USINA FOTOVOLTAICA FLUTUANTE-SOBRADINHO

AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES AMBIENTAIS E DE PARÂMETROS ESPECÍFICOS DO MÓDULO FV-FLUTUANTE

Tarcísio Bacelar2, Elielza Moura de S. Barbosa1 Olga de C. Vilela1, Rinaldo Oliveira1, Leonardo Petribú2, Pedro Sinval F. Rodrigues3 e Jose Bione Melo Filho3

elielzamsb@gmail.com

¹Prof da Universidade Federal de Pernambuco - UFPE 2 Alunos Pós-graduação em Tecnologias Energéticas e Nucleares – PROTEN/UFPE

3Membros da Companhia Hidroelétrica do Rio são Francisco-CHESF

Recibido 19/08/19, aceptado 21/10/19

RESUMO: O estudo tem como objetivo analisar as condições ambientais e parâmetros específicos do gerador fotovoltaico da Usina Fotovoltaica Flutuante (UFF) Lago de Sobradinho. A região de estudo se situa no lago e acerca da barragem da Usina Hidrelétrica (UHE) de Sobradinho no Estado da Bahia, Nordeste do Brasil. As medições experimentais foram realizadas em uma bancada flutuante projetada para os ensaios e constituída por um conjunto módulos fotovoltaicos e de sensores de medições de parâmetros ambientais e elétricos do módulo fotovoltaico. A bancada foi instalada justaposta à UFF- de 1 MWp (primeira etapa dos 5 MWp previsto no projeto). As medições realizadas fornecem informações importantes e ainda não disponíveis sobre as condições ambientais específicas às quais os módulos fotovoltaicos flutuantes serão submetidos quando instalados em meio aquático, particularmente, em um lago de hidrelétrica. Os resultados experimentais apresentados comprovam as excelentes condições meteorológicas locais para a geração fotovoltaica com taxas médias de cerca de 5,7 kWh/m2.d de radiação e temperatura ambiente em torno de 28 0C. As correlações entre as variáveis elétricas e a temperatura do módulo fotovoltaico flutuante com a temperatura ambiente e o recurso solar incidente se apresentam mais promissoras em relação a operação em terra. Palavras chaves: Usina fotovoltaica flutuante, Condições ambientais e especificas do fotovoltaico flutuante. INTRODUÇÃO

No Brasil as condições privilegiadas do recurso solar somadas a programas adequados ao desenvolvimento da pesquisa, da formação de recursos humanos e de incentivos fiscais para o desenvolvimento de tecnologia local estão efetivamente introduzindo a geração solar fotovoltaica na matriz nacional. Em 2011, quando a Agência Nacional de Energia Elétrica-ANEEL lançou o programa de pesquisa e desenvolvimento (P&D) “Arranjos Técnicos e Comerciais para a Inserção da Geração Solar Fotovoltaica na Matriz Energética Brasileira”, Chamada ANEEL-P&D 013/2011, (2011), a participação da geração de eletricidade solar na matriz nacional, praticamente era inexistente. Entre 2012 a 2016 várias usinas de pequeno porte entraram em operação em diferentes sítios do Brasil. Os resultados obtidos nos P&D desenvolvidos junto a redução no custo e o aumento de eficiência do dispositivo fotovoltaico proporcionaram um rápido crescimento na participação da geração fotovoltaica na matriz elétrica nacional. Em 2016, a capacidade instalada era de 150 MWp e alcança cerca de 2.000 MWp no início de 2019. (BEN 2017; BIG, 2019). Uma expansão de cerca de 600 MW/ano ou em termos de área ocupada, aproximadamente, 600 ha/ano. No entanto, as necessidades para a geração fotovoltaica em grande escala não se esgotam com a disponibilidade fundamental de um ótimo recurso solar, como o apresentado pelo Nordeste do Brasil com média anual em torno de 5,0 kWh/m2.d. São necessários outros condicionantes como a disponibilidades de infraestrutura para o

ASADES Acta de la XLII Reunión de Trabajo de la Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente

Vol. 7, pp. 03.41-03.52, 2019. Impreso en la Argentina. ISBN 978-987-29873-1-2

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despacho da energia produzida, áreas livres de utilização com outras finalidades, como para proteção e preservação ambiental e/ou histórica e para o cultivo de alimentos, por exemplo.

Dentro desse contexto, no Brasil a possibilidade de Usinas Fotovoltaicas Flutuantes (UFF) surge como um grande atrativo para o aproveitamento de áreas hídricas, normalmente, seguras, livres de sombras e obstáculos, com uma infraestrutura operacional existente e já licenciadas do ponto de vista ambiental.

Mais uma vez a Universidade Federal de Pernambuco é chamada para estudos da inserção dessa nova forma de geração de eletricidade fotovoltaica respondendo, conjuntamente com a Universidade Federal do Amazonas-UFAM, a Chamada Pública Eletronorte/Chesf 003/2015 com o P&D “Exploração de Energia Solar em Lagos de Usinas Hidrelétricas”. Duas empresas da iniciativa privada a Sulution e a WEG também participam do desenvolvimento do projeto. O P&D foi concebido com o objetivo da implantação de um sistema de geração de energia solar de 10 MWp, de fotovoltaicos em plataformas flutuantes instalados em reservatórios de duas usinas hidrelétricas de características climatológicas bem diferentes. Cada localidade deveria abrigar 5 MWp de módulos fotovoltaicos. A proposta inovadora do P&D considerava não apenas a instalação de usinas flutuantes, mas, essas em reservatórios do sistema de geração de eletricidade hídrica brasileiro e em duas regiões com características meteorológicas e ambientais bem diferentes. Salienta-se que no início do projeto, em 2015, no continente americano não existiam usinas flutuantes em reservatórios de hidrelétricas. Os sítios selecionados foram a UHE-Sobradinho/Chesf, Bahia/Nordeste-BR e UHE-Balbina/Eletronorte, Amazônia/Norte-BR. Essa arquitetura possibilitaria estudos comparativos entre os resultados obtidos e seus efeitos em função de diferentes condições ambientais, além de intercâmbio entre pesquisadores de diferentes áreas do conhecimento e a formação de recursos humanos. Existem na literatura especializadas diversos estudos relacionados às vantagens e desvantagens da tecnologia de fotovoltaicos flutuantes, principalmente, acerca do aumento na eficiência da geração pela redução da temperatura de operação do módulo FV, decorrente de sua proximidade com o meio aquático, (Tina, Rosa–Clot e Rosa– Clot, 2011). Segundo Choi, Lee e Kim, (2013), uma eficiência de aproximadamente 11% maior em relação às usinas em terra firme. Outros aspectos positivos, sempre apresentados, se referem às reduções do crescimento de algas, da evaporação da água e da infraestrutura necessária à limpeza dos módulos fotovoltaicos pela própria disponibilidade da água. Um módulo FV limpo possibilita uma maior coleta da energia incidente, portanto, uma maior disponibilidade à geração de energia.

A inovação no empreendimento levou o Instituto Brasileiro do Meio Ambiente-IBAMA e a Agência Nacional de Energia Elétrica-ANEEL a solicitarem o atendimento a alguns condicionantes que reforçaram a necessidade de um escalonamento na instalação da potência total prevista para o reservatório da UHE-Sobradinho. O projeto deveria se iniciar com a instalação de 1 MWp e posteriormente, ser complementado até a potência prevista de 5 MWp em função dos resultados do monitoramento ambiental, entendido como o acompanhamento de possíveis alterações na qualidade da água.

Diante do exposto, a usina flutuante de 1 MWp passou a ser idealizada como uma unidade protótipo para a realização de diversos estudos tais como: o nível de irradiância solar incidente na plataforma flutuante, a produção e escoamento da energia produzida, o comportamento dinâmico do Fator de Capacidade na geração complementar, efeitos e influências de fatores operacionais e ambientais no desempenho da UFF, as oportunidades para a redução de custos e novos negócios e do ponto de vista ambiental, responder aos condicionantes colocados pelo organismo ambiental (IBAMA) sobre às alterações que possam ocorrer pela instalação de uma área de cobertura na superfície do lago. Fatores, como por exemplo, redução da taxa de evaporação da água, modificações na qualidade da água, (parâmetros físico-químicos, biomassa do Fitoplâncton e produtividade primaria-Ictiofauna).

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Instalada nas coordenadas (9°35' Sul; 40°50' Oeste), a UFF-1MW é composta por 3.792 módulos fotovoltaicos montados individualmente em flutuadores e interligados formando uma grande ilha solar, como mostra a Figura 1. Ocupa uma área de aproximadamente 10 mil metros quadrados corresponde a cerca de 0,002% da área do reservatório do UHE-Sobradinho. O arranjo do gerador fotovoltaico foi dimensionado com 158 strings (conjunto de módulos) conectadas em paralelo. Cada string é composta por 24 módulos de Silício policristalino (CS6P 265 Wp) conectados em série em um único inversor de 1,25 MW como um seguidor do Ponto de Máxima Potência (MPPT). O sistema inversor alcançará a potência de projeto (4 unidades de 1,25 MW), à medida que a usina for sendo compostas por novas ilhas de 1 a 1,5 MWp de módulos fotovoltaicos. O presente trabalho apresenta os resultados do estudo sobre a caracterização ambiental do reservatório da UHE-Sobradinho e dos parâmetros elétricos específicos do gerador fotovoltaico frente às condições meteorológicas locais. Com esse objetivo foi projetada uma bancada flutuante para a realização dos ensaios. Sistemas experimentais com arranjos fotovoltaicos de pequeno porte permitem mais versatilidade, flexibilidade nos testes e obtenção de dados experimentais com mais rapidez. Os dados podem subsidiar o desenvolvimento de modelos de simulação da operação do sistema baseados em informações das condições ambientais reais. .

Figura 1: Usina Fotovoltaica Flutuante-Lago de Sobradinho, 1 MWp (Si-p), Área de 10ha

DESCRIÇÃO DA BANCADA DE TESTES FLUTUANTE-CAMPANHA D E MEDIÇÃO A Campanha de Medição tem como requisito, além do levantamento das condições ambientais locais e de parâmetros elétricos do gerador fotovoltaico, coletar informações que possam ser utilizadas como subsídios para estudos sobre a tecnologia flutuante, como por exemplo, modelos de previsão do desempenho operacional. Projetada para viabilizar as medições proporcionando versatilidade na realização de diferentes testes sem interferir na estrutura física e na geração de energia da própria usina, a bancada foi instalada justaposta a UFF-1MWp, como mostra a Figura 2.

A bancada de testes é constituída por dois módulos FV instalados em dois flutuadores semelhantes aos utilizados na usina, mantendo, assim, a mesma posição dos geradores da usina, ou seja, inclinação de 12º N. O próprio flutuador foi construído para proporcionar a inclinação desejada. Um sistema de aquisição de dados (SAD), monitora as medições dos parâmetros meteorológicos e elétricos. A alimentação do SAD é realizada mediante outro dispositivo FV de pequena capacidade e tensão compatível com o SAD. Cada variável envolvida é medida individualmente por sensores apropriados. As Figuras 2 e 3 mostram a bancada de testes e a instrumentação utilizada.

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Figura 2: Bancada de testes flutuante da UFF-Lago de Sobradinho. Ao fundo a UHE de Sobradinho. a) Vista posterior e detalhe dos flutuadores principal (P) - apoio e fixação do módulo e flutuador secundário (S) que interliga os módulos flutuantes e serve como passarela.

As medições foram realizadas em tempo real, para duas situações específicas:

� Gerador fotovoltaico na situação de curto circuito (Icc): Valores da corrente de curto circuito mantém uma relação diretamente proporcional com a taxa de irradiância incidente no plano do coletor.

� Gerador fotovoltaico na situação de tensão de circuito aberto (Voc): A temperatura do módulo pode ser acompanhada e representada pelos valores da tensão de circuito aberto.

O período de aquisição de dados foi de 10/11/2018 a 17/06/2019 com uma taxa de aquisição de um segundo e registradas a cada minuto da variação temporal das variáveis em observação, listadas a seguir com a instrumentação utilizada e visualizada na Figura 3. A aquisição de dados foi realizada por um SAD com a caixa de abrigo à intempérie da Campbell Scientific, Inc., modelo CR 1000, Figura 3 (a).

• Irradiância nos planos horizontal e inclinado, Ih e Icol (W/m2): Medições realizadas com piranômetros Preto & Branco instalados para as medições das irradiações incidentes nos planos: horizontal (Ih), e do coletor (Icol).

• Irradiância refletida pela superfície da água-Albedo (W/m2): medições realizadas como estimativa do Albedo, mediante um piranômetro Preto & Branco instalado faceando a superfície da água a cerca de 2 metros da estrutura flutuante, visando evitar possíveis interferências refectivas dos flutuadores. Instrumentação: Sensores Piranômetros do tipo Preto & Branco, da Eppley Laboratory inc. U.S.A. Modelo 8-48 podendo ser usado para radiação difusa (com banda de sombra) ou para radiação global em ondas curtas (295-2800 nm), saída de 0-10 mV, erro < 2%, temperatura de operação -450C a +800C, incerteza < 5 W/m2 para difusa < 30 W/m2 para global. No caso de Albedo, inverte-se o piranômetro, Figura 3: (a) Irradiância total no plano do módulo; (b) Irradiância total no plano horizontal; (c) Parcela da irradiância refletida pela água do lago (Albedo).

• Temperatura e umidade relativa do ar, Tamb e RH (°C; %): Parâmetros medidos com sensores acoplados para a temperatura e a umidade relativa do ar. Instrumentação: PT100 RTD Probe HMP4, Figura 3 (g).

• Velocidade e direção do vento, v (m/s; graus): medições realizadas mediante um anemômetro Instrumentação: Anemômetro Ultrasonônico – WindSonic, manufatured by Gill Insytruments. Faixa de medição 0-60 m/s, precisão < 2% a 12°, resolução 0,01 m/s, Direção do vento – faixa de medição 0 - 359°, precisão <2% a 12°, resolução 1°, temperatura -35°C a +70 °C; Figura 3 (f)

• Corrente de curto-circuito, ICC (A): medições da corrente do dispositivo fotovoltaico na situação de curto-circuito, através de um shunt calibrado. Nessa situação os dados obtidos podem ser utilizados como valores da irradiância no plano do módulo (Icol)

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• Tensão de circuito aberto, VOC (V): valores da tensão do módulo na condição de circuito aberto, mediante um divisor de tensão. Nessa situação os dados obtidos podem ser utilizados como indicadores da temperatura do módulo.

• Temperaturas do módulo fotovoltaico e do flutuador, TFV, TFL (°C): medições realizadas mediante um circuito integrado do tipo LM35 fixados atrás do módulo na condição de circuito aberto (medindo Voc) e na superfície do flutuador que abriga o módulo. Instrumentação: Módulos fotovoltaicos CS6P 265 Wp nas condições de Icc e Voc, Figura 3 (d, e). Como sensores para medições das temperaturas do módulo FV e do flutuador foram utilizados circuitos integrados do tipo LM-35, Figura 3.

Figura 3: Bancada Flutuante-Equipamento e instrumentação. Reservatório da UHE de Sobradinho RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados das análises dos dados obtidos sobre as condições meteorológicas no reservatório da UHE-Sobradinho e dos parâmetros específicos do dispositivo fotovoltaico flutuante, frente a essas condições, são comentados a seguir.

a

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Os dados referentes as condições ambientais coletados com taxa de aquisição de 1 em 1 minuto durante o período de 223 dias de observações, geraram uma massa de dados onde a grandeza em observação foi avaliada em termos de suas amplitudes (máximos e mínimos) e/ou de valores médios e mostram que:

• Recurso solar: Irradiância máxima de 1,314 kW/m2. Os resultados integrados por dia mostram a evidência de dias bem diferentes, de excelente potencial do recurso solar com média diária em kWh/m2.d: Dias excelentes (Hh > 7,0); Dias bons (Hh > 6,0), Dias Moderados (Hh > 5) e Dias de baixo nível de radiação, (Hh < 4,0).

• Temperatura ambiente: Apresenta amplitudes características do clima da região. No período considerado, os valores máximos, mínimos e médios observados foram de 34,80°C, 22,30°C e médio de 28°C.

• Umidade relativa do ar: Os valores se situam entre 25 a 88%. Mas, a faixa entre 45 a 65% é predominante.

• Velocidade do vento: Em condições normais a maior frequência se situa na faixa de 1 a 5 m/s. Em alguns dias as condições ambientais favoreceram ventos fortes com velocidades maiores que 9,4 m/s ou “terrais” com velocidades menores que 1m/s.

De modo geral, as irradiações medidas, assim como as condições de temperatura ambiente e velocidade de vento, estão dentro dos valores citados na literatura para localidades com estações meteorológicas próximas à Sobradinho. Por exemplo, a cidade de Petrolina-PE que apresenta dados médios de medições a longo prazo, divulgados pela rede Sonda (Inmet, 2019), de cerca de 5,22 kWh/m2.d e de 33°C como taxa de radiação solar e temperatura ambiente, respectivamente. Esses dados se referem ao mesmo período dos ensaios realizados. Avaliação do recurso solar- Irradiações incidentes. A primeira grandeza a ser analisada é a irradiância, a qual baliza as condições climatológicas e parâmetros elétricos do dispositivo fotovoltaico. A massa de dados analisada, nesse trabalho, foi submetida à validação qualitativa, utilizando-se os critérios proposto por Petribú et al. (2017). A Figura 4 apresenta um histograma dos níveis de irradiância no plano horizontal (Ih) desde o nascer do sol até o pôr do sol, aproximadamente o período de 5:30 h às 17:30 h do dia. Observa-se que cerca de 43% das ocorrências apresentam níveis de irradiância menores que 500 W/m2 e 57% ou acima de 500 W/m2. Dentro dessa faixa (Ih>500W/m2), 70% apresentam índices iguais ou superiores a 700 W/m2 e entre esses, 56% dos resultados têm índices iguais ou superiores a 900 W/m2. Esses resultados indicam o excelente nível de radiação da região do reservatório da UHE- Sobradinho.

A irradiância coletada no plano inclinado (Icol) é abordada em função da irradiância no plano horizontal (Ih), como consta no gráfico da Figura 5. Observa-se a linearidade existente entre ambas taxas de irradiância. O baixo valor da latitude e, portanto, também da inclinação do plano coletor, favorecem a simetria entre os resultados, principalmente nos meses de novembro a março. É evidente que nos meses de inverno, o plano inclinado, faceando o Norte Verdadeiro com 120, recebe uma incidência um pouco maior.

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Figura 4: Histograma das taxas de irradiância solar no plano horizontal Reservatório da UHE Sobradinho-CHESF

Figura 5: Taxas de irradiância incidentes nos planos horizontal e inclinado

Reservatório UHE Sobradinho-CHESF Os resultados integrados por dia, médias diárias, mostram a variabilidade da radiação solar, Figura 6. Pode ser observado dias excelentes com valores superiores a 7,0 KWh/m2.d e dias com valores muito baixos. No entanto, a grande parcela dos dias se apresenta com níveis de radiação altos, acima de 5,0 KWh/m2.d. Alguns dias, são característicos de Dia de Céu Claro (dia sem nuvens). Observa-se que, mesmo no período do verão, ocorreram dias esporádicos com chuvas e ventos fortes e com baixo nível de radiação, (Hh < 4,0 kWh/m2.d.). Salientam-se os dias 27/01/19 e 27/03/19 com ocorrências de fortes temporais e ventos de até 10 m/s, resultando em valores diários de radiação muito baixos, da ordem de 0,7 kWh/m2.d.

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Os valores da radiação como médias mensais constam na Figura 7. Observa-se o alto nível de radiação com valor médio durante todo o período de cerca de 5,7 kWh/m2.d. Os menores valores correspondem aos meses de maio/19 (5,0 kWh/m2.d) e junho/19 (4,0 kWh/m2.d).

Figura 6 - Radiação no plano horizontal-Valores médios diários Reservatório UHE Sobradinho

Figura 7 - Radiação no plano horizontal-Valores médios mensais

Reservatório UHE Sobradinho-CHESF Temperatura ambiente, umidade relativa do ar, velocidade do vento

A interdependência entre os parâmetros climatológicos com a radiação solar é complexa e de difícil interpretação. Uma visão do comportamento dos dados medidos dos três parâmetros: temperatura ambiente, umidade relativa do ar e velocidade do vento é apresentada na Figura 8.

Para o mês de janeiro o mais quente (32,8°C) e com maior radiação solar a amplitude térmica acusada foi de 7,91°C. No mês mais frio, junho, obteve-se máxima de 29,7°C e amplitude de 6,42°C. As amplitudes térmicas, considerando o período de irradiação solar presente (11 a 12 horas/dia), são muito próximas das amplitudes do dia (24horas). Temperaturas ambientes elevadas e baixas

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amplitudes térmicas exigem uma troca convectiva eficaz para que possa manter a temperatura do dispositivo a mais reduzida possível. O vento, se bem aproveitado, pode ser um grande aliado capaz de refrescar o módulo. As medições da velocidade do vento são mostradas na Figura 8b. O sensor foi instalado em uma altura de cerca de 50 cm da base flutuante; assim os dados são relativos ao vento atuando no conjunto módulo fotovoltaico-flutuador. Os meses de dezembro/18 a março/19 apresentaram os mais altos valores máximos da velocidade de vento, acima de 8,5 m/s. Os valores médios mensais se situam na faixa de 2,5-3,2 m/s.

Figura 8: Temperaturas do ar e Velocidade do vento. Valores médios mensais Reservatório UHE Sobradinho

O período de medição da umidade relativa do ar foi iniciado cinco meses após as demais medições. Os resultados indicam valores mensais entre máximos de 90% e mínimos de 25%, com valões médios entre 40 a 60% entre os meses de verão e inverno.

Características específicas do dispositivo fotovoltaico flutuante

As características do módulo (CS6P 265 Wp) em condições padrão (Standard Test Conditions-STC) e condições normais de operação (Nominal Operating Cell Temperature-NOCT) constam na Tabela 1. As medições dos parâmetros relativos ao conjunto módulo fotovoltaico-flutuador: corrente de curto circuito (Icc), tensão de circuito aberto (Voc) e temperaturas do módulo (TFV) e do flutuador (TFL) em função das irradiações incidentes no plano coletor (Icol) são apresentadas nas Figuras 9 e 10. A corrente de curto circuito (Icc) mostra o comportamento esperado, uma excelente linearidade com a irradiância incidente. Reproduz a quantidade da radiação horizontal que o módulo FV efetivamente recebe no seu plano coletor, excetuando o albedo, Figura 9a. Comprovando, assim a possibilidade de se conhecer a irradiância incidente no plano do gerador, mediante a medição da sua corrente de curto

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circuito. Um procedimento bastante útil para o acompanhamento do desempenho de usinas fotovoltaicas. Os valores obtidos se situam nas faixas de 5 a 8 A e 7 a 10 A para as taxas de irradiância de 800 W/m2

e 1.000 W/m2, respectivamente. Para esses níveis de irradiação, os valores representativos dados pela regressão linear resultam em 6,96 A e 8,70 A, cerca de 6 a 7% menores que os valores de catálogo. Salienta-se que as condições ambientais reais não reproduzem as condições de testes (STC e NOCT), principalmente em relação a temperatura ambiente. A tensão de operação não guarda uma relação linear com a temperatura de operação do módulo, como pode ser observado na Figura 9b. Resultado também esperado. A conjugação dessa relação com a irradiância incidente e a temperatura ambiente pode ser utilizada na determinação da temperatura de operação durante a geração de energia.

Figura 9: Características específicas do dispositivo fotovoltaico com a irradiância incidente:

a) Corrente de curto circuito; b) Tensão de circuito aberto. Módulo FV (Si-p) b)

A Figura 10 mostra a correlação linear entre a diferença de temperatura do módulo (TFV) e a temperatura ambiente (Tamb) com a irradiância incidente no plano do gerador. O valor do coeficiente obtido pode ser utilizado para estimar a temperatura do módulo nas condições dos testes realizados. Por exemplo, a temperatura do módulo pode atingir cerca de 47 0C e 51 0C para os níveis de irradiância de 800 W/m2 e 1.000 W/m2 e temperatura ambiente de cerca de 30 0C. Um modelamento para previsão da temperatura do módulo em operação foi desenvolvido por Bacelar (2019). O estudo considera o módulo operando no ponto de máxima potência e apresenta um coeficiente da relação entre o valor da diferença entre as temperaturas do módulo e do ambiente com a irradiação incidente um pouco menor, da orem de 0,018. Considerando-se as mesmas condições de

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contorno exemplificadas, os resultados para esse coeficiente se apresentam um pouco menores, cerca 44 0C e 48 0C. Em ambos casos, esses resultados são bem menores que os normalmente apresentados em situação de operação em terra e na região do Nordeste do Brasil. Por exemplo, de até 60 0C como observado durante a operação da Usina Arena de Pernambuco, Barbosa (2016).

Figura 10: Características específicas do dispositivo fotovoltaico com a irradiância incidente:

Diferença entre as temperaturas do módulo fotovoltaico e do meio ambiente. Módulo FV (Si-p)

COMENTÁRIOS E CONCLUSÃO Os comportamentos das variáveis irradiância solar, velocidade do vento e temperaturas nos três elementos: ar, módulo FV e flutuador foram monitorados sistematicamente. Observa-se ao nasce do sol, a temperatura ambiente prossegue em sintonia com a irradiância, mas, com um certo descompasso devido a inercia térmica da atmosfera. A temperatura do módulo fotovoltaico responde de forma instantânea à irradiância incidente, enquanto o flutuador se comporta mais conservativo. Há uma certa tendência do flutuador amanhecer um pouco mais aquecido do que o módulo. Um alerta que a ventilação na parte posterior do módulo deve ser melhor observada se buscando opções para uma maior refrigeração. A barragem funciona como uma barreira à ação do vento na ilha solar. Resumidamente, os resultados obtidos indicam que:

• O recurso solar apresenta altos índices de irradiância com 70% iguais ou superiores a 700 W/m2 e entre esses, 56% dos resultados têm índices iguais ou superiores a 900 W/m2. Esses resultados indicam o excelente nível de radiação da região do reservatório da UHE- Sobradinho. Os valores da radiação durante todo o período atingem cerca de 5,7 kWh/m2.d como valor médio diário. Os menores valores correspondem aos meses de maio/19 (5,0 kWh/m2.d) e junho/19 (4,0 kWh/m2.d).

• Em condições habituais, as velocidades do vento mais frequentes se situam na faixa de 1 a 5 m/s. Em alguns dias as condições ambientais favoreceram ventos fortes maiores que 9,4 m/s ou “terrais” com velocidades menores que 1m/s, menos frequentemente.

• A temperatura ambiente apresenta amplitudes características do clima da região em média 28-29 0C . O valor medido mais elevado de temperatura ambiente foi de 34,80°C e mínimo de 22,30°C no período considerado.

• A umidade relativa do ar se situa entre 25 a 88%. Mas, a faixa entre 45 a 65% é predominante. Um aspecto a ser salientado é a peculiaridade do local das medições na superfície da água do reservatório. Os resultados ainda são preliminares, mas indicam que as condições do reservatório-Sobradinho são mais promissoras para a geração solar do que a operação em terra em Petrolina. AGRADECIMENTOS

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Esse trabalho foi desenvolvido no âmbito do P&D “Exploração de Energia Solar em Lagos de Usinas Hidrelétricas”, CP Eletronorte / Chesf - 003/2015. Os autores agradecem o apoio recebido das equipes Chesf-Companhia Hidroelétrica do São Francisco e da UFPE-Universidade Federal de Pernambuco REFERENCIAS ANEEL. BIG - Banco de Informações de Geração. http://www.aneel.gov.br/informacoes-tecnicas/-

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CHESF. Chamada Publica 003-2015-EletrobrasChesf http;//www.chesf.gov.br › pdi › ChamadaPublica003-2015-EletrobrasChesf

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FLOATING PHOTOVOLTAIC PLANT SOBRADINHO

ENVIRONMENTAL AND SPECIFIC PARAMETERS OF THE PV-FLOATING

This paper analyzes the environmental conditions and the specific parameters of the photovoltaic generator in the place where the floating photovoltaic plant of the Sobradinho hydroelectric reservoir, Northeast of Brazil, is being installed. Experimental measurements were performed on a floating bench designed for the tests and consisting of a set of sensors for environmental and electrical measurements. The bench was installed juxtaposed to the 1 MWp (first stage of the 5 MWp planned in the project). The bench includes two photovoltaic modules with instrumentation for temperature measurement and electrical parameters of the photovoltaic module. The measurements provided provide information not available in the literature about the specific environmental conditions to which floating photovoltaic systems are subjected when installing in hydroelectric lakes. The experimental results presented demonstrate the excellent local meteorological conditions for photovoltaic generation: average rates of about 5.7 kWh/m2.d of radiation and ambient temperature around 28 0C. The relationships between the electrical variables and the temperature of the floating photovoltaic module with the ambient temperature and the incident solar resource are more promising in relation to the ground operation. Keywords: Floating photovoltaic plant, environmental and specific conditions of the floating PV.

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