ENERGY RECURSO SOLAR E QUALIDADE DOS …...2008/11/18 · San Ramon, CA USA Melbourne, Australia...

DNV GL © 02 October 2018 SAFER, SMARTER, GREENERDNV GL © 02 October 2018

ENERGY

RECURSO SOLAR E QUALIDADE DOS MÓDULOS

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Tchiarles Hilbig

DNV GL © 02 October 2018

2 GW +2 GW de projetos eólicos passarampela identificação de falhas e análise de desempenho da operação

35 GW+Avaliamos mais de 35 GW de projetos eólicos para desenvolvimento, processo de M&A e Financiamento.

2*Our testing, certification and advisory services are independent from each other

EXPERIÊNCIA NO BRASIL

4.5 GW+Avaliamos mais de 4.5 GW de Projetos solares de grande escaladesde 2013 desenvolvimento, processo de M&A e Financiamento

35 +Medições da curva de potênciaAlstom, Gamesa, GE, Sinovel, Enercon and Suzlon

TOP 10Trabalhamos com as 10 maiores empresas que desenvolvem projetos renováveis no Brasil.

GPMGPM é a nossa plataforma para monitoramento e operação de parques solares


A DNV GL TEM UMA PRESENÇA GLOBAL

� Serviços de consultoria solar desde 1993

� Uma gama completa de serviços de consultoria -ajudando nossos clientes a gerenciar riscos

� Equipe global de especialistas em energia solar

Barcelona, Spain

Hamburg, Germany

Bristol, England

Singapore

San Ramon, CAUSA

Melbourne,Australia

Bangalore,India

Shanghai,China

Beijing, China

Bangkok,Thailand

San Diego, CA USA

Dresden, Germany

Arnhem, Netherlands

Dubai

Berkeley, CA USA

Montreal,Canada

Troy, NYUSA

Porto Alegre, Brazil

Santiago, Chile

Yokohama,Japan

Cape Town,South Africa

Paris, France

Querétaro, Mexico

Hovik, Norway


SERVIÇOS PARA PROJETOS E COMPONENTES SOLARES

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FEASIBILITY ENGINEERING & DEVELOPMENT CONSTRUCTION & COMMISSIONING OPERATION

❯ Feasibility studies

❯ Utility grid integration

❯ Environmental permitting

❯ Component technology reviews

❯ Component qualification testing

❯ Type and component certification of PV inverters

❯ Due diligence / Independent engineering

❯ Owner’s engineering

❯ Energy assessment

❯ Pre-construction engineering

❯ Interconnection support

❯ Project certification

❯ Due diligence/ Independent engineering

❯ Owner's engineering

❯ Construction oversight

❯ System testing and inspection

❯ Project certification and grid code compliance

❯ Declaration of conformity

❯ Module batch testing


❯ Performance validation

❯ Resource and energy forecasting

❯ Existing asset consulting, inspections and decommissioning

❯ Refinancing and mergers and acquisitions advisory services

❯ Forensic investigations

❯ Monitoring, control and asset management


*Our testing, certification and advisory services are independent from each other


Energy Transition Outlook 2018


of our business is connected to energy70%


UMA DIVISÃO IGUAL EM 2050


CONSUMO DA ELETRICIDADE DUPLICARÁ


PV SOLAR DOMINARÁ A MISTURA DE FONTES


TW

MAIS DE 5x NOVA CAPACIDADE INSTALADA


https://eto.dnvgl.com


ENERGIA SOLAR - RECURSO

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� Recurso solar excepcional

� Acúmulo de mais de 20 GW de projetos participando dos leilões de energia

� Iniciativas para combinar energia eólica, solar e armazenamento.

� Melhorias regulatórias para impulsionar mini e microgeração

Global Horizontal Irradiation KWh/m2/ano

Chile 2921Mexico 2483Brazil 2337United States 2300United Arab 2275China 2191Germany 1225


DADOS DE IRRADIAÇÃO E TEMPERATURA

Potenciais fontes de dados:� Estação de medição no local

� Satélites

� Agências de Meteorologia

� Estações próximas (observar condições)

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Analisar consistência: � Anos de cobertura

� Mudanças em torno da estação

� Mudanças em equipamentos de medição

� Modelos de cálculo (satélites)


EQUIPAMENTOS DA ESTAÇÃO METEOROLÓGICA

O mínimo de sensores necessários em uma estação seriam:

– Piranômetro, para medição de GHI.

– Sensor de temperatura e umidade relativa.

– Velocidade do vento, para cálculos estruturais*.

�É tipicamente recomendado medições redundantes (com dois piranômetros horizontais)

Medições redundantes previnem a falta de dados por falha do piranômetro e permite ainda a detecção de erros no comportamento do piranômetro.

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2 piranômetros horizontais para medição de GHI


PADRÕES PARA PIRANÔMETROS

Piranômetros são padronizados conforme a ISO 9060, adotada pela Organização MeteorológicaMundial (OMM).

A norma discrimina três classes: – Melhor: Secondary Standard

– Segundo melhor: First Class

– Último: Second Class

� É importante ter o máximo de detalhes do equipamento instalado no local e seu plano de manutenção.

� Período mínimo próximo a 1 ano de medição necessário para uma correlação adequada com dados de referência de longo prazo.

� Calibração do piranômetro deve ser feita a cada 2 anos (recomendável).

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FONTES DE LONGO PRAZO PARA RADIAÇÃO

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Base de Dados Região Valores Fonte Período Variáveis Disponibilidade

Meteonorm Mundial Mensal

1700 Estações Terr.

Interpolação e Geração sintética

1960-1991Médias

1995-2005 (V 7.0)Médias

GHI, DHI, DNI, Ta, Vel. vento,

OutrasSoftware, pago

NASA-SSE Mundial Mensal

SatélitesCélulas de

1°x 1°(111x111 km2)

1983-2005médias

GHI, Ta Web gratuito

INPE/SWERA Mundial Mensal Várias agências no mundo 1996-2005 GHI, DNI, Vel.

vento e Outras Web gratuito

WRDC MundialHoráriaDiáriaMensal

1195 estações 1964-1993cada GHI e DHI Web

gratuito

RETScreen Mundial Mensal

Compil. 20 fontes

Incl. WRDC -NASA

1961-1990médias

GHI, TaVel. vento

Software,gratuito

Dados de Satélite de Alta

Resolução

Mundial(*Exceto Oeste da Austrália)

Horária Vários (depende da região)

De 1994(1999) até presente

GHI, DHI, Ta Web, acesso pago

ResourceCompass(DNV GL)

Estados Unidos 10-minutos NASA GOES, MERRA 2

2000 até presente

GHI, DHI, Vel. Vento e Web, acesso pago


PERGUNTA

� Podem ser usados os dados de GHI e T de uma estação localizada a aproximadamente 20 km de distância em linha reta do local de interesse?

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Uma estação terrestre na costa pode ser usada para o seu site localizado a 20 km da costa?

DISTÂNCIA CLIMÁTICA

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Diferença de elevação 140m(10km de dist.)

Diferença de elevação 258m


MEDIÇÕES DE BOA QUALIDADE

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Incertezas (GHI) Medições de qualidade Outras fontes

Dados 2 – 3 % 5 – 15 %

Espacial 0 % 5 – 15 %

Correlação < 1 – 3 % 0 %

Total 2 – 4 % 7 – 20 %

Estimativa de produção mais precisa

Financiamento do projeto pode ser facilitado

Redução da incerteza dos dados e espacial

Cenários futuros Previsões de energia


ARRANJO TÍPICO DE UMA PLANTA

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Potência Típica:

1-30 MWp

Maiores

>100 MWp

Em sistemas de isolados, carregadores e baterias

substitui a rede


ESTIMATIVA DE PRODUÇÃO DE ENERGIA

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Dados de

Entrada

Irradiação Global Inclinada [kWh/m2/ano]

Azimute [Graus]

Inclinação [Graus]

Potência de Pico [kWp] Fatoresde

Perda

Horizonte

Sombreamento

Reflexão

Irradiância

Temperatura

Sujeira

Qualidade do Módulo e LID

Mismatching

Ômica (DC)

Disponibilidade

Inversor + Transformador

Outras Perdas

Resultados Finais

Fator de Rendimento [kWh/kWp]

Energia Líquida [MWh/ano]

Performance Ratio [%]Planta moderna típica ~78%

Incerteza total– Para os projetos atuais, as incertezas de projetos solares fotovoltaicos, no Brasil estão variando entre 5,0 a 10,0 %.


DESEMPENHO DOS MÓDULOS

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MECANISMOS DE DEGRADAÇÃO DO MODULO PV

� Vários mecanismos de envelhecimento causam degradação de energia -podemos testar

� Falhas de campo podem se originar de problemas de componentes, falhas de projeto ou falhas no controle de qualidade durante o processo de fabricação

� Review of Failures of Photovoltaic Modules, IEA PVPS 2014

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ESTUDO DE DEGRADAÇÃO NREL “HIGH QUALITY” DATASET

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0

50

100

150

200

250

300

350

400

Degradation Rate in the Field [% / year]

Mean degradation rate P90 degradation rate

0.5 – 0.6 % / year 1.2 % / year

“Compendium of Photovoltaic Degradation Rates”, D.C. Jordan, et al, NREL, 2015


AMARELAMENTO

� Difícil distinguir o amarelamento do EVA e do backsheet.

� Amarelamento do backsheet pode afetar a adesão dos componentes e prejudicar a segurança elétrica dos módulos.

� Pode diminuir o isolamento elétrico, sem impacto significativo de produção.

� Não há dados suficientes para quantificar o fenômeno.

EVA=> Produção

Backsheet => isolamento.

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CRAQUEAMENTO DOS MÓDULOS (snail tracks)

� Células que compõem o módulo podem quebrar durante a laminação, transporte ou instalação

� Processo também pode ser efeito do calor, radiação e umidade

� Pode afetar o desempenho dos módulos, dependendo da quantidade de efeito sofrido pelas células

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CRAQUEAMENTO DOS MÓDULOS (snail tracks)

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CORROSÃO DOS INTERCONECTORES

Os interconectores de cobre são soldados às células solares emambos os lados.

Observação�Alguns módulos mostram áreas escuras na superfície

� Possível interação entre os resíduos de fluxo e material de encapsulamento

Conclusão�Corrosão não afeta o desempenho elétrico

�Dissipa mais calor, e gera perda de energia

�Sem efeito significativo relatado no desempenho a longo prazo

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Hot Spots

� Diodos conduzindo

� Células com baixa produção

� Células com qualidade diferentes

� Se as condições não são normais, deve se trocar o

módulo

Realizar uma inspeção 2x por ano.

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PV MODULE RELIABILITY SCORECARD 2018

Nove dos dez principais fabricantes de módulos globais e mais de 70% dos mais recentes fabricantes “Tier 1” da Bloomberg New Energy Finance (BNEF) participaram do PQP.

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300 BOMs, 50 fabricantes


KEY FINDING 1: O VOLUME DE PRODUÇÃO NÃO É UM BOM INDICATIVO PARA ESCOLHA

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TC

60

0 d

eg

rad

ati

on

(%

)

Source: DNV GL Scorecard 2017

Top-10 manufacturer 2016 (volume)

Grandes e pequenos fabricantes mostram resultados positivos e negativos


KEY FINDING 2: LOCALIZAÇÃO DA FÁBRICA NÃO É UM BOM INDICATIVO DE QUALIDADE

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TC

60

0 d

eg

rad

ati

on

(%

)

Source: DNV GL Scorecard 2017

China

Asia

Rest of the world

Alguns resultados positivos e negativos em todas as regiões do mundo


KEY FINDING 3: A LISTA DE MATERIAIS (BOM) É IMPORTANTE

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Source: DNV GL database

Mesmo módulo; BOM diferente

Os módulos LatAm podem ter uma lista de materiais diferente - você

precisa verificar!

A escolha do encapsulamento é um dos métodos de mitigação do PID (Potential induced degradation)

BOM 1

BOM 2


1. BOM

� Os resultados de 2018 indicam que 9% dos BOM testadas falharam em pelo menos um dos critérios de avaliação;

� Recomendamos declarar materiais aprovados e localização da fábrica nos acordos de fornecimento

2.Modelo

� Para 2018, 12% da população do PQP falhou em 1 modelo.

3. Fabricante

� 22% de todos os fabricantes que testaram no PQP nos últimos 18 meses tiveram pelo menos uma falha.

FATORES CRÍTICOS QUE AFETAM A CONFIABILIDADE


SAFER, SMARTER, GREENER

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are the properties of companies in the Det Norske Veritas group. All rights reserved.

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Tchiarles Hilbig

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+55 51 99296 6560 / 51 30841700

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