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Análise do sombreamento com o Aplicativo Sun Surveyor

Publicado em 26 de março de 2016

Imagem Leste - solstício de invernoSombra em cima dos painéis fotovoltaicos reduz significativamente a geração da energia e merece muita atenção. Como podemos então analisar esta questão para um determinado local onde pretendemos instalar um sistema solar?

Uma ferramenta simples e acessível e o aplicativo Sun Surveyor disponível para Android e iPhone. A função principal que usamos faz parte da versão paga (que custa bem pouco em relação ao benefício que traz!). Baixe o aplicativo e o instale no smartfone.

Logo SunSurveyorO aplicativo foi, originalmente, desenvolvido para fotógrafos que querem planejar o ângulo perfeito para bater a foto do pôr-do-sol. Portanto contém muitas opções que não interessam para nosso objetivo. A seguir explicaremos então como aproveitar o máximo do aplicativo na avaliação do sombreamento para uma futura instalação de energia solar.

Outro aplicativo similar: Sun Seeker

Configuração

Configurações

A primeira configuração se refere ao norte usado pelo aplicativo. A nos interessa o Norte Geográfico (também chamado de Norte Verdadeiro) que sofre um desvio em relação ao Norte Magnético (leia mais aqui). Procure no menu (as barras cinzas em cima; ele aparece também ao deslizar a partir do canto esquerdo) o item "configuração". Lá, você deve marcar o campo "Norte Geográfico". Saia do menu de configuração.

A segunda configuração fica dentro da tela "Live View", que será a tela principal para nosso trabalho. Na parte inferior há duas barras. A primeira apresenta informações sobre sol e lua, chamada "Painel de Informações". Deslize a barra à esquerda ou direita até que apareçam os títulos "Solstícios" e "Equinócios". Toque a tela nestes campos para que a barra roxa e verde seja visível. Procure também o campo "Sol" e ative a barra amarela. Desative as outras barras para reduzir as informações na tela.

Localização

Definir a Localização

Para que o aplicativo saiba o percurso do sol e desvio do norte magnético precisamos determinar o local da nossa medição. Toque na tela "Live View" no símbolo da bússola e escolhe o método de localização, por exemplo GPS. Este passo não precisa ser repetido enquanto continuar trabalhando na mesma cidade.

 

Calibragem

CalibragemOs sensores do smartfone descalibram com frequencia e precisam ser recalibrados toda vez que usamos o aplicativo. Entre no menu "calibragem" e siga as instruções na tela. Métodos para recalibrar os sensores são

  • desenhar a figura do 8 no ar
  • sacudir o celular
  • girar o celular pelos três eixos dele

Repita estes passos até que o aplicativo indique que a precisão dos sensores estiver alta.

Ajuste da calibragem pelo solA calibragem pode ser aperfeiçoada dentro da tela "Live View", caso for possível ver o sol no momento do nosso trabalho. Toque no menu lateral em cima do ícone com o dedo. Depois aponte o celular para o sol, evitando olhar diretamente para o sol com os olhos. Deslize na tela para a esquerda ou direita até que a bola amarela (marcação do Sun Surveyor para o sol) seja alinhada com o sol visto pela lente do celular (na ilustração desenhamos um círculo vermelho ao redor do sol para facilitar o entendimento).

Preparação do Uso

Feita a localização e calibração podemos iniciar o uso na tela "Live View". As barras na parte inferior tomam muito espaço e acabam atrapalhando. Esconda-as deslizando para baixo.

Informações na Tela

Imagem Leste - solstício de invernoAgora vamos ao que realmente importa para nos. Ligue o aplicativo na função "Live View" e o aponte para leste (direção do sol nascente, azimut entre 60° e 120°). A tela do celular mostra a imagem captada pela câmera com as seguintes informações adicionais:

  • A linha verde clara representa o horizonte, com marcação do azimut (relativo ao Norte Geográfico, caso tenha seguido os passos da configuração acima);
  • A linha amarela representa o caminho do sol no dia da medição. Os números informam o horário em que o sol se encontra na respectiva posição;
  • A linha roxa mais à esquerda, que cruza o horizonte próximo a 60° na latitude do Rio de Janeiro, mostra o caminho no dia do solstício de inverno (20 de junho)
  • A linha roxa mais à direita, que cruza o horizonte próximo a 120° na latitude do Rio de Janeiro (imagem abaixo), apresenta o caminho do sol no dia do solstício de verão (21 de dezembro). É necessário girar o celular para enxergar as duas linhas;
  • A linha verde escura então mostra o caminho do sol nos dias de equinócio (20 de março e 22 de setembro).

O percurso do sol perambula entre as linhas roxas de solstício.

Medição

Imagem Leste - solstício de verãoSe posicione no centro da área do futuro arranjo fotovoltaico. A medição começa pelo nascer do sol. Aponte, portanto, o celular para leste. As medições devem ser documentadas: ao clicar na câmera da barra lateral, o aplicativo salva a tela na memória do celular.

Vamos interpretar então as imagens:

  • Solstício de inverno (imagem acima): o sol aparece aproximadamente à 8:30 atrás do prédio, mas continuará escondido por um coqueiro até quase 9 horas.
  • Equinócio: o sol aparece praticamente às 8 horas atrás do prédio vizinho;
  • Solstício de verão (imagem ao lado): a linha roxa mostra que o sol está completamente escondido pela árvore. Será necessário inclinar o celular mais para cima e tirar outra foto, onde a linha roxa não fique mais na frente da árvore.

É importante percorrer com o celular todo o percurso do sol no céu, ao longo do ano, para verificar se há outros objetos que possam prejudicar a geração solar.

Imagem oeste - solstício de invernoO passo final é apontar para o oeste (sol poente) e repetir os mesmos passos do sol nascente. As imagens ao lado mostram o resultado:

  • Solstício de inverno (primeira imagem ao lado) - à tarde, esta linha fica mais à direita, diferentemente do que acontece de manhã; ela cruza o horizonte próximo a 300° na latitude do Rio de Janeiro: o sol desaparece atrás do prédio vizinho pouco depois das 16 horas;
  • Solstício de verão (imagem abaixo): uma árvore encobre o sol a partir das 18 horas;
  • Imagem Oeste - Solstício de verãoNo resto do ano, a situação é melhor do que nos dois dias mencionados acima;

Avaliação da Perda por Sombreamento

O análise de sombreamento descrito acima é qualitativo. Ele indica se há nenhuma, pouca ou muita perda, mas não permite quantificá-la. Mesmo assim, a informação é útil em casos de instalações residenciais ou empresariais em vários aspectos:

  • O arranjo fotovoltaico pode ser modificado para evitar sombreamento;
  • Objetos podem ser removidos, com antenas, aparelhos, árvores etc.
  • Em casos onde o retorno financeiro seja de suma importância ganha-se a indicação de detalhar e quantificar a perda;
  • Nos outros casos, onde a instalação é feita primariamente por questões ambientais ou de marketing sustentável ganham-se informações para tomar a decisão.

Avaliação quantitativa

O cálculo quantitativo da perda por sombreamento exige o uso de software de simulação com modelagem 3D, como o PV*SOL, entre outros. Neste cálculo é importante distinguir entre sombreamento por objetos próximos e o horizonte:

  • Objetos próximos *(ex. edificações, árvores, antenas etc.) jogam sombra sobre uma parte do arranjo. A sombra "anda" por cima do arranjo conforme a posição do sol;
  • O horizonte esconde o sol em certos horários, sendo que o efeito é igual para todos os painéis do arranjo.

Mesmo que o aplicativo Sun Surveyor não permita fazer a avaliação quantitativa, ele permite coletar as informações da curva do horizonte e verificar a modelagem 3D. Este tema será abordado em outra matéria da Base de Conhecimento.

Uma ferramenta para tirar foto do horizonte em 360° é o SunEye da empresa Solmetric.