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Monitoramento e supervisão de plantas fotovoltaicas

Investir em um sistema de monitoramento/SCADA garante uma operação segura e rentável dos sistemas de energia solar


por: Paulo Soares


Foto: Reprodução/Testo


Parte importante da operação de usina fotovoltaica é monitorar todos os dados dos diversos componentes que a constituem. Dependendo do porte, e da complexidade da planta, estarão presentes vários dispositivos diferentes aferindo e registrando uma série de valores que impactam direta ou indiretamente a produção de energia, e assim, a rentabilidade do empreendimento. Neste artigo abordaremos os principais pontos desta importante atividade e quais boas práticas levam a um desempenho de excelência.


De maneira simplista, monitorar o funcionamento de uma planta fotovoltaica é observar um fluxo de energia. Com as ferramentas que a TI nos fornece hoje, é possível obter dados detalhados que permitem entender o quão bem os componentes da usina estão se comportando. O ponto de partida desse processo é o data-logger. Este equipamento, como o nome já sugere, tem a função de coleta e registro dos dados vindos dos componentes (inversores, estações solarimétricas, trackers, etc) da usina separadamente. A granularidade (intervalo de registro desses dados) deve ser de 1 a 15 minutos, a depender da grandeza registrada ou da necessidade da análise. Contudo, o intervalo de 5 minutos aceitável na grande maioria dos casos.


O back-up desses dados também se faz necessário para que não haja um hiato no monitoramento em caso de perda de comunicação via internet. E tão logo a conexão seja restabelecida, o dispositivo deve ser capaz de enviar de forma automática os dados arquivados. Isso permite a visualização dos parâmetros da usina de forma contínua. Essa capacidade de armazenamento, também conhecida como memória de massa, nem sempre é presente nativamente nos inversores on-grid no mercado brasileiro; o que muitas vezes torna necessária a aquisição de um data-logger adicional para aumentar a robustez da operação. As capacidades de atualização de firmwares, limitação de potência e reboot de usinas de forma remota são também desejáveis. Uma vez que podem evitar deslocamento de pessoal aos sites das usinas e reduzir custos de mobilização.


Sem dúvidas, porém, a ferramenta mais lembrada no tocante ao acompanhamento da performance de usinas solares são os portais web fornecidos pelos fabricantes dos inversores on-grid. As principais funcionalidades dessas plataformas são a produção de gráficos e tabelas gerados a partir dos dados coletados s pelos data-loggers presentes na usina, armazenamento de longo prazo das informações de geração, emissão de alertas e alarmes referente a falhas, cálculo e exibição de KPIs (indicadores) e a possibilidade de download dos dados para análise externa (em formatos .csv, .xls, etc).


No entanto, em muitos casos esses portais apresentam limitações que acabam por comprometer um profundo conhecimento do comportamento da usina. Alguns modelos de inversores on-grid, por exemplo, possuem apenas um MPPT. Dessa forma, não é possível identificar falhas em strings de forma isolada. Nesses casos o uso de SMUs (String Monitor Unit) se faz necessário a fim de coletar os dados de determinado arranjo fotovoltaico.


Naturalmente, esses dispositivos devem estar devidamente integrados ao sistema de monitoramento da usina fotovoltaica. Sendo essa integração geralmente sendo via protocolo Modbus RTU. Abaixo temos um exemplo de SMU bastante difundido no mercado.


Figura 1 - Dispositivos SMUs para monitoramento a nível de string da meteocontrol.



Outros métodos possíveis de telemetria para aquisição de dados são via APIs e protocolo FTP. Estes tendo a vantagem de possuírem implementação rápida e fácil. Porém, apresentam possíveis lags no acesso aos dados, requerem maiores cuidados com segurança (uso de VPN/criptografia), bem como podem apresentar custos extras de monitoramento junto aos fabricantes dos equipamentos.


O tipo de conexão com a internet é um fator que também deve ser observado. Conexões via Wifi e rede 3G/4G costumam ser a mais utilizadas, enquanto a fibra ótica apresenta maiores benefícios de estabilidade e qualidade na conexão. Os links de conexão via satélite também são opção, porém oferecem um menor custo-benefício em comparação aos demais. Áreas rurais eventualmente podem experimentar limitação/intermitência no tráfego de dados devido a restrições de cobertura desses serviços, de maneira que ter duas soluções de conexão simultâneas é uma boa prática de back-up na aquisição.


LGPD e o impacto na geração distribuída


Hoje vivemos um contexto de LGPD (Lei Geral de Proteção de Dados) o qual está demandando adequações em processos em praticamente todos os setores da economia. E a geração distribuída não foge à regra.


Os dados oriundos do funcionamento da usina devem estar sempre acessíveis aos proprietários e gestores da mesma, independente da forma a qual estejam armazenados. Isto permite que sejam realizadas auditorias na planta. Porém, é importante que se tenha pelo menos dois tipos de nível acesso aos dados: um nível que permita exclusivamente a leitura das informações (sem qualquer capacidade adicional) e um outro do tipo full, mais voltado ao corpo técnico, com plena capacidade de edição de parâmetros da usina. Essa distinção, em níveis de acesso, é fundamental para evitar incidentes com possíveis configurações errôneas de equipamentos e/ou uso malicioso dos dados de geração.


Ainda no tocante a segurança e proteção dos dados, algumas boas práticas simples (que parecem óbvias, mas nem sempre usadas) ajudam a mitigar possíveis riscos. As senhas vindas de fábrica nos equipamentos devem ser alteradas tão logo entrem em operação. O acesso remoto aos equipamentos deve ser limitado: operadores e gestores da usina acessam à distância e preferencialmente com uso de VPN. A equipe de manutenção deve ter acesso somente local aos componentes da usina.


Manter firmwares, antivírus e demais softwares existentes sempre atualizados. Deve-se evitar salvar senhas em arquivos .txt ou planilhas de excel (honestamente, quem nunca?). O ideal é usar ferramentas de gerenciamento de senhas como Keeper, Lastpass, Dashlane, dentre outros. Para mais informações e procedimentos a respeito de segurança de dados é indicado a consulta a norma ISO 27001.


Sistema SCADA

Um sistema integrado que permita a aquisição e supervisão dos dados de operação (conhecido como sistema SCADA) em uma usina fotovoltaica deve, além das funcionalidades discutidas acima, também possibilitar aos operadores a gestão dos tickets de manutenção preditiva e corretiva, armazenamento da documentação dos equipamentos instaladas nas plantas, customização de alertas, alarmes e interfaces a fim de se obter insights.


Tais sistemas, devido a sua complexidade, costumam possuir um elevado custo de aquisição. O que faz com que em muitas plantas, mesmo na mini-geração distribuída, operem sem SCADA. No entanto, seguindo a tendência no mercado de tecnologia, já existem soluções SCADA no mercado brasileiro do tipo na modalidade SaaS (Software-as-a-Service), onde os gestores/proprietários da usina pagam pelo acesso e utilização do sistema e não pela propriedade dele.


A aquisição e análise dos dados de geração, em tempo real e a posteriori, permitem aos operadores e proprietários das usinas fotovoltaicas a correta consciência situacional delas. Esse entendimento é fundamental para a auditabilidade da performance do empreendimento e de sua análise de retorno. Isso se traduz em maior confiabilidade das plantas solares, o que traz benefícios para toda a cadeia. Investir num sistema de monitoramento/SCADA que possibilite esses insights é assegurar uma operação segura e rentável da fonte fotovoltaica.


*Paulo Soares atua desde 2015 no mercado de energia solar fotovoltaica, com passagem por algumas das principais empresas do segmento de geração distribuída do País. É Bacharel em Física e Mestre em Engenharia Mecânica com ênfase em Sistemas de Energias Renováveis pela Universidade Federal do Ceará (UFC). Atualmente é Executivo de Contas da PV Operation.


Fonte: Info Solar

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