Sistema Solar PV da China Solaracks
O que é sistema fotovoltaico solar?
Como funciona um sistema fotovoltaico solar?
O sistema fotovoltaico solar ou sistema de energia solar é um sistema de energia renovável que utiliza módulos fotovoltaicos para converter a luz solar em eletricidade. A eletricidade gerada pode ser armazenada ou usada diretamente, alimentada de volta à linha de rede ou combinada com um ou mais outros geradores de eletricidade ou mais fontes de energia renovável. O sistema fotovoltaico solar é uma fonte de eletricidade limpa e muito confiável e adequada a uma ampla gama de aplicações, como residências, indústria, agricultura, pecuária, etc. Principais componentes do sistema O sistema solar fotovoltaico inclui diferentes componentes que devem ser selecionados de acordo com o tipo de sistema, localização do local e aplicativos. Os principais componentes do sistema fotovoltaico solar são o controlador de carga solar, inversor, banco de baterias, fontes de energia auxiliares e cargas (aparelhos). O módulo fotovoltaico converte a luz solar em eletricidade CC. O controlador de carga solar regula a tensão e a corrente provenientes dos painéis fotovoltaicos que vão para a bateria e evita o carregamento excessivo da bateria e prolonga a vida útil da bateria. O inversor converte a saída CC dos painéis fotovoltaicos ou da turbina eólica em uma corrente CA limpa para equipamentos CA ou alimentada de volta à linha de grade. A bateria armazena energia para fornecer aparelhos elétricos quando houver demanda. A carga é um aparelho elétrico conectado ao sistema fotovoltaico solar, como luzes, rádio, TV, computador, geladeira, etc. Fontes de energia auxiliares – é um gerador a diesel ou outras fontes de energia renovável.
Dimensionamento do sistema fotovoltaico solar
1. Determinar as demandas de consumo de energia A primeira etapa no projeto de um sistema fotovoltaico solar é descobrir o consumo total de energia e energia de todas as cargas que precisam ser fornecidas pelo sistema fotovoltaico solar da seguinte maneira:
1.1 Calcule o total de watts-hora por dia para cada aparelho usado. Adicione o Watt-hora necessário para todos os aparelhos juntos para obter o total de Watt-horas por dia que deve ser entregue aos aparelhos.
1.2 Calcule o total de watts-hora por dia necessário a partir dos módulos fotovoltaicos. Multiplique o total de aparelhos Watt-hora por dia
1.3 (a energia perdida no sistema) para obter o total de Watt-hora por dia que deve ser fornecido pelos painéis.
2. Dimensione os módulos fotovoltaicos O tamanho diferente dos módulos fotovoltaicos produzirá uma quantidade diferente de energia. Para descobrir o tamanho do módulo fotovoltaico, o pico total de watt produzido precisa. O pico de watt (Wp) produzido depende do tamanho do módulo fotovoltaico e do clima da localização do local. Temos que considerar o fator de geração do painel que é diferente em cada local do site. Para a Tailândia, o fator de geração do painel é 3,43. Para determinar o tamanho dos módulos fotovoltaicos, calcule da seguinte maneira:
2.1 Calcular a classificação total de pico de watts necessária para os módulos fotovoltaicos Divida o total de watts-hora por dia necessário dos módulos fotovoltaicos (do item 1.2) por 3,43 para obter a classificação total de pico de watts necessária para os painéis fotovoltaicos necessários para operar os aparelhos .
2.2 Calcule o número de painéis fotovoltaicos para o sistema Divida a resposta obtida no item 2.1 pela saída nominal Watt-peak dos módulos fotovoltaicos disponíveis para você. Aumente qualquer parte fracionária do resultado para o próximo número completo mais alto e esse será o número de módulos fotovoltaicos necessários. O resultado do cálculo é o número mínimo de painéis fotovoltaicos. Se mais módulos fotovoltaicos estiverem instalados, o sistema terá um desempenho melhor e a vida útil da bateria será melhorada. Se menos módulos fotovoltaicos forem utilizados, o sistema poderá não funcionar durante períodos nublados e a vida útil da bateria será reduzida.
3. Dimensionamento do inversor Um inversor é usado no sistema em que a saída de energia CA é necessária. A classificação de entrada do inversor nunca deve ser inferior ao watt total de aparelhos. O inversor deve ter a mesma tensão nominal da sua bateria. Para sistemas autônomos, o inversor deve ser grande o suficiente para suportar a quantidade total de watts que você usará ao mesmo tempo. O tamanho do inversor deve ser 25 a 30% maior que o total de watts de aparelhos. No caso de o tipo de aparelho ser motor ou compressor, o tamanho do inversor deve ser no mínimo três vezes a capacidade desses aparelhos e deve ser adicionado à capacidade do inversor para lidar com a corrente de pico durante a partida. Para sistemas de ligação à rede ou sistemas conectados à rede, a classificação de entrada do inversor deve ser igual à classificação do painel fotovoltaico para permitir uma operação segura e eficiente.
4. Dimensionamento da bateria O tipo de bateria recomendado para uso no sistema fotovoltaico solar é a bateria de ciclo profundo. A bateria de ciclo profundo é projetada especificamente para ser descarregada com baixo nível de energia e recarregada rapidamente ou carregada e descarregada dia após dia por anos. A bateria deve ser grande o suficiente para armazenar energia suficiente para operar os aparelhos à noite e em dias nublados. Para descobrir o tamanho da bateria, calcule da seguinte maneira:
4.1 Calcule o total de watts-hora por dia usado pelos aparelhos.
4.2 Divida o total de watts-hora por dia usado por 0,85 para perda de bateria. 4.3 Divida a resposta obtida no item 4.2 por 0.6 para a profundidade da descarga.
4.4 Divida a resposta obtida no item
4,3 pela tensão nominal da bateria.
4.5 Multiplique a resposta obtida no item 4.4 por dias de autonomia (o número de dias em que você precisa que o sistema funcione quando não há energia produzida por painéis fotovoltaicos) para obter a capacidade necessária de ampere-hora da bateria de ciclo profundo. Capacidade da bateria (Ah) = Total de watts-hora por dia usado pelos aparelhos x Dias de autonomia (0,85 x 0,6 x tensão nominal da bateria)
5. Dimensionamento do controlador de carga solar
De acordo com a prática padrão, o dimensionamento do controlador de carga solar é pegar a corrente de curto-circuito (Isc) do painel fotovoltaico e multiplicá-la por 1,3
Classificação do controlador de carga solar = Corrente total de curto-circuito do painel fotovoltaico x 1,3
Observação: para MPPT, o dimensionamento do controlador de carga será diferente. (Basics of MPPT Charge Controller)
Exemplo: Uma casa tem o seguinte uso de eletrodomésticos:
- Uma lâmpada fluorescente de 18 watts com reator eletrônico é usada 4 horas por dia.
- Um ventilador de 60 watts usado por 2 horas por dia.
- Um refrigerador de 75 watts que funciona 24 horas por dia com o compressor funcionando 12 horas e desligado 12 horas.
O sistema será alimentado por um módulo fotovoltaico de 12 Vcc e 110 Wp.
1. Determine as demandas de consumo de energia
| Uso total do aparelho = (18 W x 4 horas) + (60 W x 2 horas) + (75 W x 24 x 0,5 horas) | |
| = 1.092 Wh / dia | |
| Energia total de painéis fotovoltaicos necessária | = 1,092 x 1.3 |
| = 1,419.6 Wh / dia. | |
2. Dimensione o painel fotovoltaico
| 2.1 Wp total da capacidade do painel fotovoltaico necessário | = 1,419.6 / 3.4 |
| = 413.9 Wp | |
| 2.2 Número de painéis fotovoltaicos necessários | = 413.9 / 110 |
| = 3.76 módulos |
Requisito real = 4 módulos
Portanto, este sistema deve ser alimentado por pelo menos 4 módulos de 110 Wp PV module.
3. Dimensionamento do inversor
Watt total de todos os aparelhos = 18 + 60 + 75 = 153 W
Por segurança, o inversor deve ser considerado um tamanho 25-30% maior.
O tamanho do inversor deve ser de cerca de 190 W ou superior.
4. Dimensionamento da bateria
Uso total de aparelhos = (18 W x 4 horas) + (60 W x 2 horas) + (75 W x 12 horas)
Tensão nominal da bateria = 12 V
Dias de autonomia = 3 dias
Capacidade da bateria = [(18 W x 4 horas) + (60 W x 2 horas) + (75 W x 12 horas)] x 3
(0,85 x 0,6 x 12)
Horas-ampère totais necessárias 535,29 Ah
Portanto, a bateria deve ser classificada como 12 V 600 Ah para autonomia de 3 dias.
5. Dimensionamento do controlador de carga solar
Especificação do módulo fotovoltaico
Pm = 110 Wp
Vm = 16,7 Vcc
Im = 6,6 A
Voc = 20,7 A
Isc = 7,5 A
Classificação do controlador de carga solar = (4 cordas x 7,5 A) x 1,3 = 39 A
Portanto, o controlador de carregamento solar deve ter uma classificação de 40 A a 12 V ou superior.
Como funciona um sistema fotovoltaico solar?
Os sistemas fotovoltaicos solares usam células para converter a luz solar em eletricidade. A célula fotovoltaica consiste em uma ou duas camadas de um material semicondutor, geralmente silício. Quando a luz brilha na célula, cria um campo elétrico através das camadas, causando o fluxo de eletricidade. Quanto maior a intensidade da luz, maior o fluxo de eletricidade. As células fotovoltaicas são referidas em termos da quantidade de energia que geram sob a luz do sol; conhecido como pico de kilowatt ou kWp. A célula solar é o alicerce básico da tecnologia solar fotovoltaica. A maioria das pessoas está familiarizada com células solares fotovoltaicas que alimentam calculadoras. Essas células são conectadas para formar um módulo (painel solar fotovoltaico). Os módulos fotovoltaicos reúnem energia solar na forma de luz solar e a convertem em eletricidade de corrente contínua (CC). Um inversor pode converter essa energia CC em corrente alternada (energia CA, que é o tipo de eletricidade usada em sua casa). Os módulos fotovoltaicos são unidos para formar um sistema de painel solar fotovoltaico. Grandes sistemas fotovoltaicos podem ser integrados nos edifícios para gerar eletricidade. Entre em contato com solaracks para obter mais informações.
