentos, redução de eficiência e até mesmo aumento dos custos operacionais.

Por isso, é fundamental contar com profissionais experientes e processos bem estruturados, que garantam que cada aspecto da manutenção seja realizado de forma precisa e segura. Assim, é possível maximizar o rendimento da usina solar e prolongar sua vida útil, transformando a manutenção em uma aliada essencial para o sucesso do sistema.