Nova Deli: À medida que o mundo avança em direção a fontes de energia mais limpas, a energia solar está a tornar-se um interveniente fundamental no mercado das energias renováveis. De acordo com a Administração de Informação de Energia dos EUA (EIA), a produção de energia solar deverá crescer 75 por cento, atingindo 286 mil milhões de kWh em 2025. No entanto, apesar deste crescimento promissor, a indústria solar ainda enfrenta desafios, sendo o principal deles as condições de sombra parcial. . (PSC), que afetam significativamente a eficiência dos sistemas fotovoltaicos (PV).
Ao longo dos anos, vários projetos, como Simple Parallel (SP), Bridge Linked (BL), Honeycomb (HC) e Total Cross Tied (TCT), foram introduzidos para lidar com as perdas de energia causadas pelos PSCs. Cada uma dessas configurações de array tem seus pontos fortes, mas também apresenta limitações que impedem o desempenho ideal em cenários do mundo real, especialmente em instalações solares de grande escala. É neste contexto que Shahroz Anjum, Engenheiro de Geração de Energia da Alliant Energy, apresentou uma solução revolucionária que poderá redefinir a eficiência dos painéis solares.
Um caminho para a inovação
A jornada de Anjum em direção à inovação solar começou durante sua carreira acadêmica. Depois de obter um Ph.D. Do IIT (ISM) Dhanbad, uma das principais instituições de engenharia da Índia, ele mergulhou profundamente na pesquisa em energia renovável. “Quando era investigador no IIT (ISM) Dhanbad, percebi a crescente importância das energias renováveis como um dos campos de estudo mais promissores. “A energia solar, em particular, destacou-se pelo seu enorme potencial de geração sustentável de eletricidade”, explicou.
Seu trabalho inicial se concentrou na compreensão dos principais desafios na otimização da geração de energia solar por meio de sistemas fotovoltaicos. “Meu primeiro sucesso veio em 2020, quando publiquei um artigo sobre estratégias para reduzir o impacto do sombreamento parcial em painéis solares. “Foi o primeiro passo para uma compreensão mais ampla de como melhorar a tecnologia solar”, disse ele. Ele descreveu os resultados de sua pesquisa nos últimos anos em mais de 15 artigos científicos internacionais e apresentações em diversas conferências do setor.
Atualmente, Shahroz Anjum trabalha como engenheiro de geração de energia na Alliant Energy, uma concessionária com mais de US$ 3,66 bilhões em receitas e US$ 18 bilhões em ativos, atendendo clientes em Wisconsin e Iowa.
“Na Alliant Energy, supervisiono a construção, projeto e manutenção de três usinas de energia solar. “Essa experiência prática na implantação de infraestrutura solar em grande escala me deu uma visão mais profunda dos desafios práticos da geração de energia solar”, disse ele.
Desafios dos projetos solares atuais
Shahroz destacou as limitações das configurações atuais dos painéis fotovoltaicos que são comumente usadas para mitigar problemas de sombreamento. “Matrizes paralelas simples são particularmente vulneráveis ao sombreamento porque se um painel da matriz estiver sombreado, isso afetará o desempenho de todo o sistema. Matrizes Bridge Linked melhoram o equilíbrio de tensão em todo o sistema, mas ainda não lidam bem com o sombreamento. Os designs em favo de mel distribuem as tonalidades de maneira mais uniforme por toda a matriz, mas são complicados de instalar e manter. As matrizes Total Cross Tied são mais eficazes, mas ainda enfrentam problemas de incompatibilidade em condições parcialmente sombreadas”, disse ele.
O problema fundamental destes designs é a sua incapacidade de gerir eficazmente sombras irregulares, o que leva a uma produção de energia inconsistente. “Mesmo as configurações tradicionais mais sofisticadas apresentam problemas quando as sombras são dinâmicas, como quando as nuvens passam por cima. “Isso causa interrupções frequentes na produção de energia”, acrescentou.
Uma solução revolucionária: reconfiguração do padrão de sequência aritmética
“Fizemos enormes avanços na tecnologia de energia solar, mas o sombreamento continua a ser um problema persistente”, disse Anjum. “O sombreamento, mesmo numa pequena porção de um painel, pode causar reduções drásticas na produção de energia. Isto ocorre porque os painéis fotovoltaicos tradicionais são projetados de tal forma que o painel de menor desempenho limita o fluxo de corrente para todo o sistema, resultando em altas perdas de energia.”
Em resposta a estes desafios, a Anjum desenvolveu a sua técnica de reconfiguração do Padrão de Sequência Aritmética (ASP), que representa um grande avanço na tecnologia de painéis solares. Esta abordagem inovadora reorganiza os painéis dentro do conjunto de uma forma que reduz as perdas por desalinhamento e garante uma produção de energia mais estável, mesmo em condições de sombra parcial.
“Um dos principais benefícios da reconfiguração do ASP é que ele distribui o sombreamento de maneira mais uniforme por todo o array”, explicou Anjum. “Isso garante que nenhuma linha ou string seja excessivamente afetada por sombras, permitindo que o sistema mantenha um fluxo de corrente constante e uma saída de tensão otimizada. Em termos mais simples, mesmo que parte da matriz esteja sombreada, o resto do sistema pode continuar a gerar energia de forma eficiente.”
A técnica de reconfiguração ASP também melhora o fator de preenchimento, uma medida crítica da eficiência com que o conjunto converte a luz solar em energia utilizável. “Um fator de preenchimento mais alto significa mais potência, mesmo quando as condições não são ideais. Esta é uma melhoria crucial em relação aos projetos tradicionais, que muitas vezes sofrem perdas de energia significativas nas mesmas condições”, observou Anjum.
O futuro da tecnologia solar
Embora os designs tradicionais como o Total Cross Tied sejam atualmente considerados entre os melhores para mitigar as perdas de sombra, a inovação da Anjum oferece uma solução mais robusta para o futuro. “A reconfiguração do padrão de sequência aritmética supera muitas das limitações dos projetos anteriores. “Simplifica a estrutura da fiação, facilitando muito a instalação e a manutenção, além de ser muito eficaz na redução de perdas por sombreamento”, afirmou.
Anjum acredita que sua técnica poderá desempenhar um papel crítico no futuro da energia solar. “À medida que a indústria solar cresce, precisamos de soluções que não sejam apenas eficientes, mas também escaláveis e económicas. A técnica de reconfiguração ASP atende a ambas as necessidades. “É uma solução preparada para o futuro que pode ser aplicada numa ampla gama de projetos solares, desde pequenas instalações até grandes parques solares de grande escala”, explicou.
Numa indústria em rápida evolução, o trabalho de Shahroz Anjum é um exemplo brilhante de como a inovação pode ultrapassar os limites do possível. “A procura por energias renováveis está a crescer exponencialmente à medida que a população aumenta e a sustentabilidade se torna mais crítica. “A energia solar está na vanguarda desta transição, mas precisamos de inovação contínua para superar os desafios que a acompanham”, disse ele.
Com sua nova técnica, Anjum está confiante de que a energia solar pode se tornar ainda mais eficiente e confiável. “Temos a oportunidade de tornar a energia solar uma solução mais sustentável e rentável para o futuro. “Inovações como a reconfiguração do ASP serão fundamentais para garantir que a energia solar continue a ser uma parte central do mix energético global”, concluiu.
