1 Introdução
O Seguidor Solar, também conhecido como “Tracker” é um sistema que permite ganhos na produção de energia pelo advento solar. Esse mecanismo permite que as placas fixadas neste fique em uma posição otimizada em relação ao Sol durante as variações de período do dia.
Neste será abordado características de dois tipos de trackers, com foco no tracker de eixo único, vantagens e desvantagens do uso destes, seus componentes de transmissão de sinais (TCU, RSU, NCU e anemômetro), seus componentes mecânicos, instalação e comissionamento torquimétrico.
Figura 1-1 – Disposição de trackers em uma UFV
2 Tipos de Trackers
Esse equipamento conta com dois tipos de mecanismos de rotação, o de eixo único e o de eixo duplo, sendo o primeiro o mais comum e o tema central deste, sendo que sua seleção durante o projeto da usina depende das condições iniciais, como a latitude do local a ser instalado. Ambos os tipos a serem apresentados possuem posições fixas pré-definidas pelo fabricante, como posição inicial, posição de segurança e posição de limpeza, assim como os modos manual, automático e desligado.
2.1 Tracker de Eixo Único
O tracker de eixo único (Figura 2-2) consiste, como pode-se pressupor pelo nome, que este gira apenas em torno de um eixo, podendo variar as angulações de acordo com que não interfira na geração dos módulos adjacentes a este.
Figura 2-1 – Trackers de eixo único
Figura 2-2 – Exemplificação de eixo único
2.2 Tracker de Dois Eixos
O tracker de dois eixos (Figura 2-3) permite a possibilidade de inclinação em torno de dois eixos perpendiculares, o que permite que a luz solar incida diretamente no módulo por um maior período de tempo, otimizando a geração.
Figura 2-3 – Tracker de dois eixos
3 Vantagens e Desvantagens
Dentre as vantagens, em trackers de modo geral, pode-se citar uma maior incidência de raios solares nos módulos, aumentando a geração de energia destes, como pode se observar na Figura 3-1 onde é possível observar em cinza as estruturas de eixo fixo, em laranja os trackers de eixo único e em verde os trackers de duplo eixo. Apesar de haver uma maior geração do eixo fixo em relação ao eixo único no horário de 12PM pelo fato de sua posição fixa ser focada no ponto de maior geração, que seria quando o Sol está a pino, é visível também a observação de uma geração superior dos módulos dispostos em trackers de eixo único em relação ao eixo fixo nos ademais períodos do dia.
Figura 3-1 – geração de energia por período de dia por tracker
É possível dispor também de sistemas totalmente automatizados, sendo possível ainda definir certas posições fixas para situações predeterminadas, como a posição de segurança para ventos de alta velocidade.
Como desvantagens, é possível citar o custo inicial elevado e a manutenção do sistema, sendo que a frequência e os custos de manutenção irão variar de acordo com a qualidade dos ativos adquiridos e também uma maior atenção no projeto da usina, uma vez que deve-se prever os movimentos dos trackers ao longo do dia para que um módulo não incida sombra sobre outro e para que nenhuma estrutura prejudique por meio de sombreamento os módulos de alguma outra fileira adjacente.
4 Componentes de Monitoração
Para que os trackers possam se mover de forma automatizada de acordo com a situação em que se encontra, é necessário quatro componentes-chave (TCU, RSU, NCU e anemômetro) que juntos captam a informação das condições em tempo real, transmite o sinal e transforma este em ação no tracker, permitindo a calibração de cada um e a otimização na geração.
Figura 4-1 – Componentes de monitoramento
4.1 Anemômetro
Um anemômetro (Figura 4-1), quando utilizado em usinas fotovoltaicas, desempenha a função de monitoramento da velocidade e direção dos ventos, gerando sinais que serão enviados e interpretados pela RSU.
4.2 RSU
O RSU (Unidade de Monitoramento de Ventos) (Figura 4-1) é o Hardware que realiza a vigilância contínua das condições climáticas, especialmente a velocidade e direção dos ventos, enviando essas informações em tempo real para o sistema central. Quando os ventos atingem níveis críticos, o sistema reage automaticamente, ajustando os trackers para uma posição de segurança, a fim de proteger os equipamentos contra danos. Esse mecanismo preventivo é essencial para garantir a integridade da estrutura e a operação contínua da usina, evitando paradas ou reparos inesperados causados por condições adversas.
4.3 NCU
A NCU (Unidade de Controle de Nível) (Figura 4-1) é o Hardware que atua como uma central de comunicação em massa entre os trackers. Esta centraliza, coleta e processa informações cruciais para o monitoramento eficiente da usina solar. Esses dados, gerados pelos sensores, são integrados e interpretados pelo sistema SCADA, o que permite ao time de Operação e Manutenção (O&M) monitorar continuamente o desempenho da usina e tomar decisões rápidas para realizar ações corretivas ou preventivas. Esse processo assegura a continuidade das operações e a otimização da produtividade energética, minimizando possíveis falhas ou interrupções no sistema.
4.4 TCU
A TCU (Unidade de Controle Autoalimentado) (Figura 4-1) é um componente que funciona como o “cérebro do tracker” e atua no acionamento do motor à mando da NCU. Esta é responsável por gerenciar uma configuração avançada de backtracking, monitoramento de segurança e algoritmos de otimização solar. Essa unidade permite o ajuste preciso do posicionamento dos painéis solares, maximizando a captação de energia, além de acionar alarmes e realizar correções automáticas em resposta a eventos inesperados, garantindo a eficiência e segurança do sistema como um todo. Essa unidade deve ser configurada de forma prévia via software ou em seu próprio painel. É importante ressaltar também o monitoramento das baterias desse componente para garantir seu devido funcionamento.
5 Componentes Mecânicos
São componentes comuns de se encontrar na montagem de trackers: vigas I’s, suportes, pilares, parafusos, servomotor com redutor, amortecedor, mancais, buchas, acopladores, vigas de torção, emendas, suporte da viga ômega e, caso necessário, braços de extensão.
Figura 5-1 – Exemplo visual do conjunto mecânico de um tracker
6 Instalação
Cada instalação feita em campo deve ser feita de acordo com o que manda o fornecedor do ativo adquirido e deve também conferido a capacitação da equipe que realizará a montagem dos equipamentos.
É primordial a avaliação e correção de possíveis interferências externas, tais como a vegetação, alteração na topografia devido à erosão ou assoreamento e as condições do solo. Durante o projeto da usina também é essencial o planejamento da disposição dos trackers para que nenhum componente cause o sombreamento de nenhum módulo, o que pode gerar problemas futuros na geração por meio de sobreaquecimento e pontos quentes. Como representado a seguir:
7 Comissionamento
O comissionamento da integridade dos trackers consiste na aferição dos torques aplicados às conexões, com o auxílio de um torquímetro devidamente calibrado (Figura 7-1), e também a verificação da montagem geral da estrutura.
Figura 7-1 – Exemplo de torquímetro utilizado em testes
Para a conferência dos torques aplicados, deve-se recorrer ao manual do fabricante para verificar os respectivos valores de cada conexão. Segue, abaixo, exemplos ilustrados de torques pré-definidos pelo fabricante e averiguados em etapas:
8 Conclusão
O uso de trackers em usinas fotovoltaicas se tornou uma prática comum devido ao seu aumento de eficiência na geração de energia, apesar do seu elevado custo inicial e gastos com manutenção, este se provou um componente essencial no planejamento de UFVs.
Para um resultado satisfatório, não apenas a montagem tem de ser feita com a devida atenção, mas também a manutenção e o comissionamento, sendo cada componente individualmente importante para o funcionamento de um todo. Dado isso, é imprescindível a checagem dos torques de componente por componente indicado pelo fabricante, seguindo os valores indicados pelo mesmo.
9 Referências
- CONTEUDISTA. Entenda como funciona o seguidor solar (Tracker) – Energia Solar. Disponível em: <https://energes.com.br/seguidor-solar-tracker/>.
- Discover thousands of collaborative articles on 2500+ skills. Disponível em: <https://www.linkedin.com/pulse/prote>. Acesso em: 1 out. 2024.
- Seguidor solar – tracker: vantagens e desvantagens. Disponível em: <https://www.portalsolar.com.br/seguidor-solar-tracker-vantagens-e-desvantagens>.
- SOLUÇÃO. BRATRACKER MONOFILEIRA. [s.l: s.n.]. Disponível em: <https://www.brametal.com.br/wp-content/uploads/2021/09/catalogo-brametal energia-solar-bratracker-monofileira-pt-download.pdf>. Acesso em: 1 out. 2024.