O LuSim baseia-se numa abordagem de modelação 3D baseada em GPU que representa os sistemas fotovoltaicos e o seu ambiente explicitamente no espaço. O terreno, as estruturas, os módulos e os elementos circundantes são modelados diretamente em vez de serem aproximados através de pressupostos geométricos simplificados.
Esta abordagem permite uma avaliação espacial e temporal da irradiância, do sombreamento e do rendimento energético. Fornece a base física partilhada por todos os serviços LuSim, assegurando a coerência entre os estudos e permitindo, ao mesmo tempo, que os detalhes da modelização sejam adaptados aos objectivos de cada projeto.
O LuSim permite a otimização multiparâmetro através de simulações em lote que avaliam famílias de configurações sob hipóteses físicas e condições de fronteira idênticas.
Vários parâmetros podem ser variados simultaneamente, quer através de grelhas estruturadas, cenários específicos ou combinações exploratórias. Cada configuração é simulada utilizando a mesma representação 3D da geometria, sombreamento, troca de irradiância e perdas do sistema, assegurando que as diferenças nos resultados são atribuíveis a escolhas de projeto e não a inconsistências de modelação.
Esta abordagem permite a exploração eficiente de grandes espaços de conceção, mantendo a coerência física entre as simulações.
Um requisito fundamental para uma otimização significativa é a consistência em todos os cenários avaliados. No LuSim, todas as configurações de uma simulação em lote dependem da mesma abordagem de modelação subjacente para a irradiância, sombreamento e rendimento energético FV.
O sombreamento da irradiância direta é avaliado através da visibilidade geométrica, enquanto as componentes difusa e reflectida são tratadas utilizando factores de visualização 3D de alta resolução espacial. O desempenho elétrico e as perdas são calculados utilizando modelos fotovoltaicos validados aplicados de forma consistente em todos os cenários.
Isto assegura que as comparações técnicas e económicas entre configurações permanecem fisicamente significativas, mesmo quando vários parâmetros variam simultaneamente.
A otimização multiparamétrica no LuSim não se limita à maximização da produção anual de energia. Os indicadores de desempenho financeiro podem ser explicitamente integrados como objectivos de otimização.
As principais métricas, como o custo nivelado da energia, a taxa interna de retorno e o valor atual líquido, podem ser calculadas para cada configuração simulada com base nos resultados do rendimento energético, pressupostos de custos e parâmetros financeiros.
Isto permite que os exercícios de otimização visem a rentabilidade e não apenas a produção de energia. Em muitos casos, a configuração que maximiza a produção anual não é a que maximiza o valor económico. O LuSim explicita estes compromissos, associando os resultados da simulação técnica à avaliação financeira.
O LuSim apoia estudos de otimização que têm em conta os sinais temporais do preço da eletricidade, em vez de se basearem apenas nos totais anuais de energia.
Combinando perfis de produção fotovoltaica resolvidos no tempo com preços de mercado à vista ou outras estruturas de preços, as simulações podem ser utilizadas para avaliar as receitas e não apenas a energia. Isto permite explorar escolhas de projeto que favorecem a produção durante períodos de preços elevados, mesmo que reduzam o rendimento anual total.
Estas análises são particularmente relevantes em mercados com elevada volatilidade de preços ou com uma penetração crescente de energias renováveis variáveis, em que o momento da produção tem um impacto direto na rentabilidade.
A otimização multiparâmetros não se limita a identificar uma única configuração óptima. Na prática, é frequentemente mais importante compreender as sensibilidades e os compromissos entre objectivos concorrentes.
O LuSim apoia a identificação dos parâmetros que têm maior influência no rendimento energético, no desempenho financeiro, na exposição ao risco ou na robustez à incerteza. Também permite a análise de trade offs, por exemplo, entre despesas de capital e flexibilidade operacional, maximização de energia e maximização de receitas, ou complexidade do sistema e retorno financeiro.
Esta informação apoia decisões de conceção informadas, especialmente em projectos em que as restrições são motivadas por considerações regulamentares, financeiras ou específicas do local.
A otimização multiparamétrica pode também incluir sistemas de armazenamento de energia em baterias e as suas estratégias operacionais.
O LuSim pode ser utilizado para avaliar diferentes combinações de conceção de sistemas fotovoltaicos e de capacidade de armazenamento, bem como estratégias de funcionamento alternativas, tais como a maximização do autoconsumo, o corte de picos, a arbitragem de preços ou o apoio à rede.
Ao simular a produção fotovoltaica, o comportamento do armazenamento e os preços da eletricidade em conjunto, os exercícios de otimização podem avaliar a forma como o armazenamento influencia os fluxos de energia, as receitas e os indicadores de desempenho financeiro.
Isto permite que as questões de conceção relacionadas com o dimensionamento do armazenamento, a estratégia de controlo e o valor económico sejam abordadas no mesmo quadro de modelização que a otimização do sistema fotovoltaico.
A otimização multiparâmetro fornece a base para uma avaliação robusta da incerteza. Ao explorar as gamas plausíveis de parâmetros de projeto, estratégias de operação e pressupostos de preços, o LuSim ajuda a quantificar a forma como a variabilidade dos inputs se propaga para os resultados energéticos e financeiros.
Os resultados das simulações em lote podem ser utilizados diretamente para apoiar a análise da probabilidade de excedência, em que as distribuições de indicadores como o rendimento energético, as receitas ou os KPI financeiros são derivados de cenários física e economicamente significativos.
Isto assegura que os parâmetros de excedência reflectem a variabilidade real da conceção e do mercado e não pressupostos estatísticos abstractos.
Em vez de prescrever uma única solução óptima, a otimização multiparâmetro com o LuSim apoia a tomada de decisões estruturadas. Fornece uma visão quantitativa da forma como a conceção técnica, a estratégia operacional e as condições de mercado interagem para influenciar o desempenho e a rentabilidade.
Este serviço é particularmente adequado para a fase inicial da conceção, estudos de viabilidade e avaliações comparativas, em que a compreensão do espaço de conceção e decisão é mais valiosa do que convergir prematuramente para uma única configuração.
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