Improving the efficiency of photovoltaic generation by adapting to meteorological elements

Abstract

The production of clean electricity, which does not harm environmental systems, has been one of the main global priorities in recent times. The range of ultraviolet radiation, sent through sunlight, which can be captured by photovoltaic cells and transformed into electrical energy, makes the sun the most promising source to supply the electrical needs of human beings. The climate is of considerable importance in capturing solar energy, as the efficiency of a cell system is directly related to local climate conditions. This paper aims to analyse the influence of meteorological elements on the efficiency of photovoltaic energy generation and its climatic effect. The methodology is based on measuring the generation of electricity through photovoltaic cells, compiling meteorological elements and panel temperature, studying the relationship between electricity generation using photovoltaic cells and other parameters, and surveying parameters to improve the efficiency of clean energy generation. The results show a relationship between the generation of electricity through photovoltaic cells and the other parameters, providing an average generation 11% higher in wind directions between 330 and 360° at the study site, as well as enabling an alternative to reduce of up to 5.3% of the emission of greenhouse gases through the expansion of photovoltaic energy generation and reduction of energy generation by hydroelectric and thermoelectric plants, which are currently positioned as the largest sources in Brazil.

La producción de electricidad limpia que no dañe los sistemas medioambientales ha sido una de las principales carreras mundiales de los últimos tiempos. Los niveles de radiación ultravioleta, enviada a través de la luz solar, que pueden ser captadas por células fotovoltaicas y transformar la luz en energía eléctrica, hacen del sol la fuente más prometedora para satisfacer las necesidades eléctricas de los seres humanos. El clima tiene una importancia considerable a la hora de captar energía solar, ya que la eficiencia de un sistema celular está directamente relacionada con las condiciones climáticas locales. Este trabajo tiene como objetivo analizar la influencia de los elementos meteorológicos en la eficiencia de la generación de energía fotovoltaica y su efecto climático. La metodología se basa en la medición de la generación de electricidad mediante celdas fotovoltaicas, en la recopilación de elementos meteorológicos y temperatura del panel; en el estudio de la relación entre la generación de electricidad mediante células fotovoltaicas y el resto de parámetros y en el estudio de los parámetros para la mejora de la eficiencia de la generación de energía limpia. Los resultados muestran una relación entre la generación de electricidad a través de células fotovoltaicas y el resto de parámetros, proporcionando una generación promedio un 11% mayor en direcciones del viento entre 330 y 360° en el sitio de estudio, además de permitir una alternativa de reducción de hasta 5,3 % de la emisión de gases de efecto invernadero a través de la expansión de la generación de energía fotovoltaica y la reducción de la generación de energía por centrales hidroeléctricas y termoeléctricas, que actualmente se posicionan como las mayores fuentes de Brasil.

A produção de eletricidade limpa, que não agride os sistemas ambientais, tem sido uma das principais corridas globais dos últimos tempos. As faixas de radiação ultravioleta, enviadas através da luz solar, que podem ser captadas pelas células fotovoltaicas e transformar a luz em energia elétrica, fazem do sol a fonte mais promissora para suprir as necessidades elétricas do ser humano. O clima tem considerável importância na captação de energia solar, pois a eficiência de um sistema celular está diretamente relacionada às condições climáticas locais. Este artigo tem como objetivo analisar a influência dos elementos meteorológicos na eficiência da geração de energia fotovoltaica e seu efeito climático. A metodologia baseia-se na medição da geração de energia elétrica por meio de células fotovoltaicas, na compilação de elementos meteorológicos e temperatura do painel; no estudo da relação entre a geração de energia elétrica por meio de células fotovoltaicas e os demais parâmetros e no levantamento dos parâmetros para melhoria da eficiência da geração de energia limpa. Os resultados mostram uma relação entre a geração de energia elétrica através de células fotovoltaicas e os demais parâmetros, proporcionando uma geração média 11% maior nas direções do vento entre 330 e 360° no local de estudo, além de possibilitar uma alternativa de redução de até 5,3 % da emissão de gases de efeito estufa através da expansão da geração de energia fotovoltaica e redução da geração de energia pelas usinas hidrelétricas e termelétricas, que atualmente se posicionam como as maiores fontes do Brasil.