Modelos de separação de GHI: validação para dados de 1-min e análise do impacto na geração de sistemas fotovoltaicosem baixa latitude

Abstract

As simulações de sistemas fotovoltaicos (FV) demandam informações de qualidade a respeito dos dados de entrada e seleção dos modelos aplicados no processo de simulação. Um dos grupos de modelos existentes nas ferramentas de simulação diz respeito a separação da irradiância global horizontal para obtenção da irradiância direta (DNI) e difusa (DHI). Nos últimos anos, esses modelos passaram a ser avaliados em resoluções temporais sub-horárias, com destaque para 1-min. Neste trabalho 19 modelos de separação de GHI foram avaliados com base nos dados medidos de DNI e DHI de Araripina (Brasil), uma análise sobre o impacto dos mesmos na simulação de sistemas fotovoltaicos foi realizada. Com base nas gerações obtidas a partir da DNI e DHI modelados e medidos, observou-se que a seleção dos modelos para sistemas fixos de baixa inclinação não apresentam forte impacto no PR e na geração. Já para os sistemas FV de elevada inclinação ou com rastreamento, a escolha do modelo de separação possui impacto não desprezível nos resultados obtidos, podendo variar o PR em até 0,94% e sobrestimar a geração em até 6,45%, valor quase 3 vezes superior ao melhor modelo (nMBE de 2,25%), Yang4. Os melhores modelos avaliados para a localidade correspondem aos modelos Yang4, Starke3 e Engerer2, ambos apresentaram melhor desempenho quanto a DNI/DHI e a geração.

The simulations of photovoltaic systems demand high quality information regarding the input data and the selection of the models applied in the simulation process. One of the existing groups of models in software is related to the separation of global horizontal irradiance. In recent years, these models have been evaluated with sub-hourly temporal resolutions, especially 1-min. In this work 19 GHI separation models were evaluated based on DNI and DHI data from Araripina (Brazil), an analysis on their impact on the simulation of photovoltaic systems was performed. Based on the generation obtained from the modeled and measured DNI and DHI, it was observed that the selection of the models for fixed lowslope systems do not have much impact on Performance Ratio and generation. On the other hand, for highslope PV systems or tracking systems, the choice of the separation model has a greater impact on the results obtained, the PR value can vary by up to 0.94% and overestimate the generation by up to 6.45%, a value almost 3 times higher than the best model (nMBE of 2.25%), Yang4. The best models evaluated for the semiarid location correspond to Yang4, Starke3 and Engerer2, which presented the best performance regarding DNI/DHI statistics, as well as in terms of generation.