Ferramenta
Calculadora de Performance Ratio
Calcule o Performance Ratio da sua usina solar com três dados: energia gerada, potência instalada e irradiação no plano dos painéis.
Conceito
Performance Ratio (PR)
O Performance Ratio (PR) é o quociente entre a energia que uma usina solar entregou e a que teria entregado se tivesse convertido toda a irradiação recebida com sua potência nominal. É expresso em porcentagem e resume todas as perdas da usina: temperatura, sujidade, sombras, cabos, inversores e falhas. É o indicador com que se comparam usinas de lugares diferentes.
Em resumo
- PR = produtividade específica ÷ horas de sol pico, segundo a norma IEC 61724-1.
- Não depende de quanto sol há: por isso serve para comparar usinas de Arica e de Puerto Montt.
- Em Santiago, um estudo do Fraunhofer mediu cerca de 75 % com sujidade urbana.
- Muda com a estação: para garantias usa-se um ano completo ou o PR corrigido pelo clima.
A fórmula
A norma IEC 61724-1 define o PR como o quociente entre dois rendimentos:
PR = Yf ÷ Yr
Yf, rendimento final: energia entregue em corrente alternada dividida pela potência instalada em painéis (kWh/kWp).
Yr, rendimento de referência: irradiação recebida no plano dos painéis dividida pela irradiância de referência, 1 kW/m². Equivale às horas de sol pico.
Um PR de 80 % significa que, de cada 100 kWh que a usina teria gerado em condições ideais com o sol que recebeu, entregou 80.
Um exemplo chileno
A Fraunhofer Chile e a Universidad Católica mediram três arranjos fotovoltaicos em Santiago durante 2014 e 2015. Com seus números publicados é possível calcular o PR sem correção de 2014:
| Tecnologia | Rendimento (kWh/kWp) | Irradiação no plano (kWh/m²) | PR |
|---|---|---|---|
| Monocristalino | 1.459 | 1.981,3 | 73,6 % |
| Policristalino | 1.419 | 1.981,3 | 71,6 % |
| Filme fino | 1.248 | 1.981,3 | 63,0 % |
O estudo relata ainda um PR corrigido pelo clima próximo de 75 % para as três tecnologias. Os arranjos estavam expostos à sujidade de Santiago, que lhes tirava entre 0,13 % e 0,56 % de rendimento por dia sem limpeza.
O que faz o PR cair
| Perda | Corrige-se com |
|---|---|
| Temperatura dos painéis | Pouco: é própria do local e da montagem |
| Sujidade | Limpeza no momento certo |
| Sombras | Projeto; às vezes, poda ou realocação |
| Cabos, transformadores e inversores | Projeto e manutenção |
| Strings desconectadas, fusíveis, diodos | Monitoramento e inspeção |
| Degradação dos módulos | Garantia do fabricante, se excede o pactuado |
| Cortes de injeção | Não é uma falha da usina: separa-se do cálculo |
PR, produtividade específica e fator de capacidade
- Produtividade específica (kWh/kWp): quanta energia cada kWp entrega. Depende do sol do lugar: é mais alta em Copiapó do que em Temuco ainda que as duas usinas funcionem igualmente bem.
- Fator de capacidade: que fração do tempo a usina opera a potência nominal. Também depende do lugar.
- Performance Ratio: desconta o sol. Duas usinas em bom estado têm um PR parecido mesmo estando a 2.000 km.
Por que muda com a estação
Os painéis perdem potência ao esquentar. No verão o PR cai e no inverno sobe, sem que a usina tenha mudado. Um PR medido em janeiro não pode ser comparado com um medido em julho.
Há duas soluções. A simples é calculá-lo sobre um ano completo. A outra é o PR corrigido pelo clima que a NREL propôs em 2013, que ajusta o cálculo pela temperatura das células e dá valores mais estáveis ao longo do ano. É o que convém usar em uma garantia contratual.
Em um contrato
O PR garantido é a cláusula de desempenho mais comum nos contratos de construção e de operação de usinas solares. Para que sirva, o contrato deve dizer:
- Com qual sensor a irradiação é medida, quem o calibra e quem o limpa.
- Qual período é avaliado.
- Quais eventos são excluídos: interrupções da rede, cortes de injeção, força maior.
- O que acontece se não for cumprido.
Perguntas frequentes
O que costumam perguntar
O que é o Performance Ratio de uma usina solar?
É a porcentagem da energia teoricamente disponível que a usina converteu em eletricidade. Calcula-se dividindo a produtividade específica (kWh por kWp) pelas horas de sol pico recebidas no plano dos painéis.
Qual é um bom Performance Ratio?
Depende do clima, da tecnologia e do método de medição, então não há um número universal. Em Santiago, um estudo da Fraunhofer encontrou cerca de 75 % em arranjos expostos à sujidade urbana. A comparação mais útil é com o PR garantido no contrato e com o histórico da própria usina.
Em que se diferencia do fator de capacidade?
O fator de capacidade depende de quanto sol há no lugar. O PR o desconta, de modo que mede apenas quão bem a usina funciona.
Como calculo o PR da minha usina?
Com a energia gerada, a potência instalada em painéis e a irradiação no plano dos painéis durante o mesmo período. A calculadora de Performance Ratio faz a conta.
Fontes
De onde vêm os dados
- IEC 61724-1:2021, Photovoltaic system performance – Part 1: Monitoring.
- Urrejola et al., Effect of soiling and sunlight exposure on the performance ratio of photovoltaic technologies in Santiago, Chile, Energy Conversion and Management 114 (2016). Os PR sem correção da tabela são cálculo próprio com os números do estudo.
- Weather-Corrected Performance Ratio, relatório técnico NREL/TP-5200-57991 (2013).
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