Modelagem de potencial energético de painel fotovoltaico a partir de dados de base de sensoriamento remoto por satélite

Marcos Guedes do Nascimento , Raimundo Aprígio de Menezes Júnior , Bruno César Bezerra Nóbrega de Souza e Sérgio Costa de Mello

Resumo
O aumento da população mundial nos últimos séculos e o estabelecimento da sociedade de consumo fizeram a demanda por recursos naturais atingir níveis acima da capacidade de regeneração da natureza. Além disso, o emprego de fontes não renováveis de energia, sobretudo, os combustíveis fósseis, causaram problemas ambientais sem precedentes, a exemplo da poluição do solo, das águas e do ar, tendo esta última com uma de suas consequências, a aceleração do efeito estufa. Deste modo, a procura por soluções às questões ambientais e por garantia de meios de sobrevivência às próximas gerações se tornaram objetivos centrais da ciência na contemporaneidade. Dentre as áreas de estudo, destaca-se aquela voltada ao desenvolvimento de tecnologias que propiciem a acessibilidade a fontes renováveis à sociedade. Seguindo esta linha de ação, a presente pesquisa tem por objetivo modelar matematicamente um painel solar, composto por células fotovoltaicas padrão, a ser implementado no edifício sede do Programa de Pós-Graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente da Universidade Federal da Paraíba. Na circunstância admitida por conjectura, o painel fotovoltaico capta a energia proveniente da radiação solar incidente na localidade considerada, durante os anos de 2015 a 2020, sendo as informações sobre a irradiância média obtidas na base de dados de sensoriamento remoto por satélite TERRACLIMATE. A análise sobre os resultados alcançados revela que, ordinariamente, os valores de corrente elétrica ficaram contidos no intervalo que vai de 2,5 A a 5,0 A e, a potência, por sua vez, variou entre 120 W e 210 W. Para um ano qualquer, a irradiância solar sobre o local se manteve entre 75 W/m² e 150 W/m². A corrente média, no que lhe concerne, apresentou variação entre 3 A e 5 A, enquanto que a potência média oscilou de 140 W a 200 W. Gerar energia elétrica a partir de células fotovoltaicas, apesar de só ser possível no período diurno, para o local onde se propõe instalar o painel fotovoltaico, ficou evidenciado que caso seja devidamente armazenada em baterias, a quantidade gerada é suficiente para suprir demandas de baixo e médio consumo de energia, uma vez que o saldo de produção mensal está acima de 140 W.

Palavras-chave
Fonte renovável; Sustentabilidade; Placa solar; Energia Fotovoltaica; Geração de energia.

Abstract
Photovoltaic panel energy potential modeling from satellite remote sensing base data. The increase in world population in recent centuries and the establishment of a consumer society made the demand for natural resources reach levels above nature's capacity for regeneration. In addition, the use of non-renewable energy sources, especially fóssil fuels, caused unprecedented environmental problems, such as the pollution of soil, water and air, the latter having, as one of its consequences, the acceleration of the Green house effect. Thus, the search for solutions to environmental issues and for guaranteeing the means of survival for the next generations have be come central objectives of contemporary science. Among the áreas of study, the one focused on the development of technologies that provide Access to renewable sources to society stands out. Following this line of action, this research aims to mathematically model a solar panel, composed of standard photovoltaic cells, to be implemented in the head quarters building of the Graduate Program in Development and Environment at the Federal University of Paraíba. In the circumstance admitted by conjecture, the photovoltaic panel captures energy from solar radiation incident on the location considered, during the years 2015 to 2020, with the information on the average irradiance obtained through the remote sensing data base of the TERRACLIMATE satellite. The analysis of the achieved results reveals that, ordinarily, the values of electric current were contained in the interval that goes from 2.5 A to 5.0 A, and the power, in turn, varied between 120 W and 210 W. For any given year, the solar irradiance on the site remained between 75 W/m² and 150 W/m². The average current, as far as it is concerned, varied between 3 A and 5 A, while the average power ranged from 140 W to 200 W. Generate electricity from photovoltaic cells, although it is only possible during the day, specifically for the place where you propose to install the photovoltaic panel, it was evidenced that if it is properly stored in batteries, the amount of energy generated is sufficient to meet demands of low and medium energy consumption, since the balance of monthly production is above 140 W.

Keywords
Renewable source; Sustainability; Solar plate; Photovoltaics energy; Power generation.

DOI
10.21438/rbgas(2022)092118

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ISSN 2359-1412