Análise técnico-económica: centrais fotovoltaicas convencionais (PV) versus centrais fotovoltaicas de concentração (CPV)

Abstract

Nestes últimos anos, entidades governamentais têm mantido o seu foco principalmente sobre as questões ambientais, concentrando todos os seus esforços para elaboração de ações e medidas de mitigação do aquecimento global. A emissão de gases poluentes, tem provocado nestas últimas décadas, um fenômeno climático designado por efeito de estufa, o que por sua vez, tem provocado o aquecimento global do planeta. Umas das soluções para combate a este fenómeno, prejudicial para a vida do planeta, passa pela utilização de fontes de energia limpas e renováveis para a produção de eletricidade, tais como, a hidroelétrica, a eólica, a geotérmica, a maremotriz e a solar. Portugal sendo um país privilegiado no que diz respeito a recursos naturais, apresenta-se com ótimas condições para a utilização à larga escala das energias renováveis, isto devido, à existência de uma rede hidrográfica relativamente densa, uma frente marítima que beneficia dos ventos atlânticos, e, uma elevada exposição solar. As explorações destes recursos já se têm vindo a notar de uma forma bastante positiva, nomeadamente na exploração dos recursos hídricos e eólicos. No entanto, a exploração do recurso solar ainda se encontra aquém apesar de todo o seu potencial em Portugal. Assim sendo, esta dissertação surgiu com uma proposta de trabalho em realizar um estudo técnico-económico de centrais fotovoltaicas, com o objetivo de estudar as diversas tecnologias fotovoltaicas no mercado, comparar soluções, e, eventualmente, chegar a uma solução ótima, que tecnicamente e economicamente seja viável para exploração da fonte solar. Os trabalhos iniciais desta dissertação, passaram por uma análise do potencial solar em Portugal e na Europa. Posteriormente, realizou-se um estudo das várias tecnologias fotovoltaicas no mercado, de modo a perceber as particularidades de cada uma, os seus principais modos de aplicação, e como estas convertem a energia solar em eletricidade. Foi feita também uma análise da legislação referente a projetos de produção de energia de origem renovável. E por fim, são realizados três projetos de centrais fotovoltaicas com uma potência a instalar de 1 MW cada uma, nomeadamente, uma com módulos policristalinos fixos ao solo, outra com os respetivos módulos policristalinos integrados num seguidor solar de eixo único, e outra com painéis de concentração, a qual integra módulos com células de multi-junção alojados numa estrutura de rastreamento solar com dois eixos. Para os três projetos foram feitas análises e comparações a nível da energia produzida anualmente, a área de terreno necessária para implementação de cada central, e, os investimentos a realizar, assim como, os seus períodos de retorno.In recent years, government entities have focused primarily on environmental issues, concentrating all their efforts to develop actions and measures to mitigate global warming. The emission of polluting gases has, in recent decades, provoked a climate phenomenon called "the greenhouse effect", which has, rising the global warming of the planet. One of the solutions to combat this harmful phenomenon for the life of the planet is to increase electricity production through clean and renewable energy sources, such as hydro, wind, geothermal, tidal and solar. Portugal is a privileged country with natural resources, has great conditions for the largescale use of renewable energies, due to the existence of a relatively dense hydrographic network, a seafront that benefits from the Atlantic winds, and a high sun exposure. The exploitation of these resources has already been noticed in a very positive way, especially in the exploitation of water and wind resources. However, the solar resource has still been little explored considering all the potential in Portugal. This dissertation came up with a proposal to work on a technical-economic study of photovoltaic power plants, with the objective of studying the various photovoltaic technologies in the market, comparing solutions, and eventually finding an optimal solution that is technically and economically viable for Exploitation of the solar source. The initial work of this dissertation was to analyse the solar potential in Portugal and Europe. Subsequently, a study was made of the various photovoltaic technologies in the market, in order to understand the particularities of each one, its main modes of application, and how they convert solar energy into electricity. An analysis was also made of the legislation that refers to projects for the production of renewable energy. And finally, three projects of photovoltaic power plants with a power to be installed of 1 MW each were carried out. One plant with polycrystalline modules fixed to the ground, another with the same polycrystalline modules integrated in a solar tracker of a single axis, and another with concentration panels, which integrates modules with multi-junction cells housed in a solar tracking structure with two axes. For the three projects, analyses and comparisons were made on the level of energy produced annually, the area of land needed to implement each plant, and the investments to be made, as well as their return periods

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