大气气溶胶对sao保罗光伏组件光谱因子影响的研究

Luis Gustavo Bet, Nilton Manuel Évora do Rosario, Fernando Ramos Martins, Roberto Zilles
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摘要

利用太阳能发电是一种有可能有助于实现能源部门可持续发展目标的替代办法。光伏技术在城市中心的应用,包括安装小型发电厂,已被广泛认为是靠近大型消费中心的分布式发电的可行替代方案。在光伏技术应用持续增长的同时,空气污染这一大城市的长期问题也会对其生产力产生负面影响。在城市地区没有云的情况下,大气气溶胶是太阳辐射的主要衰减剂,特别是那些位于有明确旱季的地区,如sao保罗,主要由有利于在大气中停留更长时间的大气条件主导。气溶胶调节太阳表面的总入射辐射,并改变其光谱分布。因此,本研究旨在通过光伏组件的光谱因子分析,研究大气气溶胶的数量和性质的变化如何影响在sao保罗都市区运行的光伏系统的性能。通过对气溶胶光学特性的历史序列的分析,可以确定来自该国其他地区火灾的气溶胶的重要贡献。与此气溶胶循环相关,可以观察到运行中的晶体硅光伏组件的光谱因子具有相同的季节性,导致组件光谱性能的滞后高达5%。这种性能的变化伴随着气溶胶和水蒸气光学厚度高的大气情景。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
ESTUDO SOBRE O IMPACTO DOS AEROSSÓIS ATMOSFÉRICOS NO FATOR ESPECTRAL DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS EM SÃO PAULO
A geração de energia elétrica a partir da energia solar é uma alternativa com potencial de contribuir para atender os objetivos de desenvolvimento sustentável no setor energético. A aplicação da tecnologia fotovoltaica em centros urbanos, com instalação de pequenas plantas geradoras, vem sendo amplamente apontada como uma alternativa viável de geração distribuída próximo a grandes polos consumidores. Ao mesmo tempo que a aplicação das tecnologias fotovoltaicas apresenta um crescimento contínuo, a poluição atmosférica, um problema crônico das grandes cidades, pode impactar negativamente a sua produtividade. Os aerossóis atmosféricos constituem o principal atenuador da radiação solar na ausência de nuvens em áreas urbanas, principalmente aquelas localizadas em regiões que apresentam estações secas bem definidas, como é o caso de São Paulo, dominadas por condições atmosféricas que favorecem o maior tempo de permanência na atmosfera. Os aerossóis modulam o total da irradiação solar incidente na superfície assim como alteram a sua distribuição espectral. Sendo assim, este trabalho buscou investigar como a variação na quantidade e na natureza dos aerossóis atmosféricos podem afetar o desempenho de sistemas fotovoltaicos operando na região metropolitana de São Paulo, via análise do fator espectral de módulos fotovoltaicos. A análise da série histórica das propriedades ópticas dos aerossóis possibilitou identificar a contribuição importante de aerossóis provenientes de queimadas em outras regiões do país. Associado a esse ciclo dos aerossóis, foi possível observar a mesma sazonalidade no fator espectral dos módulos fotovoltaicos de silício cristalino em operação, acarretando em uma defasagem de até 5% do desempenho espectral dos módulos. Essa variação no desempenho acompanhou os cenários atmosféricos com elevada espessura ótica dos aerossóis e vapor d’água.
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