Simulação solar: comparar orientação, inclinação e sombras sem distorcer resultados
Um simulador fotovoltaico pode mostrar um resultado preciso à unidade com entradas ainda aproximadas. A pergunta certa é, por isso, menos «quanto dá o programa?» do que «o que foi realmente descrito?». Este método ajuda a comparar várias implantações e a identificar as informações em falta.

A resposta em resumo
Compare as implantações com a mesma base meteorológica, a mesma potência e as mesmas definições de perdas. Separe o relevo distante das sombras próximas. Guarde as produções mensais e, se a escolha depender do autoconsumo, os perfis horários. Uma estimativa anual não basta para medir a energia utilizável em casa.


Começar por uma ficha do telhado, não por um resultado anual
Registe o local, as águas de telhado previstas, a inclinação de cada água e a sua orientação. Junte uma fotografia geral tirada a partir de um ponto acessível e, depois, um esboço que situe chaminés, janelas de cobertura e obstáculos vizinhos. O esboço não precisa de ser elegante: deve permitir que duas pessoas compreendam o mesmo projeto.

Identifique também o que é certo e o que continua a ser estimado. Uma orientação medida numa planta não tem o mesmo estatuto que uma direção aproximada lida com um telemóvel junto a uma estrutura metálica. Quando um dado é incerto, simule uma pequena gama de valores em vez de apresentar um único valor como exato.

Por fim, confirme a convenção utilizada para o azimute. Conforme o programa ou documento, o zero pode corresponder ao norte ou ao sul. Um valor de 90 graus não tem significado sem essa convenção. Escreva a direção por extenso junto ao número antes de transferir uma medição de uma ferramenta para outra.


O relevo calculado não vê todos os obstáculos
O PVGIS, a ferramenta da Comissão Europeia, descreve o relevo a partir de dados de elevação. A sua documentação esclarece que esta representação não tem automaticamente em conta as casas e as árvores muito próximas. Um resultado obtido com o horizonte predefinido não prova, portanto, a ausência de sombra no telhado.

Constitua dois dossiers distintos: o primeiro descreve o horizonte distante; o segundo, os obstáculos próximos. Para estes últimos, indique a posição, a altura aproximada e a zona de painéis afetada. Se o sombreamento for determinante, mande fazer um estudo adaptado à geometria do projeto. Uma fotografia aérea não substitui a trajetória sazonal de uma sombra.

Não integre o crescimento futuro de uma árvore ou a remoção de um obstáculo como uma certeza sem uma decisão real. Uma comparação pode apresentar um cenário «situação atual» e um cenário «obstáculo retirado», mas o segundo continua a ser condicional. Esta separação evita apresentar como garantida uma produção que ainda depende de uma intervenção.


Mudar uma variável de cada vez
Prepare primeiro um cenário de referência. Duplique-o e altere apenas a orientação ou a inclinação em estudo. Se modificar ao mesmo tempo o número de painéis, o inversor e as perdas, deixará de conseguir explicar a diferença. Uma comparação útil constrói-se por etapas, mesmo que o projeto final combine várias alterações.

Exemplo fictício: o cenário A produz 5 800 kWh por ano e o cenário B 5 500 kWh, com a mesma potência instalada. A diferença é de 300 kWh, ou seja, cerca de 5,2 % do resultado A. Estes números, inventados para o exercício, ainda não dizem qual é preferível: o cenário B pode produzir mais numa hora útil, ou ser mais barato de instalar. É agora preciso comparar os perfis de produção e as condicionantes.

Guarde também um indicador relativo à potência instalada, em kWh por kWp, quando os tamanhos diferem. Ajuda a compreender a qualidade da implantação. Não substitui a produção total, o custo nem a disponibilidade física da superfície.


Comparação | Manter igual | Fazer variar
Duas orientações | Local, meteorologia, potência, perdas | Só azimute
Duas inclinações | Local, meteorologia, azimute, potência | Só inclinação
Duas arquiteturas | Módulos, implantação e sombras | Conversão e distribuição elétrica
Dois tamanhos | Definições e hipóteses comuns | Quantidade de módulos e equipamentos associados

Evitar contar as perdas duas vezes
Uma célula intitulada «perdas do sistema» não contém necessariamente os mesmos elementos em todas as ferramentas. As perdas de conversão, o aquecimento dos módulos ou o corte (clipping) podem já estar calculados noutro lugar. A documentação do PVWatts ilustra esta separação entre perdas agrupadas e fenómenos modelados. Antes de copiar uma percentagem, leia a sua definição.

Para cada cenário, crie uma linha «perdas e método». Indique se o sombreamento próximo está incluído, se as perdas de conversão são calculadas e se a potência AC limita certos picos. Não acrescente uma percentagem global para corrigir uma impressão de prudência: tornaria o resultado difícil de explicar e poderia penalizar duas vezes o mesmo fenómeno.

Inversamente, uma célula vazia não significa uma perda nula. Pode simplesmente indicar que a ferramenta não representou o fenómeno. Esta nuance é particularmente importante quando dois orçamentos usam programas diferentes. Peça as suas hipóteses detalhadas em vez de comparar apenas as barras do gráfico anual.


Passar da produção anual ao serviço prestado
A produção solar anual descreve energia gerada, não necessariamente energia consumida no local. Para estudar o autoconsumo, relacione os perfis de produção e de consumo com os mesmos intervalos de tempo. Um excedente ao meio-dia não cobre automaticamente um consumo ao fim do dia sem deslocação de utilizações ou armazenamento.

Examine, no mínimo, os meses contrastantes. Uma média diária obtida dividindo o total anual por 365 esconde a sazonalidade. Num projeto destinado a alimentar uma utilização de inverno, uma produção de verão elevada não basta para demonstrar a adequação. Para uma utilização sazonal de verão, o raciocínio pode ser diferente.

Se o simulador indicar uma incerteza ou uma variabilidade entre anos, guarde-a no dossier. Um resultado de simulação continua a ser uma estimativa sujeita a hipóteses. É mais útil dispor de uma gama interpretável do que de um número isolado cujas casas decimais dão uma impressão de precisão injustificada.


Guardar um dossier que permita repetir a comparação
Registe a data, a versão da ferramenta, as entradas, os ficheiros meteorológicos ou a base escolhida, os gráficos mensais e as exportações disponíveis. Dê nomes explícitos aos cenários: «telhado este, situação atual» é mais útil do que «versão final 3». Acrescente a decisão que cada cenário esclarece.

Depois da instalação, estes elementos servirão de ponto de partida para comparar um período medido com um período esperado, tendo em conta a meteorologia real e eventuais alterações. Uma simulação bem documentada continua assim a ser útil para além da decisão de compra: constitui um histórico do projeto.


Para ter à mão
□ Escrever a convenção de azimute com a direção por extenso.
□ Separe horizonte distante e sombras próximas.
□ Alterar uma variável de cada vez e guardar todas as hipóteses.
□ Comparar os meses e as horas úteis, não apenas o total anual.

O PVGIS tem em conta a chaminé do vizinho?
Não automaticamente no seu horizonte de terreno predefinido. Os obstáculos próximos devem ser descritos com um método adequado.

O sul é sempre a melhor escolha?
É preciso distinguir produção anual, horários úteis, superfície disponível, sombras e custo. Uma orientação não basta para designar a melhor implantação para cada projeto.

Podem comparar-se duas estimativas feitas com ferramentas diferentes?
Sim, desde que se aproximem as suas entradas e as suas definições de perdas. Sem esta normalização, a diferença pode vir do método e não do projeto.

Fontes e referências
Perfil do horizonte — Commission européenne — Joint Research Centre — https://joint-research-centre.ec.europa.eu/photovoltaic-geographical-information-system-pvgis/using-pvgis-5/pvgis-5-tools/horizon-profile_en
Perdas do sistema — National Laboratory of the Rockies — PVWatts — https://pvwatts.nlr.gov/docs/help_system_sysloss.php
Saturação ou corte de potência do inversor — Sandia National Laboratories — PVPMC — https://pvpmc.sandia.gov/modeling-guide/dc-to-ac-conversion/inverter-saturation-or-clipping/