Fontes renováveis de energia - Fotovoltaica - Campus...

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Fontes renováveis de energia - Fotovoltaica

Aula energias renováveis

Fotovoltaica- Aplicação e Desenvolvimento de Mercado- Função das células solares- Tipos de módulos e de construção- Grau de eficiência e rendimento dos módulos fotovoltaicos - Sistemas isolados e conectados a rede- Planejamento, instalação e integração à construção,

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Eletricidade

Fototérmica Fotovoltaica

Calor

Energia QuímicaArmazenamentode energiatérmica Fotossíntese

A conversão da energia solar

Usina térmica

Solar

Coletor Solar Célula Solar

Produção de hidrogênio eletrolítico

Fotoquímica

Reator solar

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Fontes renováveis de energia - Fotovoltaica

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ISE

Industrial27%

Conectados à rede36%

Consumo de produtos

15%

Eletrificação rural de áreas distantes

22%

Fotovoltaica – Áreas de uso

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Exemplos de parques

Local: Beneixama (Provincia de Alicante - Espanha) Capacidade Instalada: 200 x 100 kWp (20 MWp) Radiação solar global: 1.934 kWh/m².a. no nível do móduloÁrea: 500.000 m² (71 campos de futebol) Painéis Solares: 100.000 unidades, modelo „City Solar PQ 200“ Área de painéis: 160.000 m² Produção de eletricidade: 30.000.000 kWh/a (25.500 habitações populares) CO2 evitado: 30.000 Toneladas/aInaugurado: Agosto de 2007

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Mercado mundial fotovoltaico

1 Japão: 230 MWp2 Coréia do Sul: 150 MWp3 Índia: 70 MWp4 Austrália: 40 MWp5 Canadá: 20 MWp6 China: 20 MWp7 Demais países 220 MWp8 Itália 150 MWp9 França 150 MWp10 Portugal 42 MWp11Bélgica 20 MWp12 Demais países UE 30 MWp

Novas Instalações2006: 1.600 MWp2007: 2.650 MWp +66%2008: 5.750 MWp +117%

Germany

Spain

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Sistema Isolado

Equipamento com bateria

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Bomba d‘água

Iluminação de rodovias

Sistema Isolado

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Brasil

India

Sistema Isolado

Locais de difícil acesso

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Conectados à rede

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Integração e Instalação de Painéis Fotovoltaicos

Freiaufstellung

Aufständerung

auf Flachdach

Dachziegel

Aufdach-

montage

Aufdach-

montage hinterlüftet

Dachinte-

gration

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Integração e Instalação de Painéis Fotovoltaicos

Painéis modulares

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Integração e Instalação de Painéis Fotovoltaicos

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Integração e Instalação de Painéis Fotovoltaicos

Células coloridas Células Flexíveis

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Integração e Instalação de Painéis Fotovoltaicos

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Integração e Instalação de Painéis Fotovoltaicos

Arquitetura Jourda & Perraudin, Lyon

Mont Cenis Akademie, Herne

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Integração e Instalação de Painéis Fotovoltaicos

Animação Verão

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Integração e Instalação de Painéis Fotovoltaicos

Animação Inverno

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Integração e Instalação de Painéis Fotovoltaicos

Animação Geração

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Integração e Instalação de Painéis Fotovoltaicos

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Integração e Instalação de Painéis Fotovoltaicos

Ginásio Burgtweining, Regenburg

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Integração e Instalação de Painéis Fotovoltaicos

Aplicada como arte

Zadar, Croácia

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Entorno

Problemas de Sombreamento

Próprio

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Estudo de Sombreamento

Modelo geométrico e Vista do telhado

Projeto de Otimização – Estudo de Sombreamento

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Estudo de Sombreamento – Vista Telhado

Estação de TransiçãoSombreamento em Março

21 de Março 08:00 09:00 10:00 11:00

Resumo:Entre 11:00 e 14:00 horas os painéis fotovoltaicos estão completamente livre de sombreamento

12:00 13:00 14:00 15:00

16:00 17:00 18:00 19:00

Projeto de Otimização – Estudo de Sombreamento

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Pré-Projeto – Estimativa de Dimensionamento

21

m

kWAP

MPP⋅⋅= η

2

,,

1 mkW

fPEW

PotênciaMPPPainelsolglob

el

⋅⋅=

Estimativa simplificada:

Com um painel de eficiência 12% e uma área disponível de 20 m² é possível instalar uma potência de XX kWp.

Com um ângulo de inclinação do painel de 30°, orientação sul direta (Berlin - radiação global anual no nível do painel de aprox. 1150 kWh/(m²a)), capacidade instalada de 2,4 kWp e características de um equipamento médio (fpotência = 0,75) o conjunto produz XXXX kWh/a.

Fator de Potência

Descrição

0,85 Equipamento muito bom, muito bem ventilado, sem sombreamento e com pouca sujeira

0,80 Equipamento bom, bem ventilado, sem sombreamento e com pouca sujeira

0,75 Equipamento e condições médias

0,70 Equipamento médio, pouco sombreamento ou ventilação ruim

0,60 Equipamento ruim, muito sombreamento e muita sujeira

0,50 Equipamento e condições muito ruins

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Pré-Projeto – Estimativa de Dimensionamento

21

m

kWAP

MPP⋅⋅= η

2

,,

1 mkW

fPEW

PotênciaMPPPainelsolglob

el

⋅⋅=

Estimativa simplificada:

Com um painel de eficiência 12% e uma área disponível de 20 m² é possível instalar uma potência de 2,4 kWp.

Com um ângulo de inclinação do painel de 30°, orientação sul direta (Berlin/Alemanha -radiação global anual no nível do painel de aprox. 1150 kWh/(m²a)), capacidade instalada de 2,4 kWp e características de um equipamento médio (fpotência = 0,75) o conjunto produz 2070 kWh/a.

Fator de Potência

Descrição

0,85 Equipamento muito bom, muito bem ventilado, sem sombreamento e com pouca sujeira

0,80 Equipamento bom, bem ventilado, sem sombreamento e com pouca sujeira

0,75 Equipamento e condições médias

0,70 Equipamento médio, pouco sombreamento ou ventilação ruim

0,60 Equipamento ruim, muito sombreamento e muita sujeira

0,50 Equipamento e condições muito ruins

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Pré-Projeto – Estimativa de Dimensionamento

21

m

kWAP

MPP⋅⋅= η

2

,,

1 mkW

fPEW

PotênciaMPPPainelsolglob

el

⋅⋅=Estimativa simplificada:

Com um ângulo de inclinação do painel de 30°, orientação norte direta (Florianópolis - radiação global anual no nível do painel de aprox. 1700 kWh/(m²a)), capacidade instalada de xx kWp e características de um equipamento médio (fpotência = 0,70) o conjunto produz xxxx kWh/a.

Potencial de geração anual em cada ângulo e azimute em relação ao posicionamento ideal para Florianópolis (-27°35' 48'‘). Santos e Rüther, 2009.

Com um painel de eficiência 20% e uma área disponível de 100 m² é possível instalar uma potência de XX kWp.

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Pré-Projeto – Estimativa de Dimensionamento para Florianópolis

21

m

kWAP

MPP⋅⋅= η

2

,,

1 mkW

fPEW

PotênciaMPPPainelsolglob

el

⋅⋅=Estimativa simplificada:

Com um ângulo de inclinação do painel de 30°, orientação norte direta (Florianópolis - radiação global anual no nível do painel de aprox. 1700 kWh/(m²a)), capacidade instalada de 20 kWp e características de um equipamento médio (fpotência = 0,70) o conjunto produz 22610 kWh/a.

Potencial de geração anual em cada ângulo e azimute em relação ao posicionamento ideal para Florianópolis (-27°35' 48'‘). Santos e Rüther, 2009.

Com um painel de eficiência 20% e uma área disponível de 100 m² é possível instalar uma potência de 20,0 kWp.

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Pré-Projeto – Estimativa de Dimensionamento para Sinop

Extra Input:Floors: 4Rooms: 6 x 15 m²Corridor: 1 x 18 m²Staircase block: 15 m²Cooling Demand: XX W/m²