Manutenção preventiva – Os impactos sobre a produção de energia solar fotovoltaica

A CULTURA DE NÃO PREVENIR PROBLEMAS

É cultural! No Brasil a grande maioria das empresas e, principalmente, dos proprietários de imóveis não dão a devida atenção à manutenção preventiva.  É muito comum vermos equipamentos como aquecedores solares, ar-condicionados, bombas hidráulicas, baterias, motores, módulos fotovoltaicos, inversores e vários outros bens de alto valor agregado ficarem anos e anos sem receber uma inspeção básica, limpeza, lubrificação e outras pequenas ações preventivas que poderiam fazer com que a vida útil desses equipamentos fosse bem maior, além de garantir maior produtividade e/ou menor custo com energia.

Ao longo desse artigo, vamos demonstrar qual é o impacto disso sobre a durabilidade, produtividade e sobre o retorno financeiro de micro e miniusinas solares fotovoltaicas.

Um dos grandes benefícios da tecnologia de geração de energia solar fotovoltaica é justamente o baixo custo de manutenção que o equipamento demanda, em função da não existência de partes móveis.  Porém, faz-se necessário inspecionar periodicamente todo o sistema visando identificar desgastes prematuros de componentes, oxidação em conexões elétricas,  afrouxamento de parafusos e peças nas estruturas mecânicas e, principalmente, para limpar e remover o acúmulo de sedimentos sobre os módulos (placas) solares.

São operações simples, baratas e que podem garantir uma vida útil do sistema superior aos 30 anos e ainda aumentar significativamente o seu retorno financeiro.

 

PERDAS DIRETAS DE CURTO E LONGO PRAZO

Estudos realizados pelo IEE/USP indicam uma perda média de até 11% ao ano na produtividade de usinas solares fotovoltaicas em função do acúmulo de sedimentos sobres os módulos solares.

Na verdade, essa perda pode ser muito superior, dependendo da região e do tipo de sedimento que é depositado sobre o sistema, podendo superar os 25% de perda na produção, conforme relatório desenvolvido por uma fabricante chinesa de módulos solares fotovoltaicos, a Jinko.

Na imagem e tabela abaixo é possível classificar o nível de acúmulo de sedimentos sobre os seus módulos solares e quantificar as perdas que cada um ocasiona.

 

Fonte: Jinko Solar
Fonte: Jinko Solar

No longo prazo existe o risco de danos permanentes aos módulos, causados por hotspots (pontos quentes), em função de que os pontos cobertos por sedimentos ou objetos terão menor incidência de radiação solar.

Esses pontos acabam tornando-se mais resistentes ao fluxo de eletricidade no circuito e, com isso, vão geram calor.  O resultado é a deterioração prematura daquele ponto, fazendo com que a placa reduza sua produtividade como um todo, além de reduzir a sua vida útil para um tempo muito inferior aos 25 a 30 anos esperados.

Nas imagens ao lado podemos ver claramente como esse efeito acontece, e quais são os efeitos dos hotspots sobre as placas solares no longo prazo.

O acúmulo de poeira, areia, fezes de pássaros e até mesmo uma simples folha por um longo tempo poderão causar danos irreversíveis e até mesmo a perda da garantia dada pelos fabricantes.

 

Fonte: Jinko Solar

UM EXEMPLO PRÁTICO E REAL

Recentemente retornamos à residência de um de nossos clientes, em Itatiba – SP, para realizar a inspeção e manutenção preventiva gratuita dos 4 meses, que normalmente incluímos como cortesia quando fornecemos um gerador solar.  Como realizamos o monitoramento remoto e a geração de todos os nossos clientes, vínhamos percebendo uma redução anormal na produtividade da usina deste cliente.

Em contato com ele constatamos que haviam sido realizadas reformas na casa recentemente.  O fato é que essa obra gerou uma quantidade anormal de poeira que acabou se acumulando sobre o sistema.   Decidimos aguardar a obra ser encerrada para executar a inspeção e a limpeza adequadas.

Após a execução da lavagem completa do sistema, voltamos a acompanhar e medir as diferenças de produtividade em dias com condições climáticas semelhantes e dentro do mesmo período do ano.   Percebemos uma perda superior a 14% durante o período em que as placas estiveram com o acúmulo de poeira.

Nas imagens abaixo é possível ver o antes e o depois da manutenção, tanto em termos de aparência do sistema, quanto em relação às perdas.

 

A PERDA DE PRODUTIVIDADE EM NÚMEROS

Vamos considerar o sistema acima, que usamos de exemplo prático.    Sua potência é de 6.2kWp, o que deve gerar uma média anual de 8MW em energia.   Se considerarmos o custo do MW para uma instalação elétrica residencial nesta região, com uma faixa de R$ 830,00,  estamos falando de uma economia de aproximadamente R$ 6.640,00/ano.

Se considerarmos uma perda de 14,3% nessa geração, pela falta de manutenção preventiva, podemos afirmar que este cliente estaria perdendo algo como R$ 950,00 por ano no seu retorno de investimento, apenas por não estar gerando o que deveria gerar. Isso sem contar a redução de vida útil do equipamento e outros danos não calculados.

Certamente o custo de executar essa manutenção periódica é muito inferior à perda e aos danos que a falta dela irá causar.

É indiscutível que devemos incentivar cada vez mais a criação de uma cultura de manutenção preventiva não só em sistemas de geração de energia solar, mas também em todas as demais instalações e equipamentos existentes em uma residência ou empreendimento.

A periodicidade vai variar de acordo com a região, com o tipo de sedimentos existentes, com eventos extraordinários como queimadas e/ou obras executadas na sua região.   Em uma média nacional, recomendamos que a inspeção e limpeza básica dos módulos seja realizada pelo menos de 4 em 4 meses.

Apesar da limpeza básica poder ser executada de forma simples pelo próprio proprietário do sistema e/ou seus funcionários, recomendamos a contratação de empresa especializada pois ela deverá executar outros procedimentos além da limpeza, como o reaperto das conexões dos módulos e das estruturas,  inspeção visual e eletrônica das conexões elétricas,  inspeção térmica com a utilização de câmeras específicas para o propósito para identificar pontos quentes que não podem ser vistos a olho nu, nos módulos e nos demais componentes elétricos, além de limpeza dos dutos de ventilação e interior dos inversores.

Lembrando que normalmente os sistemas estão instalados em coberturas ou telhados, o que demanda um profissional certificado (NR-35) e com conhecimentos sobre os perigos e procedimentos de segurança para trabalho em altura, além de estarmos trabalhando com instalações elétricas onde circulam tensões entre 200VDC a 1000VDC, o que demanda a certificação (NR-10) que demonstra o conhecimento do profissional sobre os riscos de trabalho com energia elétrica.

Como dizia o velho e bom ditado popular: “É melhor (mais barato) prevenir do que remediar”.   Esse ditado resume muito bem a necessidade de criarmos a cultura da prevenção em nosso país, em todos os sentidos.