Um grupo de pesquisadores liderado pela Universidade de Ciência e Tecnologia da China investigou a influência do espaçamento entre as fileiras de módulos solares na temperatura e eficiência de um sistema fotovoltaico e descobriu que o espaçamento excessivo entre as fileiras não desempenha um papel significativo no resfriamento dos painéis por convecção térmica e no aumento da produção de energia.

Shi também explicou que a pesquisa mostrou que um espaçamento maior entre as fileiras não alcançou o efeito de resfriamento esperado em testes ao ar livre. "Portanto, em aplicações práticas, basta garantir que não haja sombra entre as fileiras adjacentes de painéis fotovoltaicos, e o possível efeito de resfriamento proporcionado por um espaçamento excessivo entre as fileiras pode não ser desejado durante a instalação."

Os cientistas realizaram seus experimentos em um conjunto fotovoltaico composto por 30 módulos dispostos horizontalmente em 3 colunas e 10 linhas. O espaçamento mínimo entre as linhas era de 0,98 m, o que, segundo eles, garantia que não houvesse obstrução entre os componentes do conjunto fotovoltaico entre 9h e 15h do solstício de inverno no hemisfério norte.

“Para melhorar a taxa de utilização do solo, o espaçamento entre as fileiras deve ser o menor possível”, observaram também. “As normas IEC 62548–1:2023 e IEC TS 62738–2018 estipulam um espaçamento mínimo entre as fileiras para garantir que não haja sombra entre duas fileiras adjacentes de painéis fotovoltaicos.” As medições foram feitas por meio de uma estação meteorológica, termopares e um medidor de potência, entre 10 de junho de 2023 e 5 de setembro de 2023. “O espaçamento entre as fileiras foi ajustado frequentemente durante o período de monitoramento para evitar influências sazonais da temperatura do ar externo e da velocidade do vento.”

A série de experimentos mostrou que, ao contrário das expectativas iniciais, o aumento do espaçamento entre as fileiras não aumentou o efeito da transferência de calor por convecção. Teve um efeito benéfico apenas quando a irradiância era inferior a 400 W/m², enquanto acima desse limite o efeito foi insignificante.

A análise também demonstrou que a produção do sistema fotovoltaico poderia crescer até 3,9% com o espaçamento entre as fileiras aumentado para 1,5 vezes o limite mínimo, com a temperatura da superfície caindo 1,86 °C e a produção de energia fotovoltaica aumentando 3,53% quando a velocidade do vento subiu de 0 para 2,4 m/s.
Os cientistas concluíram que espaçamentos maiores entre as plantas devem ser evitados, pois seus efeitos limitados não compensam a maior taxa de utilização da terra. Em vez disso, insistiram na importância de considerar fatores como irradiação direta e velocidade do vento para melhorar o desempenho do sistema.

“Os resultados experimentais em escala real obtidos neste estudo, em ambiente externo, fornecem uma referência para o projeto de usinas fotovoltaicas”, explicou Shi. “O erro relativo médio do modelo de previsão de temperatura neste estudo é de apenas 5,4%, enquanto o do modelo anterior era de quase 20,0%. Por meio do modelo deste estudo, a influência das condições ambientais e dos parâmetros de instalação na energia fotovoltaica pode ser quantificada com maior precisão.”

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