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1
Escola Baacutesica e Secundaacuteria de Salvaterra de Magos
Curso Profissional Teacutecnico de Energias Renovaacuteveis
12ordmG
RELATOacuteRIO CRIacuteTICO
Prova de Aptidatildeo Profissional
Andreacute Seguro Nordm1
Faacutebio Gomes Nordm3
Ruacuteben Nunes Nordm8
2
Salvaterra de Magos Junho de 2018
Curso Profissional Teacutecnico de Energias Renovaacuteveis
12ordmG
Andreacute Seguro Nordm1
Faacutebio Gomes Nordm3
Ruacuteben Nunes Nordm8
SUMAacuteRIO
Relatoacuterio das atividades do Projeto Sistema Solar
Fotovoltaico fixo para carregamento de dispositivos
eletroacutenicos desenvolvido como requisito parcial dos
moacutedulos curriculares supervisionado pelo Prof Jorge
Cipriano no curso Profissional Teacutecnico de Energias
Renovaacutevei
1
Iacutendice Dedicatoacuteria 2
Agradecimentos 1
Resumo 2
IRRADIAcircNCIA NO MUNDO 3
IRRADIAcircNCIA NA EUROPA 4
IRRADIAcircNCIA EM PORTUGAL 5
IRRADIAcircNCIA NA REGIAtildeO DE SANTAREacuteM 6
Protocolo de Quioto 7
Energias renovaacuteveis 8
Contextualizaccedilatildeo 9
Introduccedilatildeo 12
Painel Fotovoltaico 12
Princiacutepio do funcionamento do painel fotovoltaico 13
Tipos de ceacutelulas fotovoltaicas 16
Tipos de paineacuteis fotovoltaicos 19
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie 22
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos 25
Dimensionamento do circuito 27
Equipamento eletroacutenico 32
Inversor 32
Bateria 33
Regulador de carga 35
Caixa porta BRES-54 38
Materiais utilizados 39
Etapas do projeto 45
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico 53
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto 54
2
Dedicatoacuteria
Dedicamos o nosso trabalho final especialmente aos nossos pais que sempre acreditaram em
noacutes e que apesar de tudo sempre nos apoiaram mostrando que nada se obteacutem quando se
desiste A vida eacute feita de objetivos e todos eles nunca mediram esforccedilos para nos ajudarem
acreditando sempre em noacutes a todos um muito obrigado
1
Agradecimentos
Queremos agradecer aos professores que nos acompanharam ao longo destes 3 anos de curso
e em especial aos professores envolvidos na nossa Prova de Aptidatildeo Profissional ao
Professor Jorge Cipriano Professor Jorge Santos e Professora Helena que foram os que mais
contribuiacuteram nas horas difiacuteceis para o desenvolvimento e conclusatildeo do projeto
2
Resumo
Esta Prova de Aptidatildeo Profissional foi elaborada com o objetivo de aplicar todos os
conhecimentos adquiridos ao longo do Curso Teacutecnico de Energias Renovaacuteveis e tambeacutem
sensibilizar a comunidade escolar para a relevacircncia do curso de energias renovaacuteveis num
quadro de inovaccedilatildeo e sustentabilidade
Este projetos consiste na construccedilatildeo de um posto solar fotovoltaico em que toda a
comunidade escolar possa utilizar para carregar o telemoacutevel portaacutetil tablet entre outros
equipamentos electroacutenicos Estaraacute ao dispor dos alunos um conjunto de tomadas
monofaacutesicas que seratildeo colocadas nos pilares que se encontram entre o Bloco D e o Bar
A alimentaccedilatildeo de todo este sistema seraacute assegurado por um conjunto de moacutedulos solares
fotovoltaicos e respetivos equipamentos necessaacuterios
3
IRRADIAcircNCIA NO MUNDO
4
IRRADIAcircNCIA NA EUROPA
5
IRRADIAcircNCIA EM PORTUGAL
Portugal eacute um dos paiacuteses da Europa com maior disponibilidade de radiaccedilatildeo solar O nuacutemero
meacutedio anual de horas de sol varia entre 2200 e 3000 para Portugal e por exemplo na
Alemanha varia entre 1200 e 1700 h
Contudo este recurso tem sido mal aproveitado para usos tipicamente energeacuteticos Basta
verificar alguns dos nuacutemeros relativos agrave difusatildeo dos coletores solares teacutermicos na Europa natildeo
soacute na Orla Mediterracircnea como em paiacuteses como a Alemanha eacute a Aacuteustria para compreender
que algo deveria ser feito em Portugal para a promoccedilatildeo da energia solar
6
IRRADIAcircNCIA NA REGIAtildeO DE SANTAREacuteM
7
Protocolo de Quioto O Protocolo de Quioto eacute um tratado internacional celebrado em 1997 e que entrou em vigor
em 2005 em Quioto no Japatildeo no qual foram estabelecidos compromissos para a reduccedilatildeo da
emissatildeo de gases que agravam o efeito de estufa considerados de acordo com a maioria das
investigaccedilotildees cientiacuteficas como a maior causa do aquecimento global derivada de atividades
humanas Este Protocolo foi assinado por 55 paiacuteses os quais satildeo responsaacuteveis por 55 das
emissotildees gasosas que provocam o efeito de estufa
Os Estados Unidos sendo o segundo paiacutes que mais produz emissotildees de gases de efeito de
estufa natildeo assinou este protocolo assim como a China Infelizmente em 2011 o Canadaacute
retirou-se deste protocolo
A Europa na qual se inclui Portugal continua a acreditar nos propoacutesitos e nos resultados das
poliacuteticas ambientais definidas no protocolo
Mapa do Protocolo de Quioto
Dados de 2012
Paiacuteses que assinaram
oprotocolo Paiacuteses que natildeo assinaram
protocolo Paiacuteses que natildeo assumiram nenhuma posiccedilatildeo
protocolo
8
Energias renovaacuteveis
As energias renovaacuteveis satildeo fontes inesgotaacuteveis de energia obtidas da Natureza
Estas energias podem ser
Energia Solar ndash A energia do Sol pode ser convertida em electricidade ou em calor como por
exemplo os paineacuteis solares fotovoltaicos ou teacutermicos para aquecimento do ambiente ou de
aacutegua
Energia Eoacutelica ndash A energia dos ventos que pode ser convertida em electricidade atraveacutes de
turbinas eoacutelicas ou aerogeradores
Energia Hiacutedrica ndash A energia da aacutegua dos rios das mareacutes e das ondas que podem ser
convertidas em energia eleacutectrica como por exemplo as barragens
Energia Geoteacutermica ndash A energia da terra pode ser convertida em calor para aquecimento do
ambiente ou da aacutegua
9
Contextualizaccedilatildeo Radiacircncia Mundial
Radiacircncia solar no mundo onde se verifica que Portugal eacute dos paiacuteses mundiais com mais
kwh por m2
10
Radiacircncia Europeia
Radiacircncia solar na Europa Portugal eacute o paiacutes com mais kwh por m2 na zona europeia
11
Radiacircncia Nacional e Regional
Santareacutem
12
Introduccedilatildeo
Painel Fotovoltaico O painel fotovoltaico eacute um dispositivo optoelectroacutenico composto por ceacutelulas fotovoltaicas
O painel eacute composto por cerca de 60 ceacutelulas policristalino fotovoltaicas feitas de um material
semicristalino (siliacutecio) apresentando um revestimento de cor preta e encontrando-se ligadas
em seacuterie As ceacutelulas fotovoltaicas tecircm a capacidade de captar as radiaccedilotildees solares
convertendo essa energia em energia eleacutetrica
fig 1 ndash Painel Fotovoltaico
13
Componentes de painel fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- A cobertura transparente
- A carcaccedila
Componentes de um sistema fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- Aa bateria
- O regulador de carga
- O inversor
- Outros dispositivos
Princiacutepio do funcionamento do painel fotovoltaico A camada superior de siliacutecio leva um tratamento especial de forma a ter a carga eleacutetrica
negativa (siliacutecio tipo-n) e a camada inferior eacute tratada de modo a ter a carga eleacutetrica positiva
(siliacutecio tipo-p)
Devido aos tratamentos a camada superior fica rica em eletrotildees e a camada inferior fica pobre
em eletrotildees
Estas duas camadas satildeo separadas por uma junccedilatildeo eletricamente carregada que deixa apenas
que os eletrotildees transitem da camada inferior para a superior
14
Quando a luz ilumina o painel FV parte dos fototildees satildeo absorvidos pelas camadas de siliacutecio
causando a libertaccedilatildeo de alguns eletrotildees Quanto maior a intensidade da luz aplicada maior o
nuacutemero de eletrotildees libertados Uma fraccedilatildeo dos eletrotildees libertos atinge a superfiacutecie do painel
onde o circuito eleacutetrico externo os recolhe e conduz agrave carga anexa (lacircmpada bateria sistema
de bombagem etc) Um outro cabo que parte da carga e a liga agrave parte posterior do painel
traz de volta os eletrotildees para que estes se fixem na camada inferior de siliacutecio e fiquem agrave
espera do proacuteximo fotatildeo
Estrutura das ceacutelulas
fotovoltaicas
Fig 2 ndash Funcionamento do painel fotovoltaico
15
fig 3 ndash Estrutura das ceacutelulas
16
Tipos de ceacutelulas fotovoltaicas - Ceacutelulas de siliacutecio monocristalinas
Esta ceacutelula obteacutem-se a partir de barras ciliacutendricas de siliacutecio monocristalino produzido em
fornos especiais As ceacutelulas satildeo obtidas por corte das barras em forma de pastilhas finas (04 ndash
05 mm2 de espessura) A sua eficiecircncia na conversatildeo da radiaccedilatildeo solar em eletricidade eacute
superior a 12
Fig 4 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio monocristalina
17
- Ceacutelulas de siliacutecio policristalino
Estas ceacutelulas satildeo produzidas a partir de blocos de siliacutecio obtidos por fusatildeo de siliacutecio puro em
moldes especiais Uma vez nos moldes o siliacutecio arrefece lentamente e solidifica-se Neste
processo os aacutetomos natildeo se organizam num uacutenico cristal Forma-se uma estrutura
policristalina com superfiacutecies de separaccedilatildeo entre os cristais A sua eficiecircncia na conversatildeo de
luz solar em eletricidade eacute ligeiramente menor do que nas de siliacutecio monocristalino
Fig 5 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio policristalina
18
- Ceacutelula de siliacutecio amorfo
Estas ceacutelulas satildeo obtidas por meio da deposiccedilatildeo de camadas finas de siliacutecio sobre superfiacutecies
de vidro ou metal A sua eficiecircncia na conversatildeo de luz solar em eletricidade varia entre os
5 e os 7
Fig 6 - Estrutura de ceacutelula de siliacutecio amorfo
19
Tipos de paineacuteis fotovoltaicos
- Paineacuteis de pequena potecircncia
Apresentam baixa potecircncia de 1 a 10W satildeo constituiacutedos por pequenos segmentos de siliacutecio
amorfo com uma superfiacutecie na sua totalidade em centiacutemetros quadrados A voltagem
encontra-se entre 15 e 6V e a potecircncia eacute cerca de alguns mili-watts Estes pequenos paineacuteis
tecircm de 1-10W e 3-12V Os pequenos paineacuteis tecircm aplicaccedilatildeo em raacutedios jogos pequenas
bombas de aacutegua reloacutegios calculadoras etchellip
Fig 7 - Painel Fotovoltaico de pequena potecircncia
20
- Paineacuteis de meacutedia potecircncia
Este tipo de painel tem aplicaccedilatildeo na eletrificaccedilatildeo rural bombagem de aacutegua e irrigaccedilatildeo
abastecimento de cargas domeacutesticas em locais remotos sem rede e a produccedilatildeo descentralizada
ligada agrave rede
Fig 8 - Paineacuteis fotovoltaicos de meacutedia potecircncia
21
- Paineacuteis de grande potecircncia
Apresentam potecircncia de 10-60W com uma tensatildeo de 6 ou 12V Tendo aplicaccedilatildeo em grandes
bombas de aacutegua para responder agraves necessidades de eletricidade em casas e caravanas
Fig 9- Paineacuteis de grande potecircncia
22
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie
Ligaccedilatildeo em paralelo
Dois paineacuteis fotovoltaicos com mesma voltagem e potecircncia apresentando uma conexatildeo muito
faacutecil
Processo de montagem do sistema que podem ver na figura ligar o terminal positivo de um
painel ao polo positivo do outro e ligar o terminal negativo de um painel ao terminal negativo
do outro Em seacuterie para cada um dos paineacuteis insere-se um diacuteodo de bloqueio para seguranccedila
O diacuteodo de bloqueio tem a funccedilatildeo de proteger toda a cadeia de falhas ou possiacuteveis curtos-
circuitos que podem ocorrer nos paineacuteis
Este tipo de ligaccedilatildeo apresenta alguns pontos
importantes como
- Colocaccedilatildeo dos paineacuteis um ao lado do outro
estando corretamente direcionados para o sol com a
mesma angulaccedilatildeo
- Escolha de uma secccedilatildeo apropriada do cabo (fio
condutor) de ligaccedilatildeo eleacutetrica de acordo com a
distacircncia dos paineacuteis
- Utilizaccedilatildeo de caixas de junccedilotildees para ligar
ordenadamente entre os terminais dos paineacuteis
Fig 10- Ligaccedilatildeo em paralelo
23
- Ligaccedilatildeo em seacuterie
Dois ou mas paineacuteis de mesma corrente e poder se pretendemos aumentar a tensatildeo a este
tipo de ligaccedilatildeo eacute o mais adequado
Num sistema fotovoltaico quando maior
for a tensatildeo do sistema menor seratildeo as
perdas de energia aos longos dos cabos
O processo de montagem do sistema
como podem ver na figura ligar o
terminal positivo de um painel para o
terminal negativo do outro encontrando
uma duplicaccedilatildeo da tensatildeo de saiacuteda e
mantendo a corrente inalterada
O diacuteodo de bypass (diacuteodo Schottky) tem
a funccedilatildeo de suportar a corrente dos
paineacuteis e que tecircm uma tensatildeo de limiar
muito baixo A tensatildeo mais baixa
do limiar e da dissipaccedilatildeo inferior agrave
corrente no diacuteodo
Fig 11- Ligaccedilotildees em seacuterie
24
Aplicaccedilotildees dos paineacuteis fotovoltaicos
Os paineacuteis fotovoltaicos apresentam grandes vantagens na sua utilizaccedilatildeo devido agrave captaccedilatildeo
da energia solar sendo esta energia inesgotaacutevel e renovaacutevel
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em diversos aparelhos como
- Eletrificaccedilatildeo rural
- Equipamentos eletroacutenicos (Sinalizadores Embarcaccedilotildees Boias mariacutetimas hellip)
- Sinalizaccedilatildeo ferroviaacuteria aeronaacuteutica e naacuteutica
- Sistemas de seguranccedila
- Sistemas de telecomunicaccedilotildees
- Iluminaccedilatildeo puacuteblica
- Iluminaccedilatildeo de emergecircncia em preacutedios hospitais residecircncias faacutebricas
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
2
Salvaterra de Magos Junho de 2018
Curso Profissional Teacutecnico de Energias Renovaacuteveis
12ordmG
Andreacute Seguro Nordm1
Faacutebio Gomes Nordm3
Ruacuteben Nunes Nordm8
SUMAacuteRIO
Relatoacuterio das atividades do Projeto Sistema Solar
Fotovoltaico fixo para carregamento de dispositivos
eletroacutenicos desenvolvido como requisito parcial dos
moacutedulos curriculares supervisionado pelo Prof Jorge
Cipriano no curso Profissional Teacutecnico de Energias
Renovaacutevei
1
Iacutendice Dedicatoacuteria 2
Agradecimentos 1
Resumo 2
IRRADIAcircNCIA NO MUNDO 3
IRRADIAcircNCIA NA EUROPA 4
IRRADIAcircNCIA EM PORTUGAL 5
IRRADIAcircNCIA NA REGIAtildeO DE SANTAREacuteM 6
Protocolo de Quioto 7
Energias renovaacuteveis 8
Contextualizaccedilatildeo 9
Introduccedilatildeo 12
Painel Fotovoltaico 12
Princiacutepio do funcionamento do painel fotovoltaico 13
Tipos de ceacutelulas fotovoltaicas 16
Tipos de paineacuteis fotovoltaicos 19
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie 22
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos 25
Dimensionamento do circuito 27
Equipamento eletroacutenico 32
Inversor 32
Bateria 33
Regulador de carga 35
Caixa porta BRES-54 38
Materiais utilizados 39
Etapas do projeto 45
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico 53
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto 54
2
Dedicatoacuteria
Dedicamos o nosso trabalho final especialmente aos nossos pais que sempre acreditaram em
noacutes e que apesar de tudo sempre nos apoiaram mostrando que nada se obteacutem quando se
desiste A vida eacute feita de objetivos e todos eles nunca mediram esforccedilos para nos ajudarem
acreditando sempre em noacutes a todos um muito obrigado
1
Agradecimentos
Queremos agradecer aos professores que nos acompanharam ao longo destes 3 anos de curso
e em especial aos professores envolvidos na nossa Prova de Aptidatildeo Profissional ao
Professor Jorge Cipriano Professor Jorge Santos e Professora Helena que foram os que mais
contribuiacuteram nas horas difiacuteceis para o desenvolvimento e conclusatildeo do projeto
2
Resumo
Esta Prova de Aptidatildeo Profissional foi elaborada com o objetivo de aplicar todos os
conhecimentos adquiridos ao longo do Curso Teacutecnico de Energias Renovaacuteveis e tambeacutem
sensibilizar a comunidade escolar para a relevacircncia do curso de energias renovaacuteveis num
quadro de inovaccedilatildeo e sustentabilidade
Este projetos consiste na construccedilatildeo de um posto solar fotovoltaico em que toda a
comunidade escolar possa utilizar para carregar o telemoacutevel portaacutetil tablet entre outros
equipamentos electroacutenicos Estaraacute ao dispor dos alunos um conjunto de tomadas
monofaacutesicas que seratildeo colocadas nos pilares que se encontram entre o Bloco D e o Bar
A alimentaccedilatildeo de todo este sistema seraacute assegurado por um conjunto de moacutedulos solares
fotovoltaicos e respetivos equipamentos necessaacuterios
3
IRRADIAcircNCIA NO MUNDO
4
IRRADIAcircNCIA NA EUROPA
5
IRRADIAcircNCIA EM PORTUGAL
Portugal eacute um dos paiacuteses da Europa com maior disponibilidade de radiaccedilatildeo solar O nuacutemero
meacutedio anual de horas de sol varia entre 2200 e 3000 para Portugal e por exemplo na
Alemanha varia entre 1200 e 1700 h
Contudo este recurso tem sido mal aproveitado para usos tipicamente energeacuteticos Basta
verificar alguns dos nuacutemeros relativos agrave difusatildeo dos coletores solares teacutermicos na Europa natildeo
soacute na Orla Mediterracircnea como em paiacuteses como a Alemanha eacute a Aacuteustria para compreender
que algo deveria ser feito em Portugal para a promoccedilatildeo da energia solar
6
IRRADIAcircNCIA NA REGIAtildeO DE SANTAREacuteM
7
Protocolo de Quioto O Protocolo de Quioto eacute um tratado internacional celebrado em 1997 e que entrou em vigor
em 2005 em Quioto no Japatildeo no qual foram estabelecidos compromissos para a reduccedilatildeo da
emissatildeo de gases que agravam o efeito de estufa considerados de acordo com a maioria das
investigaccedilotildees cientiacuteficas como a maior causa do aquecimento global derivada de atividades
humanas Este Protocolo foi assinado por 55 paiacuteses os quais satildeo responsaacuteveis por 55 das
emissotildees gasosas que provocam o efeito de estufa
Os Estados Unidos sendo o segundo paiacutes que mais produz emissotildees de gases de efeito de
estufa natildeo assinou este protocolo assim como a China Infelizmente em 2011 o Canadaacute
retirou-se deste protocolo
A Europa na qual se inclui Portugal continua a acreditar nos propoacutesitos e nos resultados das
poliacuteticas ambientais definidas no protocolo
Mapa do Protocolo de Quioto
Dados de 2012
Paiacuteses que assinaram
oprotocolo Paiacuteses que natildeo assinaram
protocolo Paiacuteses que natildeo assumiram nenhuma posiccedilatildeo
protocolo
8
Energias renovaacuteveis
As energias renovaacuteveis satildeo fontes inesgotaacuteveis de energia obtidas da Natureza
Estas energias podem ser
Energia Solar ndash A energia do Sol pode ser convertida em electricidade ou em calor como por
exemplo os paineacuteis solares fotovoltaicos ou teacutermicos para aquecimento do ambiente ou de
aacutegua
Energia Eoacutelica ndash A energia dos ventos que pode ser convertida em electricidade atraveacutes de
turbinas eoacutelicas ou aerogeradores
Energia Hiacutedrica ndash A energia da aacutegua dos rios das mareacutes e das ondas que podem ser
convertidas em energia eleacutectrica como por exemplo as barragens
Energia Geoteacutermica ndash A energia da terra pode ser convertida em calor para aquecimento do
ambiente ou da aacutegua
9
Contextualizaccedilatildeo Radiacircncia Mundial
Radiacircncia solar no mundo onde se verifica que Portugal eacute dos paiacuteses mundiais com mais
kwh por m2
10
Radiacircncia Europeia
Radiacircncia solar na Europa Portugal eacute o paiacutes com mais kwh por m2 na zona europeia
11
Radiacircncia Nacional e Regional
Santareacutem
12
Introduccedilatildeo
Painel Fotovoltaico O painel fotovoltaico eacute um dispositivo optoelectroacutenico composto por ceacutelulas fotovoltaicas
O painel eacute composto por cerca de 60 ceacutelulas policristalino fotovoltaicas feitas de um material
semicristalino (siliacutecio) apresentando um revestimento de cor preta e encontrando-se ligadas
em seacuterie As ceacutelulas fotovoltaicas tecircm a capacidade de captar as radiaccedilotildees solares
convertendo essa energia em energia eleacutetrica
fig 1 ndash Painel Fotovoltaico
13
Componentes de painel fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- A cobertura transparente
- A carcaccedila
Componentes de um sistema fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- Aa bateria
- O regulador de carga
- O inversor
- Outros dispositivos
Princiacutepio do funcionamento do painel fotovoltaico A camada superior de siliacutecio leva um tratamento especial de forma a ter a carga eleacutetrica
negativa (siliacutecio tipo-n) e a camada inferior eacute tratada de modo a ter a carga eleacutetrica positiva
(siliacutecio tipo-p)
Devido aos tratamentos a camada superior fica rica em eletrotildees e a camada inferior fica pobre
em eletrotildees
Estas duas camadas satildeo separadas por uma junccedilatildeo eletricamente carregada que deixa apenas
que os eletrotildees transitem da camada inferior para a superior
14
Quando a luz ilumina o painel FV parte dos fototildees satildeo absorvidos pelas camadas de siliacutecio
causando a libertaccedilatildeo de alguns eletrotildees Quanto maior a intensidade da luz aplicada maior o
nuacutemero de eletrotildees libertados Uma fraccedilatildeo dos eletrotildees libertos atinge a superfiacutecie do painel
onde o circuito eleacutetrico externo os recolhe e conduz agrave carga anexa (lacircmpada bateria sistema
de bombagem etc) Um outro cabo que parte da carga e a liga agrave parte posterior do painel
traz de volta os eletrotildees para que estes se fixem na camada inferior de siliacutecio e fiquem agrave
espera do proacuteximo fotatildeo
Estrutura das ceacutelulas
fotovoltaicas
Fig 2 ndash Funcionamento do painel fotovoltaico
15
fig 3 ndash Estrutura das ceacutelulas
16
Tipos de ceacutelulas fotovoltaicas - Ceacutelulas de siliacutecio monocristalinas
Esta ceacutelula obteacutem-se a partir de barras ciliacutendricas de siliacutecio monocristalino produzido em
fornos especiais As ceacutelulas satildeo obtidas por corte das barras em forma de pastilhas finas (04 ndash
05 mm2 de espessura) A sua eficiecircncia na conversatildeo da radiaccedilatildeo solar em eletricidade eacute
superior a 12
Fig 4 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio monocristalina
17
- Ceacutelulas de siliacutecio policristalino
Estas ceacutelulas satildeo produzidas a partir de blocos de siliacutecio obtidos por fusatildeo de siliacutecio puro em
moldes especiais Uma vez nos moldes o siliacutecio arrefece lentamente e solidifica-se Neste
processo os aacutetomos natildeo se organizam num uacutenico cristal Forma-se uma estrutura
policristalina com superfiacutecies de separaccedilatildeo entre os cristais A sua eficiecircncia na conversatildeo de
luz solar em eletricidade eacute ligeiramente menor do que nas de siliacutecio monocristalino
Fig 5 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio policristalina
18
- Ceacutelula de siliacutecio amorfo
Estas ceacutelulas satildeo obtidas por meio da deposiccedilatildeo de camadas finas de siliacutecio sobre superfiacutecies
de vidro ou metal A sua eficiecircncia na conversatildeo de luz solar em eletricidade varia entre os
5 e os 7
Fig 6 - Estrutura de ceacutelula de siliacutecio amorfo
19
Tipos de paineacuteis fotovoltaicos
- Paineacuteis de pequena potecircncia
Apresentam baixa potecircncia de 1 a 10W satildeo constituiacutedos por pequenos segmentos de siliacutecio
amorfo com uma superfiacutecie na sua totalidade em centiacutemetros quadrados A voltagem
encontra-se entre 15 e 6V e a potecircncia eacute cerca de alguns mili-watts Estes pequenos paineacuteis
tecircm de 1-10W e 3-12V Os pequenos paineacuteis tecircm aplicaccedilatildeo em raacutedios jogos pequenas
bombas de aacutegua reloacutegios calculadoras etchellip
Fig 7 - Painel Fotovoltaico de pequena potecircncia
20
- Paineacuteis de meacutedia potecircncia
Este tipo de painel tem aplicaccedilatildeo na eletrificaccedilatildeo rural bombagem de aacutegua e irrigaccedilatildeo
abastecimento de cargas domeacutesticas em locais remotos sem rede e a produccedilatildeo descentralizada
ligada agrave rede
Fig 8 - Paineacuteis fotovoltaicos de meacutedia potecircncia
21
- Paineacuteis de grande potecircncia
Apresentam potecircncia de 10-60W com uma tensatildeo de 6 ou 12V Tendo aplicaccedilatildeo em grandes
bombas de aacutegua para responder agraves necessidades de eletricidade em casas e caravanas
Fig 9- Paineacuteis de grande potecircncia
22
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie
Ligaccedilatildeo em paralelo
Dois paineacuteis fotovoltaicos com mesma voltagem e potecircncia apresentando uma conexatildeo muito
faacutecil
Processo de montagem do sistema que podem ver na figura ligar o terminal positivo de um
painel ao polo positivo do outro e ligar o terminal negativo de um painel ao terminal negativo
do outro Em seacuterie para cada um dos paineacuteis insere-se um diacuteodo de bloqueio para seguranccedila
O diacuteodo de bloqueio tem a funccedilatildeo de proteger toda a cadeia de falhas ou possiacuteveis curtos-
circuitos que podem ocorrer nos paineacuteis
Este tipo de ligaccedilatildeo apresenta alguns pontos
importantes como
- Colocaccedilatildeo dos paineacuteis um ao lado do outro
estando corretamente direcionados para o sol com a
mesma angulaccedilatildeo
- Escolha de uma secccedilatildeo apropriada do cabo (fio
condutor) de ligaccedilatildeo eleacutetrica de acordo com a
distacircncia dos paineacuteis
- Utilizaccedilatildeo de caixas de junccedilotildees para ligar
ordenadamente entre os terminais dos paineacuteis
Fig 10- Ligaccedilatildeo em paralelo
23
- Ligaccedilatildeo em seacuterie
Dois ou mas paineacuteis de mesma corrente e poder se pretendemos aumentar a tensatildeo a este
tipo de ligaccedilatildeo eacute o mais adequado
Num sistema fotovoltaico quando maior
for a tensatildeo do sistema menor seratildeo as
perdas de energia aos longos dos cabos
O processo de montagem do sistema
como podem ver na figura ligar o
terminal positivo de um painel para o
terminal negativo do outro encontrando
uma duplicaccedilatildeo da tensatildeo de saiacuteda e
mantendo a corrente inalterada
O diacuteodo de bypass (diacuteodo Schottky) tem
a funccedilatildeo de suportar a corrente dos
paineacuteis e que tecircm uma tensatildeo de limiar
muito baixo A tensatildeo mais baixa
do limiar e da dissipaccedilatildeo inferior agrave
corrente no diacuteodo
Fig 11- Ligaccedilotildees em seacuterie
24
Aplicaccedilotildees dos paineacuteis fotovoltaicos
Os paineacuteis fotovoltaicos apresentam grandes vantagens na sua utilizaccedilatildeo devido agrave captaccedilatildeo
da energia solar sendo esta energia inesgotaacutevel e renovaacutevel
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em diversos aparelhos como
- Eletrificaccedilatildeo rural
- Equipamentos eletroacutenicos (Sinalizadores Embarcaccedilotildees Boias mariacutetimas hellip)
- Sinalizaccedilatildeo ferroviaacuteria aeronaacuteutica e naacuteutica
- Sistemas de seguranccedila
- Sistemas de telecomunicaccedilotildees
- Iluminaccedilatildeo puacuteblica
- Iluminaccedilatildeo de emergecircncia em preacutedios hospitais residecircncias faacutebricas
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
1
Iacutendice Dedicatoacuteria 2
Agradecimentos 1
Resumo 2
IRRADIAcircNCIA NO MUNDO 3
IRRADIAcircNCIA NA EUROPA 4
IRRADIAcircNCIA EM PORTUGAL 5
IRRADIAcircNCIA NA REGIAtildeO DE SANTAREacuteM 6
Protocolo de Quioto 7
Energias renovaacuteveis 8
Contextualizaccedilatildeo 9
Introduccedilatildeo 12
Painel Fotovoltaico 12
Princiacutepio do funcionamento do painel fotovoltaico 13
Tipos de ceacutelulas fotovoltaicas 16
Tipos de paineacuteis fotovoltaicos 19
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie 22
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos 25
Dimensionamento do circuito 27
Equipamento eletroacutenico 32
Inversor 32
Bateria 33
Regulador de carga 35
Caixa porta BRES-54 38
Materiais utilizados 39
Etapas do projeto 45
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico 53
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto 54
2
Dedicatoacuteria
Dedicamos o nosso trabalho final especialmente aos nossos pais que sempre acreditaram em
noacutes e que apesar de tudo sempre nos apoiaram mostrando que nada se obteacutem quando se
desiste A vida eacute feita de objetivos e todos eles nunca mediram esforccedilos para nos ajudarem
acreditando sempre em noacutes a todos um muito obrigado
1
Agradecimentos
Queremos agradecer aos professores que nos acompanharam ao longo destes 3 anos de curso
e em especial aos professores envolvidos na nossa Prova de Aptidatildeo Profissional ao
Professor Jorge Cipriano Professor Jorge Santos e Professora Helena que foram os que mais
contribuiacuteram nas horas difiacuteceis para o desenvolvimento e conclusatildeo do projeto
2
Resumo
Esta Prova de Aptidatildeo Profissional foi elaborada com o objetivo de aplicar todos os
conhecimentos adquiridos ao longo do Curso Teacutecnico de Energias Renovaacuteveis e tambeacutem
sensibilizar a comunidade escolar para a relevacircncia do curso de energias renovaacuteveis num
quadro de inovaccedilatildeo e sustentabilidade
Este projetos consiste na construccedilatildeo de um posto solar fotovoltaico em que toda a
comunidade escolar possa utilizar para carregar o telemoacutevel portaacutetil tablet entre outros
equipamentos electroacutenicos Estaraacute ao dispor dos alunos um conjunto de tomadas
monofaacutesicas que seratildeo colocadas nos pilares que se encontram entre o Bloco D e o Bar
A alimentaccedilatildeo de todo este sistema seraacute assegurado por um conjunto de moacutedulos solares
fotovoltaicos e respetivos equipamentos necessaacuterios
3
IRRADIAcircNCIA NO MUNDO
4
IRRADIAcircNCIA NA EUROPA
5
IRRADIAcircNCIA EM PORTUGAL
Portugal eacute um dos paiacuteses da Europa com maior disponibilidade de radiaccedilatildeo solar O nuacutemero
meacutedio anual de horas de sol varia entre 2200 e 3000 para Portugal e por exemplo na
Alemanha varia entre 1200 e 1700 h
Contudo este recurso tem sido mal aproveitado para usos tipicamente energeacuteticos Basta
verificar alguns dos nuacutemeros relativos agrave difusatildeo dos coletores solares teacutermicos na Europa natildeo
soacute na Orla Mediterracircnea como em paiacuteses como a Alemanha eacute a Aacuteustria para compreender
que algo deveria ser feito em Portugal para a promoccedilatildeo da energia solar
6
IRRADIAcircNCIA NA REGIAtildeO DE SANTAREacuteM
7
Protocolo de Quioto O Protocolo de Quioto eacute um tratado internacional celebrado em 1997 e que entrou em vigor
em 2005 em Quioto no Japatildeo no qual foram estabelecidos compromissos para a reduccedilatildeo da
emissatildeo de gases que agravam o efeito de estufa considerados de acordo com a maioria das
investigaccedilotildees cientiacuteficas como a maior causa do aquecimento global derivada de atividades
humanas Este Protocolo foi assinado por 55 paiacuteses os quais satildeo responsaacuteveis por 55 das
emissotildees gasosas que provocam o efeito de estufa
Os Estados Unidos sendo o segundo paiacutes que mais produz emissotildees de gases de efeito de
estufa natildeo assinou este protocolo assim como a China Infelizmente em 2011 o Canadaacute
retirou-se deste protocolo
A Europa na qual se inclui Portugal continua a acreditar nos propoacutesitos e nos resultados das
poliacuteticas ambientais definidas no protocolo
Mapa do Protocolo de Quioto
Dados de 2012
Paiacuteses que assinaram
oprotocolo Paiacuteses que natildeo assinaram
protocolo Paiacuteses que natildeo assumiram nenhuma posiccedilatildeo
protocolo
8
Energias renovaacuteveis
As energias renovaacuteveis satildeo fontes inesgotaacuteveis de energia obtidas da Natureza
Estas energias podem ser
Energia Solar ndash A energia do Sol pode ser convertida em electricidade ou em calor como por
exemplo os paineacuteis solares fotovoltaicos ou teacutermicos para aquecimento do ambiente ou de
aacutegua
Energia Eoacutelica ndash A energia dos ventos que pode ser convertida em electricidade atraveacutes de
turbinas eoacutelicas ou aerogeradores
Energia Hiacutedrica ndash A energia da aacutegua dos rios das mareacutes e das ondas que podem ser
convertidas em energia eleacutectrica como por exemplo as barragens
Energia Geoteacutermica ndash A energia da terra pode ser convertida em calor para aquecimento do
ambiente ou da aacutegua
9
Contextualizaccedilatildeo Radiacircncia Mundial
Radiacircncia solar no mundo onde se verifica que Portugal eacute dos paiacuteses mundiais com mais
kwh por m2
10
Radiacircncia Europeia
Radiacircncia solar na Europa Portugal eacute o paiacutes com mais kwh por m2 na zona europeia
11
Radiacircncia Nacional e Regional
Santareacutem
12
Introduccedilatildeo
Painel Fotovoltaico O painel fotovoltaico eacute um dispositivo optoelectroacutenico composto por ceacutelulas fotovoltaicas
O painel eacute composto por cerca de 60 ceacutelulas policristalino fotovoltaicas feitas de um material
semicristalino (siliacutecio) apresentando um revestimento de cor preta e encontrando-se ligadas
em seacuterie As ceacutelulas fotovoltaicas tecircm a capacidade de captar as radiaccedilotildees solares
convertendo essa energia em energia eleacutetrica
fig 1 ndash Painel Fotovoltaico
13
Componentes de painel fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- A cobertura transparente
- A carcaccedila
Componentes de um sistema fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- Aa bateria
- O regulador de carga
- O inversor
- Outros dispositivos
Princiacutepio do funcionamento do painel fotovoltaico A camada superior de siliacutecio leva um tratamento especial de forma a ter a carga eleacutetrica
negativa (siliacutecio tipo-n) e a camada inferior eacute tratada de modo a ter a carga eleacutetrica positiva
(siliacutecio tipo-p)
Devido aos tratamentos a camada superior fica rica em eletrotildees e a camada inferior fica pobre
em eletrotildees
Estas duas camadas satildeo separadas por uma junccedilatildeo eletricamente carregada que deixa apenas
que os eletrotildees transitem da camada inferior para a superior
14
Quando a luz ilumina o painel FV parte dos fototildees satildeo absorvidos pelas camadas de siliacutecio
causando a libertaccedilatildeo de alguns eletrotildees Quanto maior a intensidade da luz aplicada maior o
nuacutemero de eletrotildees libertados Uma fraccedilatildeo dos eletrotildees libertos atinge a superfiacutecie do painel
onde o circuito eleacutetrico externo os recolhe e conduz agrave carga anexa (lacircmpada bateria sistema
de bombagem etc) Um outro cabo que parte da carga e a liga agrave parte posterior do painel
traz de volta os eletrotildees para que estes se fixem na camada inferior de siliacutecio e fiquem agrave
espera do proacuteximo fotatildeo
Estrutura das ceacutelulas
fotovoltaicas
Fig 2 ndash Funcionamento do painel fotovoltaico
15
fig 3 ndash Estrutura das ceacutelulas
16
Tipos de ceacutelulas fotovoltaicas - Ceacutelulas de siliacutecio monocristalinas
Esta ceacutelula obteacutem-se a partir de barras ciliacutendricas de siliacutecio monocristalino produzido em
fornos especiais As ceacutelulas satildeo obtidas por corte das barras em forma de pastilhas finas (04 ndash
05 mm2 de espessura) A sua eficiecircncia na conversatildeo da radiaccedilatildeo solar em eletricidade eacute
superior a 12
Fig 4 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio monocristalina
17
- Ceacutelulas de siliacutecio policristalino
Estas ceacutelulas satildeo produzidas a partir de blocos de siliacutecio obtidos por fusatildeo de siliacutecio puro em
moldes especiais Uma vez nos moldes o siliacutecio arrefece lentamente e solidifica-se Neste
processo os aacutetomos natildeo se organizam num uacutenico cristal Forma-se uma estrutura
policristalina com superfiacutecies de separaccedilatildeo entre os cristais A sua eficiecircncia na conversatildeo de
luz solar em eletricidade eacute ligeiramente menor do que nas de siliacutecio monocristalino
Fig 5 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio policristalina
18
- Ceacutelula de siliacutecio amorfo
Estas ceacutelulas satildeo obtidas por meio da deposiccedilatildeo de camadas finas de siliacutecio sobre superfiacutecies
de vidro ou metal A sua eficiecircncia na conversatildeo de luz solar em eletricidade varia entre os
5 e os 7
Fig 6 - Estrutura de ceacutelula de siliacutecio amorfo
19
Tipos de paineacuteis fotovoltaicos
- Paineacuteis de pequena potecircncia
Apresentam baixa potecircncia de 1 a 10W satildeo constituiacutedos por pequenos segmentos de siliacutecio
amorfo com uma superfiacutecie na sua totalidade em centiacutemetros quadrados A voltagem
encontra-se entre 15 e 6V e a potecircncia eacute cerca de alguns mili-watts Estes pequenos paineacuteis
tecircm de 1-10W e 3-12V Os pequenos paineacuteis tecircm aplicaccedilatildeo em raacutedios jogos pequenas
bombas de aacutegua reloacutegios calculadoras etchellip
Fig 7 - Painel Fotovoltaico de pequena potecircncia
20
- Paineacuteis de meacutedia potecircncia
Este tipo de painel tem aplicaccedilatildeo na eletrificaccedilatildeo rural bombagem de aacutegua e irrigaccedilatildeo
abastecimento de cargas domeacutesticas em locais remotos sem rede e a produccedilatildeo descentralizada
ligada agrave rede
Fig 8 - Paineacuteis fotovoltaicos de meacutedia potecircncia
21
- Paineacuteis de grande potecircncia
Apresentam potecircncia de 10-60W com uma tensatildeo de 6 ou 12V Tendo aplicaccedilatildeo em grandes
bombas de aacutegua para responder agraves necessidades de eletricidade em casas e caravanas
Fig 9- Paineacuteis de grande potecircncia
22
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie
Ligaccedilatildeo em paralelo
Dois paineacuteis fotovoltaicos com mesma voltagem e potecircncia apresentando uma conexatildeo muito
faacutecil
Processo de montagem do sistema que podem ver na figura ligar o terminal positivo de um
painel ao polo positivo do outro e ligar o terminal negativo de um painel ao terminal negativo
do outro Em seacuterie para cada um dos paineacuteis insere-se um diacuteodo de bloqueio para seguranccedila
O diacuteodo de bloqueio tem a funccedilatildeo de proteger toda a cadeia de falhas ou possiacuteveis curtos-
circuitos que podem ocorrer nos paineacuteis
Este tipo de ligaccedilatildeo apresenta alguns pontos
importantes como
- Colocaccedilatildeo dos paineacuteis um ao lado do outro
estando corretamente direcionados para o sol com a
mesma angulaccedilatildeo
- Escolha de uma secccedilatildeo apropriada do cabo (fio
condutor) de ligaccedilatildeo eleacutetrica de acordo com a
distacircncia dos paineacuteis
- Utilizaccedilatildeo de caixas de junccedilotildees para ligar
ordenadamente entre os terminais dos paineacuteis
Fig 10- Ligaccedilatildeo em paralelo
23
- Ligaccedilatildeo em seacuterie
Dois ou mas paineacuteis de mesma corrente e poder se pretendemos aumentar a tensatildeo a este
tipo de ligaccedilatildeo eacute o mais adequado
Num sistema fotovoltaico quando maior
for a tensatildeo do sistema menor seratildeo as
perdas de energia aos longos dos cabos
O processo de montagem do sistema
como podem ver na figura ligar o
terminal positivo de um painel para o
terminal negativo do outro encontrando
uma duplicaccedilatildeo da tensatildeo de saiacuteda e
mantendo a corrente inalterada
O diacuteodo de bypass (diacuteodo Schottky) tem
a funccedilatildeo de suportar a corrente dos
paineacuteis e que tecircm uma tensatildeo de limiar
muito baixo A tensatildeo mais baixa
do limiar e da dissipaccedilatildeo inferior agrave
corrente no diacuteodo
Fig 11- Ligaccedilotildees em seacuterie
24
Aplicaccedilotildees dos paineacuteis fotovoltaicos
Os paineacuteis fotovoltaicos apresentam grandes vantagens na sua utilizaccedilatildeo devido agrave captaccedilatildeo
da energia solar sendo esta energia inesgotaacutevel e renovaacutevel
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em diversos aparelhos como
- Eletrificaccedilatildeo rural
- Equipamentos eletroacutenicos (Sinalizadores Embarcaccedilotildees Boias mariacutetimas hellip)
- Sinalizaccedilatildeo ferroviaacuteria aeronaacuteutica e naacuteutica
- Sistemas de seguranccedila
- Sistemas de telecomunicaccedilotildees
- Iluminaccedilatildeo puacuteblica
- Iluminaccedilatildeo de emergecircncia em preacutedios hospitais residecircncias faacutebricas
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
2
Dedicatoacuteria
Dedicamos o nosso trabalho final especialmente aos nossos pais que sempre acreditaram em
noacutes e que apesar de tudo sempre nos apoiaram mostrando que nada se obteacutem quando se
desiste A vida eacute feita de objetivos e todos eles nunca mediram esforccedilos para nos ajudarem
acreditando sempre em noacutes a todos um muito obrigado
1
Agradecimentos
Queremos agradecer aos professores que nos acompanharam ao longo destes 3 anos de curso
e em especial aos professores envolvidos na nossa Prova de Aptidatildeo Profissional ao
Professor Jorge Cipriano Professor Jorge Santos e Professora Helena que foram os que mais
contribuiacuteram nas horas difiacuteceis para o desenvolvimento e conclusatildeo do projeto
2
Resumo
Esta Prova de Aptidatildeo Profissional foi elaborada com o objetivo de aplicar todos os
conhecimentos adquiridos ao longo do Curso Teacutecnico de Energias Renovaacuteveis e tambeacutem
sensibilizar a comunidade escolar para a relevacircncia do curso de energias renovaacuteveis num
quadro de inovaccedilatildeo e sustentabilidade
Este projetos consiste na construccedilatildeo de um posto solar fotovoltaico em que toda a
comunidade escolar possa utilizar para carregar o telemoacutevel portaacutetil tablet entre outros
equipamentos electroacutenicos Estaraacute ao dispor dos alunos um conjunto de tomadas
monofaacutesicas que seratildeo colocadas nos pilares que se encontram entre o Bloco D e o Bar
A alimentaccedilatildeo de todo este sistema seraacute assegurado por um conjunto de moacutedulos solares
fotovoltaicos e respetivos equipamentos necessaacuterios
3
IRRADIAcircNCIA NO MUNDO
4
IRRADIAcircNCIA NA EUROPA
5
IRRADIAcircNCIA EM PORTUGAL
Portugal eacute um dos paiacuteses da Europa com maior disponibilidade de radiaccedilatildeo solar O nuacutemero
meacutedio anual de horas de sol varia entre 2200 e 3000 para Portugal e por exemplo na
Alemanha varia entre 1200 e 1700 h
Contudo este recurso tem sido mal aproveitado para usos tipicamente energeacuteticos Basta
verificar alguns dos nuacutemeros relativos agrave difusatildeo dos coletores solares teacutermicos na Europa natildeo
soacute na Orla Mediterracircnea como em paiacuteses como a Alemanha eacute a Aacuteustria para compreender
que algo deveria ser feito em Portugal para a promoccedilatildeo da energia solar
6
IRRADIAcircNCIA NA REGIAtildeO DE SANTAREacuteM
7
Protocolo de Quioto O Protocolo de Quioto eacute um tratado internacional celebrado em 1997 e que entrou em vigor
em 2005 em Quioto no Japatildeo no qual foram estabelecidos compromissos para a reduccedilatildeo da
emissatildeo de gases que agravam o efeito de estufa considerados de acordo com a maioria das
investigaccedilotildees cientiacuteficas como a maior causa do aquecimento global derivada de atividades
humanas Este Protocolo foi assinado por 55 paiacuteses os quais satildeo responsaacuteveis por 55 das
emissotildees gasosas que provocam o efeito de estufa
Os Estados Unidos sendo o segundo paiacutes que mais produz emissotildees de gases de efeito de
estufa natildeo assinou este protocolo assim como a China Infelizmente em 2011 o Canadaacute
retirou-se deste protocolo
A Europa na qual se inclui Portugal continua a acreditar nos propoacutesitos e nos resultados das
poliacuteticas ambientais definidas no protocolo
Mapa do Protocolo de Quioto
Dados de 2012
Paiacuteses que assinaram
oprotocolo Paiacuteses que natildeo assinaram
protocolo Paiacuteses que natildeo assumiram nenhuma posiccedilatildeo
protocolo
8
Energias renovaacuteveis
As energias renovaacuteveis satildeo fontes inesgotaacuteveis de energia obtidas da Natureza
Estas energias podem ser
Energia Solar ndash A energia do Sol pode ser convertida em electricidade ou em calor como por
exemplo os paineacuteis solares fotovoltaicos ou teacutermicos para aquecimento do ambiente ou de
aacutegua
Energia Eoacutelica ndash A energia dos ventos que pode ser convertida em electricidade atraveacutes de
turbinas eoacutelicas ou aerogeradores
Energia Hiacutedrica ndash A energia da aacutegua dos rios das mareacutes e das ondas que podem ser
convertidas em energia eleacutectrica como por exemplo as barragens
Energia Geoteacutermica ndash A energia da terra pode ser convertida em calor para aquecimento do
ambiente ou da aacutegua
9
Contextualizaccedilatildeo Radiacircncia Mundial
Radiacircncia solar no mundo onde se verifica que Portugal eacute dos paiacuteses mundiais com mais
kwh por m2
10
Radiacircncia Europeia
Radiacircncia solar na Europa Portugal eacute o paiacutes com mais kwh por m2 na zona europeia
11
Radiacircncia Nacional e Regional
Santareacutem
12
Introduccedilatildeo
Painel Fotovoltaico O painel fotovoltaico eacute um dispositivo optoelectroacutenico composto por ceacutelulas fotovoltaicas
O painel eacute composto por cerca de 60 ceacutelulas policristalino fotovoltaicas feitas de um material
semicristalino (siliacutecio) apresentando um revestimento de cor preta e encontrando-se ligadas
em seacuterie As ceacutelulas fotovoltaicas tecircm a capacidade de captar as radiaccedilotildees solares
convertendo essa energia em energia eleacutetrica
fig 1 ndash Painel Fotovoltaico
13
Componentes de painel fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- A cobertura transparente
- A carcaccedila
Componentes de um sistema fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- Aa bateria
- O regulador de carga
- O inversor
- Outros dispositivos
Princiacutepio do funcionamento do painel fotovoltaico A camada superior de siliacutecio leva um tratamento especial de forma a ter a carga eleacutetrica
negativa (siliacutecio tipo-n) e a camada inferior eacute tratada de modo a ter a carga eleacutetrica positiva
(siliacutecio tipo-p)
Devido aos tratamentos a camada superior fica rica em eletrotildees e a camada inferior fica pobre
em eletrotildees
Estas duas camadas satildeo separadas por uma junccedilatildeo eletricamente carregada que deixa apenas
que os eletrotildees transitem da camada inferior para a superior
14
Quando a luz ilumina o painel FV parte dos fototildees satildeo absorvidos pelas camadas de siliacutecio
causando a libertaccedilatildeo de alguns eletrotildees Quanto maior a intensidade da luz aplicada maior o
nuacutemero de eletrotildees libertados Uma fraccedilatildeo dos eletrotildees libertos atinge a superfiacutecie do painel
onde o circuito eleacutetrico externo os recolhe e conduz agrave carga anexa (lacircmpada bateria sistema
de bombagem etc) Um outro cabo que parte da carga e a liga agrave parte posterior do painel
traz de volta os eletrotildees para que estes se fixem na camada inferior de siliacutecio e fiquem agrave
espera do proacuteximo fotatildeo
Estrutura das ceacutelulas
fotovoltaicas
Fig 2 ndash Funcionamento do painel fotovoltaico
15
fig 3 ndash Estrutura das ceacutelulas
16
Tipos de ceacutelulas fotovoltaicas - Ceacutelulas de siliacutecio monocristalinas
Esta ceacutelula obteacutem-se a partir de barras ciliacutendricas de siliacutecio monocristalino produzido em
fornos especiais As ceacutelulas satildeo obtidas por corte das barras em forma de pastilhas finas (04 ndash
05 mm2 de espessura) A sua eficiecircncia na conversatildeo da radiaccedilatildeo solar em eletricidade eacute
superior a 12
Fig 4 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio monocristalina
17
- Ceacutelulas de siliacutecio policristalino
Estas ceacutelulas satildeo produzidas a partir de blocos de siliacutecio obtidos por fusatildeo de siliacutecio puro em
moldes especiais Uma vez nos moldes o siliacutecio arrefece lentamente e solidifica-se Neste
processo os aacutetomos natildeo se organizam num uacutenico cristal Forma-se uma estrutura
policristalina com superfiacutecies de separaccedilatildeo entre os cristais A sua eficiecircncia na conversatildeo de
luz solar em eletricidade eacute ligeiramente menor do que nas de siliacutecio monocristalino
Fig 5 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio policristalina
18
- Ceacutelula de siliacutecio amorfo
Estas ceacutelulas satildeo obtidas por meio da deposiccedilatildeo de camadas finas de siliacutecio sobre superfiacutecies
de vidro ou metal A sua eficiecircncia na conversatildeo de luz solar em eletricidade varia entre os
5 e os 7
Fig 6 - Estrutura de ceacutelula de siliacutecio amorfo
19
Tipos de paineacuteis fotovoltaicos
- Paineacuteis de pequena potecircncia
Apresentam baixa potecircncia de 1 a 10W satildeo constituiacutedos por pequenos segmentos de siliacutecio
amorfo com uma superfiacutecie na sua totalidade em centiacutemetros quadrados A voltagem
encontra-se entre 15 e 6V e a potecircncia eacute cerca de alguns mili-watts Estes pequenos paineacuteis
tecircm de 1-10W e 3-12V Os pequenos paineacuteis tecircm aplicaccedilatildeo em raacutedios jogos pequenas
bombas de aacutegua reloacutegios calculadoras etchellip
Fig 7 - Painel Fotovoltaico de pequena potecircncia
20
- Paineacuteis de meacutedia potecircncia
Este tipo de painel tem aplicaccedilatildeo na eletrificaccedilatildeo rural bombagem de aacutegua e irrigaccedilatildeo
abastecimento de cargas domeacutesticas em locais remotos sem rede e a produccedilatildeo descentralizada
ligada agrave rede
Fig 8 - Paineacuteis fotovoltaicos de meacutedia potecircncia
21
- Paineacuteis de grande potecircncia
Apresentam potecircncia de 10-60W com uma tensatildeo de 6 ou 12V Tendo aplicaccedilatildeo em grandes
bombas de aacutegua para responder agraves necessidades de eletricidade em casas e caravanas
Fig 9- Paineacuteis de grande potecircncia
22
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie
Ligaccedilatildeo em paralelo
Dois paineacuteis fotovoltaicos com mesma voltagem e potecircncia apresentando uma conexatildeo muito
faacutecil
Processo de montagem do sistema que podem ver na figura ligar o terminal positivo de um
painel ao polo positivo do outro e ligar o terminal negativo de um painel ao terminal negativo
do outro Em seacuterie para cada um dos paineacuteis insere-se um diacuteodo de bloqueio para seguranccedila
O diacuteodo de bloqueio tem a funccedilatildeo de proteger toda a cadeia de falhas ou possiacuteveis curtos-
circuitos que podem ocorrer nos paineacuteis
Este tipo de ligaccedilatildeo apresenta alguns pontos
importantes como
- Colocaccedilatildeo dos paineacuteis um ao lado do outro
estando corretamente direcionados para o sol com a
mesma angulaccedilatildeo
- Escolha de uma secccedilatildeo apropriada do cabo (fio
condutor) de ligaccedilatildeo eleacutetrica de acordo com a
distacircncia dos paineacuteis
- Utilizaccedilatildeo de caixas de junccedilotildees para ligar
ordenadamente entre os terminais dos paineacuteis
Fig 10- Ligaccedilatildeo em paralelo
23
- Ligaccedilatildeo em seacuterie
Dois ou mas paineacuteis de mesma corrente e poder se pretendemos aumentar a tensatildeo a este
tipo de ligaccedilatildeo eacute o mais adequado
Num sistema fotovoltaico quando maior
for a tensatildeo do sistema menor seratildeo as
perdas de energia aos longos dos cabos
O processo de montagem do sistema
como podem ver na figura ligar o
terminal positivo de um painel para o
terminal negativo do outro encontrando
uma duplicaccedilatildeo da tensatildeo de saiacuteda e
mantendo a corrente inalterada
O diacuteodo de bypass (diacuteodo Schottky) tem
a funccedilatildeo de suportar a corrente dos
paineacuteis e que tecircm uma tensatildeo de limiar
muito baixo A tensatildeo mais baixa
do limiar e da dissipaccedilatildeo inferior agrave
corrente no diacuteodo
Fig 11- Ligaccedilotildees em seacuterie
24
Aplicaccedilotildees dos paineacuteis fotovoltaicos
Os paineacuteis fotovoltaicos apresentam grandes vantagens na sua utilizaccedilatildeo devido agrave captaccedilatildeo
da energia solar sendo esta energia inesgotaacutevel e renovaacutevel
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em diversos aparelhos como
- Eletrificaccedilatildeo rural
- Equipamentos eletroacutenicos (Sinalizadores Embarcaccedilotildees Boias mariacutetimas hellip)
- Sinalizaccedilatildeo ferroviaacuteria aeronaacuteutica e naacuteutica
- Sistemas de seguranccedila
- Sistemas de telecomunicaccedilotildees
- Iluminaccedilatildeo puacuteblica
- Iluminaccedilatildeo de emergecircncia em preacutedios hospitais residecircncias faacutebricas
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
1
Agradecimentos
Queremos agradecer aos professores que nos acompanharam ao longo destes 3 anos de curso
e em especial aos professores envolvidos na nossa Prova de Aptidatildeo Profissional ao
Professor Jorge Cipriano Professor Jorge Santos e Professora Helena que foram os que mais
contribuiacuteram nas horas difiacuteceis para o desenvolvimento e conclusatildeo do projeto
2
Resumo
Esta Prova de Aptidatildeo Profissional foi elaborada com o objetivo de aplicar todos os
conhecimentos adquiridos ao longo do Curso Teacutecnico de Energias Renovaacuteveis e tambeacutem
sensibilizar a comunidade escolar para a relevacircncia do curso de energias renovaacuteveis num
quadro de inovaccedilatildeo e sustentabilidade
Este projetos consiste na construccedilatildeo de um posto solar fotovoltaico em que toda a
comunidade escolar possa utilizar para carregar o telemoacutevel portaacutetil tablet entre outros
equipamentos electroacutenicos Estaraacute ao dispor dos alunos um conjunto de tomadas
monofaacutesicas que seratildeo colocadas nos pilares que se encontram entre o Bloco D e o Bar
A alimentaccedilatildeo de todo este sistema seraacute assegurado por um conjunto de moacutedulos solares
fotovoltaicos e respetivos equipamentos necessaacuterios
3
IRRADIAcircNCIA NO MUNDO
4
IRRADIAcircNCIA NA EUROPA
5
IRRADIAcircNCIA EM PORTUGAL
Portugal eacute um dos paiacuteses da Europa com maior disponibilidade de radiaccedilatildeo solar O nuacutemero
meacutedio anual de horas de sol varia entre 2200 e 3000 para Portugal e por exemplo na
Alemanha varia entre 1200 e 1700 h
Contudo este recurso tem sido mal aproveitado para usos tipicamente energeacuteticos Basta
verificar alguns dos nuacutemeros relativos agrave difusatildeo dos coletores solares teacutermicos na Europa natildeo
soacute na Orla Mediterracircnea como em paiacuteses como a Alemanha eacute a Aacuteustria para compreender
que algo deveria ser feito em Portugal para a promoccedilatildeo da energia solar
6
IRRADIAcircNCIA NA REGIAtildeO DE SANTAREacuteM
7
Protocolo de Quioto O Protocolo de Quioto eacute um tratado internacional celebrado em 1997 e que entrou em vigor
em 2005 em Quioto no Japatildeo no qual foram estabelecidos compromissos para a reduccedilatildeo da
emissatildeo de gases que agravam o efeito de estufa considerados de acordo com a maioria das
investigaccedilotildees cientiacuteficas como a maior causa do aquecimento global derivada de atividades
humanas Este Protocolo foi assinado por 55 paiacuteses os quais satildeo responsaacuteveis por 55 das
emissotildees gasosas que provocam o efeito de estufa
Os Estados Unidos sendo o segundo paiacutes que mais produz emissotildees de gases de efeito de
estufa natildeo assinou este protocolo assim como a China Infelizmente em 2011 o Canadaacute
retirou-se deste protocolo
A Europa na qual se inclui Portugal continua a acreditar nos propoacutesitos e nos resultados das
poliacuteticas ambientais definidas no protocolo
Mapa do Protocolo de Quioto
Dados de 2012
Paiacuteses que assinaram
oprotocolo Paiacuteses que natildeo assinaram
protocolo Paiacuteses que natildeo assumiram nenhuma posiccedilatildeo
protocolo
8
Energias renovaacuteveis
As energias renovaacuteveis satildeo fontes inesgotaacuteveis de energia obtidas da Natureza
Estas energias podem ser
Energia Solar ndash A energia do Sol pode ser convertida em electricidade ou em calor como por
exemplo os paineacuteis solares fotovoltaicos ou teacutermicos para aquecimento do ambiente ou de
aacutegua
Energia Eoacutelica ndash A energia dos ventos que pode ser convertida em electricidade atraveacutes de
turbinas eoacutelicas ou aerogeradores
Energia Hiacutedrica ndash A energia da aacutegua dos rios das mareacutes e das ondas que podem ser
convertidas em energia eleacutectrica como por exemplo as barragens
Energia Geoteacutermica ndash A energia da terra pode ser convertida em calor para aquecimento do
ambiente ou da aacutegua
9
Contextualizaccedilatildeo Radiacircncia Mundial
Radiacircncia solar no mundo onde se verifica que Portugal eacute dos paiacuteses mundiais com mais
kwh por m2
10
Radiacircncia Europeia
Radiacircncia solar na Europa Portugal eacute o paiacutes com mais kwh por m2 na zona europeia
11
Radiacircncia Nacional e Regional
Santareacutem
12
Introduccedilatildeo
Painel Fotovoltaico O painel fotovoltaico eacute um dispositivo optoelectroacutenico composto por ceacutelulas fotovoltaicas
O painel eacute composto por cerca de 60 ceacutelulas policristalino fotovoltaicas feitas de um material
semicristalino (siliacutecio) apresentando um revestimento de cor preta e encontrando-se ligadas
em seacuterie As ceacutelulas fotovoltaicas tecircm a capacidade de captar as radiaccedilotildees solares
convertendo essa energia em energia eleacutetrica
fig 1 ndash Painel Fotovoltaico
13
Componentes de painel fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- A cobertura transparente
- A carcaccedila
Componentes de um sistema fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- Aa bateria
- O regulador de carga
- O inversor
- Outros dispositivos
Princiacutepio do funcionamento do painel fotovoltaico A camada superior de siliacutecio leva um tratamento especial de forma a ter a carga eleacutetrica
negativa (siliacutecio tipo-n) e a camada inferior eacute tratada de modo a ter a carga eleacutetrica positiva
(siliacutecio tipo-p)
Devido aos tratamentos a camada superior fica rica em eletrotildees e a camada inferior fica pobre
em eletrotildees
Estas duas camadas satildeo separadas por uma junccedilatildeo eletricamente carregada que deixa apenas
que os eletrotildees transitem da camada inferior para a superior
14
Quando a luz ilumina o painel FV parte dos fototildees satildeo absorvidos pelas camadas de siliacutecio
causando a libertaccedilatildeo de alguns eletrotildees Quanto maior a intensidade da luz aplicada maior o
nuacutemero de eletrotildees libertados Uma fraccedilatildeo dos eletrotildees libertos atinge a superfiacutecie do painel
onde o circuito eleacutetrico externo os recolhe e conduz agrave carga anexa (lacircmpada bateria sistema
de bombagem etc) Um outro cabo que parte da carga e a liga agrave parte posterior do painel
traz de volta os eletrotildees para que estes se fixem na camada inferior de siliacutecio e fiquem agrave
espera do proacuteximo fotatildeo
Estrutura das ceacutelulas
fotovoltaicas
Fig 2 ndash Funcionamento do painel fotovoltaico
15
fig 3 ndash Estrutura das ceacutelulas
16
Tipos de ceacutelulas fotovoltaicas - Ceacutelulas de siliacutecio monocristalinas
Esta ceacutelula obteacutem-se a partir de barras ciliacutendricas de siliacutecio monocristalino produzido em
fornos especiais As ceacutelulas satildeo obtidas por corte das barras em forma de pastilhas finas (04 ndash
05 mm2 de espessura) A sua eficiecircncia na conversatildeo da radiaccedilatildeo solar em eletricidade eacute
superior a 12
Fig 4 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio monocristalina
17
- Ceacutelulas de siliacutecio policristalino
Estas ceacutelulas satildeo produzidas a partir de blocos de siliacutecio obtidos por fusatildeo de siliacutecio puro em
moldes especiais Uma vez nos moldes o siliacutecio arrefece lentamente e solidifica-se Neste
processo os aacutetomos natildeo se organizam num uacutenico cristal Forma-se uma estrutura
policristalina com superfiacutecies de separaccedilatildeo entre os cristais A sua eficiecircncia na conversatildeo de
luz solar em eletricidade eacute ligeiramente menor do que nas de siliacutecio monocristalino
Fig 5 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio policristalina
18
- Ceacutelula de siliacutecio amorfo
Estas ceacutelulas satildeo obtidas por meio da deposiccedilatildeo de camadas finas de siliacutecio sobre superfiacutecies
de vidro ou metal A sua eficiecircncia na conversatildeo de luz solar em eletricidade varia entre os
5 e os 7
Fig 6 - Estrutura de ceacutelula de siliacutecio amorfo
19
Tipos de paineacuteis fotovoltaicos
- Paineacuteis de pequena potecircncia
Apresentam baixa potecircncia de 1 a 10W satildeo constituiacutedos por pequenos segmentos de siliacutecio
amorfo com uma superfiacutecie na sua totalidade em centiacutemetros quadrados A voltagem
encontra-se entre 15 e 6V e a potecircncia eacute cerca de alguns mili-watts Estes pequenos paineacuteis
tecircm de 1-10W e 3-12V Os pequenos paineacuteis tecircm aplicaccedilatildeo em raacutedios jogos pequenas
bombas de aacutegua reloacutegios calculadoras etchellip
Fig 7 - Painel Fotovoltaico de pequena potecircncia
20
- Paineacuteis de meacutedia potecircncia
Este tipo de painel tem aplicaccedilatildeo na eletrificaccedilatildeo rural bombagem de aacutegua e irrigaccedilatildeo
abastecimento de cargas domeacutesticas em locais remotos sem rede e a produccedilatildeo descentralizada
ligada agrave rede
Fig 8 - Paineacuteis fotovoltaicos de meacutedia potecircncia
21
- Paineacuteis de grande potecircncia
Apresentam potecircncia de 10-60W com uma tensatildeo de 6 ou 12V Tendo aplicaccedilatildeo em grandes
bombas de aacutegua para responder agraves necessidades de eletricidade em casas e caravanas
Fig 9- Paineacuteis de grande potecircncia
22
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie
Ligaccedilatildeo em paralelo
Dois paineacuteis fotovoltaicos com mesma voltagem e potecircncia apresentando uma conexatildeo muito
faacutecil
Processo de montagem do sistema que podem ver na figura ligar o terminal positivo de um
painel ao polo positivo do outro e ligar o terminal negativo de um painel ao terminal negativo
do outro Em seacuterie para cada um dos paineacuteis insere-se um diacuteodo de bloqueio para seguranccedila
O diacuteodo de bloqueio tem a funccedilatildeo de proteger toda a cadeia de falhas ou possiacuteveis curtos-
circuitos que podem ocorrer nos paineacuteis
Este tipo de ligaccedilatildeo apresenta alguns pontos
importantes como
- Colocaccedilatildeo dos paineacuteis um ao lado do outro
estando corretamente direcionados para o sol com a
mesma angulaccedilatildeo
- Escolha de uma secccedilatildeo apropriada do cabo (fio
condutor) de ligaccedilatildeo eleacutetrica de acordo com a
distacircncia dos paineacuteis
- Utilizaccedilatildeo de caixas de junccedilotildees para ligar
ordenadamente entre os terminais dos paineacuteis
Fig 10- Ligaccedilatildeo em paralelo
23
- Ligaccedilatildeo em seacuterie
Dois ou mas paineacuteis de mesma corrente e poder se pretendemos aumentar a tensatildeo a este
tipo de ligaccedilatildeo eacute o mais adequado
Num sistema fotovoltaico quando maior
for a tensatildeo do sistema menor seratildeo as
perdas de energia aos longos dos cabos
O processo de montagem do sistema
como podem ver na figura ligar o
terminal positivo de um painel para o
terminal negativo do outro encontrando
uma duplicaccedilatildeo da tensatildeo de saiacuteda e
mantendo a corrente inalterada
O diacuteodo de bypass (diacuteodo Schottky) tem
a funccedilatildeo de suportar a corrente dos
paineacuteis e que tecircm uma tensatildeo de limiar
muito baixo A tensatildeo mais baixa
do limiar e da dissipaccedilatildeo inferior agrave
corrente no diacuteodo
Fig 11- Ligaccedilotildees em seacuterie
24
Aplicaccedilotildees dos paineacuteis fotovoltaicos
Os paineacuteis fotovoltaicos apresentam grandes vantagens na sua utilizaccedilatildeo devido agrave captaccedilatildeo
da energia solar sendo esta energia inesgotaacutevel e renovaacutevel
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em diversos aparelhos como
- Eletrificaccedilatildeo rural
- Equipamentos eletroacutenicos (Sinalizadores Embarcaccedilotildees Boias mariacutetimas hellip)
- Sinalizaccedilatildeo ferroviaacuteria aeronaacuteutica e naacuteutica
- Sistemas de seguranccedila
- Sistemas de telecomunicaccedilotildees
- Iluminaccedilatildeo puacuteblica
- Iluminaccedilatildeo de emergecircncia em preacutedios hospitais residecircncias faacutebricas
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
2
Resumo
Esta Prova de Aptidatildeo Profissional foi elaborada com o objetivo de aplicar todos os
conhecimentos adquiridos ao longo do Curso Teacutecnico de Energias Renovaacuteveis e tambeacutem
sensibilizar a comunidade escolar para a relevacircncia do curso de energias renovaacuteveis num
quadro de inovaccedilatildeo e sustentabilidade
Este projetos consiste na construccedilatildeo de um posto solar fotovoltaico em que toda a
comunidade escolar possa utilizar para carregar o telemoacutevel portaacutetil tablet entre outros
equipamentos electroacutenicos Estaraacute ao dispor dos alunos um conjunto de tomadas
monofaacutesicas que seratildeo colocadas nos pilares que se encontram entre o Bloco D e o Bar
A alimentaccedilatildeo de todo este sistema seraacute assegurado por um conjunto de moacutedulos solares
fotovoltaicos e respetivos equipamentos necessaacuterios
3
IRRADIAcircNCIA NO MUNDO
4
IRRADIAcircNCIA NA EUROPA
5
IRRADIAcircNCIA EM PORTUGAL
Portugal eacute um dos paiacuteses da Europa com maior disponibilidade de radiaccedilatildeo solar O nuacutemero
meacutedio anual de horas de sol varia entre 2200 e 3000 para Portugal e por exemplo na
Alemanha varia entre 1200 e 1700 h
Contudo este recurso tem sido mal aproveitado para usos tipicamente energeacuteticos Basta
verificar alguns dos nuacutemeros relativos agrave difusatildeo dos coletores solares teacutermicos na Europa natildeo
soacute na Orla Mediterracircnea como em paiacuteses como a Alemanha eacute a Aacuteustria para compreender
que algo deveria ser feito em Portugal para a promoccedilatildeo da energia solar
6
IRRADIAcircNCIA NA REGIAtildeO DE SANTAREacuteM
7
Protocolo de Quioto O Protocolo de Quioto eacute um tratado internacional celebrado em 1997 e que entrou em vigor
em 2005 em Quioto no Japatildeo no qual foram estabelecidos compromissos para a reduccedilatildeo da
emissatildeo de gases que agravam o efeito de estufa considerados de acordo com a maioria das
investigaccedilotildees cientiacuteficas como a maior causa do aquecimento global derivada de atividades
humanas Este Protocolo foi assinado por 55 paiacuteses os quais satildeo responsaacuteveis por 55 das
emissotildees gasosas que provocam o efeito de estufa
Os Estados Unidos sendo o segundo paiacutes que mais produz emissotildees de gases de efeito de
estufa natildeo assinou este protocolo assim como a China Infelizmente em 2011 o Canadaacute
retirou-se deste protocolo
A Europa na qual se inclui Portugal continua a acreditar nos propoacutesitos e nos resultados das
poliacuteticas ambientais definidas no protocolo
Mapa do Protocolo de Quioto
Dados de 2012
Paiacuteses que assinaram
oprotocolo Paiacuteses que natildeo assinaram
protocolo Paiacuteses que natildeo assumiram nenhuma posiccedilatildeo
protocolo
8
Energias renovaacuteveis
As energias renovaacuteveis satildeo fontes inesgotaacuteveis de energia obtidas da Natureza
Estas energias podem ser
Energia Solar ndash A energia do Sol pode ser convertida em electricidade ou em calor como por
exemplo os paineacuteis solares fotovoltaicos ou teacutermicos para aquecimento do ambiente ou de
aacutegua
Energia Eoacutelica ndash A energia dos ventos que pode ser convertida em electricidade atraveacutes de
turbinas eoacutelicas ou aerogeradores
Energia Hiacutedrica ndash A energia da aacutegua dos rios das mareacutes e das ondas que podem ser
convertidas em energia eleacutectrica como por exemplo as barragens
Energia Geoteacutermica ndash A energia da terra pode ser convertida em calor para aquecimento do
ambiente ou da aacutegua
9
Contextualizaccedilatildeo Radiacircncia Mundial
Radiacircncia solar no mundo onde se verifica que Portugal eacute dos paiacuteses mundiais com mais
kwh por m2
10
Radiacircncia Europeia
Radiacircncia solar na Europa Portugal eacute o paiacutes com mais kwh por m2 na zona europeia
11
Radiacircncia Nacional e Regional
Santareacutem
12
Introduccedilatildeo
Painel Fotovoltaico O painel fotovoltaico eacute um dispositivo optoelectroacutenico composto por ceacutelulas fotovoltaicas
O painel eacute composto por cerca de 60 ceacutelulas policristalino fotovoltaicas feitas de um material
semicristalino (siliacutecio) apresentando um revestimento de cor preta e encontrando-se ligadas
em seacuterie As ceacutelulas fotovoltaicas tecircm a capacidade de captar as radiaccedilotildees solares
convertendo essa energia em energia eleacutetrica
fig 1 ndash Painel Fotovoltaico
13
Componentes de painel fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- A cobertura transparente
- A carcaccedila
Componentes de um sistema fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- Aa bateria
- O regulador de carga
- O inversor
- Outros dispositivos
Princiacutepio do funcionamento do painel fotovoltaico A camada superior de siliacutecio leva um tratamento especial de forma a ter a carga eleacutetrica
negativa (siliacutecio tipo-n) e a camada inferior eacute tratada de modo a ter a carga eleacutetrica positiva
(siliacutecio tipo-p)
Devido aos tratamentos a camada superior fica rica em eletrotildees e a camada inferior fica pobre
em eletrotildees
Estas duas camadas satildeo separadas por uma junccedilatildeo eletricamente carregada que deixa apenas
que os eletrotildees transitem da camada inferior para a superior
14
Quando a luz ilumina o painel FV parte dos fototildees satildeo absorvidos pelas camadas de siliacutecio
causando a libertaccedilatildeo de alguns eletrotildees Quanto maior a intensidade da luz aplicada maior o
nuacutemero de eletrotildees libertados Uma fraccedilatildeo dos eletrotildees libertos atinge a superfiacutecie do painel
onde o circuito eleacutetrico externo os recolhe e conduz agrave carga anexa (lacircmpada bateria sistema
de bombagem etc) Um outro cabo que parte da carga e a liga agrave parte posterior do painel
traz de volta os eletrotildees para que estes se fixem na camada inferior de siliacutecio e fiquem agrave
espera do proacuteximo fotatildeo
Estrutura das ceacutelulas
fotovoltaicas
Fig 2 ndash Funcionamento do painel fotovoltaico
15
fig 3 ndash Estrutura das ceacutelulas
16
Tipos de ceacutelulas fotovoltaicas - Ceacutelulas de siliacutecio monocristalinas
Esta ceacutelula obteacutem-se a partir de barras ciliacutendricas de siliacutecio monocristalino produzido em
fornos especiais As ceacutelulas satildeo obtidas por corte das barras em forma de pastilhas finas (04 ndash
05 mm2 de espessura) A sua eficiecircncia na conversatildeo da radiaccedilatildeo solar em eletricidade eacute
superior a 12
Fig 4 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio monocristalina
17
- Ceacutelulas de siliacutecio policristalino
Estas ceacutelulas satildeo produzidas a partir de blocos de siliacutecio obtidos por fusatildeo de siliacutecio puro em
moldes especiais Uma vez nos moldes o siliacutecio arrefece lentamente e solidifica-se Neste
processo os aacutetomos natildeo se organizam num uacutenico cristal Forma-se uma estrutura
policristalina com superfiacutecies de separaccedilatildeo entre os cristais A sua eficiecircncia na conversatildeo de
luz solar em eletricidade eacute ligeiramente menor do que nas de siliacutecio monocristalino
Fig 5 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio policristalina
18
- Ceacutelula de siliacutecio amorfo
Estas ceacutelulas satildeo obtidas por meio da deposiccedilatildeo de camadas finas de siliacutecio sobre superfiacutecies
de vidro ou metal A sua eficiecircncia na conversatildeo de luz solar em eletricidade varia entre os
5 e os 7
Fig 6 - Estrutura de ceacutelula de siliacutecio amorfo
19
Tipos de paineacuteis fotovoltaicos
- Paineacuteis de pequena potecircncia
Apresentam baixa potecircncia de 1 a 10W satildeo constituiacutedos por pequenos segmentos de siliacutecio
amorfo com uma superfiacutecie na sua totalidade em centiacutemetros quadrados A voltagem
encontra-se entre 15 e 6V e a potecircncia eacute cerca de alguns mili-watts Estes pequenos paineacuteis
tecircm de 1-10W e 3-12V Os pequenos paineacuteis tecircm aplicaccedilatildeo em raacutedios jogos pequenas
bombas de aacutegua reloacutegios calculadoras etchellip
Fig 7 - Painel Fotovoltaico de pequena potecircncia
20
- Paineacuteis de meacutedia potecircncia
Este tipo de painel tem aplicaccedilatildeo na eletrificaccedilatildeo rural bombagem de aacutegua e irrigaccedilatildeo
abastecimento de cargas domeacutesticas em locais remotos sem rede e a produccedilatildeo descentralizada
ligada agrave rede
Fig 8 - Paineacuteis fotovoltaicos de meacutedia potecircncia
21
- Paineacuteis de grande potecircncia
Apresentam potecircncia de 10-60W com uma tensatildeo de 6 ou 12V Tendo aplicaccedilatildeo em grandes
bombas de aacutegua para responder agraves necessidades de eletricidade em casas e caravanas
Fig 9- Paineacuteis de grande potecircncia
22
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie
Ligaccedilatildeo em paralelo
Dois paineacuteis fotovoltaicos com mesma voltagem e potecircncia apresentando uma conexatildeo muito
faacutecil
Processo de montagem do sistema que podem ver na figura ligar o terminal positivo de um
painel ao polo positivo do outro e ligar o terminal negativo de um painel ao terminal negativo
do outro Em seacuterie para cada um dos paineacuteis insere-se um diacuteodo de bloqueio para seguranccedila
O diacuteodo de bloqueio tem a funccedilatildeo de proteger toda a cadeia de falhas ou possiacuteveis curtos-
circuitos que podem ocorrer nos paineacuteis
Este tipo de ligaccedilatildeo apresenta alguns pontos
importantes como
- Colocaccedilatildeo dos paineacuteis um ao lado do outro
estando corretamente direcionados para o sol com a
mesma angulaccedilatildeo
- Escolha de uma secccedilatildeo apropriada do cabo (fio
condutor) de ligaccedilatildeo eleacutetrica de acordo com a
distacircncia dos paineacuteis
- Utilizaccedilatildeo de caixas de junccedilotildees para ligar
ordenadamente entre os terminais dos paineacuteis
Fig 10- Ligaccedilatildeo em paralelo
23
- Ligaccedilatildeo em seacuterie
Dois ou mas paineacuteis de mesma corrente e poder se pretendemos aumentar a tensatildeo a este
tipo de ligaccedilatildeo eacute o mais adequado
Num sistema fotovoltaico quando maior
for a tensatildeo do sistema menor seratildeo as
perdas de energia aos longos dos cabos
O processo de montagem do sistema
como podem ver na figura ligar o
terminal positivo de um painel para o
terminal negativo do outro encontrando
uma duplicaccedilatildeo da tensatildeo de saiacuteda e
mantendo a corrente inalterada
O diacuteodo de bypass (diacuteodo Schottky) tem
a funccedilatildeo de suportar a corrente dos
paineacuteis e que tecircm uma tensatildeo de limiar
muito baixo A tensatildeo mais baixa
do limiar e da dissipaccedilatildeo inferior agrave
corrente no diacuteodo
Fig 11- Ligaccedilotildees em seacuterie
24
Aplicaccedilotildees dos paineacuteis fotovoltaicos
Os paineacuteis fotovoltaicos apresentam grandes vantagens na sua utilizaccedilatildeo devido agrave captaccedilatildeo
da energia solar sendo esta energia inesgotaacutevel e renovaacutevel
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em diversos aparelhos como
- Eletrificaccedilatildeo rural
- Equipamentos eletroacutenicos (Sinalizadores Embarcaccedilotildees Boias mariacutetimas hellip)
- Sinalizaccedilatildeo ferroviaacuteria aeronaacuteutica e naacuteutica
- Sistemas de seguranccedila
- Sistemas de telecomunicaccedilotildees
- Iluminaccedilatildeo puacuteblica
- Iluminaccedilatildeo de emergecircncia em preacutedios hospitais residecircncias faacutebricas
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
3
IRRADIAcircNCIA NO MUNDO
4
IRRADIAcircNCIA NA EUROPA
5
IRRADIAcircNCIA EM PORTUGAL
Portugal eacute um dos paiacuteses da Europa com maior disponibilidade de radiaccedilatildeo solar O nuacutemero
meacutedio anual de horas de sol varia entre 2200 e 3000 para Portugal e por exemplo na
Alemanha varia entre 1200 e 1700 h
Contudo este recurso tem sido mal aproveitado para usos tipicamente energeacuteticos Basta
verificar alguns dos nuacutemeros relativos agrave difusatildeo dos coletores solares teacutermicos na Europa natildeo
soacute na Orla Mediterracircnea como em paiacuteses como a Alemanha eacute a Aacuteustria para compreender
que algo deveria ser feito em Portugal para a promoccedilatildeo da energia solar
6
IRRADIAcircNCIA NA REGIAtildeO DE SANTAREacuteM
7
Protocolo de Quioto O Protocolo de Quioto eacute um tratado internacional celebrado em 1997 e que entrou em vigor
em 2005 em Quioto no Japatildeo no qual foram estabelecidos compromissos para a reduccedilatildeo da
emissatildeo de gases que agravam o efeito de estufa considerados de acordo com a maioria das
investigaccedilotildees cientiacuteficas como a maior causa do aquecimento global derivada de atividades
humanas Este Protocolo foi assinado por 55 paiacuteses os quais satildeo responsaacuteveis por 55 das
emissotildees gasosas que provocam o efeito de estufa
Os Estados Unidos sendo o segundo paiacutes que mais produz emissotildees de gases de efeito de
estufa natildeo assinou este protocolo assim como a China Infelizmente em 2011 o Canadaacute
retirou-se deste protocolo
A Europa na qual se inclui Portugal continua a acreditar nos propoacutesitos e nos resultados das
poliacuteticas ambientais definidas no protocolo
Mapa do Protocolo de Quioto
Dados de 2012
Paiacuteses que assinaram
oprotocolo Paiacuteses que natildeo assinaram
protocolo Paiacuteses que natildeo assumiram nenhuma posiccedilatildeo
protocolo
8
Energias renovaacuteveis
As energias renovaacuteveis satildeo fontes inesgotaacuteveis de energia obtidas da Natureza
Estas energias podem ser
Energia Solar ndash A energia do Sol pode ser convertida em electricidade ou em calor como por
exemplo os paineacuteis solares fotovoltaicos ou teacutermicos para aquecimento do ambiente ou de
aacutegua
Energia Eoacutelica ndash A energia dos ventos que pode ser convertida em electricidade atraveacutes de
turbinas eoacutelicas ou aerogeradores
Energia Hiacutedrica ndash A energia da aacutegua dos rios das mareacutes e das ondas que podem ser
convertidas em energia eleacutectrica como por exemplo as barragens
Energia Geoteacutermica ndash A energia da terra pode ser convertida em calor para aquecimento do
ambiente ou da aacutegua
9
Contextualizaccedilatildeo Radiacircncia Mundial
Radiacircncia solar no mundo onde se verifica que Portugal eacute dos paiacuteses mundiais com mais
kwh por m2
10
Radiacircncia Europeia
Radiacircncia solar na Europa Portugal eacute o paiacutes com mais kwh por m2 na zona europeia
11
Radiacircncia Nacional e Regional
Santareacutem
12
Introduccedilatildeo
Painel Fotovoltaico O painel fotovoltaico eacute um dispositivo optoelectroacutenico composto por ceacutelulas fotovoltaicas
O painel eacute composto por cerca de 60 ceacutelulas policristalino fotovoltaicas feitas de um material
semicristalino (siliacutecio) apresentando um revestimento de cor preta e encontrando-se ligadas
em seacuterie As ceacutelulas fotovoltaicas tecircm a capacidade de captar as radiaccedilotildees solares
convertendo essa energia em energia eleacutetrica
fig 1 ndash Painel Fotovoltaico
13
Componentes de painel fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- A cobertura transparente
- A carcaccedila
Componentes de um sistema fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- Aa bateria
- O regulador de carga
- O inversor
- Outros dispositivos
Princiacutepio do funcionamento do painel fotovoltaico A camada superior de siliacutecio leva um tratamento especial de forma a ter a carga eleacutetrica
negativa (siliacutecio tipo-n) e a camada inferior eacute tratada de modo a ter a carga eleacutetrica positiva
(siliacutecio tipo-p)
Devido aos tratamentos a camada superior fica rica em eletrotildees e a camada inferior fica pobre
em eletrotildees
Estas duas camadas satildeo separadas por uma junccedilatildeo eletricamente carregada que deixa apenas
que os eletrotildees transitem da camada inferior para a superior
14
Quando a luz ilumina o painel FV parte dos fototildees satildeo absorvidos pelas camadas de siliacutecio
causando a libertaccedilatildeo de alguns eletrotildees Quanto maior a intensidade da luz aplicada maior o
nuacutemero de eletrotildees libertados Uma fraccedilatildeo dos eletrotildees libertos atinge a superfiacutecie do painel
onde o circuito eleacutetrico externo os recolhe e conduz agrave carga anexa (lacircmpada bateria sistema
de bombagem etc) Um outro cabo que parte da carga e a liga agrave parte posterior do painel
traz de volta os eletrotildees para que estes se fixem na camada inferior de siliacutecio e fiquem agrave
espera do proacuteximo fotatildeo
Estrutura das ceacutelulas
fotovoltaicas
Fig 2 ndash Funcionamento do painel fotovoltaico
15
fig 3 ndash Estrutura das ceacutelulas
16
Tipos de ceacutelulas fotovoltaicas - Ceacutelulas de siliacutecio monocristalinas
Esta ceacutelula obteacutem-se a partir de barras ciliacutendricas de siliacutecio monocristalino produzido em
fornos especiais As ceacutelulas satildeo obtidas por corte das barras em forma de pastilhas finas (04 ndash
05 mm2 de espessura) A sua eficiecircncia na conversatildeo da radiaccedilatildeo solar em eletricidade eacute
superior a 12
Fig 4 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio monocristalina
17
- Ceacutelulas de siliacutecio policristalino
Estas ceacutelulas satildeo produzidas a partir de blocos de siliacutecio obtidos por fusatildeo de siliacutecio puro em
moldes especiais Uma vez nos moldes o siliacutecio arrefece lentamente e solidifica-se Neste
processo os aacutetomos natildeo se organizam num uacutenico cristal Forma-se uma estrutura
policristalina com superfiacutecies de separaccedilatildeo entre os cristais A sua eficiecircncia na conversatildeo de
luz solar em eletricidade eacute ligeiramente menor do que nas de siliacutecio monocristalino
Fig 5 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio policristalina
18
- Ceacutelula de siliacutecio amorfo
Estas ceacutelulas satildeo obtidas por meio da deposiccedilatildeo de camadas finas de siliacutecio sobre superfiacutecies
de vidro ou metal A sua eficiecircncia na conversatildeo de luz solar em eletricidade varia entre os
5 e os 7
Fig 6 - Estrutura de ceacutelula de siliacutecio amorfo
19
Tipos de paineacuteis fotovoltaicos
- Paineacuteis de pequena potecircncia
Apresentam baixa potecircncia de 1 a 10W satildeo constituiacutedos por pequenos segmentos de siliacutecio
amorfo com uma superfiacutecie na sua totalidade em centiacutemetros quadrados A voltagem
encontra-se entre 15 e 6V e a potecircncia eacute cerca de alguns mili-watts Estes pequenos paineacuteis
tecircm de 1-10W e 3-12V Os pequenos paineacuteis tecircm aplicaccedilatildeo em raacutedios jogos pequenas
bombas de aacutegua reloacutegios calculadoras etchellip
Fig 7 - Painel Fotovoltaico de pequena potecircncia
20
- Paineacuteis de meacutedia potecircncia
Este tipo de painel tem aplicaccedilatildeo na eletrificaccedilatildeo rural bombagem de aacutegua e irrigaccedilatildeo
abastecimento de cargas domeacutesticas em locais remotos sem rede e a produccedilatildeo descentralizada
ligada agrave rede
Fig 8 - Paineacuteis fotovoltaicos de meacutedia potecircncia
21
- Paineacuteis de grande potecircncia
Apresentam potecircncia de 10-60W com uma tensatildeo de 6 ou 12V Tendo aplicaccedilatildeo em grandes
bombas de aacutegua para responder agraves necessidades de eletricidade em casas e caravanas
Fig 9- Paineacuteis de grande potecircncia
22
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie
Ligaccedilatildeo em paralelo
Dois paineacuteis fotovoltaicos com mesma voltagem e potecircncia apresentando uma conexatildeo muito
faacutecil
Processo de montagem do sistema que podem ver na figura ligar o terminal positivo de um
painel ao polo positivo do outro e ligar o terminal negativo de um painel ao terminal negativo
do outro Em seacuterie para cada um dos paineacuteis insere-se um diacuteodo de bloqueio para seguranccedila
O diacuteodo de bloqueio tem a funccedilatildeo de proteger toda a cadeia de falhas ou possiacuteveis curtos-
circuitos que podem ocorrer nos paineacuteis
Este tipo de ligaccedilatildeo apresenta alguns pontos
importantes como
- Colocaccedilatildeo dos paineacuteis um ao lado do outro
estando corretamente direcionados para o sol com a
mesma angulaccedilatildeo
- Escolha de uma secccedilatildeo apropriada do cabo (fio
condutor) de ligaccedilatildeo eleacutetrica de acordo com a
distacircncia dos paineacuteis
- Utilizaccedilatildeo de caixas de junccedilotildees para ligar
ordenadamente entre os terminais dos paineacuteis
Fig 10- Ligaccedilatildeo em paralelo
23
- Ligaccedilatildeo em seacuterie
Dois ou mas paineacuteis de mesma corrente e poder se pretendemos aumentar a tensatildeo a este
tipo de ligaccedilatildeo eacute o mais adequado
Num sistema fotovoltaico quando maior
for a tensatildeo do sistema menor seratildeo as
perdas de energia aos longos dos cabos
O processo de montagem do sistema
como podem ver na figura ligar o
terminal positivo de um painel para o
terminal negativo do outro encontrando
uma duplicaccedilatildeo da tensatildeo de saiacuteda e
mantendo a corrente inalterada
O diacuteodo de bypass (diacuteodo Schottky) tem
a funccedilatildeo de suportar a corrente dos
paineacuteis e que tecircm uma tensatildeo de limiar
muito baixo A tensatildeo mais baixa
do limiar e da dissipaccedilatildeo inferior agrave
corrente no diacuteodo
Fig 11- Ligaccedilotildees em seacuterie
24
Aplicaccedilotildees dos paineacuteis fotovoltaicos
Os paineacuteis fotovoltaicos apresentam grandes vantagens na sua utilizaccedilatildeo devido agrave captaccedilatildeo
da energia solar sendo esta energia inesgotaacutevel e renovaacutevel
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em diversos aparelhos como
- Eletrificaccedilatildeo rural
- Equipamentos eletroacutenicos (Sinalizadores Embarcaccedilotildees Boias mariacutetimas hellip)
- Sinalizaccedilatildeo ferroviaacuteria aeronaacuteutica e naacuteutica
- Sistemas de seguranccedila
- Sistemas de telecomunicaccedilotildees
- Iluminaccedilatildeo puacuteblica
- Iluminaccedilatildeo de emergecircncia em preacutedios hospitais residecircncias faacutebricas
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
4
IRRADIAcircNCIA NA EUROPA
5
IRRADIAcircNCIA EM PORTUGAL
Portugal eacute um dos paiacuteses da Europa com maior disponibilidade de radiaccedilatildeo solar O nuacutemero
meacutedio anual de horas de sol varia entre 2200 e 3000 para Portugal e por exemplo na
Alemanha varia entre 1200 e 1700 h
Contudo este recurso tem sido mal aproveitado para usos tipicamente energeacuteticos Basta
verificar alguns dos nuacutemeros relativos agrave difusatildeo dos coletores solares teacutermicos na Europa natildeo
soacute na Orla Mediterracircnea como em paiacuteses como a Alemanha eacute a Aacuteustria para compreender
que algo deveria ser feito em Portugal para a promoccedilatildeo da energia solar
6
IRRADIAcircNCIA NA REGIAtildeO DE SANTAREacuteM
7
Protocolo de Quioto O Protocolo de Quioto eacute um tratado internacional celebrado em 1997 e que entrou em vigor
em 2005 em Quioto no Japatildeo no qual foram estabelecidos compromissos para a reduccedilatildeo da
emissatildeo de gases que agravam o efeito de estufa considerados de acordo com a maioria das
investigaccedilotildees cientiacuteficas como a maior causa do aquecimento global derivada de atividades
humanas Este Protocolo foi assinado por 55 paiacuteses os quais satildeo responsaacuteveis por 55 das
emissotildees gasosas que provocam o efeito de estufa
Os Estados Unidos sendo o segundo paiacutes que mais produz emissotildees de gases de efeito de
estufa natildeo assinou este protocolo assim como a China Infelizmente em 2011 o Canadaacute
retirou-se deste protocolo
A Europa na qual se inclui Portugal continua a acreditar nos propoacutesitos e nos resultados das
poliacuteticas ambientais definidas no protocolo
Mapa do Protocolo de Quioto
Dados de 2012
Paiacuteses que assinaram
oprotocolo Paiacuteses que natildeo assinaram
protocolo Paiacuteses que natildeo assumiram nenhuma posiccedilatildeo
protocolo
8
Energias renovaacuteveis
As energias renovaacuteveis satildeo fontes inesgotaacuteveis de energia obtidas da Natureza
Estas energias podem ser
Energia Solar ndash A energia do Sol pode ser convertida em electricidade ou em calor como por
exemplo os paineacuteis solares fotovoltaicos ou teacutermicos para aquecimento do ambiente ou de
aacutegua
Energia Eoacutelica ndash A energia dos ventos que pode ser convertida em electricidade atraveacutes de
turbinas eoacutelicas ou aerogeradores
Energia Hiacutedrica ndash A energia da aacutegua dos rios das mareacutes e das ondas que podem ser
convertidas em energia eleacutectrica como por exemplo as barragens
Energia Geoteacutermica ndash A energia da terra pode ser convertida em calor para aquecimento do
ambiente ou da aacutegua
9
Contextualizaccedilatildeo Radiacircncia Mundial
Radiacircncia solar no mundo onde se verifica que Portugal eacute dos paiacuteses mundiais com mais
kwh por m2
10
Radiacircncia Europeia
Radiacircncia solar na Europa Portugal eacute o paiacutes com mais kwh por m2 na zona europeia
11
Radiacircncia Nacional e Regional
Santareacutem
12
Introduccedilatildeo
Painel Fotovoltaico O painel fotovoltaico eacute um dispositivo optoelectroacutenico composto por ceacutelulas fotovoltaicas
O painel eacute composto por cerca de 60 ceacutelulas policristalino fotovoltaicas feitas de um material
semicristalino (siliacutecio) apresentando um revestimento de cor preta e encontrando-se ligadas
em seacuterie As ceacutelulas fotovoltaicas tecircm a capacidade de captar as radiaccedilotildees solares
convertendo essa energia em energia eleacutetrica
fig 1 ndash Painel Fotovoltaico
13
Componentes de painel fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- A cobertura transparente
- A carcaccedila
Componentes de um sistema fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- Aa bateria
- O regulador de carga
- O inversor
- Outros dispositivos
Princiacutepio do funcionamento do painel fotovoltaico A camada superior de siliacutecio leva um tratamento especial de forma a ter a carga eleacutetrica
negativa (siliacutecio tipo-n) e a camada inferior eacute tratada de modo a ter a carga eleacutetrica positiva
(siliacutecio tipo-p)
Devido aos tratamentos a camada superior fica rica em eletrotildees e a camada inferior fica pobre
em eletrotildees
Estas duas camadas satildeo separadas por uma junccedilatildeo eletricamente carregada que deixa apenas
que os eletrotildees transitem da camada inferior para a superior
14
Quando a luz ilumina o painel FV parte dos fototildees satildeo absorvidos pelas camadas de siliacutecio
causando a libertaccedilatildeo de alguns eletrotildees Quanto maior a intensidade da luz aplicada maior o
nuacutemero de eletrotildees libertados Uma fraccedilatildeo dos eletrotildees libertos atinge a superfiacutecie do painel
onde o circuito eleacutetrico externo os recolhe e conduz agrave carga anexa (lacircmpada bateria sistema
de bombagem etc) Um outro cabo que parte da carga e a liga agrave parte posterior do painel
traz de volta os eletrotildees para que estes se fixem na camada inferior de siliacutecio e fiquem agrave
espera do proacuteximo fotatildeo
Estrutura das ceacutelulas
fotovoltaicas
Fig 2 ndash Funcionamento do painel fotovoltaico
15
fig 3 ndash Estrutura das ceacutelulas
16
Tipos de ceacutelulas fotovoltaicas - Ceacutelulas de siliacutecio monocristalinas
Esta ceacutelula obteacutem-se a partir de barras ciliacutendricas de siliacutecio monocristalino produzido em
fornos especiais As ceacutelulas satildeo obtidas por corte das barras em forma de pastilhas finas (04 ndash
05 mm2 de espessura) A sua eficiecircncia na conversatildeo da radiaccedilatildeo solar em eletricidade eacute
superior a 12
Fig 4 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio monocristalina
17
- Ceacutelulas de siliacutecio policristalino
Estas ceacutelulas satildeo produzidas a partir de blocos de siliacutecio obtidos por fusatildeo de siliacutecio puro em
moldes especiais Uma vez nos moldes o siliacutecio arrefece lentamente e solidifica-se Neste
processo os aacutetomos natildeo se organizam num uacutenico cristal Forma-se uma estrutura
policristalina com superfiacutecies de separaccedilatildeo entre os cristais A sua eficiecircncia na conversatildeo de
luz solar em eletricidade eacute ligeiramente menor do que nas de siliacutecio monocristalino
Fig 5 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio policristalina
18
- Ceacutelula de siliacutecio amorfo
Estas ceacutelulas satildeo obtidas por meio da deposiccedilatildeo de camadas finas de siliacutecio sobre superfiacutecies
de vidro ou metal A sua eficiecircncia na conversatildeo de luz solar em eletricidade varia entre os
5 e os 7
Fig 6 - Estrutura de ceacutelula de siliacutecio amorfo
19
Tipos de paineacuteis fotovoltaicos
- Paineacuteis de pequena potecircncia
Apresentam baixa potecircncia de 1 a 10W satildeo constituiacutedos por pequenos segmentos de siliacutecio
amorfo com uma superfiacutecie na sua totalidade em centiacutemetros quadrados A voltagem
encontra-se entre 15 e 6V e a potecircncia eacute cerca de alguns mili-watts Estes pequenos paineacuteis
tecircm de 1-10W e 3-12V Os pequenos paineacuteis tecircm aplicaccedilatildeo em raacutedios jogos pequenas
bombas de aacutegua reloacutegios calculadoras etchellip
Fig 7 - Painel Fotovoltaico de pequena potecircncia
20
- Paineacuteis de meacutedia potecircncia
Este tipo de painel tem aplicaccedilatildeo na eletrificaccedilatildeo rural bombagem de aacutegua e irrigaccedilatildeo
abastecimento de cargas domeacutesticas em locais remotos sem rede e a produccedilatildeo descentralizada
ligada agrave rede
Fig 8 - Paineacuteis fotovoltaicos de meacutedia potecircncia
21
- Paineacuteis de grande potecircncia
Apresentam potecircncia de 10-60W com uma tensatildeo de 6 ou 12V Tendo aplicaccedilatildeo em grandes
bombas de aacutegua para responder agraves necessidades de eletricidade em casas e caravanas
Fig 9- Paineacuteis de grande potecircncia
22
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie
Ligaccedilatildeo em paralelo
Dois paineacuteis fotovoltaicos com mesma voltagem e potecircncia apresentando uma conexatildeo muito
faacutecil
Processo de montagem do sistema que podem ver na figura ligar o terminal positivo de um
painel ao polo positivo do outro e ligar o terminal negativo de um painel ao terminal negativo
do outro Em seacuterie para cada um dos paineacuteis insere-se um diacuteodo de bloqueio para seguranccedila
O diacuteodo de bloqueio tem a funccedilatildeo de proteger toda a cadeia de falhas ou possiacuteveis curtos-
circuitos que podem ocorrer nos paineacuteis
Este tipo de ligaccedilatildeo apresenta alguns pontos
importantes como
- Colocaccedilatildeo dos paineacuteis um ao lado do outro
estando corretamente direcionados para o sol com a
mesma angulaccedilatildeo
- Escolha de uma secccedilatildeo apropriada do cabo (fio
condutor) de ligaccedilatildeo eleacutetrica de acordo com a
distacircncia dos paineacuteis
- Utilizaccedilatildeo de caixas de junccedilotildees para ligar
ordenadamente entre os terminais dos paineacuteis
Fig 10- Ligaccedilatildeo em paralelo
23
- Ligaccedilatildeo em seacuterie
Dois ou mas paineacuteis de mesma corrente e poder se pretendemos aumentar a tensatildeo a este
tipo de ligaccedilatildeo eacute o mais adequado
Num sistema fotovoltaico quando maior
for a tensatildeo do sistema menor seratildeo as
perdas de energia aos longos dos cabos
O processo de montagem do sistema
como podem ver na figura ligar o
terminal positivo de um painel para o
terminal negativo do outro encontrando
uma duplicaccedilatildeo da tensatildeo de saiacuteda e
mantendo a corrente inalterada
O diacuteodo de bypass (diacuteodo Schottky) tem
a funccedilatildeo de suportar a corrente dos
paineacuteis e que tecircm uma tensatildeo de limiar
muito baixo A tensatildeo mais baixa
do limiar e da dissipaccedilatildeo inferior agrave
corrente no diacuteodo
Fig 11- Ligaccedilotildees em seacuterie
24
Aplicaccedilotildees dos paineacuteis fotovoltaicos
Os paineacuteis fotovoltaicos apresentam grandes vantagens na sua utilizaccedilatildeo devido agrave captaccedilatildeo
da energia solar sendo esta energia inesgotaacutevel e renovaacutevel
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em diversos aparelhos como
- Eletrificaccedilatildeo rural
- Equipamentos eletroacutenicos (Sinalizadores Embarcaccedilotildees Boias mariacutetimas hellip)
- Sinalizaccedilatildeo ferroviaacuteria aeronaacuteutica e naacuteutica
- Sistemas de seguranccedila
- Sistemas de telecomunicaccedilotildees
- Iluminaccedilatildeo puacuteblica
- Iluminaccedilatildeo de emergecircncia em preacutedios hospitais residecircncias faacutebricas
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
5
IRRADIAcircNCIA EM PORTUGAL
Portugal eacute um dos paiacuteses da Europa com maior disponibilidade de radiaccedilatildeo solar O nuacutemero
meacutedio anual de horas de sol varia entre 2200 e 3000 para Portugal e por exemplo na
Alemanha varia entre 1200 e 1700 h
Contudo este recurso tem sido mal aproveitado para usos tipicamente energeacuteticos Basta
verificar alguns dos nuacutemeros relativos agrave difusatildeo dos coletores solares teacutermicos na Europa natildeo
soacute na Orla Mediterracircnea como em paiacuteses como a Alemanha eacute a Aacuteustria para compreender
que algo deveria ser feito em Portugal para a promoccedilatildeo da energia solar
6
IRRADIAcircNCIA NA REGIAtildeO DE SANTAREacuteM
7
Protocolo de Quioto O Protocolo de Quioto eacute um tratado internacional celebrado em 1997 e que entrou em vigor
em 2005 em Quioto no Japatildeo no qual foram estabelecidos compromissos para a reduccedilatildeo da
emissatildeo de gases que agravam o efeito de estufa considerados de acordo com a maioria das
investigaccedilotildees cientiacuteficas como a maior causa do aquecimento global derivada de atividades
humanas Este Protocolo foi assinado por 55 paiacuteses os quais satildeo responsaacuteveis por 55 das
emissotildees gasosas que provocam o efeito de estufa
Os Estados Unidos sendo o segundo paiacutes que mais produz emissotildees de gases de efeito de
estufa natildeo assinou este protocolo assim como a China Infelizmente em 2011 o Canadaacute
retirou-se deste protocolo
A Europa na qual se inclui Portugal continua a acreditar nos propoacutesitos e nos resultados das
poliacuteticas ambientais definidas no protocolo
Mapa do Protocolo de Quioto
Dados de 2012
Paiacuteses que assinaram
oprotocolo Paiacuteses que natildeo assinaram
protocolo Paiacuteses que natildeo assumiram nenhuma posiccedilatildeo
protocolo
8
Energias renovaacuteveis
As energias renovaacuteveis satildeo fontes inesgotaacuteveis de energia obtidas da Natureza
Estas energias podem ser
Energia Solar ndash A energia do Sol pode ser convertida em electricidade ou em calor como por
exemplo os paineacuteis solares fotovoltaicos ou teacutermicos para aquecimento do ambiente ou de
aacutegua
Energia Eoacutelica ndash A energia dos ventos que pode ser convertida em electricidade atraveacutes de
turbinas eoacutelicas ou aerogeradores
Energia Hiacutedrica ndash A energia da aacutegua dos rios das mareacutes e das ondas que podem ser
convertidas em energia eleacutectrica como por exemplo as barragens
Energia Geoteacutermica ndash A energia da terra pode ser convertida em calor para aquecimento do
ambiente ou da aacutegua
9
Contextualizaccedilatildeo Radiacircncia Mundial
Radiacircncia solar no mundo onde se verifica que Portugal eacute dos paiacuteses mundiais com mais
kwh por m2
10
Radiacircncia Europeia
Radiacircncia solar na Europa Portugal eacute o paiacutes com mais kwh por m2 na zona europeia
11
Radiacircncia Nacional e Regional
Santareacutem
12
Introduccedilatildeo
Painel Fotovoltaico O painel fotovoltaico eacute um dispositivo optoelectroacutenico composto por ceacutelulas fotovoltaicas
O painel eacute composto por cerca de 60 ceacutelulas policristalino fotovoltaicas feitas de um material
semicristalino (siliacutecio) apresentando um revestimento de cor preta e encontrando-se ligadas
em seacuterie As ceacutelulas fotovoltaicas tecircm a capacidade de captar as radiaccedilotildees solares
convertendo essa energia em energia eleacutetrica
fig 1 ndash Painel Fotovoltaico
13
Componentes de painel fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- A cobertura transparente
- A carcaccedila
Componentes de um sistema fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- Aa bateria
- O regulador de carga
- O inversor
- Outros dispositivos
Princiacutepio do funcionamento do painel fotovoltaico A camada superior de siliacutecio leva um tratamento especial de forma a ter a carga eleacutetrica
negativa (siliacutecio tipo-n) e a camada inferior eacute tratada de modo a ter a carga eleacutetrica positiva
(siliacutecio tipo-p)
Devido aos tratamentos a camada superior fica rica em eletrotildees e a camada inferior fica pobre
em eletrotildees
Estas duas camadas satildeo separadas por uma junccedilatildeo eletricamente carregada que deixa apenas
que os eletrotildees transitem da camada inferior para a superior
14
Quando a luz ilumina o painel FV parte dos fototildees satildeo absorvidos pelas camadas de siliacutecio
causando a libertaccedilatildeo de alguns eletrotildees Quanto maior a intensidade da luz aplicada maior o
nuacutemero de eletrotildees libertados Uma fraccedilatildeo dos eletrotildees libertos atinge a superfiacutecie do painel
onde o circuito eleacutetrico externo os recolhe e conduz agrave carga anexa (lacircmpada bateria sistema
de bombagem etc) Um outro cabo que parte da carga e a liga agrave parte posterior do painel
traz de volta os eletrotildees para que estes se fixem na camada inferior de siliacutecio e fiquem agrave
espera do proacuteximo fotatildeo
Estrutura das ceacutelulas
fotovoltaicas
Fig 2 ndash Funcionamento do painel fotovoltaico
15
fig 3 ndash Estrutura das ceacutelulas
16
Tipos de ceacutelulas fotovoltaicas - Ceacutelulas de siliacutecio monocristalinas
Esta ceacutelula obteacutem-se a partir de barras ciliacutendricas de siliacutecio monocristalino produzido em
fornos especiais As ceacutelulas satildeo obtidas por corte das barras em forma de pastilhas finas (04 ndash
05 mm2 de espessura) A sua eficiecircncia na conversatildeo da radiaccedilatildeo solar em eletricidade eacute
superior a 12
Fig 4 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio monocristalina
17
- Ceacutelulas de siliacutecio policristalino
Estas ceacutelulas satildeo produzidas a partir de blocos de siliacutecio obtidos por fusatildeo de siliacutecio puro em
moldes especiais Uma vez nos moldes o siliacutecio arrefece lentamente e solidifica-se Neste
processo os aacutetomos natildeo se organizam num uacutenico cristal Forma-se uma estrutura
policristalina com superfiacutecies de separaccedilatildeo entre os cristais A sua eficiecircncia na conversatildeo de
luz solar em eletricidade eacute ligeiramente menor do que nas de siliacutecio monocristalino
Fig 5 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio policristalina
18
- Ceacutelula de siliacutecio amorfo
Estas ceacutelulas satildeo obtidas por meio da deposiccedilatildeo de camadas finas de siliacutecio sobre superfiacutecies
de vidro ou metal A sua eficiecircncia na conversatildeo de luz solar em eletricidade varia entre os
5 e os 7
Fig 6 - Estrutura de ceacutelula de siliacutecio amorfo
19
Tipos de paineacuteis fotovoltaicos
- Paineacuteis de pequena potecircncia
Apresentam baixa potecircncia de 1 a 10W satildeo constituiacutedos por pequenos segmentos de siliacutecio
amorfo com uma superfiacutecie na sua totalidade em centiacutemetros quadrados A voltagem
encontra-se entre 15 e 6V e a potecircncia eacute cerca de alguns mili-watts Estes pequenos paineacuteis
tecircm de 1-10W e 3-12V Os pequenos paineacuteis tecircm aplicaccedilatildeo em raacutedios jogos pequenas
bombas de aacutegua reloacutegios calculadoras etchellip
Fig 7 - Painel Fotovoltaico de pequena potecircncia
20
- Paineacuteis de meacutedia potecircncia
Este tipo de painel tem aplicaccedilatildeo na eletrificaccedilatildeo rural bombagem de aacutegua e irrigaccedilatildeo
abastecimento de cargas domeacutesticas em locais remotos sem rede e a produccedilatildeo descentralizada
ligada agrave rede
Fig 8 - Paineacuteis fotovoltaicos de meacutedia potecircncia
21
- Paineacuteis de grande potecircncia
Apresentam potecircncia de 10-60W com uma tensatildeo de 6 ou 12V Tendo aplicaccedilatildeo em grandes
bombas de aacutegua para responder agraves necessidades de eletricidade em casas e caravanas
Fig 9- Paineacuteis de grande potecircncia
22
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie
Ligaccedilatildeo em paralelo
Dois paineacuteis fotovoltaicos com mesma voltagem e potecircncia apresentando uma conexatildeo muito
faacutecil
Processo de montagem do sistema que podem ver na figura ligar o terminal positivo de um
painel ao polo positivo do outro e ligar o terminal negativo de um painel ao terminal negativo
do outro Em seacuterie para cada um dos paineacuteis insere-se um diacuteodo de bloqueio para seguranccedila
O diacuteodo de bloqueio tem a funccedilatildeo de proteger toda a cadeia de falhas ou possiacuteveis curtos-
circuitos que podem ocorrer nos paineacuteis
Este tipo de ligaccedilatildeo apresenta alguns pontos
importantes como
- Colocaccedilatildeo dos paineacuteis um ao lado do outro
estando corretamente direcionados para o sol com a
mesma angulaccedilatildeo
- Escolha de uma secccedilatildeo apropriada do cabo (fio
condutor) de ligaccedilatildeo eleacutetrica de acordo com a
distacircncia dos paineacuteis
- Utilizaccedilatildeo de caixas de junccedilotildees para ligar
ordenadamente entre os terminais dos paineacuteis
Fig 10- Ligaccedilatildeo em paralelo
23
- Ligaccedilatildeo em seacuterie
Dois ou mas paineacuteis de mesma corrente e poder se pretendemos aumentar a tensatildeo a este
tipo de ligaccedilatildeo eacute o mais adequado
Num sistema fotovoltaico quando maior
for a tensatildeo do sistema menor seratildeo as
perdas de energia aos longos dos cabos
O processo de montagem do sistema
como podem ver na figura ligar o
terminal positivo de um painel para o
terminal negativo do outro encontrando
uma duplicaccedilatildeo da tensatildeo de saiacuteda e
mantendo a corrente inalterada
O diacuteodo de bypass (diacuteodo Schottky) tem
a funccedilatildeo de suportar a corrente dos
paineacuteis e que tecircm uma tensatildeo de limiar
muito baixo A tensatildeo mais baixa
do limiar e da dissipaccedilatildeo inferior agrave
corrente no diacuteodo
Fig 11- Ligaccedilotildees em seacuterie
24
Aplicaccedilotildees dos paineacuteis fotovoltaicos
Os paineacuteis fotovoltaicos apresentam grandes vantagens na sua utilizaccedilatildeo devido agrave captaccedilatildeo
da energia solar sendo esta energia inesgotaacutevel e renovaacutevel
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em diversos aparelhos como
- Eletrificaccedilatildeo rural
- Equipamentos eletroacutenicos (Sinalizadores Embarcaccedilotildees Boias mariacutetimas hellip)
- Sinalizaccedilatildeo ferroviaacuteria aeronaacuteutica e naacuteutica
- Sistemas de seguranccedila
- Sistemas de telecomunicaccedilotildees
- Iluminaccedilatildeo puacuteblica
- Iluminaccedilatildeo de emergecircncia em preacutedios hospitais residecircncias faacutebricas
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
6
IRRADIAcircNCIA NA REGIAtildeO DE SANTAREacuteM
7
Protocolo de Quioto O Protocolo de Quioto eacute um tratado internacional celebrado em 1997 e que entrou em vigor
em 2005 em Quioto no Japatildeo no qual foram estabelecidos compromissos para a reduccedilatildeo da
emissatildeo de gases que agravam o efeito de estufa considerados de acordo com a maioria das
investigaccedilotildees cientiacuteficas como a maior causa do aquecimento global derivada de atividades
humanas Este Protocolo foi assinado por 55 paiacuteses os quais satildeo responsaacuteveis por 55 das
emissotildees gasosas que provocam o efeito de estufa
Os Estados Unidos sendo o segundo paiacutes que mais produz emissotildees de gases de efeito de
estufa natildeo assinou este protocolo assim como a China Infelizmente em 2011 o Canadaacute
retirou-se deste protocolo
A Europa na qual se inclui Portugal continua a acreditar nos propoacutesitos e nos resultados das
poliacuteticas ambientais definidas no protocolo
Mapa do Protocolo de Quioto
Dados de 2012
Paiacuteses que assinaram
oprotocolo Paiacuteses que natildeo assinaram
protocolo Paiacuteses que natildeo assumiram nenhuma posiccedilatildeo
protocolo
8
Energias renovaacuteveis
As energias renovaacuteveis satildeo fontes inesgotaacuteveis de energia obtidas da Natureza
Estas energias podem ser
Energia Solar ndash A energia do Sol pode ser convertida em electricidade ou em calor como por
exemplo os paineacuteis solares fotovoltaicos ou teacutermicos para aquecimento do ambiente ou de
aacutegua
Energia Eoacutelica ndash A energia dos ventos que pode ser convertida em electricidade atraveacutes de
turbinas eoacutelicas ou aerogeradores
Energia Hiacutedrica ndash A energia da aacutegua dos rios das mareacutes e das ondas que podem ser
convertidas em energia eleacutectrica como por exemplo as barragens
Energia Geoteacutermica ndash A energia da terra pode ser convertida em calor para aquecimento do
ambiente ou da aacutegua
9
Contextualizaccedilatildeo Radiacircncia Mundial
Radiacircncia solar no mundo onde se verifica que Portugal eacute dos paiacuteses mundiais com mais
kwh por m2
10
Radiacircncia Europeia
Radiacircncia solar na Europa Portugal eacute o paiacutes com mais kwh por m2 na zona europeia
11
Radiacircncia Nacional e Regional
Santareacutem
12
Introduccedilatildeo
Painel Fotovoltaico O painel fotovoltaico eacute um dispositivo optoelectroacutenico composto por ceacutelulas fotovoltaicas
O painel eacute composto por cerca de 60 ceacutelulas policristalino fotovoltaicas feitas de um material
semicristalino (siliacutecio) apresentando um revestimento de cor preta e encontrando-se ligadas
em seacuterie As ceacutelulas fotovoltaicas tecircm a capacidade de captar as radiaccedilotildees solares
convertendo essa energia em energia eleacutetrica
fig 1 ndash Painel Fotovoltaico
13
Componentes de painel fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- A cobertura transparente
- A carcaccedila
Componentes de um sistema fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- Aa bateria
- O regulador de carga
- O inversor
- Outros dispositivos
Princiacutepio do funcionamento do painel fotovoltaico A camada superior de siliacutecio leva um tratamento especial de forma a ter a carga eleacutetrica
negativa (siliacutecio tipo-n) e a camada inferior eacute tratada de modo a ter a carga eleacutetrica positiva
(siliacutecio tipo-p)
Devido aos tratamentos a camada superior fica rica em eletrotildees e a camada inferior fica pobre
em eletrotildees
Estas duas camadas satildeo separadas por uma junccedilatildeo eletricamente carregada que deixa apenas
que os eletrotildees transitem da camada inferior para a superior
14
Quando a luz ilumina o painel FV parte dos fototildees satildeo absorvidos pelas camadas de siliacutecio
causando a libertaccedilatildeo de alguns eletrotildees Quanto maior a intensidade da luz aplicada maior o
nuacutemero de eletrotildees libertados Uma fraccedilatildeo dos eletrotildees libertos atinge a superfiacutecie do painel
onde o circuito eleacutetrico externo os recolhe e conduz agrave carga anexa (lacircmpada bateria sistema
de bombagem etc) Um outro cabo que parte da carga e a liga agrave parte posterior do painel
traz de volta os eletrotildees para que estes se fixem na camada inferior de siliacutecio e fiquem agrave
espera do proacuteximo fotatildeo
Estrutura das ceacutelulas
fotovoltaicas
Fig 2 ndash Funcionamento do painel fotovoltaico
15
fig 3 ndash Estrutura das ceacutelulas
16
Tipos de ceacutelulas fotovoltaicas - Ceacutelulas de siliacutecio monocristalinas
Esta ceacutelula obteacutem-se a partir de barras ciliacutendricas de siliacutecio monocristalino produzido em
fornos especiais As ceacutelulas satildeo obtidas por corte das barras em forma de pastilhas finas (04 ndash
05 mm2 de espessura) A sua eficiecircncia na conversatildeo da radiaccedilatildeo solar em eletricidade eacute
superior a 12
Fig 4 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio monocristalina
17
- Ceacutelulas de siliacutecio policristalino
Estas ceacutelulas satildeo produzidas a partir de blocos de siliacutecio obtidos por fusatildeo de siliacutecio puro em
moldes especiais Uma vez nos moldes o siliacutecio arrefece lentamente e solidifica-se Neste
processo os aacutetomos natildeo se organizam num uacutenico cristal Forma-se uma estrutura
policristalina com superfiacutecies de separaccedilatildeo entre os cristais A sua eficiecircncia na conversatildeo de
luz solar em eletricidade eacute ligeiramente menor do que nas de siliacutecio monocristalino
Fig 5 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio policristalina
18
- Ceacutelula de siliacutecio amorfo
Estas ceacutelulas satildeo obtidas por meio da deposiccedilatildeo de camadas finas de siliacutecio sobre superfiacutecies
de vidro ou metal A sua eficiecircncia na conversatildeo de luz solar em eletricidade varia entre os
5 e os 7
Fig 6 - Estrutura de ceacutelula de siliacutecio amorfo
19
Tipos de paineacuteis fotovoltaicos
- Paineacuteis de pequena potecircncia
Apresentam baixa potecircncia de 1 a 10W satildeo constituiacutedos por pequenos segmentos de siliacutecio
amorfo com uma superfiacutecie na sua totalidade em centiacutemetros quadrados A voltagem
encontra-se entre 15 e 6V e a potecircncia eacute cerca de alguns mili-watts Estes pequenos paineacuteis
tecircm de 1-10W e 3-12V Os pequenos paineacuteis tecircm aplicaccedilatildeo em raacutedios jogos pequenas
bombas de aacutegua reloacutegios calculadoras etchellip
Fig 7 - Painel Fotovoltaico de pequena potecircncia
20
- Paineacuteis de meacutedia potecircncia
Este tipo de painel tem aplicaccedilatildeo na eletrificaccedilatildeo rural bombagem de aacutegua e irrigaccedilatildeo
abastecimento de cargas domeacutesticas em locais remotos sem rede e a produccedilatildeo descentralizada
ligada agrave rede
Fig 8 - Paineacuteis fotovoltaicos de meacutedia potecircncia
21
- Paineacuteis de grande potecircncia
Apresentam potecircncia de 10-60W com uma tensatildeo de 6 ou 12V Tendo aplicaccedilatildeo em grandes
bombas de aacutegua para responder agraves necessidades de eletricidade em casas e caravanas
Fig 9- Paineacuteis de grande potecircncia
22
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie
Ligaccedilatildeo em paralelo
Dois paineacuteis fotovoltaicos com mesma voltagem e potecircncia apresentando uma conexatildeo muito
faacutecil
Processo de montagem do sistema que podem ver na figura ligar o terminal positivo de um
painel ao polo positivo do outro e ligar o terminal negativo de um painel ao terminal negativo
do outro Em seacuterie para cada um dos paineacuteis insere-se um diacuteodo de bloqueio para seguranccedila
O diacuteodo de bloqueio tem a funccedilatildeo de proteger toda a cadeia de falhas ou possiacuteveis curtos-
circuitos que podem ocorrer nos paineacuteis
Este tipo de ligaccedilatildeo apresenta alguns pontos
importantes como
- Colocaccedilatildeo dos paineacuteis um ao lado do outro
estando corretamente direcionados para o sol com a
mesma angulaccedilatildeo
- Escolha de uma secccedilatildeo apropriada do cabo (fio
condutor) de ligaccedilatildeo eleacutetrica de acordo com a
distacircncia dos paineacuteis
- Utilizaccedilatildeo de caixas de junccedilotildees para ligar
ordenadamente entre os terminais dos paineacuteis
Fig 10- Ligaccedilatildeo em paralelo
23
- Ligaccedilatildeo em seacuterie
Dois ou mas paineacuteis de mesma corrente e poder se pretendemos aumentar a tensatildeo a este
tipo de ligaccedilatildeo eacute o mais adequado
Num sistema fotovoltaico quando maior
for a tensatildeo do sistema menor seratildeo as
perdas de energia aos longos dos cabos
O processo de montagem do sistema
como podem ver na figura ligar o
terminal positivo de um painel para o
terminal negativo do outro encontrando
uma duplicaccedilatildeo da tensatildeo de saiacuteda e
mantendo a corrente inalterada
O diacuteodo de bypass (diacuteodo Schottky) tem
a funccedilatildeo de suportar a corrente dos
paineacuteis e que tecircm uma tensatildeo de limiar
muito baixo A tensatildeo mais baixa
do limiar e da dissipaccedilatildeo inferior agrave
corrente no diacuteodo
Fig 11- Ligaccedilotildees em seacuterie
24
Aplicaccedilotildees dos paineacuteis fotovoltaicos
Os paineacuteis fotovoltaicos apresentam grandes vantagens na sua utilizaccedilatildeo devido agrave captaccedilatildeo
da energia solar sendo esta energia inesgotaacutevel e renovaacutevel
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em diversos aparelhos como
- Eletrificaccedilatildeo rural
- Equipamentos eletroacutenicos (Sinalizadores Embarcaccedilotildees Boias mariacutetimas hellip)
- Sinalizaccedilatildeo ferroviaacuteria aeronaacuteutica e naacuteutica
- Sistemas de seguranccedila
- Sistemas de telecomunicaccedilotildees
- Iluminaccedilatildeo puacuteblica
- Iluminaccedilatildeo de emergecircncia em preacutedios hospitais residecircncias faacutebricas
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
7
Protocolo de Quioto O Protocolo de Quioto eacute um tratado internacional celebrado em 1997 e que entrou em vigor
em 2005 em Quioto no Japatildeo no qual foram estabelecidos compromissos para a reduccedilatildeo da
emissatildeo de gases que agravam o efeito de estufa considerados de acordo com a maioria das
investigaccedilotildees cientiacuteficas como a maior causa do aquecimento global derivada de atividades
humanas Este Protocolo foi assinado por 55 paiacuteses os quais satildeo responsaacuteveis por 55 das
emissotildees gasosas que provocam o efeito de estufa
Os Estados Unidos sendo o segundo paiacutes que mais produz emissotildees de gases de efeito de
estufa natildeo assinou este protocolo assim como a China Infelizmente em 2011 o Canadaacute
retirou-se deste protocolo
A Europa na qual se inclui Portugal continua a acreditar nos propoacutesitos e nos resultados das
poliacuteticas ambientais definidas no protocolo
Mapa do Protocolo de Quioto
Dados de 2012
Paiacuteses que assinaram
oprotocolo Paiacuteses que natildeo assinaram
protocolo Paiacuteses que natildeo assumiram nenhuma posiccedilatildeo
protocolo
8
Energias renovaacuteveis
As energias renovaacuteveis satildeo fontes inesgotaacuteveis de energia obtidas da Natureza
Estas energias podem ser
Energia Solar ndash A energia do Sol pode ser convertida em electricidade ou em calor como por
exemplo os paineacuteis solares fotovoltaicos ou teacutermicos para aquecimento do ambiente ou de
aacutegua
Energia Eoacutelica ndash A energia dos ventos que pode ser convertida em electricidade atraveacutes de
turbinas eoacutelicas ou aerogeradores
Energia Hiacutedrica ndash A energia da aacutegua dos rios das mareacutes e das ondas que podem ser
convertidas em energia eleacutectrica como por exemplo as barragens
Energia Geoteacutermica ndash A energia da terra pode ser convertida em calor para aquecimento do
ambiente ou da aacutegua
9
Contextualizaccedilatildeo Radiacircncia Mundial
Radiacircncia solar no mundo onde se verifica que Portugal eacute dos paiacuteses mundiais com mais
kwh por m2
10
Radiacircncia Europeia
Radiacircncia solar na Europa Portugal eacute o paiacutes com mais kwh por m2 na zona europeia
11
Radiacircncia Nacional e Regional
Santareacutem
12
Introduccedilatildeo
Painel Fotovoltaico O painel fotovoltaico eacute um dispositivo optoelectroacutenico composto por ceacutelulas fotovoltaicas
O painel eacute composto por cerca de 60 ceacutelulas policristalino fotovoltaicas feitas de um material
semicristalino (siliacutecio) apresentando um revestimento de cor preta e encontrando-se ligadas
em seacuterie As ceacutelulas fotovoltaicas tecircm a capacidade de captar as radiaccedilotildees solares
convertendo essa energia em energia eleacutetrica
fig 1 ndash Painel Fotovoltaico
13
Componentes de painel fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- A cobertura transparente
- A carcaccedila
Componentes de um sistema fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- Aa bateria
- O regulador de carga
- O inversor
- Outros dispositivos
Princiacutepio do funcionamento do painel fotovoltaico A camada superior de siliacutecio leva um tratamento especial de forma a ter a carga eleacutetrica
negativa (siliacutecio tipo-n) e a camada inferior eacute tratada de modo a ter a carga eleacutetrica positiva
(siliacutecio tipo-p)
Devido aos tratamentos a camada superior fica rica em eletrotildees e a camada inferior fica pobre
em eletrotildees
Estas duas camadas satildeo separadas por uma junccedilatildeo eletricamente carregada que deixa apenas
que os eletrotildees transitem da camada inferior para a superior
14
Quando a luz ilumina o painel FV parte dos fototildees satildeo absorvidos pelas camadas de siliacutecio
causando a libertaccedilatildeo de alguns eletrotildees Quanto maior a intensidade da luz aplicada maior o
nuacutemero de eletrotildees libertados Uma fraccedilatildeo dos eletrotildees libertos atinge a superfiacutecie do painel
onde o circuito eleacutetrico externo os recolhe e conduz agrave carga anexa (lacircmpada bateria sistema
de bombagem etc) Um outro cabo que parte da carga e a liga agrave parte posterior do painel
traz de volta os eletrotildees para que estes se fixem na camada inferior de siliacutecio e fiquem agrave
espera do proacuteximo fotatildeo
Estrutura das ceacutelulas
fotovoltaicas
Fig 2 ndash Funcionamento do painel fotovoltaico
15
fig 3 ndash Estrutura das ceacutelulas
16
Tipos de ceacutelulas fotovoltaicas - Ceacutelulas de siliacutecio monocristalinas
Esta ceacutelula obteacutem-se a partir de barras ciliacutendricas de siliacutecio monocristalino produzido em
fornos especiais As ceacutelulas satildeo obtidas por corte das barras em forma de pastilhas finas (04 ndash
05 mm2 de espessura) A sua eficiecircncia na conversatildeo da radiaccedilatildeo solar em eletricidade eacute
superior a 12
Fig 4 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio monocristalina
17
- Ceacutelulas de siliacutecio policristalino
Estas ceacutelulas satildeo produzidas a partir de blocos de siliacutecio obtidos por fusatildeo de siliacutecio puro em
moldes especiais Uma vez nos moldes o siliacutecio arrefece lentamente e solidifica-se Neste
processo os aacutetomos natildeo se organizam num uacutenico cristal Forma-se uma estrutura
policristalina com superfiacutecies de separaccedilatildeo entre os cristais A sua eficiecircncia na conversatildeo de
luz solar em eletricidade eacute ligeiramente menor do que nas de siliacutecio monocristalino
Fig 5 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio policristalina
18
- Ceacutelula de siliacutecio amorfo
Estas ceacutelulas satildeo obtidas por meio da deposiccedilatildeo de camadas finas de siliacutecio sobre superfiacutecies
de vidro ou metal A sua eficiecircncia na conversatildeo de luz solar em eletricidade varia entre os
5 e os 7
Fig 6 - Estrutura de ceacutelula de siliacutecio amorfo
19
Tipos de paineacuteis fotovoltaicos
- Paineacuteis de pequena potecircncia
Apresentam baixa potecircncia de 1 a 10W satildeo constituiacutedos por pequenos segmentos de siliacutecio
amorfo com uma superfiacutecie na sua totalidade em centiacutemetros quadrados A voltagem
encontra-se entre 15 e 6V e a potecircncia eacute cerca de alguns mili-watts Estes pequenos paineacuteis
tecircm de 1-10W e 3-12V Os pequenos paineacuteis tecircm aplicaccedilatildeo em raacutedios jogos pequenas
bombas de aacutegua reloacutegios calculadoras etchellip
Fig 7 - Painel Fotovoltaico de pequena potecircncia
20
- Paineacuteis de meacutedia potecircncia
Este tipo de painel tem aplicaccedilatildeo na eletrificaccedilatildeo rural bombagem de aacutegua e irrigaccedilatildeo
abastecimento de cargas domeacutesticas em locais remotos sem rede e a produccedilatildeo descentralizada
ligada agrave rede
Fig 8 - Paineacuteis fotovoltaicos de meacutedia potecircncia
21
- Paineacuteis de grande potecircncia
Apresentam potecircncia de 10-60W com uma tensatildeo de 6 ou 12V Tendo aplicaccedilatildeo em grandes
bombas de aacutegua para responder agraves necessidades de eletricidade em casas e caravanas
Fig 9- Paineacuteis de grande potecircncia
22
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie
Ligaccedilatildeo em paralelo
Dois paineacuteis fotovoltaicos com mesma voltagem e potecircncia apresentando uma conexatildeo muito
faacutecil
Processo de montagem do sistema que podem ver na figura ligar o terminal positivo de um
painel ao polo positivo do outro e ligar o terminal negativo de um painel ao terminal negativo
do outro Em seacuterie para cada um dos paineacuteis insere-se um diacuteodo de bloqueio para seguranccedila
O diacuteodo de bloqueio tem a funccedilatildeo de proteger toda a cadeia de falhas ou possiacuteveis curtos-
circuitos que podem ocorrer nos paineacuteis
Este tipo de ligaccedilatildeo apresenta alguns pontos
importantes como
- Colocaccedilatildeo dos paineacuteis um ao lado do outro
estando corretamente direcionados para o sol com a
mesma angulaccedilatildeo
- Escolha de uma secccedilatildeo apropriada do cabo (fio
condutor) de ligaccedilatildeo eleacutetrica de acordo com a
distacircncia dos paineacuteis
- Utilizaccedilatildeo de caixas de junccedilotildees para ligar
ordenadamente entre os terminais dos paineacuteis
Fig 10- Ligaccedilatildeo em paralelo
23
- Ligaccedilatildeo em seacuterie
Dois ou mas paineacuteis de mesma corrente e poder se pretendemos aumentar a tensatildeo a este
tipo de ligaccedilatildeo eacute o mais adequado
Num sistema fotovoltaico quando maior
for a tensatildeo do sistema menor seratildeo as
perdas de energia aos longos dos cabos
O processo de montagem do sistema
como podem ver na figura ligar o
terminal positivo de um painel para o
terminal negativo do outro encontrando
uma duplicaccedilatildeo da tensatildeo de saiacuteda e
mantendo a corrente inalterada
O diacuteodo de bypass (diacuteodo Schottky) tem
a funccedilatildeo de suportar a corrente dos
paineacuteis e que tecircm uma tensatildeo de limiar
muito baixo A tensatildeo mais baixa
do limiar e da dissipaccedilatildeo inferior agrave
corrente no diacuteodo
Fig 11- Ligaccedilotildees em seacuterie
24
Aplicaccedilotildees dos paineacuteis fotovoltaicos
Os paineacuteis fotovoltaicos apresentam grandes vantagens na sua utilizaccedilatildeo devido agrave captaccedilatildeo
da energia solar sendo esta energia inesgotaacutevel e renovaacutevel
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em diversos aparelhos como
- Eletrificaccedilatildeo rural
- Equipamentos eletroacutenicos (Sinalizadores Embarcaccedilotildees Boias mariacutetimas hellip)
- Sinalizaccedilatildeo ferroviaacuteria aeronaacuteutica e naacuteutica
- Sistemas de seguranccedila
- Sistemas de telecomunicaccedilotildees
- Iluminaccedilatildeo puacuteblica
- Iluminaccedilatildeo de emergecircncia em preacutedios hospitais residecircncias faacutebricas
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
8
Energias renovaacuteveis
As energias renovaacuteveis satildeo fontes inesgotaacuteveis de energia obtidas da Natureza
Estas energias podem ser
Energia Solar ndash A energia do Sol pode ser convertida em electricidade ou em calor como por
exemplo os paineacuteis solares fotovoltaicos ou teacutermicos para aquecimento do ambiente ou de
aacutegua
Energia Eoacutelica ndash A energia dos ventos que pode ser convertida em electricidade atraveacutes de
turbinas eoacutelicas ou aerogeradores
Energia Hiacutedrica ndash A energia da aacutegua dos rios das mareacutes e das ondas que podem ser
convertidas em energia eleacutectrica como por exemplo as barragens
Energia Geoteacutermica ndash A energia da terra pode ser convertida em calor para aquecimento do
ambiente ou da aacutegua
9
Contextualizaccedilatildeo Radiacircncia Mundial
Radiacircncia solar no mundo onde se verifica que Portugal eacute dos paiacuteses mundiais com mais
kwh por m2
10
Radiacircncia Europeia
Radiacircncia solar na Europa Portugal eacute o paiacutes com mais kwh por m2 na zona europeia
11
Radiacircncia Nacional e Regional
Santareacutem
12
Introduccedilatildeo
Painel Fotovoltaico O painel fotovoltaico eacute um dispositivo optoelectroacutenico composto por ceacutelulas fotovoltaicas
O painel eacute composto por cerca de 60 ceacutelulas policristalino fotovoltaicas feitas de um material
semicristalino (siliacutecio) apresentando um revestimento de cor preta e encontrando-se ligadas
em seacuterie As ceacutelulas fotovoltaicas tecircm a capacidade de captar as radiaccedilotildees solares
convertendo essa energia em energia eleacutetrica
fig 1 ndash Painel Fotovoltaico
13
Componentes de painel fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- A cobertura transparente
- A carcaccedila
Componentes de um sistema fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- Aa bateria
- O regulador de carga
- O inversor
- Outros dispositivos
Princiacutepio do funcionamento do painel fotovoltaico A camada superior de siliacutecio leva um tratamento especial de forma a ter a carga eleacutetrica
negativa (siliacutecio tipo-n) e a camada inferior eacute tratada de modo a ter a carga eleacutetrica positiva
(siliacutecio tipo-p)
Devido aos tratamentos a camada superior fica rica em eletrotildees e a camada inferior fica pobre
em eletrotildees
Estas duas camadas satildeo separadas por uma junccedilatildeo eletricamente carregada que deixa apenas
que os eletrotildees transitem da camada inferior para a superior
14
Quando a luz ilumina o painel FV parte dos fototildees satildeo absorvidos pelas camadas de siliacutecio
causando a libertaccedilatildeo de alguns eletrotildees Quanto maior a intensidade da luz aplicada maior o
nuacutemero de eletrotildees libertados Uma fraccedilatildeo dos eletrotildees libertos atinge a superfiacutecie do painel
onde o circuito eleacutetrico externo os recolhe e conduz agrave carga anexa (lacircmpada bateria sistema
de bombagem etc) Um outro cabo que parte da carga e a liga agrave parte posterior do painel
traz de volta os eletrotildees para que estes se fixem na camada inferior de siliacutecio e fiquem agrave
espera do proacuteximo fotatildeo
Estrutura das ceacutelulas
fotovoltaicas
Fig 2 ndash Funcionamento do painel fotovoltaico
15
fig 3 ndash Estrutura das ceacutelulas
16
Tipos de ceacutelulas fotovoltaicas - Ceacutelulas de siliacutecio monocristalinas
Esta ceacutelula obteacutem-se a partir de barras ciliacutendricas de siliacutecio monocristalino produzido em
fornos especiais As ceacutelulas satildeo obtidas por corte das barras em forma de pastilhas finas (04 ndash
05 mm2 de espessura) A sua eficiecircncia na conversatildeo da radiaccedilatildeo solar em eletricidade eacute
superior a 12
Fig 4 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio monocristalina
17
- Ceacutelulas de siliacutecio policristalino
Estas ceacutelulas satildeo produzidas a partir de blocos de siliacutecio obtidos por fusatildeo de siliacutecio puro em
moldes especiais Uma vez nos moldes o siliacutecio arrefece lentamente e solidifica-se Neste
processo os aacutetomos natildeo se organizam num uacutenico cristal Forma-se uma estrutura
policristalina com superfiacutecies de separaccedilatildeo entre os cristais A sua eficiecircncia na conversatildeo de
luz solar em eletricidade eacute ligeiramente menor do que nas de siliacutecio monocristalino
Fig 5 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio policristalina
18
- Ceacutelula de siliacutecio amorfo
Estas ceacutelulas satildeo obtidas por meio da deposiccedilatildeo de camadas finas de siliacutecio sobre superfiacutecies
de vidro ou metal A sua eficiecircncia na conversatildeo de luz solar em eletricidade varia entre os
5 e os 7
Fig 6 - Estrutura de ceacutelula de siliacutecio amorfo
19
Tipos de paineacuteis fotovoltaicos
- Paineacuteis de pequena potecircncia
Apresentam baixa potecircncia de 1 a 10W satildeo constituiacutedos por pequenos segmentos de siliacutecio
amorfo com uma superfiacutecie na sua totalidade em centiacutemetros quadrados A voltagem
encontra-se entre 15 e 6V e a potecircncia eacute cerca de alguns mili-watts Estes pequenos paineacuteis
tecircm de 1-10W e 3-12V Os pequenos paineacuteis tecircm aplicaccedilatildeo em raacutedios jogos pequenas
bombas de aacutegua reloacutegios calculadoras etchellip
Fig 7 - Painel Fotovoltaico de pequena potecircncia
20
- Paineacuteis de meacutedia potecircncia
Este tipo de painel tem aplicaccedilatildeo na eletrificaccedilatildeo rural bombagem de aacutegua e irrigaccedilatildeo
abastecimento de cargas domeacutesticas em locais remotos sem rede e a produccedilatildeo descentralizada
ligada agrave rede
Fig 8 - Paineacuteis fotovoltaicos de meacutedia potecircncia
21
- Paineacuteis de grande potecircncia
Apresentam potecircncia de 10-60W com uma tensatildeo de 6 ou 12V Tendo aplicaccedilatildeo em grandes
bombas de aacutegua para responder agraves necessidades de eletricidade em casas e caravanas
Fig 9- Paineacuteis de grande potecircncia
22
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie
Ligaccedilatildeo em paralelo
Dois paineacuteis fotovoltaicos com mesma voltagem e potecircncia apresentando uma conexatildeo muito
faacutecil
Processo de montagem do sistema que podem ver na figura ligar o terminal positivo de um
painel ao polo positivo do outro e ligar o terminal negativo de um painel ao terminal negativo
do outro Em seacuterie para cada um dos paineacuteis insere-se um diacuteodo de bloqueio para seguranccedila
O diacuteodo de bloqueio tem a funccedilatildeo de proteger toda a cadeia de falhas ou possiacuteveis curtos-
circuitos que podem ocorrer nos paineacuteis
Este tipo de ligaccedilatildeo apresenta alguns pontos
importantes como
- Colocaccedilatildeo dos paineacuteis um ao lado do outro
estando corretamente direcionados para o sol com a
mesma angulaccedilatildeo
- Escolha de uma secccedilatildeo apropriada do cabo (fio
condutor) de ligaccedilatildeo eleacutetrica de acordo com a
distacircncia dos paineacuteis
- Utilizaccedilatildeo de caixas de junccedilotildees para ligar
ordenadamente entre os terminais dos paineacuteis
Fig 10- Ligaccedilatildeo em paralelo
23
- Ligaccedilatildeo em seacuterie
Dois ou mas paineacuteis de mesma corrente e poder se pretendemos aumentar a tensatildeo a este
tipo de ligaccedilatildeo eacute o mais adequado
Num sistema fotovoltaico quando maior
for a tensatildeo do sistema menor seratildeo as
perdas de energia aos longos dos cabos
O processo de montagem do sistema
como podem ver na figura ligar o
terminal positivo de um painel para o
terminal negativo do outro encontrando
uma duplicaccedilatildeo da tensatildeo de saiacuteda e
mantendo a corrente inalterada
O diacuteodo de bypass (diacuteodo Schottky) tem
a funccedilatildeo de suportar a corrente dos
paineacuteis e que tecircm uma tensatildeo de limiar
muito baixo A tensatildeo mais baixa
do limiar e da dissipaccedilatildeo inferior agrave
corrente no diacuteodo
Fig 11- Ligaccedilotildees em seacuterie
24
Aplicaccedilotildees dos paineacuteis fotovoltaicos
Os paineacuteis fotovoltaicos apresentam grandes vantagens na sua utilizaccedilatildeo devido agrave captaccedilatildeo
da energia solar sendo esta energia inesgotaacutevel e renovaacutevel
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em diversos aparelhos como
- Eletrificaccedilatildeo rural
- Equipamentos eletroacutenicos (Sinalizadores Embarcaccedilotildees Boias mariacutetimas hellip)
- Sinalizaccedilatildeo ferroviaacuteria aeronaacuteutica e naacuteutica
- Sistemas de seguranccedila
- Sistemas de telecomunicaccedilotildees
- Iluminaccedilatildeo puacuteblica
- Iluminaccedilatildeo de emergecircncia em preacutedios hospitais residecircncias faacutebricas
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
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Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
9
Contextualizaccedilatildeo Radiacircncia Mundial
Radiacircncia solar no mundo onde se verifica que Portugal eacute dos paiacuteses mundiais com mais
kwh por m2
10
Radiacircncia Europeia
Radiacircncia solar na Europa Portugal eacute o paiacutes com mais kwh por m2 na zona europeia
11
Radiacircncia Nacional e Regional
Santareacutem
12
Introduccedilatildeo
Painel Fotovoltaico O painel fotovoltaico eacute um dispositivo optoelectroacutenico composto por ceacutelulas fotovoltaicas
O painel eacute composto por cerca de 60 ceacutelulas policristalino fotovoltaicas feitas de um material
semicristalino (siliacutecio) apresentando um revestimento de cor preta e encontrando-se ligadas
em seacuterie As ceacutelulas fotovoltaicas tecircm a capacidade de captar as radiaccedilotildees solares
convertendo essa energia em energia eleacutetrica
fig 1 ndash Painel Fotovoltaico
13
Componentes de painel fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- A cobertura transparente
- A carcaccedila
Componentes de um sistema fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- Aa bateria
- O regulador de carga
- O inversor
- Outros dispositivos
Princiacutepio do funcionamento do painel fotovoltaico A camada superior de siliacutecio leva um tratamento especial de forma a ter a carga eleacutetrica
negativa (siliacutecio tipo-n) e a camada inferior eacute tratada de modo a ter a carga eleacutetrica positiva
(siliacutecio tipo-p)
Devido aos tratamentos a camada superior fica rica em eletrotildees e a camada inferior fica pobre
em eletrotildees
Estas duas camadas satildeo separadas por uma junccedilatildeo eletricamente carregada que deixa apenas
que os eletrotildees transitem da camada inferior para a superior
14
Quando a luz ilumina o painel FV parte dos fototildees satildeo absorvidos pelas camadas de siliacutecio
causando a libertaccedilatildeo de alguns eletrotildees Quanto maior a intensidade da luz aplicada maior o
nuacutemero de eletrotildees libertados Uma fraccedilatildeo dos eletrotildees libertos atinge a superfiacutecie do painel
onde o circuito eleacutetrico externo os recolhe e conduz agrave carga anexa (lacircmpada bateria sistema
de bombagem etc) Um outro cabo que parte da carga e a liga agrave parte posterior do painel
traz de volta os eletrotildees para que estes se fixem na camada inferior de siliacutecio e fiquem agrave
espera do proacuteximo fotatildeo
Estrutura das ceacutelulas
fotovoltaicas
Fig 2 ndash Funcionamento do painel fotovoltaico
15
fig 3 ndash Estrutura das ceacutelulas
16
Tipos de ceacutelulas fotovoltaicas - Ceacutelulas de siliacutecio monocristalinas
Esta ceacutelula obteacutem-se a partir de barras ciliacutendricas de siliacutecio monocristalino produzido em
fornos especiais As ceacutelulas satildeo obtidas por corte das barras em forma de pastilhas finas (04 ndash
05 mm2 de espessura) A sua eficiecircncia na conversatildeo da radiaccedilatildeo solar em eletricidade eacute
superior a 12
Fig 4 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio monocristalina
17
- Ceacutelulas de siliacutecio policristalino
Estas ceacutelulas satildeo produzidas a partir de blocos de siliacutecio obtidos por fusatildeo de siliacutecio puro em
moldes especiais Uma vez nos moldes o siliacutecio arrefece lentamente e solidifica-se Neste
processo os aacutetomos natildeo se organizam num uacutenico cristal Forma-se uma estrutura
policristalina com superfiacutecies de separaccedilatildeo entre os cristais A sua eficiecircncia na conversatildeo de
luz solar em eletricidade eacute ligeiramente menor do que nas de siliacutecio monocristalino
Fig 5 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio policristalina
18
- Ceacutelula de siliacutecio amorfo
Estas ceacutelulas satildeo obtidas por meio da deposiccedilatildeo de camadas finas de siliacutecio sobre superfiacutecies
de vidro ou metal A sua eficiecircncia na conversatildeo de luz solar em eletricidade varia entre os
5 e os 7
Fig 6 - Estrutura de ceacutelula de siliacutecio amorfo
19
Tipos de paineacuteis fotovoltaicos
- Paineacuteis de pequena potecircncia
Apresentam baixa potecircncia de 1 a 10W satildeo constituiacutedos por pequenos segmentos de siliacutecio
amorfo com uma superfiacutecie na sua totalidade em centiacutemetros quadrados A voltagem
encontra-se entre 15 e 6V e a potecircncia eacute cerca de alguns mili-watts Estes pequenos paineacuteis
tecircm de 1-10W e 3-12V Os pequenos paineacuteis tecircm aplicaccedilatildeo em raacutedios jogos pequenas
bombas de aacutegua reloacutegios calculadoras etchellip
Fig 7 - Painel Fotovoltaico de pequena potecircncia
20
- Paineacuteis de meacutedia potecircncia
Este tipo de painel tem aplicaccedilatildeo na eletrificaccedilatildeo rural bombagem de aacutegua e irrigaccedilatildeo
abastecimento de cargas domeacutesticas em locais remotos sem rede e a produccedilatildeo descentralizada
ligada agrave rede
Fig 8 - Paineacuteis fotovoltaicos de meacutedia potecircncia
21
- Paineacuteis de grande potecircncia
Apresentam potecircncia de 10-60W com uma tensatildeo de 6 ou 12V Tendo aplicaccedilatildeo em grandes
bombas de aacutegua para responder agraves necessidades de eletricidade em casas e caravanas
Fig 9- Paineacuteis de grande potecircncia
22
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie
Ligaccedilatildeo em paralelo
Dois paineacuteis fotovoltaicos com mesma voltagem e potecircncia apresentando uma conexatildeo muito
faacutecil
Processo de montagem do sistema que podem ver na figura ligar o terminal positivo de um
painel ao polo positivo do outro e ligar o terminal negativo de um painel ao terminal negativo
do outro Em seacuterie para cada um dos paineacuteis insere-se um diacuteodo de bloqueio para seguranccedila
O diacuteodo de bloqueio tem a funccedilatildeo de proteger toda a cadeia de falhas ou possiacuteveis curtos-
circuitos que podem ocorrer nos paineacuteis
Este tipo de ligaccedilatildeo apresenta alguns pontos
importantes como
- Colocaccedilatildeo dos paineacuteis um ao lado do outro
estando corretamente direcionados para o sol com a
mesma angulaccedilatildeo
- Escolha de uma secccedilatildeo apropriada do cabo (fio
condutor) de ligaccedilatildeo eleacutetrica de acordo com a
distacircncia dos paineacuteis
- Utilizaccedilatildeo de caixas de junccedilotildees para ligar
ordenadamente entre os terminais dos paineacuteis
Fig 10- Ligaccedilatildeo em paralelo
23
- Ligaccedilatildeo em seacuterie
Dois ou mas paineacuteis de mesma corrente e poder se pretendemos aumentar a tensatildeo a este
tipo de ligaccedilatildeo eacute o mais adequado
Num sistema fotovoltaico quando maior
for a tensatildeo do sistema menor seratildeo as
perdas de energia aos longos dos cabos
O processo de montagem do sistema
como podem ver na figura ligar o
terminal positivo de um painel para o
terminal negativo do outro encontrando
uma duplicaccedilatildeo da tensatildeo de saiacuteda e
mantendo a corrente inalterada
O diacuteodo de bypass (diacuteodo Schottky) tem
a funccedilatildeo de suportar a corrente dos
paineacuteis e que tecircm uma tensatildeo de limiar
muito baixo A tensatildeo mais baixa
do limiar e da dissipaccedilatildeo inferior agrave
corrente no diacuteodo
Fig 11- Ligaccedilotildees em seacuterie
24
Aplicaccedilotildees dos paineacuteis fotovoltaicos
Os paineacuteis fotovoltaicos apresentam grandes vantagens na sua utilizaccedilatildeo devido agrave captaccedilatildeo
da energia solar sendo esta energia inesgotaacutevel e renovaacutevel
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em diversos aparelhos como
- Eletrificaccedilatildeo rural
- Equipamentos eletroacutenicos (Sinalizadores Embarcaccedilotildees Boias mariacutetimas hellip)
- Sinalizaccedilatildeo ferroviaacuteria aeronaacuteutica e naacuteutica
- Sistemas de seguranccedila
- Sistemas de telecomunicaccedilotildees
- Iluminaccedilatildeo puacuteblica
- Iluminaccedilatildeo de emergecircncia em preacutedios hospitais residecircncias faacutebricas
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
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e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
10
Radiacircncia Europeia
Radiacircncia solar na Europa Portugal eacute o paiacutes com mais kwh por m2 na zona europeia
11
Radiacircncia Nacional e Regional
Santareacutem
12
Introduccedilatildeo
Painel Fotovoltaico O painel fotovoltaico eacute um dispositivo optoelectroacutenico composto por ceacutelulas fotovoltaicas
O painel eacute composto por cerca de 60 ceacutelulas policristalino fotovoltaicas feitas de um material
semicristalino (siliacutecio) apresentando um revestimento de cor preta e encontrando-se ligadas
em seacuterie As ceacutelulas fotovoltaicas tecircm a capacidade de captar as radiaccedilotildees solares
convertendo essa energia em energia eleacutetrica
fig 1 ndash Painel Fotovoltaico
13
Componentes de painel fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- A cobertura transparente
- A carcaccedila
Componentes de um sistema fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- Aa bateria
- O regulador de carga
- O inversor
- Outros dispositivos
Princiacutepio do funcionamento do painel fotovoltaico A camada superior de siliacutecio leva um tratamento especial de forma a ter a carga eleacutetrica
negativa (siliacutecio tipo-n) e a camada inferior eacute tratada de modo a ter a carga eleacutetrica positiva
(siliacutecio tipo-p)
Devido aos tratamentos a camada superior fica rica em eletrotildees e a camada inferior fica pobre
em eletrotildees
Estas duas camadas satildeo separadas por uma junccedilatildeo eletricamente carregada que deixa apenas
que os eletrotildees transitem da camada inferior para a superior
14
Quando a luz ilumina o painel FV parte dos fototildees satildeo absorvidos pelas camadas de siliacutecio
causando a libertaccedilatildeo de alguns eletrotildees Quanto maior a intensidade da luz aplicada maior o
nuacutemero de eletrotildees libertados Uma fraccedilatildeo dos eletrotildees libertos atinge a superfiacutecie do painel
onde o circuito eleacutetrico externo os recolhe e conduz agrave carga anexa (lacircmpada bateria sistema
de bombagem etc) Um outro cabo que parte da carga e a liga agrave parte posterior do painel
traz de volta os eletrotildees para que estes se fixem na camada inferior de siliacutecio e fiquem agrave
espera do proacuteximo fotatildeo
Estrutura das ceacutelulas
fotovoltaicas
Fig 2 ndash Funcionamento do painel fotovoltaico
15
fig 3 ndash Estrutura das ceacutelulas
16
Tipos de ceacutelulas fotovoltaicas - Ceacutelulas de siliacutecio monocristalinas
Esta ceacutelula obteacutem-se a partir de barras ciliacutendricas de siliacutecio monocristalino produzido em
fornos especiais As ceacutelulas satildeo obtidas por corte das barras em forma de pastilhas finas (04 ndash
05 mm2 de espessura) A sua eficiecircncia na conversatildeo da radiaccedilatildeo solar em eletricidade eacute
superior a 12
Fig 4 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio monocristalina
17
- Ceacutelulas de siliacutecio policristalino
Estas ceacutelulas satildeo produzidas a partir de blocos de siliacutecio obtidos por fusatildeo de siliacutecio puro em
moldes especiais Uma vez nos moldes o siliacutecio arrefece lentamente e solidifica-se Neste
processo os aacutetomos natildeo se organizam num uacutenico cristal Forma-se uma estrutura
policristalina com superfiacutecies de separaccedilatildeo entre os cristais A sua eficiecircncia na conversatildeo de
luz solar em eletricidade eacute ligeiramente menor do que nas de siliacutecio monocristalino
Fig 5 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio policristalina
18
- Ceacutelula de siliacutecio amorfo
Estas ceacutelulas satildeo obtidas por meio da deposiccedilatildeo de camadas finas de siliacutecio sobre superfiacutecies
de vidro ou metal A sua eficiecircncia na conversatildeo de luz solar em eletricidade varia entre os
5 e os 7
Fig 6 - Estrutura de ceacutelula de siliacutecio amorfo
19
Tipos de paineacuteis fotovoltaicos
- Paineacuteis de pequena potecircncia
Apresentam baixa potecircncia de 1 a 10W satildeo constituiacutedos por pequenos segmentos de siliacutecio
amorfo com uma superfiacutecie na sua totalidade em centiacutemetros quadrados A voltagem
encontra-se entre 15 e 6V e a potecircncia eacute cerca de alguns mili-watts Estes pequenos paineacuteis
tecircm de 1-10W e 3-12V Os pequenos paineacuteis tecircm aplicaccedilatildeo em raacutedios jogos pequenas
bombas de aacutegua reloacutegios calculadoras etchellip
Fig 7 - Painel Fotovoltaico de pequena potecircncia
20
- Paineacuteis de meacutedia potecircncia
Este tipo de painel tem aplicaccedilatildeo na eletrificaccedilatildeo rural bombagem de aacutegua e irrigaccedilatildeo
abastecimento de cargas domeacutesticas em locais remotos sem rede e a produccedilatildeo descentralizada
ligada agrave rede
Fig 8 - Paineacuteis fotovoltaicos de meacutedia potecircncia
21
- Paineacuteis de grande potecircncia
Apresentam potecircncia de 10-60W com uma tensatildeo de 6 ou 12V Tendo aplicaccedilatildeo em grandes
bombas de aacutegua para responder agraves necessidades de eletricidade em casas e caravanas
Fig 9- Paineacuteis de grande potecircncia
22
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie
Ligaccedilatildeo em paralelo
Dois paineacuteis fotovoltaicos com mesma voltagem e potecircncia apresentando uma conexatildeo muito
faacutecil
Processo de montagem do sistema que podem ver na figura ligar o terminal positivo de um
painel ao polo positivo do outro e ligar o terminal negativo de um painel ao terminal negativo
do outro Em seacuterie para cada um dos paineacuteis insere-se um diacuteodo de bloqueio para seguranccedila
O diacuteodo de bloqueio tem a funccedilatildeo de proteger toda a cadeia de falhas ou possiacuteveis curtos-
circuitos que podem ocorrer nos paineacuteis
Este tipo de ligaccedilatildeo apresenta alguns pontos
importantes como
- Colocaccedilatildeo dos paineacuteis um ao lado do outro
estando corretamente direcionados para o sol com a
mesma angulaccedilatildeo
- Escolha de uma secccedilatildeo apropriada do cabo (fio
condutor) de ligaccedilatildeo eleacutetrica de acordo com a
distacircncia dos paineacuteis
- Utilizaccedilatildeo de caixas de junccedilotildees para ligar
ordenadamente entre os terminais dos paineacuteis
Fig 10- Ligaccedilatildeo em paralelo
23
- Ligaccedilatildeo em seacuterie
Dois ou mas paineacuteis de mesma corrente e poder se pretendemos aumentar a tensatildeo a este
tipo de ligaccedilatildeo eacute o mais adequado
Num sistema fotovoltaico quando maior
for a tensatildeo do sistema menor seratildeo as
perdas de energia aos longos dos cabos
O processo de montagem do sistema
como podem ver na figura ligar o
terminal positivo de um painel para o
terminal negativo do outro encontrando
uma duplicaccedilatildeo da tensatildeo de saiacuteda e
mantendo a corrente inalterada
O diacuteodo de bypass (diacuteodo Schottky) tem
a funccedilatildeo de suportar a corrente dos
paineacuteis e que tecircm uma tensatildeo de limiar
muito baixo A tensatildeo mais baixa
do limiar e da dissipaccedilatildeo inferior agrave
corrente no diacuteodo
Fig 11- Ligaccedilotildees em seacuterie
24
Aplicaccedilotildees dos paineacuteis fotovoltaicos
Os paineacuteis fotovoltaicos apresentam grandes vantagens na sua utilizaccedilatildeo devido agrave captaccedilatildeo
da energia solar sendo esta energia inesgotaacutevel e renovaacutevel
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em diversos aparelhos como
- Eletrificaccedilatildeo rural
- Equipamentos eletroacutenicos (Sinalizadores Embarcaccedilotildees Boias mariacutetimas hellip)
- Sinalizaccedilatildeo ferroviaacuteria aeronaacuteutica e naacuteutica
- Sistemas de seguranccedila
- Sistemas de telecomunicaccedilotildees
- Iluminaccedilatildeo puacuteblica
- Iluminaccedilatildeo de emergecircncia em preacutedios hospitais residecircncias faacutebricas
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
11
Radiacircncia Nacional e Regional
Santareacutem
12
Introduccedilatildeo
Painel Fotovoltaico O painel fotovoltaico eacute um dispositivo optoelectroacutenico composto por ceacutelulas fotovoltaicas
O painel eacute composto por cerca de 60 ceacutelulas policristalino fotovoltaicas feitas de um material
semicristalino (siliacutecio) apresentando um revestimento de cor preta e encontrando-se ligadas
em seacuterie As ceacutelulas fotovoltaicas tecircm a capacidade de captar as radiaccedilotildees solares
convertendo essa energia em energia eleacutetrica
fig 1 ndash Painel Fotovoltaico
13
Componentes de painel fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- A cobertura transparente
- A carcaccedila
Componentes de um sistema fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- Aa bateria
- O regulador de carga
- O inversor
- Outros dispositivos
Princiacutepio do funcionamento do painel fotovoltaico A camada superior de siliacutecio leva um tratamento especial de forma a ter a carga eleacutetrica
negativa (siliacutecio tipo-n) e a camada inferior eacute tratada de modo a ter a carga eleacutetrica positiva
(siliacutecio tipo-p)
Devido aos tratamentos a camada superior fica rica em eletrotildees e a camada inferior fica pobre
em eletrotildees
Estas duas camadas satildeo separadas por uma junccedilatildeo eletricamente carregada que deixa apenas
que os eletrotildees transitem da camada inferior para a superior
14
Quando a luz ilumina o painel FV parte dos fototildees satildeo absorvidos pelas camadas de siliacutecio
causando a libertaccedilatildeo de alguns eletrotildees Quanto maior a intensidade da luz aplicada maior o
nuacutemero de eletrotildees libertados Uma fraccedilatildeo dos eletrotildees libertos atinge a superfiacutecie do painel
onde o circuito eleacutetrico externo os recolhe e conduz agrave carga anexa (lacircmpada bateria sistema
de bombagem etc) Um outro cabo que parte da carga e a liga agrave parte posterior do painel
traz de volta os eletrotildees para que estes se fixem na camada inferior de siliacutecio e fiquem agrave
espera do proacuteximo fotatildeo
Estrutura das ceacutelulas
fotovoltaicas
Fig 2 ndash Funcionamento do painel fotovoltaico
15
fig 3 ndash Estrutura das ceacutelulas
16
Tipos de ceacutelulas fotovoltaicas - Ceacutelulas de siliacutecio monocristalinas
Esta ceacutelula obteacutem-se a partir de barras ciliacutendricas de siliacutecio monocristalino produzido em
fornos especiais As ceacutelulas satildeo obtidas por corte das barras em forma de pastilhas finas (04 ndash
05 mm2 de espessura) A sua eficiecircncia na conversatildeo da radiaccedilatildeo solar em eletricidade eacute
superior a 12
Fig 4 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio monocristalina
17
- Ceacutelulas de siliacutecio policristalino
Estas ceacutelulas satildeo produzidas a partir de blocos de siliacutecio obtidos por fusatildeo de siliacutecio puro em
moldes especiais Uma vez nos moldes o siliacutecio arrefece lentamente e solidifica-se Neste
processo os aacutetomos natildeo se organizam num uacutenico cristal Forma-se uma estrutura
policristalina com superfiacutecies de separaccedilatildeo entre os cristais A sua eficiecircncia na conversatildeo de
luz solar em eletricidade eacute ligeiramente menor do que nas de siliacutecio monocristalino
Fig 5 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio policristalina
18
- Ceacutelula de siliacutecio amorfo
Estas ceacutelulas satildeo obtidas por meio da deposiccedilatildeo de camadas finas de siliacutecio sobre superfiacutecies
de vidro ou metal A sua eficiecircncia na conversatildeo de luz solar em eletricidade varia entre os
5 e os 7
Fig 6 - Estrutura de ceacutelula de siliacutecio amorfo
19
Tipos de paineacuteis fotovoltaicos
- Paineacuteis de pequena potecircncia
Apresentam baixa potecircncia de 1 a 10W satildeo constituiacutedos por pequenos segmentos de siliacutecio
amorfo com uma superfiacutecie na sua totalidade em centiacutemetros quadrados A voltagem
encontra-se entre 15 e 6V e a potecircncia eacute cerca de alguns mili-watts Estes pequenos paineacuteis
tecircm de 1-10W e 3-12V Os pequenos paineacuteis tecircm aplicaccedilatildeo em raacutedios jogos pequenas
bombas de aacutegua reloacutegios calculadoras etchellip
Fig 7 - Painel Fotovoltaico de pequena potecircncia
20
- Paineacuteis de meacutedia potecircncia
Este tipo de painel tem aplicaccedilatildeo na eletrificaccedilatildeo rural bombagem de aacutegua e irrigaccedilatildeo
abastecimento de cargas domeacutesticas em locais remotos sem rede e a produccedilatildeo descentralizada
ligada agrave rede
Fig 8 - Paineacuteis fotovoltaicos de meacutedia potecircncia
21
- Paineacuteis de grande potecircncia
Apresentam potecircncia de 10-60W com uma tensatildeo de 6 ou 12V Tendo aplicaccedilatildeo em grandes
bombas de aacutegua para responder agraves necessidades de eletricidade em casas e caravanas
Fig 9- Paineacuteis de grande potecircncia
22
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie
Ligaccedilatildeo em paralelo
Dois paineacuteis fotovoltaicos com mesma voltagem e potecircncia apresentando uma conexatildeo muito
faacutecil
Processo de montagem do sistema que podem ver na figura ligar o terminal positivo de um
painel ao polo positivo do outro e ligar o terminal negativo de um painel ao terminal negativo
do outro Em seacuterie para cada um dos paineacuteis insere-se um diacuteodo de bloqueio para seguranccedila
O diacuteodo de bloqueio tem a funccedilatildeo de proteger toda a cadeia de falhas ou possiacuteveis curtos-
circuitos que podem ocorrer nos paineacuteis
Este tipo de ligaccedilatildeo apresenta alguns pontos
importantes como
- Colocaccedilatildeo dos paineacuteis um ao lado do outro
estando corretamente direcionados para o sol com a
mesma angulaccedilatildeo
- Escolha de uma secccedilatildeo apropriada do cabo (fio
condutor) de ligaccedilatildeo eleacutetrica de acordo com a
distacircncia dos paineacuteis
- Utilizaccedilatildeo de caixas de junccedilotildees para ligar
ordenadamente entre os terminais dos paineacuteis
Fig 10- Ligaccedilatildeo em paralelo
23
- Ligaccedilatildeo em seacuterie
Dois ou mas paineacuteis de mesma corrente e poder se pretendemos aumentar a tensatildeo a este
tipo de ligaccedilatildeo eacute o mais adequado
Num sistema fotovoltaico quando maior
for a tensatildeo do sistema menor seratildeo as
perdas de energia aos longos dos cabos
O processo de montagem do sistema
como podem ver na figura ligar o
terminal positivo de um painel para o
terminal negativo do outro encontrando
uma duplicaccedilatildeo da tensatildeo de saiacuteda e
mantendo a corrente inalterada
O diacuteodo de bypass (diacuteodo Schottky) tem
a funccedilatildeo de suportar a corrente dos
paineacuteis e que tecircm uma tensatildeo de limiar
muito baixo A tensatildeo mais baixa
do limiar e da dissipaccedilatildeo inferior agrave
corrente no diacuteodo
Fig 11- Ligaccedilotildees em seacuterie
24
Aplicaccedilotildees dos paineacuteis fotovoltaicos
Os paineacuteis fotovoltaicos apresentam grandes vantagens na sua utilizaccedilatildeo devido agrave captaccedilatildeo
da energia solar sendo esta energia inesgotaacutevel e renovaacutevel
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em diversos aparelhos como
- Eletrificaccedilatildeo rural
- Equipamentos eletroacutenicos (Sinalizadores Embarcaccedilotildees Boias mariacutetimas hellip)
- Sinalizaccedilatildeo ferroviaacuteria aeronaacuteutica e naacuteutica
- Sistemas de seguranccedila
- Sistemas de telecomunicaccedilotildees
- Iluminaccedilatildeo puacuteblica
- Iluminaccedilatildeo de emergecircncia em preacutedios hospitais residecircncias faacutebricas
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
12
Introduccedilatildeo
Painel Fotovoltaico O painel fotovoltaico eacute um dispositivo optoelectroacutenico composto por ceacutelulas fotovoltaicas
O painel eacute composto por cerca de 60 ceacutelulas policristalino fotovoltaicas feitas de um material
semicristalino (siliacutecio) apresentando um revestimento de cor preta e encontrando-se ligadas
em seacuterie As ceacutelulas fotovoltaicas tecircm a capacidade de captar as radiaccedilotildees solares
convertendo essa energia em energia eleacutetrica
fig 1 ndash Painel Fotovoltaico
13
Componentes de painel fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- A cobertura transparente
- A carcaccedila
Componentes de um sistema fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- Aa bateria
- O regulador de carga
- O inversor
- Outros dispositivos
Princiacutepio do funcionamento do painel fotovoltaico A camada superior de siliacutecio leva um tratamento especial de forma a ter a carga eleacutetrica
negativa (siliacutecio tipo-n) e a camada inferior eacute tratada de modo a ter a carga eleacutetrica positiva
(siliacutecio tipo-p)
Devido aos tratamentos a camada superior fica rica em eletrotildees e a camada inferior fica pobre
em eletrotildees
Estas duas camadas satildeo separadas por uma junccedilatildeo eletricamente carregada que deixa apenas
que os eletrotildees transitem da camada inferior para a superior
14
Quando a luz ilumina o painel FV parte dos fototildees satildeo absorvidos pelas camadas de siliacutecio
causando a libertaccedilatildeo de alguns eletrotildees Quanto maior a intensidade da luz aplicada maior o
nuacutemero de eletrotildees libertados Uma fraccedilatildeo dos eletrotildees libertos atinge a superfiacutecie do painel
onde o circuito eleacutetrico externo os recolhe e conduz agrave carga anexa (lacircmpada bateria sistema
de bombagem etc) Um outro cabo que parte da carga e a liga agrave parte posterior do painel
traz de volta os eletrotildees para que estes se fixem na camada inferior de siliacutecio e fiquem agrave
espera do proacuteximo fotatildeo
Estrutura das ceacutelulas
fotovoltaicas
Fig 2 ndash Funcionamento do painel fotovoltaico
15
fig 3 ndash Estrutura das ceacutelulas
16
Tipos de ceacutelulas fotovoltaicas - Ceacutelulas de siliacutecio monocristalinas
Esta ceacutelula obteacutem-se a partir de barras ciliacutendricas de siliacutecio monocristalino produzido em
fornos especiais As ceacutelulas satildeo obtidas por corte das barras em forma de pastilhas finas (04 ndash
05 mm2 de espessura) A sua eficiecircncia na conversatildeo da radiaccedilatildeo solar em eletricidade eacute
superior a 12
Fig 4 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio monocristalina
17
- Ceacutelulas de siliacutecio policristalino
Estas ceacutelulas satildeo produzidas a partir de blocos de siliacutecio obtidos por fusatildeo de siliacutecio puro em
moldes especiais Uma vez nos moldes o siliacutecio arrefece lentamente e solidifica-se Neste
processo os aacutetomos natildeo se organizam num uacutenico cristal Forma-se uma estrutura
policristalina com superfiacutecies de separaccedilatildeo entre os cristais A sua eficiecircncia na conversatildeo de
luz solar em eletricidade eacute ligeiramente menor do que nas de siliacutecio monocristalino
Fig 5 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio policristalina
18
- Ceacutelula de siliacutecio amorfo
Estas ceacutelulas satildeo obtidas por meio da deposiccedilatildeo de camadas finas de siliacutecio sobre superfiacutecies
de vidro ou metal A sua eficiecircncia na conversatildeo de luz solar em eletricidade varia entre os
5 e os 7
Fig 6 - Estrutura de ceacutelula de siliacutecio amorfo
19
Tipos de paineacuteis fotovoltaicos
- Paineacuteis de pequena potecircncia
Apresentam baixa potecircncia de 1 a 10W satildeo constituiacutedos por pequenos segmentos de siliacutecio
amorfo com uma superfiacutecie na sua totalidade em centiacutemetros quadrados A voltagem
encontra-se entre 15 e 6V e a potecircncia eacute cerca de alguns mili-watts Estes pequenos paineacuteis
tecircm de 1-10W e 3-12V Os pequenos paineacuteis tecircm aplicaccedilatildeo em raacutedios jogos pequenas
bombas de aacutegua reloacutegios calculadoras etchellip
Fig 7 - Painel Fotovoltaico de pequena potecircncia
20
- Paineacuteis de meacutedia potecircncia
Este tipo de painel tem aplicaccedilatildeo na eletrificaccedilatildeo rural bombagem de aacutegua e irrigaccedilatildeo
abastecimento de cargas domeacutesticas em locais remotos sem rede e a produccedilatildeo descentralizada
ligada agrave rede
Fig 8 - Paineacuteis fotovoltaicos de meacutedia potecircncia
21
- Paineacuteis de grande potecircncia
Apresentam potecircncia de 10-60W com uma tensatildeo de 6 ou 12V Tendo aplicaccedilatildeo em grandes
bombas de aacutegua para responder agraves necessidades de eletricidade em casas e caravanas
Fig 9- Paineacuteis de grande potecircncia
22
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie
Ligaccedilatildeo em paralelo
Dois paineacuteis fotovoltaicos com mesma voltagem e potecircncia apresentando uma conexatildeo muito
faacutecil
Processo de montagem do sistema que podem ver na figura ligar o terminal positivo de um
painel ao polo positivo do outro e ligar o terminal negativo de um painel ao terminal negativo
do outro Em seacuterie para cada um dos paineacuteis insere-se um diacuteodo de bloqueio para seguranccedila
O diacuteodo de bloqueio tem a funccedilatildeo de proteger toda a cadeia de falhas ou possiacuteveis curtos-
circuitos que podem ocorrer nos paineacuteis
Este tipo de ligaccedilatildeo apresenta alguns pontos
importantes como
- Colocaccedilatildeo dos paineacuteis um ao lado do outro
estando corretamente direcionados para o sol com a
mesma angulaccedilatildeo
- Escolha de uma secccedilatildeo apropriada do cabo (fio
condutor) de ligaccedilatildeo eleacutetrica de acordo com a
distacircncia dos paineacuteis
- Utilizaccedilatildeo de caixas de junccedilotildees para ligar
ordenadamente entre os terminais dos paineacuteis
Fig 10- Ligaccedilatildeo em paralelo
23
- Ligaccedilatildeo em seacuterie
Dois ou mas paineacuteis de mesma corrente e poder se pretendemos aumentar a tensatildeo a este
tipo de ligaccedilatildeo eacute o mais adequado
Num sistema fotovoltaico quando maior
for a tensatildeo do sistema menor seratildeo as
perdas de energia aos longos dos cabos
O processo de montagem do sistema
como podem ver na figura ligar o
terminal positivo de um painel para o
terminal negativo do outro encontrando
uma duplicaccedilatildeo da tensatildeo de saiacuteda e
mantendo a corrente inalterada
O diacuteodo de bypass (diacuteodo Schottky) tem
a funccedilatildeo de suportar a corrente dos
paineacuteis e que tecircm uma tensatildeo de limiar
muito baixo A tensatildeo mais baixa
do limiar e da dissipaccedilatildeo inferior agrave
corrente no diacuteodo
Fig 11- Ligaccedilotildees em seacuterie
24
Aplicaccedilotildees dos paineacuteis fotovoltaicos
Os paineacuteis fotovoltaicos apresentam grandes vantagens na sua utilizaccedilatildeo devido agrave captaccedilatildeo
da energia solar sendo esta energia inesgotaacutevel e renovaacutevel
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em diversos aparelhos como
- Eletrificaccedilatildeo rural
- Equipamentos eletroacutenicos (Sinalizadores Embarcaccedilotildees Boias mariacutetimas hellip)
- Sinalizaccedilatildeo ferroviaacuteria aeronaacuteutica e naacuteutica
- Sistemas de seguranccedila
- Sistemas de telecomunicaccedilotildees
- Iluminaccedilatildeo puacuteblica
- Iluminaccedilatildeo de emergecircncia em preacutedios hospitais residecircncias faacutebricas
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
13
Componentes de painel fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- A cobertura transparente
- A carcaccedila
Componentes de um sistema fotovoltaico
- As ceacutelulas fotovoltaicas
- Aa bateria
- O regulador de carga
- O inversor
- Outros dispositivos
Princiacutepio do funcionamento do painel fotovoltaico A camada superior de siliacutecio leva um tratamento especial de forma a ter a carga eleacutetrica
negativa (siliacutecio tipo-n) e a camada inferior eacute tratada de modo a ter a carga eleacutetrica positiva
(siliacutecio tipo-p)
Devido aos tratamentos a camada superior fica rica em eletrotildees e a camada inferior fica pobre
em eletrotildees
Estas duas camadas satildeo separadas por uma junccedilatildeo eletricamente carregada que deixa apenas
que os eletrotildees transitem da camada inferior para a superior
14
Quando a luz ilumina o painel FV parte dos fototildees satildeo absorvidos pelas camadas de siliacutecio
causando a libertaccedilatildeo de alguns eletrotildees Quanto maior a intensidade da luz aplicada maior o
nuacutemero de eletrotildees libertados Uma fraccedilatildeo dos eletrotildees libertos atinge a superfiacutecie do painel
onde o circuito eleacutetrico externo os recolhe e conduz agrave carga anexa (lacircmpada bateria sistema
de bombagem etc) Um outro cabo que parte da carga e a liga agrave parte posterior do painel
traz de volta os eletrotildees para que estes se fixem na camada inferior de siliacutecio e fiquem agrave
espera do proacuteximo fotatildeo
Estrutura das ceacutelulas
fotovoltaicas
Fig 2 ndash Funcionamento do painel fotovoltaico
15
fig 3 ndash Estrutura das ceacutelulas
16
Tipos de ceacutelulas fotovoltaicas - Ceacutelulas de siliacutecio monocristalinas
Esta ceacutelula obteacutem-se a partir de barras ciliacutendricas de siliacutecio monocristalino produzido em
fornos especiais As ceacutelulas satildeo obtidas por corte das barras em forma de pastilhas finas (04 ndash
05 mm2 de espessura) A sua eficiecircncia na conversatildeo da radiaccedilatildeo solar em eletricidade eacute
superior a 12
Fig 4 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio monocristalina
17
- Ceacutelulas de siliacutecio policristalino
Estas ceacutelulas satildeo produzidas a partir de blocos de siliacutecio obtidos por fusatildeo de siliacutecio puro em
moldes especiais Uma vez nos moldes o siliacutecio arrefece lentamente e solidifica-se Neste
processo os aacutetomos natildeo se organizam num uacutenico cristal Forma-se uma estrutura
policristalina com superfiacutecies de separaccedilatildeo entre os cristais A sua eficiecircncia na conversatildeo de
luz solar em eletricidade eacute ligeiramente menor do que nas de siliacutecio monocristalino
Fig 5 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio policristalina
18
- Ceacutelula de siliacutecio amorfo
Estas ceacutelulas satildeo obtidas por meio da deposiccedilatildeo de camadas finas de siliacutecio sobre superfiacutecies
de vidro ou metal A sua eficiecircncia na conversatildeo de luz solar em eletricidade varia entre os
5 e os 7
Fig 6 - Estrutura de ceacutelula de siliacutecio amorfo
19
Tipos de paineacuteis fotovoltaicos
- Paineacuteis de pequena potecircncia
Apresentam baixa potecircncia de 1 a 10W satildeo constituiacutedos por pequenos segmentos de siliacutecio
amorfo com uma superfiacutecie na sua totalidade em centiacutemetros quadrados A voltagem
encontra-se entre 15 e 6V e a potecircncia eacute cerca de alguns mili-watts Estes pequenos paineacuteis
tecircm de 1-10W e 3-12V Os pequenos paineacuteis tecircm aplicaccedilatildeo em raacutedios jogos pequenas
bombas de aacutegua reloacutegios calculadoras etchellip
Fig 7 - Painel Fotovoltaico de pequena potecircncia
20
- Paineacuteis de meacutedia potecircncia
Este tipo de painel tem aplicaccedilatildeo na eletrificaccedilatildeo rural bombagem de aacutegua e irrigaccedilatildeo
abastecimento de cargas domeacutesticas em locais remotos sem rede e a produccedilatildeo descentralizada
ligada agrave rede
Fig 8 - Paineacuteis fotovoltaicos de meacutedia potecircncia
21
- Paineacuteis de grande potecircncia
Apresentam potecircncia de 10-60W com uma tensatildeo de 6 ou 12V Tendo aplicaccedilatildeo em grandes
bombas de aacutegua para responder agraves necessidades de eletricidade em casas e caravanas
Fig 9- Paineacuteis de grande potecircncia
22
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie
Ligaccedilatildeo em paralelo
Dois paineacuteis fotovoltaicos com mesma voltagem e potecircncia apresentando uma conexatildeo muito
faacutecil
Processo de montagem do sistema que podem ver na figura ligar o terminal positivo de um
painel ao polo positivo do outro e ligar o terminal negativo de um painel ao terminal negativo
do outro Em seacuterie para cada um dos paineacuteis insere-se um diacuteodo de bloqueio para seguranccedila
O diacuteodo de bloqueio tem a funccedilatildeo de proteger toda a cadeia de falhas ou possiacuteveis curtos-
circuitos que podem ocorrer nos paineacuteis
Este tipo de ligaccedilatildeo apresenta alguns pontos
importantes como
- Colocaccedilatildeo dos paineacuteis um ao lado do outro
estando corretamente direcionados para o sol com a
mesma angulaccedilatildeo
- Escolha de uma secccedilatildeo apropriada do cabo (fio
condutor) de ligaccedilatildeo eleacutetrica de acordo com a
distacircncia dos paineacuteis
- Utilizaccedilatildeo de caixas de junccedilotildees para ligar
ordenadamente entre os terminais dos paineacuteis
Fig 10- Ligaccedilatildeo em paralelo
23
- Ligaccedilatildeo em seacuterie
Dois ou mas paineacuteis de mesma corrente e poder se pretendemos aumentar a tensatildeo a este
tipo de ligaccedilatildeo eacute o mais adequado
Num sistema fotovoltaico quando maior
for a tensatildeo do sistema menor seratildeo as
perdas de energia aos longos dos cabos
O processo de montagem do sistema
como podem ver na figura ligar o
terminal positivo de um painel para o
terminal negativo do outro encontrando
uma duplicaccedilatildeo da tensatildeo de saiacuteda e
mantendo a corrente inalterada
O diacuteodo de bypass (diacuteodo Schottky) tem
a funccedilatildeo de suportar a corrente dos
paineacuteis e que tecircm uma tensatildeo de limiar
muito baixo A tensatildeo mais baixa
do limiar e da dissipaccedilatildeo inferior agrave
corrente no diacuteodo
Fig 11- Ligaccedilotildees em seacuterie
24
Aplicaccedilotildees dos paineacuteis fotovoltaicos
Os paineacuteis fotovoltaicos apresentam grandes vantagens na sua utilizaccedilatildeo devido agrave captaccedilatildeo
da energia solar sendo esta energia inesgotaacutevel e renovaacutevel
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em diversos aparelhos como
- Eletrificaccedilatildeo rural
- Equipamentos eletroacutenicos (Sinalizadores Embarcaccedilotildees Boias mariacutetimas hellip)
- Sinalizaccedilatildeo ferroviaacuteria aeronaacuteutica e naacuteutica
- Sistemas de seguranccedila
- Sistemas de telecomunicaccedilotildees
- Iluminaccedilatildeo puacuteblica
- Iluminaccedilatildeo de emergecircncia em preacutedios hospitais residecircncias faacutebricas
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
14
Quando a luz ilumina o painel FV parte dos fototildees satildeo absorvidos pelas camadas de siliacutecio
causando a libertaccedilatildeo de alguns eletrotildees Quanto maior a intensidade da luz aplicada maior o
nuacutemero de eletrotildees libertados Uma fraccedilatildeo dos eletrotildees libertos atinge a superfiacutecie do painel
onde o circuito eleacutetrico externo os recolhe e conduz agrave carga anexa (lacircmpada bateria sistema
de bombagem etc) Um outro cabo que parte da carga e a liga agrave parte posterior do painel
traz de volta os eletrotildees para que estes se fixem na camada inferior de siliacutecio e fiquem agrave
espera do proacuteximo fotatildeo
Estrutura das ceacutelulas
fotovoltaicas
Fig 2 ndash Funcionamento do painel fotovoltaico
15
fig 3 ndash Estrutura das ceacutelulas
16
Tipos de ceacutelulas fotovoltaicas - Ceacutelulas de siliacutecio monocristalinas
Esta ceacutelula obteacutem-se a partir de barras ciliacutendricas de siliacutecio monocristalino produzido em
fornos especiais As ceacutelulas satildeo obtidas por corte das barras em forma de pastilhas finas (04 ndash
05 mm2 de espessura) A sua eficiecircncia na conversatildeo da radiaccedilatildeo solar em eletricidade eacute
superior a 12
Fig 4 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio monocristalina
17
- Ceacutelulas de siliacutecio policristalino
Estas ceacutelulas satildeo produzidas a partir de blocos de siliacutecio obtidos por fusatildeo de siliacutecio puro em
moldes especiais Uma vez nos moldes o siliacutecio arrefece lentamente e solidifica-se Neste
processo os aacutetomos natildeo se organizam num uacutenico cristal Forma-se uma estrutura
policristalina com superfiacutecies de separaccedilatildeo entre os cristais A sua eficiecircncia na conversatildeo de
luz solar em eletricidade eacute ligeiramente menor do que nas de siliacutecio monocristalino
Fig 5 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio policristalina
18
- Ceacutelula de siliacutecio amorfo
Estas ceacutelulas satildeo obtidas por meio da deposiccedilatildeo de camadas finas de siliacutecio sobre superfiacutecies
de vidro ou metal A sua eficiecircncia na conversatildeo de luz solar em eletricidade varia entre os
5 e os 7
Fig 6 - Estrutura de ceacutelula de siliacutecio amorfo
19
Tipos de paineacuteis fotovoltaicos
- Paineacuteis de pequena potecircncia
Apresentam baixa potecircncia de 1 a 10W satildeo constituiacutedos por pequenos segmentos de siliacutecio
amorfo com uma superfiacutecie na sua totalidade em centiacutemetros quadrados A voltagem
encontra-se entre 15 e 6V e a potecircncia eacute cerca de alguns mili-watts Estes pequenos paineacuteis
tecircm de 1-10W e 3-12V Os pequenos paineacuteis tecircm aplicaccedilatildeo em raacutedios jogos pequenas
bombas de aacutegua reloacutegios calculadoras etchellip
Fig 7 - Painel Fotovoltaico de pequena potecircncia
20
- Paineacuteis de meacutedia potecircncia
Este tipo de painel tem aplicaccedilatildeo na eletrificaccedilatildeo rural bombagem de aacutegua e irrigaccedilatildeo
abastecimento de cargas domeacutesticas em locais remotos sem rede e a produccedilatildeo descentralizada
ligada agrave rede
Fig 8 - Paineacuteis fotovoltaicos de meacutedia potecircncia
21
- Paineacuteis de grande potecircncia
Apresentam potecircncia de 10-60W com uma tensatildeo de 6 ou 12V Tendo aplicaccedilatildeo em grandes
bombas de aacutegua para responder agraves necessidades de eletricidade em casas e caravanas
Fig 9- Paineacuteis de grande potecircncia
22
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie
Ligaccedilatildeo em paralelo
Dois paineacuteis fotovoltaicos com mesma voltagem e potecircncia apresentando uma conexatildeo muito
faacutecil
Processo de montagem do sistema que podem ver na figura ligar o terminal positivo de um
painel ao polo positivo do outro e ligar o terminal negativo de um painel ao terminal negativo
do outro Em seacuterie para cada um dos paineacuteis insere-se um diacuteodo de bloqueio para seguranccedila
O diacuteodo de bloqueio tem a funccedilatildeo de proteger toda a cadeia de falhas ou possiacuteveis curtos-
circuitos que podem ocorrer nos paineacuteis
Este tipo de ligaccedilatildeo apresenta alguns pontos
importantes como
- Colocaccedilatildeo dos paineacuteis um ao lado do outro
estando corretamente direcionados para o sol com a
mesma angulaccedilatildeo
- Escolha de uma secccedilatildeo apropriada do cabo (fio
condutor) de ligaccedilatildeo eleacutetrica de acordo com a
distacircncia dos paineacuteis
- Utilizaccedilatildeo de caixas de junccedilotildees para ligar
ordenadamente entre os terminais dos paineacuteis
Fig 10- Ligaccedilatildeo em paralelo
23
- Ligaccedilatildeo em seacuterie
Dois ou mas paineacuteis de mesma corrente e poder se pretendemos aumentar a tensatildeo a este
tipo de ligaccedilatildeo eacute o mais adequado
Num sistema fotovoltaico quando maior
for a tensatildeo do sistema menor seratildeo as
perdas de energia aos longos dos cabos
O processo de montagem do sistema
como podem ver na figura ligar o
terminal positivo de um painel para o
terminal negativo do outro encontrando
uma duplicaccedilatildeo da tensatildeo de saiacuteda e
mantendo a corrente inalterada
O diacuteodo de bypass (diacuteodo Schottky) tem
a funccedilatildeo de suportar a corrente dos
paineacuteis e que tecircm uma tensatildeo de limiar
muito baixo A tensatildeo mais baixa
do limiar e da dissipaccedilatildeo inferior agrave
corrente no diacuteodo
Fig 11- Ligaccedilotildees em seacuterie
24
Aplicaccedilotildees dos paineacuteis fotovoltaicos
Os paineacuteis fotovoltaicos apresentam grandes vantagens na sua utilizaccedilatildeo devido agrave captaccedilatildeo
da energia solar sendo esta energia inesgotaacutevel e renovaacutevel
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em diversos aparelhos como
- Eletrificaccedilatildeo rural
- Equipamentos eletroacutenicos (Sinalizadores Embarcaccedilotildees Boias mariacutetimas hellip)
- Sinalizaccedilatildeo ferroviaacuteria aeronaacuteutica e naacuteutica
- Sistemas de seguranccedila
- Sistemas de telecomunicaccedilotildees
- Iluminaccedilatildeo puacuteblica
- Iluminaccedilatildeo de emergecircncia em preacutedios hospitais residecircncias faacutebricas
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
15
fig 3 ndash Estrutura das ceacutelulas
16
Tipos de ceacutelulas fotovoltaicas - Ceacutelulas de siliacutecio monocristalinas
Esta ceacutelula obteacutem-se a partir de barras ciliacutendricas de siliacutecio monocristalino produzido em
fornos especiais As ceacutelulas satildeo obtidas por corte das barras em forma de pastilhas finas (04 ndash
05 mm2 de espessura) A sua eficiecircncia na conversatildeo da radiaccedilatildeo solar em eletricidade eacute
superior a 12
Fig 4 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio monocristalina
17
- Ceacutelulas de siliacutecio policristalino
Estas ceacutelulas satildeo produzidas a partir de blocos de siliacutecio obtidos por fusatildeo de siliacutecio puro em
moldes especiais Uma vez nos moldes o siliacutecio arrefece lentamente e solidifica-se Neste
processo os aacutetomos natildeo se organizam num uacutenico cristal Forma-se uma estrutura
policristalina com superfiacutecies de separaccedilatildeo entre os cristais A sua eficiecircncia na conversatildeo de
luz solar em eletricidade eacute ligeiramente menor do que nas de siliacutecio monocristalino
Fig 5 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio policristalina
18
- Ceacutelula de siliacutecio amorfo
Estas ceacutelulas satildeo obtidas por meio da deposiccedilatildeo de camadas finas de siliacutecio sobre superfiacutecies
de vidro ou metal A sua eficiecircncia na conversatildeo de luz solar em eletricidade varia entre os
5 e os 7
Fig 6 - Estrutura de ceacutelula de siliacutecio amorfo
19
Tipos de paineacuteis fotovoltaicos
- Paineacuteis de pequena potecircncia
Apresentam baixa potecircncia de 1 a 10W satildeo constituiacutedos por pequenos segmentos de siliacutecio
amorfo com uma superfiacutecie na sua totalidade em centiacutemetros quadrados A voltagem
encontra-se entre 15 e 6V e a potecircncia eacute cerca de alguns mili-watts Estes pequenos paineacuteis
tecircm de 1-10W e 3-12V Os pequenos paineacuteis tecircm aplicaccedilatildeo em raacutedios jogos pequenas
bombas de aacutegua reloacutegios calculadoras etchellip
Fig 7 - Painel Fotovoltaico de pequena potecircncia
20
- Paineacuteis de meacutedia potecircncia
Este tipo de painel tem aplicaccedilatildeo na eletrificaccedilatildeo rural bombagem de aacutegua e irrigaccedilatildeo
abastecimento de cargas domeacutesticas em locais remotos sem rede e a produccedilatildeo descentralizada
ligada agrave rede
Fig 8 - Paineacuteis fotovoltaicos de meacutedia potecircncia
21
- Paineacuteis de grande potecircncia
Apresentam potecircncia de 10-60W com uma tensatildeo de 6 ou 12V Tendo aplicaccedilatildeo em grandes
bombas de aacutegua para responder agraves necessidades de eletricidade em casas e caravanas
Fig 9- Paineacuteis de grande potecircncia
22
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie
Ligaccedilatildeo em paralelo
Dois paineacuteis fotovoltaicos com mesma voltagem e potecircncia apresentando uma conexatildeo muito
faacutecil
Processo de montagem do sistema que podem ver na figura ligar o terminal positivo de um
painel ao polo positivo do outro e ligar o terminal negativo de um painel ao terminal negativo
do outro Em seacuterie para cada um dos paineacuteis insere-se um diacuteodo de bloqueio para seguranccedila
O diacuteodo de bloqueio tem a funccedilatildeo de proteger toda a cadeia de falhas ou possiacuteveis curtos-
circuitos que podem ocorrer nos paineacuteis
Este tipo de ligaccedilatildeo apresenta alguns pontos
importantes como
- Colocaccedilatildeo dos paineacuteis um ao lado do outro
estando corretamente direcionados para o sol com a
mesma angulaccedilatildeo
- Escolha de uma secccedilatildeo apropriada do cabo (fio
condutor) de ligaccedilatildeo eleacutetrica de acordo com a
distacircncia dos paineacuteis
- Utilizaccedilatildeo de caixas de junccedilotildees para ligar
ordenadamente entre os terminais dos paineacuteis
Fig 10- Ligaccedilatildeo em paralelo
23
- Ligaccedilatildeo em seacuterie
Dois ou mas paineacuteis de mesma corrente e poder se pretendemos aumentar a tensatildeo a este
tipo de ligaccedilatildeo eacute o mais adequado
Num sistema fotovoltaico quando maior
for a tensatildeo do sistema menor seratildeo as
perdas de energia aos longos dos cabos
O processo de montagem do sistema
como podem ver na figura ligar o
terminal positivo de um painel para o
terminal negativo do outro encontrando
uma duplicaccedilatildeo da tensatildeo de saiacuteda e
mantendo a corrente inalterada
O diacuteodo de bypass (diacuteodo Schottky) tem
a funccedilatildeo de suportar a corrente dos
paineacuteis e que tecircm uma tensatildeo de limiar
muito baixo A tensatildeo mais baixa
do limiar e da dissipaccedilatildeo inferior agrave
corrente no diacuteodo
Fig 11- Ligaccedilotildees em seacuterie
24
Aplicaccedilotildees dos paineacuteis fotovoltaicos
Os paineacuteis fotovoltaicos apresentam grandes vantagens na sua utilizaccedilatildeo devido agrave captaccedilatildeo
da energia solar sendo esta energia inesgotaacutevel e renovaacutevel
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em diversos aparelhos como
- Eletrificaccedilatildeo rural
- Equipamentos eletroacutenicos (Sinalizadores Embarcaccedilotildees Boias mariacutetimas hellip)
- Sinalizaccedilatildeo ferroviaacuteria aeronaacuteutica e naacuteutica
- Sistemas de seguranccedila
- Sistemas de telecomunicaccedilotildees
- Iluminaccedilatildeo puacuteblica
- Iluminaccedilatildeo de emergecircncia em preacutedios hospitais residecircncias faacutebricas
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
16
Tipos de ceacutelulas fotovoltaicas - Ceacutelulas de siliacutecio monocristalinas
Esta ceacutelula obteacutem-se a partir de barras ciliacutendricas de siliacutecio monocristalino produzido em
fornos especiais As ceacutelulas satildeo obtidas por corte das barras em forma de pastilhas finas (04 ndash
05 mm2 de espessura) A sua eficiecircncia na conversatildeo da radiaccedilatildeo solar em eletricidade eacute
superior a 12
Fig 4 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio monocristalina
17
- Ceacutelulas de siliacutecio policristalino
Estas ceacutelulas satildeo produzidas a partir de blocos de siliacutecio obtidos por fusatildeo de siliacutecio puro em
moldes especiais Uma vez nos moldes o siliacutecio arrefece lentamente e solidifica-se Neste
processo os aacutetomos natildeo se organizam num uacutenico cristal Forma-se uma estrutura
policristalina com superfiacutecies de separaccedilatildeo entre os cristais A sua eficiecircncia na conversatildeo de
luz solar em eletricidade eacute ligeiramente menor do que nas de siliacutecio monocristalino
Fig 5 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio policristalina
18
- Ceacutelula de siliacutecio amorfo
Estas ceacutelulas satildeo obtidas por meio da deposiccedilatildeo de camadas finas de siliacutecio sobre superfiacutecies
de vidro ou metal A sua eficiecircncia na conversatildeo de luz solar em eletricidade varia entre os
5 e os 7
Fig 6 - Estrutura de ceacutelula de siliacutecio amorfo
19
Tipos de paineacuteis fotovoltaicos
- Paineacuteis de pequena potecircncia
Apresentam baixa potecircncia de 1 a 10W satildeo constituiacutedos por pequenos segmentos de siliacutecio
amorfo com uma superfiacutecie na sua totalidade em centiacutemetros quadrados A voltagem
encontra-se entre 15 e 6V e a potecircncia eacute cerca de alguns mili-watts Estes pequenos paineacuteis
tecircm de 1-10W e 3-12V Os pequenos paineacuteis tecircm aplicaccedilatildeo em raacutedios jogos pequenas
bombas de aacutegua reloacutegios calculadoras etchellip
Fig 7 - Painel Fotovoltaico de pequena potecircncia
20
- Paineacuteis de meacutedia potecircncia
Este tipo de painel tem aplicaccedilatildeo na eletrificaccedilatildeo rural bombagem de aacutegua e irrigaccedilatildeo
abastecimento de cargas domeacutesticas em locais remotos sem rede e a produccedilatildeo descentralizada
ligada agrave rede
Fig 8 - Paineacuteis fotovoltaicos de meacutedia potecircncia
21
- Paineacuteis de grande potecircncia
Apresentam potecircncia de 10-60W com uma tensatildeo de 6 ou 12V Tendo aplicaccedilatildeo em grandes
bombas de aacutegua para responder agraves necessidades de eletricidade em casas e caravanas
Fig 9- Paineacuteis de grande potecircncia
22
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie
Ligaccedilatildeo em paralelo
Dois paineacuteis fotovoltaicos com mesma voltagem e potecircncia apresentando uma conexatildeo muito
faacutecil
Processo de montagem do sistema que podem ver na figura ligar o terminal positivo de um
painel ao polo positivo do outro e ligar o terminal negativo de um painel ao terminal negativo
do outro Em seacuterie para cada um dos paineacuteis insere-se um diacuteodo de bloqueio para seguranccedila
O diacuteodo de bloqueio tem a funccedilatildeo de proteger toda a cadeia de falhas ou possiacuteveis curtos-
circuitos que podem ocorrer nos paineacuteis
Este tipo de ligaccedilatildeo apresenta alguns pontos
importantes como
- Colocaccedilatildeo dos paineacuteis um ao lado do outro
estando corretamente direcionados para o sol com a
mesma angulaccedilatildeo
- Escolha de uma secccedilatildeo apropriada do cabo (fio
condutor) de ligaccedilatildeo eleacutetrica de acordo com a
distacircncia dos paineacuteis
- Utilizaccedilatildeo de caixas de junccedilotildees para ligar
ordenadamente entre os terminais dos paineacuteis
Fig 10- Ligaccedilatildeo em paralelo
23
- Ligaccedilatildeo em seacuterie
Dois ou mas paineacuteis de mesma corrente e poder se pretendemos aumentar a tensatildeo a este
tipo de ligaccedilatildeo eacute o mais adequado
Num sistema fotovoltaico quando maior
for a tensatildeo do sistema menor seratildeo as
perdas de energia aos longos dos cabos
O processo de montagem do sistema
como podem ver na figura ligar o
terminal positivo de um painel para o
terminal negativo do outro encontrando
uma duplicaccedilatildeo da tensatildeo de saiacuteda e
mantendo a corrente inalterada
O diacuteodo de bypass (diacuteodo Schottky) tem
a funccedilatildeo de suportar a corrente dos
paineacuteis e que tecircm uma tensatildeo de limiar
muito baixo A tensatildeo mais baixa
do limiar e da dissipaccedilatildeo inferior agrave
corrente no diacuteodo
Fig 11- Ligaccedilotildees em seacuterie
24
Aplicaccedilotildees dos paineacuteis fotovoltaicos
Os paineacuteis fotovoltaicos apresentam grandes vantagens na sua utilizaccedilatildeo devido agrave captaccedilatildeo
da energia solar sendo esta energia inesgotaacutevel e renovaacutevel
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em diversos aparelhos como
- Eletrificaccedilatildeo rural
- Equipamentos eletroacutenicos (Sinalizadores Embarcaccedilotildees Boias mariacutetimas hellip)
- Sinalizaccedilatildeo ferroviaacuteria aeronaacuteutica e naacuteutica
- Sistemas de seguranccedila
- Sistemas de telecomunicaccedilotildees
- Iluminaccedilatildeo puacuteblica
- Iluminaccedilatildeo de emergecircncia em preacutedios hospitais residecircncias faacutebricas
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
17
- Ceacutelulas de siliacutecio policristalino
Estas ceacutelulas satildeo produzidas a partir de blocos de siliacutecio obtidos por fusatildeo de siliacutecio puro em
moldes especiais Uma vez nos moldes o siliacutecio arrefece lentamente e solidifica-se Neste
processo os aacutetomos natildeo se organizam num uacutenico cristal Forma-se uma estrutura
policristalina com superfiacutecies de separaccedilatildeo entre os cristais A sua eficiecircncia na conversatildeo de
luz solar em eletricidade eacute ligeiramente menor do que nas de siliacutecio monocristalino
Fig 5 - Estrutura da ceacutelula de siliacutecio policristalina
18
- Ceacutelula de siliacutecio amorfo
Estas ceacutelulas satildeo obtidas por meio da deposiccedilatildeo de camadas finas de siliacutecio sobre superfiacutecies
de vidro ou metal A sua eficiecircncia na conversatildeo de luz solar em eletricidade varia entre os
5 e os 7
Fig 6 - Estrutura de ceacutelula de siliacutecio amorfo
19
Tipos de paineacuteis fotovoltaicos
- Paineacuteis de pequena potecircncia
Apresentam baixa potecircncia de 1 a 10W satildeo constituiacutedos por pequenos segmentos de siliacutecio
amorfo com uma superfiacutecie na sua totalidade em centiacutemetros quadrados A voltagem
encontra-se entre 15 e 6V e a potecircncia eacute cerca de alguns mili-watts Estes pequenos paineacuteis
tecircm de 1-10W e 3-12V Os pequenos paineacuteis tecircm aplicaccedilatildeo em raacutedios jogos pequenas
bombas de aacutegua reloacutegios calculadoras etchellip
Fig 7 - Painel Fotovoltaico de pequena potecircncia
20
- Paineacuteis de meacutedia potecircncia
Este tipo de painel tem aplicaccedilatildeo na eletrificaccedilatildeo rural bombagem de aacutegua e irrigaccedilatildeo
abastecimento de cargas domeacutesticas em locais remotos sem rede e a produccedilatildeo descentralizada
ligada agrave rede
Fig 8 - Paineacuteis fotovoltaicos de meacutedia potecircncia
21
- Paineacuteis de grande potecircncia
Apresentam potecircncia de 10-60W com uma tensatildeo de 6 ou 12V Tendo aplicaccedilatildeo em grandes
bombas de aacutegua para responder agraves necessidades de eletricidade em casas e caravanas
Fig 9- Paineacuteis de grande potecircncia
22
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie
Ligaccedilatildeo em paralelo
Dois paineacuteis fotovoltaicos com mesma voltagem e potecircncia apresentando uma conexatildeo muito
faacutecil
Processo de montagem do sistema que podem ver na figura ligar o terminal positivo de um
painel ao polo positivo do outro e ligar o terminal negativo de um painel ao terminal negativo
do outro Em seacuterie para cada um dos paineacuteis insere-se um diacuteodo de bloqueio para seguranccedila
O diacuteodo de bloqueio tem a funccedilatildeo de proteger toda a cadeia de falhas ou possiacuteveis curtos-
circuitos que podem ocorrer nos paineacuteis
Este tipo de ligaccedilatildeo apresenta alguns pontos
importantes como
- Colocaccedilatildeo dos paineacuteis um ao lado do outro
estando corretamente direcionados para o sol com a
mesma angulaccedilatildeo
- Escolha de uma secccedilatildeo apropriada do cabo (fio
condutor) de ligaccedilatildeo eleacutetrica de acordo com a
distacircncia dos paineacuteis
- Utilizaccedilatildeo de caixas de junccedilotildees para ligar
ordenadamente entre os terminais dos paineacuteis
Fig 10- Ligaccedilatildeo em paralelo
23
- Ligaccedilatildeo em seacuterie
Dois ou mas paineacuteis de mesma corrente e poder se pretendemos aumentar a tensatildeo a este
tipo de ligaccedilatildeo eacute o mais adequado
Num sistema fotovoltaico quando maior
for a tensatildeo do sistema menor seratildeo as
perdas de energia aos longos dos cabos
O processo de montagem do sistema
como podem ver na figura ligar o
terminal positivo de um painel para o
terminal negativo do outro encontrando
uma duplicaccedilatildeo da tensatildeo de saiacuteda e
mantendo a corrente inalterada
O diacuteodo de bypass (diacuteodo Schottky) tem
a funccedilatildeo de suportar a corrente dos
paineacuteis e que tecircm uma tensatildeo de limiar
muito baixo A tensatildeo mais baixa
do limiar e da dissipaccedilatildeo inferior agrave
corrente no diacuteodo
Fig 11- Ligaccedilotildees em seacuterie
24
Aplicaccedilotildees dos paineacuteis fotovoltaicos
Os paineacuteis fotovoltaicos apresentam grandes vantagens na sua utilizaccedilatildeo devido agrave captaccedilatildeo
da energia solar sendo esta energia inesgotaacutevel e renovaacutevel
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em diversos aparelhos como
- Eletrificaccedilatildeo rural
- Equipamentos eletroacutenicos (Sinalizadores Embarcaccedilotildees Boias mariacutetimas hellip)
- Sinalizaccedilatildeo ferroviaacuteria aeronaacuteutica e naacuteutica
- Sistemas de seguranccedila
- Sistemas de telecomunicaccedilotildees
- Iluminaccedilatildeo puacuteblica
- Iluminaccedilatildeo de emergecircncia em preacutedios hospitais residecircncias faacutebricas
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
18
- Ceacutelula de siliacutecio amorfo
Estas ceacutelulas satildeo obtidas por meio da deposiccedilatildeo de camadas finas de siliacutecio sobre superfiacutecies
de vidro ou metal A sua eficiecircncia na conversatildeo de luz solar em eletricidade varia entre os
5 e os 7
Fig 6 - Estrutura de ceacutelula de siliacutecio amorfo
19
Tipos de paineacuteis fotovoltaicos
- Paineacuteis de pequena potecircncia
Apresentam baixa potecircncia de 1 a 10W satildeo constituiacutedos por pequenos segmentos de siliacutecio
amorfo com uma superfiacutecie na sua totalidade em centiacutemetros quadrados A voltagem
encontra-se entre 15 e 6V e a potecircncia eacute cerca de alguns mili-watts Estes pequenos paineacuteis
tecircm de 1-10W e 3-12V Os pequenos paineacuteis tecircm aplicaccedilatildeo em raacutedios jogos pequenas
bombas de aacutegua reloacutegios calculadoras etchellip
Fig 7 - Painel Fotovoltaico de pequena potecircncia
20
- Paineacuteis de meacutedia potecircncia
Este tipo de painel tem aplicaccedilatildeo na eletrificaccedilatildeo rural bombagem de aacutegua e irrigaccedilatildeo
abastecimento de cargas domeacutesticas em locais remotos sem rede e a produccedilatildeo descentralizada
ligada agrave rede
Fig 8 - Paineacuteis fotovoltaicos de meacutedia potecircncia
21
- Paineacuteis de grande potecircncia
Apresentam potecircncia de 10-60W com uma tensatildeo de 6 ou 12V Tendo aplicaccedilatildeo em grandes
bombas de aacutegua para responder agraves necessidades de eletricidade em casas e caravanas
Fig 9- Paineacuteis de grande potecircncia
22
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie
Ligaccedilatildeo em paralelo
Dois paineacuteis fotovoltaicos com mesma voltagem e potecircncia apresentando uma conexatildeo muito
faacutecil
Processo de montagem do sistema que podem ver na figura ligar o terminal positivo de um
painel ao polo positivo do outro e ligar o terminal negativo de um painel ao terminal negativo
do outro Em seacuterie para cada um dos paineacuteis insere-se um diacuteodo de bloqueio para seguranccedila
O diacuteodo de bloqueio tem a funccedilatildeo de proteger toda a cadeia de falhas ou possiacuteveis curtos-
circuitos que podem ocorrer nos paineacuteis
Este tipo de ligaccedilatildeo apresenta alguns pontos
importantes como
- Colocaccedilatildeo dos paineacuteis um ao lado do outro
estando corretamente direcionados para o sol com a
mesma angulaccedilatildeo
- Escolha de uma secccedilatildeo apropriada do cabo (fio
condutor) de ligaccedilatildeo eleacutetrica de acordo com a
distacircncia dos paineacuteis
- Utilizaccedilatildeo de caixas de junccedilotildees para ligar
ordenadamente entre os terminais dos paineacuteis
Fig 10- Ligaccedilatildeo em paralelo
23
- Ligaccedilatildeo em seacuterie
Dois ou mas paineacuteis de mesma corrente e poder se pretendemos aumentar a tensatildeo a este
tipo de ligaccedilatildeo eacute o mais adequado
Num sistema fotovoltaico quando maior
for a tensatildeo do sistema menor seratildeo as
perdas de energia aos longos dos cabos
O processo de montagem do sistema
como podem ver na figura ligar o
terminal positivo de um painel para o
terminal negativo do outro encontrando
uma duplicaccedilatildeo da tensatildeo de saiacuteda e
mantendo a corrente inalterada
O diacuteodo de bypass (diacuteodo Schottky) tem
a funccedilatildeo de suportar a corrente dos
paineacuteis e que tecircm uma tensatildeo de limiar
muito baixo A tensatildeo mais baixa
do limiar e da dissipaccedilatildeo inferior agrave
corrente no diacuteodo
Fig 11- Ligaccedilotildees em seacuterie
24
Aplicaccedilotildees dos paineacuteis fotovoltaicos
Os paineacuteis fotovoltaicos apresentam grandes vantagens na sua utilizaccedilatildeo devido agrave captaccedilatildeo
da energia solar sendo esta energia inesgotaacutevel e renovaacutevel
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em diversos aparelhos como
- Eletrificaccedilatildeo rural
- Equipamentos eletroacutenicos (Sinalizadores Embarcaccedilotildees Boias mariacutetimas hellip)
- Sinalizaccedilatildeo ferroviaacuteria aeronaacuteutica e naacuteutica
- Sistemas de seguranccedila
- Sistemas de telecomunicaccedilotildees
- Iluminaccedilatildeo puacuteblica
- Iluminaccedilatildeo de emergecircncia em preacutedios hospitais residecircncias faacutebricas
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
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Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
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Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
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Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
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Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
19
Tipos de paineacuteis fotovoltaicos
- Paineacuteis de pequena potecircncia
Apresentam baixa potecircncia de 1 a 10W satildeo constituiacutedos por pequenos segmentos de siliacutecio
amorfo com uma superfiacutecie na sua totalidade em centiacutemetros quadrados A voltagem
encontra-se entre 15 e 6V e a potecircncia eacute cerca de alguns mili-watts Estes pequenos paineacuteis
tecircm de 1-10W e 3-12V Os pequenos paineacuteis tecircm aplicaccedilatildeo em raacutedios jogos pequenas
bombas de aacutegua reloacutegios calculadoras etchellip
Fig 7 - Painel Fotovoltaico de pequena potecircncia
20
- Paineacuteis de meacutedia potecircncia
Este tipo de painel tem aplicaccedilatildeo na eletrificaccedilatildeo rural bombagem de aacutegua e irrigaccedilatildeo
abastecimento de cargas domeacutesticas em locais remotos sem rede e a produccedilatildeo descentralizada
ligada agrave rede
Fig 8 - Paineacuteis fotovoltaicos de meacutedia potecircncia
21
- Paineacuteis de grande potecircncia
Apresentam potecircncia de 10-60W com uma tensatildeo de 6 ou 12V Tendo aplicaccedilatildeo em grandes
bombas de aacutegua para responder agraves necessidades de eletricidade em casas e caravanas
Fig 9- Paineacuteis de grande potecircncia
22
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie
Ligaccedilatildeo em paralelo
Dois paineacuteis fotovoltaicos com mesma voltagem e potecircncia apresentando uma conexatildeo muito
faacutecil
Processo de montagem do sistema que podem ver na figura ligar o terminal positivo de um
painel ao polo positivo do outro e ligar o terminal negativo de um painel ao terminal negativo
do outro Em seacuterie para cada um dos paineacuteis insere-se um diacuteodo de bloqueio para seguranccedila
O diacuteodo de bloqueio tem a funccedilatildeo de proteger toda a cadeia de falhas ou possiacuteveis curtos-
circuitos que podem ocorrer nos paineacuteis
Este tipo de ligaccedilatildeo apresenta alguns pontos
importantes como
- Colocaccedilatildeo dos paineacuteis um ao lado do outro
estando corretamente direcionados para o sol com a
mesma angulaccedilatildeo
- Escolha de uma secccedilatildeo apropriada do cabo (fio
condutor) de ligaccedilatildeo eleacutetrica de acordo com a
distacircncia dos paineacuteis
- Utilizaccedilatildeo de caixas de junccedilotildees para ligar
ordenadamente entre os terminais dos paineacuteis
Fig 10- Ligaccedilatildeo em paralelo
23
- Ligaccedilatildeo em seacuterie
Dois ou mas paineacuteis de mesma corrente e poder se pretendemos aumentar a tensatildeo a este
tipo de ligaccedilatildeo eacute o mais adequado
Num sistema fotovoltaico quando maior
for a tensatildeo do sistema menor seratildeo as
perdas de energia aos longos dos cabos
O processo de montagem do sistema
como podem ver na figura ligar o
terminal positivo de um painel para o
terminal negativo do outro encontrando
uma duplicaccedilatildeo da tensatildeo de saiacuteda e
mantendo a corrente inalterada
O diacuteodo de bypass (diacuteodo Schottky) tem
a funccedilatildeo de suportar a corrente dos
paineacuteis e que tecircm uma tensatildeo de limiar
muito baixo A tensatildeo mais baixa
do limiar e da dissipaccedilatildeo inferior agrave
corrente no diacuteodo
Fig 11- Ligaccedilotildees em seacuterie
24
Aplicaccedilotildees dos paineacuteis fotovoltaicos
Os paineacuteis fotovoltaicos apresentam grandes vantagens na sua utilizaccedilatildeo devido agrave captaccedilatildeo
da energia solar sendo esta energia inesgotaacutevel e renovaacutevel
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em diversos aparelhos como
- Eletrificaccedilatildeo rural
- Equipamentos eletroacutenicos (Sinalizadores Embarcaccedilotildees Boias mariacutetimas hellip)
- Sinalizaccedilatildeo ferroviaacuteria aeronaacuteutica e naacuteutica
- Sistemas de seguranccedila
- Sistemas de telecomunicaccedilotildees
- Iluminaccedilatildeo puacuteblica
- Iluminaccedilatildeo de emergecircncia em preacutedios hospitais residecircncias faacutebricas
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
20
- Paineacuteis de meacutedia potecircncia
Este tipo de painel tem aplicaccedilatildeo na eletrificaccedilatildeo rural bombagem de aacutegua e irrigaccedilatildeo
abastecimento de cargas domeacutesticas em locais remotos sem rede e a produccedilatildeo descentralizada
ligada agrave rede
Fig 8 - Paineacuteis fotovoltaicos de meacutedia potecircncia
21
- Paineacuteis de grande potecircncia
Apresentam potecircncia de 10-60W com uma tensatildeo de 6 ou 12V Tendo aplicaccedilatildeo em grandes
bombas de aacutegua para responder agraves necessidades de eletricidade em casas e caravanas
Fig 9- Paineacuteis de grande potecircncia
22
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie
Ligaccedilatildeo em paralelo
Dois paineacuteis fotovoltaicos com mesma voltagem e potecircncia apresentando uma conexatildeo muito
faacutecil
Processo de montagem do sistema que podem ver na figura ligar o terminal positivo de um
painel ao polo positivo do outro e ligar o terminal negativo de um painel ao terminal negativo
do outro Em seacuterie para cada um dos paineacuteis insere-se um diacuteodo de bloqueio para seguranccedila
O diacuteodo de bloqueio tem a funccedilatildeo de proteger toda a cadeia de falhas ou possiacuteveis curtos-
circuitos que podem ocorrer nos paineacuteis
Este tipo de ligaccedilatildeo apresenta alguns pontos
importantes como
- Colocaccedilatildeo dos paineacuteis um ao lado do outro
estando corretamente direcionados para o sol com a
mesma angulaccedilatildeo
- Escolha de uma secccedilatildeo apropriada do cabo (fio
condutor) de ligaccedilatildeo eleacutetrica de acordo com a
distacircncia dos paineacuteis
- Utilizaccedilatildeo de caixas de junccedilotildees para ligar
ordenadamente entre os terminais dos paineacuteis
Fig 10- Ligaccedilatildeo em paralelo
23
- Ligaccedilatildeo em seacuterie
Dois ou mas paineacuteis de mesma corrente e poder se pretendemos aumentar a tensatildeo a este
tipo de ligaccedilatildeo eacute o mais adequado
Num sistema fotovoltaico quando maior
for a tensatildeo do sistema menor seratildeo as
perdas de energia aos longos dos cabos
O processo de montagem do sistema
como podem ver na figura ligar o
terminal positivo de um painel para o
terminal negativo do outro encontrando
uma duplicaccedilatildeo da tensatildeo de saiacuteda e
mantendo a corrente inalterada
O diacuteodo de bypass (diacuteodo Schottky) tem
a funccedilatildeo de suportar a corrente dos
paineacuteis e que tecircm uma tensatildeo de limiar
muito baixo A tensatildeo mais baixa
do limiar e da dissipaccedilatildeo inferior agrave
corrente no diacuteodo
Fig 11- Ligaccedilotildees em seacuterie
24
Aplicaccedilotildees dos paineacuteis fotovoltaicos
Os paineacuteis fotovoltaicos apresentam grandes vantagens na sua utilizaccedilatildeo devido agrave captaccedilatildeo
da energia solar sendo esta energia inesgotaacutevel e renovaacutevel
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em diversos aparelhos como
- Eletrificaccedilatildeo rural
- Equipamentos eletroacutenicos (Sinalizadores Embarcaccedilotildees Boias mariacutetimas hellip)
- Sinalizaccedilatildeo ferroviaacuteria aeronaacuteutica e naacuteutica
- Sistemas de seguranccedila
- Sistemas de telecomunicaccedilotildees
- Iluminaccedilatildeo puacuteblica
- Iluminaccedilatildeo de emergecircncia em preacutedios hospitais residecircncias faacutebricas
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
21
- Paineacuteis de grande potecircncia
Apresentam potecircncia de 10-60W com uma tensatildeo de 6 ou 12V Tendo aplicaccedilatildeo em grandes
bombas de aacutegua para responder agraves necessidades de eletricidade em casas e caravanas
Fig 9- Paineacuteis de grande potecircncia
22
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie
Ligaccedilatildeo em paralelo
Dois paineacuteis fotovoltaicos com mesma voltagem e potecircncia apresentando uma conexatildeo muito
faacutecil
Processo de montagem do sistema que podem ver na figura ligar o terminal positivo de um
painel ao polo positivo do outro e ligar o terminal negativo de um painel ao terminal negativo
do outro Em seacuterie para cada um dos paineacuteis insere-se um diacuteodo de bloqueio para seguranccedila
O diacuteodo de bloqueio tem a funccedilatildeo de proteger toda a cadeia de falhas ou possiacuteveis curtos-
circuitos que podem ocorrer nos paineacuteis
Este tipo de ligaccedilatildeo apresenta alguns pontos
importantes como
- Colocaccedilatildeo dos paineacuteis um ao lado do outro
estando corretamente direcionados para o sol com a
mesma angulaccedilatildeo
- Escolha de uma secccedilatildeo apropriada do cabo (fio
condutor) de ligaccedilatildeo eleacutetrica de acordo com a
distacircncia dos paineacuteis
- Utilizaccedilatildeo de caixas de junccedilotildees para ligar
ordenadamente entre os terminais dos paineacuteis
Fig 10- Ligaccedilatildeo em paralelo
23
- Ligaccedilatildeo em seacuterie
Dois ou mas paineacuteis de mesma corrente e poder se pretendemos aumentar a tensatildeo a este
tipo de ligaccedilatildeo eacute o mais adequado
Num sistema fotovoltaico quando maior
for a tensatildeo do sistema menor seratildeo as
perdas de energia aos longos dos cabos
O processo de montagem do sistema
como podem ver na figura ligar o
terminal positivo de um painel para o
terminal negativo do outro encontrando
uma duplicaccedilatildeo da tensatildeo de saiacuteda e
mantendo a corrente inalterada
O diacuteodo de bypass (diacuteodo Schottky) tem
a funccedilatildeo de suportar a corrente dos
paineacuteis e que tecircm uma tensatildeo de limiar
muito baixo A tensatildeo mais baixa
do limiar e da dissipaccedilatildeo inferior agrave
corrente no diacuteodo
Fig 11- Ligaccedilotildees em seacuterie
24
Aplicaccedilotildees dos paineacuteis fotovoltaicos
Os paineacuteis fotovoltaicos apresentam grandes vantagens na sua utilizaccedilatildeo devido agrave captaccedilatildeo
da energia solar sendo esta energia inesgotaacutevel e renovaacutevel
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em diversos aparelhos como
- Eletrificaccedilatildeo rural
- Equipamentos eletroacutenicos (Sinalizadores Embarcaccedilotildees Boias mariacutetimas hellip)
- Sinalizaccedilatildeo ferroviaacuteria aeronaacuteutica e naacuteutica
- Sistemas de seguranccedila
- Sistemas de telecomunicaccedilotildees
- Iluminaccedilatildeo puacuteblica
- Iluminaccedilatildeo de emergecircncia em preacutedios hospitais residecircncias faacutebricas
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
22
Ligaccedilatildeo em Paralelo e Seacuterie
Ligaccedilatildeo em paralelo
Dois paineacuteis fotovoltaicos com mesma voltagem e potecircncia apresentando uma conexatildeo muito
faacutecil
Processo de montagem do sistema que podem ver na figura ligar o terminal positivo de um
painel ao polo positivo do outro e ligar o terminal negativo de um painel ao terminal negativo
do outro Em seacuterie para cada um dos paineacuteis insere-se um diacuteodo de bloqueio para seguranccedila
O diacuteodo de bloqueio tem a funccedilatildeo de proteger toda a cadeia de falhas ou possiacuteveis curtos-
circuitos que podem ocorrer nos paineacuteis
Este tipo de ligaccedilatildeo apresenta alguns pontos
importantes como
- Colocaccedilatildeo dos paineacuteis um ao lado do outro
estando corretamente direcionados para o sol com a
mesma angulaccedilatildeo
- Escolha de uma secccedilatildeo apropriada do cabo (fio
condutor) de ligaccedilatildeo eleacutetrica de acordo com a
distacircncia dos paineacuteis
- Utilizaccedilatildeo de caixas de junccedilotildees para ligar
ordenadamente entre os terminais dos paineacuteis
Fig 10- Ligaccedilatildeo em paralelo
23
- Ligaccedilatildeo em seacuterie
Dois ou mas paineacuteis de mesma corrente e poder se pretendemos aumentar a tensatildeo a este
tipo de ligaccedilatildeo eacute o mais adequado
Num sistema fotovoltaico quando maior
for a tensatildeo do sistema menor seratildeo as
perdas de energia aos longos dos cabos
O processo de montagem do sistema
como podem ver na figura ligar o
terminal positivo de um painel para o
terminal negativo do outro encontrando
uma duplicaccedilatildeo da tensatildeo de saiacuteda e
mantendo a corrente inalterada
O diacuteodo de bypass (diacuteodo Schottky) tem
a funccedilatildeo de suportar a corrente dos
paineacuteis e que tecircm uma tensatildeo de limiar
muito baixo A tensatildeo mais baixa
do limiar e da dissipaccedilatildeo inferior agrave
corrente no diacuteodo
Fig 11- Ligaccedilotildees em seacuterie
24
Aplicaccedilotildees dos paineacuteis fotovoltaicos
Os paineacuteis fotovoltaicos apresentam grandes vantagens na sua utilizaccedilatildeo devido agrave captaccedilatildeo
da energia solar sendo esta energia inesgotaacutevel e renovaacutevel
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em diversos aparelhos como
- Eletrificaccedilatildeo rural
- Equipamentos eletroacutenicos (Sinalizadores Embarcaccedilotildees Boias mariacutetimas hellip)
- Sinalizaccedilatildeo ferroviaacuteria aeronaacuteutica e naacuteutica
- Sistemas de seguranccedila
- Sistemas de telecomunicaccedilotildees
- Iluminaccedilatildeo puacuteblica
- Iluminaccedilatildeo de emergecircncia em preacutedios hospitais residecircncias faacutebricas
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
23
- Ligaccedilatildeo em seacuterie
Dois ou mas paineacuteis de mesma corrente e poder se pretendemos aumentar a tensatildeo a este
tipo de ligaccedilatildeo eacute o mais adequado
Num sistema fotovoltaico quando maior
for a tensatildeo do sistema menor seratildeo as
perdas de energia aos longos dos cabos
O processo de montagem do sistema
como podem ver na figura ligar o
terminal positivo de um painel para o
terminal negativo do outro encontrando
uma duplicaccedilatildeo da tensatildeo de saiacuteda e
mantendo a corrente inalterada
O diacuteodo de bypass (diacuteodo Schottky) tem
a funccedilatildeo de suportar a corrente dos
paineacuteis e que tecircm uma tensatildeo de limiar
muito baixo A tensatildeo mais baixa
do limiar e da dissipaccedilatildeo inferior agrave
corrente no diacuteodo
Fig 11- Ligaccedilotildees em seacuterie
24
Aplicaccedilotildees dos paineacuteis fotovoltaicos
Os paineacuteis fotovoltaicos apresentam grandes vantagens na sua utilizaccedilatildeo devido agrave captaccedilatildeo
da energia solar sendo esta energia inesgotaacutevel e renovaacutevel
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em diversos aparelhos como
- Eletrificaccedilatildeo rural
- Equipamentos eletroacutenicos (Sinalizadores Embarcaccedilotildees Boias mariacutetimas hellip)
- Sinalizaccedilatildeo ferroviaacuteria aeronaacuteutica e naacuteutica
- Sistemas de seguranccedila
- Sistemas de telecomunicaccedilotildees
- Iluminaccedilatildeo puacuteblica
- Iluminaccedilatildeo de emergecircncia em preacutedios hospitais residecircncias faacutebricas
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
24
Aplicaccedilotildees dos paineacuteis fotovoltaicos
Os paineacuteis fotovoltaicos apresentam grandes vantagens na sua utilizaccedilatildeo devido agrave captaccedilatildeo
da energia solar sendo esta energia inesgotaacutevel e renovaacutevel
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em diversos aparelhos como
- Eletrificaccedilatildeo rural
- Equipamentos eletroacutenicos (Sinalizadores Embarcaccedilotildees Boias mariacutetimas hellip)
- Sinalizaccedilatildeo ferroviaacuteria aeronaacuteutica e naacuteutica
- Sistemas de seguranccedila
- Sistemas de telecomunicaccedilotildees
- Iluminaccedilatildeo puacuteblica
- Iluminaccedilatildeo de emergecircncia em preacutedios hospitais residecircncias faacutebricas
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
25
Traccedilado dos circuitos Sequecircncia de procedimentos
Antes de efetuar os caacutelculos necessaacuterios para a realizaccedilatildeo do nosso projeto (instalaccedilatildeo de
circuitos a 230VAC) foi necessaacuterio previamente tomarmos algumas decisotildees
Todos os caacutelculos apresentados satildeo referentes a uma situaccedilatildeo real e respeitam o Regulamento
de Seguranccedila de Instalaccedilotildees de Utilizaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica (RSIUEE)
Assim decidimos estabelecer previamente a seguinte sequecircncia de procedimentos
a) Definiccedilatildeo da utilizaccedilatildeo a dar aos pontos de utilizaccedilatildeo
Circuito 1 4 tomadas monofaacutesicas
Circuito 2 4 tomadas monofaacutesicas
b) Classificaccedilatildeo dos locais quanto ao ambiente
Considerado um local temporariamente huacutemido sem riscos especiais
c) Localizaccedilatildeo do quadro de entrada
O quadro de entrada e aparelhos de proteccedilatildeo vatildeo ficar localizados dentro da caixa
Bres
d) Localizaccedilatildeo dos pontos de utilizaccedilatildeo
Os 8 pontos de utilizaccedilatildeo (tomadas) vatildeo ficar situados nos quatro pilares e
colocados conforme o nosso criteacuterio
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
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claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
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Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
26
e) Localizaccedilatildeo dos paineacuteis solar fotovoltaico
Os paineacuteis solares fotovoltaico vatildeo ser colocados no terraccedilo do Bloco D
f) Calcular o nuacutemero de circuitos de tomadas atendendo agraves seguintes condicionantes
regulamentares
8 Pontos de utilizaccedilatildeo no maacuteximo por circuito
Atender agrave classificaccedilatildeo do local
g) O caacutelculo do nuacutemero de circuitos de tomadas deve obedecer agraves condicionantes
regulamentares
De acordo com o nuacutemero de pontos de utilizaccedilatildeo (8 tomadas)
88=1 Circuito de utilizaccedilatildeo
h) Escolha do diacircmetro de cada tubo por troccedilo atendendo agrave secccedilatildeo e ao nuacutemero de
condutores por tubo
Segundo o RSIUEE a secccedilatildeo miacutenima para tomadas eacute de 25mm2 que serve perfeitamente
para valores de intensidades habituais em cada circuito (16A) consultando a tabela de
condutores podemos verificar que serve perfeitamente pois a intensidade de corrente eleacutetrica
em cada um destes circuitos natildeo ultrapassa 16A (calibre do disjuntor respetivo)
Tomadas
3 Condutores de 25 mm2 ndash tubo anelado VD 16
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
27
Dimensionamento do circuito A descriccedilatildeo dos equipamentos que seratildeo alimentados a 230V AC e os respetivos tempos de
funcionamento eacute a seguinte
Dispositivos Nuacutemero Potecircncia (W) Tempo
(h)
Energia (Wh)
Tomadas 8 10 6 W DMAacuteX AC = 480
Total 80 480
a) Caacutelculo do valor de energia consumida ao longo de um dia pelos equipamentos em
corrente alternada
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 119873 times 119875 times 119905
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 8 times 10 times 6
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 480 119882ℎ
Por consulta do cataacutelogo escolheriacuteamos o inversor Xantrex Prowatt 1400 com um rendimento
de 93
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
Ƞ
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 =480
093
119934 119863119872Aacute119883 119912119914 = 51612 119882ℎ
Agora calcular-se-aacute a energia maacutexima da instalaccedilatildeo
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 119934 119863119872Aacute119883 119912119914
119934 119863119872Aacute119883 119920119925119931 = 51612 119882ℎ
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
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Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
28
O consume da energia da instalaccedilatildeo seraacute
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =119934119863
119933119887119886119905119890119903119894119886
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 =51612
12
119916 119920119925119930119931 119924Aacute119935 = 4301 119860ℎ
C) O valor da energia diaacuteria maacutexima necessaacuteria
Consideramos um coeficiente de seguranccedila em percentagem para que natildeo haja falhas na
instalaccedilatildeo ou mesmo um consumo excessivo O valor tiacutepico eacute de 20 mas poder-se-atildeo
utilizar outras margens de 10 15 ou 25
Para um aumento de 20
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872119886119909 + (119916 119868119899119904119905119886119899119905acirc119899119890119886 119872aacute119909 119883 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + (4301 times 20)
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 4301 + 8602
119916 119872aacute119909 119889119894aacute119903119894119900 = 51612 119860ℎ119889
d) O valor das perdas na bateria com dois dias de autonomia
Uma vez obtido o valor da corrente maacutexima que vai consumir a nossa instalaccedilatildeo haacute que
calcular o consumo maacuteximo tendo em conta certas perdas Estas poderatildeo ser calculadas a
partir da seguinte foacutermula
A foacutermula inicial eacute esta 119870 119905 = 07 times [1 minus (0008 times 119863 119860119880119879)]
Simplificando vai dar sempre isto
119922119931 = 07 minus (00058 times 119915 119860119906119905119900119899119900119898119894119886)
119922119931 = 07 ndash (00058 times 3)
119870119879 = 07 ndash 00174
119922119931 = 068
e) O valor da energia maacutexima diaacuteria necessaacuteria tendo em conta o valor das perdas
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 = 119916119872aacute119909119889119894aacute119903119894119900
119922119931
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
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Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
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Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
29
119916 119872aacute119909 119901119890119903119889119886119904 =51612
068 = 759 119860ℎ119889
f) O valor de energia fornecido por cada moacutedulo FV por dia
O HSP a meacutedia anual de horas de pico solar que satildeo horas em que o painel pode fornecer
corrente suficiente isto eacute as horas de radiaccedilatildeo solar suficiente E eacute melhor considerares este
valor 4503 (meacutedia anual em santareacutem) ver tabela abaixo
119916 119872oacute119889119906119897119900 119865119881 = 119919119930119927 times 119920 119872oacute119889119906119897119900 119872aacute119909 times Ƞ
119916 = 4503 times 845 times 090
119916 = 3424 119860ℎ119889
g) O nuacutemero de ramos (strings) em paralelo
119925 119872oacute119889119906119897119900 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119916119872aacute119909119875119890119903119889119886119904
119916119872oacute119889119906119897119900119865119881
119925 =759
2407
119925 = 311
119925 = 3
h) O nuacutemero de moacutedulos em seacuterie
119925 119872oacute119889119906119897119900 119930eacute119955119946119942 =119933119861119886119905119890119903119894119886
119933119872oacute119889119906119897119900
119925 =12
12
119873 = 120783
i) O valor da capacidade do banco de baterias
C Bateria = (E Maacutex perdas X D autonomia) PD
PD ou (DOD) eacute a profundidade de descarga da bateria que normalmente eacute dada pelo
fabricante e que por defeito poderaacute ter um valor entre 60 ou 70
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 759 times2
06rarr 119862119874119873119878119868119863119864119877119864119868 60
119914 119861119886119905119890119903119894119886 = 253119860ℎ
J) O nuacutemero de baterias em seacuterie e ou em paralelo
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
30
119873 119861119886119905119890119903119894119886119904 119927119938119955119938119949119942119949119952 =119914119861119886119905119890119903119894119886
119914119873119900119898119894119899119886119897119889119890119887119897119900119888119900
119875119886119903119886 119886 119887119886119905119890119903119894119886 119889119890 119887119897119900119888119900 119864 12
250 119860ℎ
119925 =253
250
119873 = 1012
Escolhe-se 1 bateria
Para saber o nuacutemero de baterias a conectar em seacuterie teremos
119925 119861119886119905119890119903119894119886119904 119930eacute119955119946119942 =119932119861119886119905119890119903119894119886
119932119873119900119898119894119899119886119897119861119886119905119890119903119894119886
119925 =12
12
119925 = 1
No nosso caso utilizamos uma bateria de bloco 12200Ah
k) Escolha do regulador de carga
Para se conhecer o nuacutemero de reguladores necessaacuterios para a instalaccedilatildeo necessitamos de
conhecer a corrente maacutexima que deve suportar o regulador ou os reguladores Este valor
obteacutem-se multiplicando o nuacutemero de moacutedulos FV (N moacutedulos) pela corrente I Maacutexima
(I Moacutedulo) que pode gerar
119925 119878119905119903119894119899119892119904 = 1
119920119930119914 119872oacute119889119906119897119900 = 120790 120786120787 119912
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 119873 119878119905119903119894119899119892119904 times 119868119878119862 119872oacute119889119906119897119900
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 1 times 845
119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881 = 845 119860
Aqui tambeacutem haacute que deixar uma margem de seguranccedila ou coeficiente para evitar que o
regulador trabalhe no limite da sua corrente maacutexima que deve suportar
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O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
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Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
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Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
31
O coeficiente a utilizar poderaacute ser de 10 ou 125 O valor de corrente maacutexima (IP
Seguranccedila) eacute multiplicado por 11 o valor que pode produzir a instalaccedilatildeo dos moacutedulos FV (I
Moacutedulos) tal como apresenta a seguinte equaccedilatildeo
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 119920 119866119890119903119886119889119900119903 119865119881
119920119927 119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886 = 11 times 845 = 9295 119860
O valor maacuteximo de corrente (IP Seguranccedila) divide-se pela corrente do regulador escolhido (I
Regulador) e obter-se-aacute o nuacutemero de reguladores necessaacuterios
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =119868119875119878119890119892119906119903119886119899ccedil119886
119920119903119890119892119906119897119886119889119900119903
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 =9295
169
119925 119877119890119892119906119897119886119889119900119903119890119904 = 181
Escreva uma equaccedilatildeo aqui
Vamos utilizar dois reguladores de carga
l) Escolha do inversor
Como a potecircncia total eacute de 80W um inversor Inversor Xantrex 1400 prowatt sw eacute mais do
que suficiente para alimentar os diversos dispositivos eletroacutenicos
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
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claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
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Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
32
Equipamento eletroacutenico
Inversor
Um inversor solar eacute um equipamento eletrocircnico que converte a corrente eleacutetrica contiacutenua
(CC) em alternada (sinal eleacutetrico CA) no sistema fotovoltaico Eacute praticamente um adaptador
de energia para o sistema fotovoltaico
O inversor solar tambeacutem garante a seguranccedila de todo o sistema realiza monitoramento e eacute
responsaacutevel pela otimizaccedilatildeo de energia produzida
O inversor pode possuir ou natildeo um transformador em seu interior Alguns natildeo possuem para
otimizar a energia produzida uma vez que os transformadores geram calor Em outras
palavras quanto menor energia teacutermica produzida menor seraacute a perda de energia eleacutetrica ndash
logo o aparelho se torna mais eficiente
Carateriacutesticas
Inversor Xantrex 1400 prowatt sw
Carateriacutesticas corrente continua- 1400W
Capacidade de resistecircncia (maacutexima) - 2800W
Frequecircncia- 50 Hz
Voltagem de saiacuteda- 230 Volts
Eficaacutecia - 90
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
33
Voltagem de Corrente Contiacutenua - 12 Volts
Peso - 464 kg
Dimensotildees- 115 x 240 x 369 cm (45 x 95 x 145)
Bateria
A gama AGM tem uma resistecircncia interna muito baixa o que as torna particularmente
adequadas para aplicaccedilotildees de elevada descarga de corrente como inversores propulsores e
guinchos aleacutem do arranque de motores
A gama de modelos Gel oferece a melhor durabilidade de ciclo profundo e vida uacutetil global
mais longa A utilizaccedilatildeo de materiais de elevada pureza e de grelhas de chumbo-caacutelcio nos
produtos AGM e GEL assegura que ambos tecircm uma baixa autodescarga pelo que natildeo ficam
vazios em longos periacuteodos sem carga Ambas as linhas satildeo fornecidas com terminais de cobre
lisos perfurados M8 que garantem o melhor do contacto possiacutevel da ligaccedilatildeo e que eliminam
os terminais de bateria As baterias cumprem as especificaccedilotildees CE e UL em contentores agrave
prova de fogo ABS e tecircm dois anos de garantia mundial Victron
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
34
Carateriacutesticas
- Medidas 520 x 240 x 220 mm
- Peso 55 Kg
- Voltagem 12V
- Marca Ecosolar
- Fabricadas com tecnologia hermeacutetica VRLA
- Tipo de bateria GEL
- Natildeo requer manutenccedilatildeo
- Capacidade de carga em C100 250Ah
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
35
Regulador de carga
O regulador carrega a bateria a uma tensatildeo constante O regulador utiliza toda a corrente posta
agrave disposiccedilatildeo pela fonte para carregar a bateria ateacute que seja alcanccedilada a tensatildeo final de carga
A regulaccedilatildeo da corrente de carga tem lugar atraveacutes da colocaccedilatildeo em curto-circuito da entrada
do moacutedulo solar por modulaccedilatildeo da largura de impulso (PWM) (regulador shunt) Consoante o
comportamento da bateria o regulador efetua automaticamente diferentes meacutetodos de carga
carga normal carga reforccedilada e carga
de compensaccedilatildeo Para tal a configuraccedilatildeo do tipo de bateria e do modo de operaccedilatildeo seratildeo tidas
em conta pelo regulador A tensatildeo final de carga eacute compensada termicamente A cada 30 dias
o regulador verifica automaticamente se eacute necessaacuteria uma carga de manutenccedilatildeo
Proteccedilatildeo contra descarga profunda
O regulador protege a bateria conectada contra uma descarga excessiva Se a bateria descer
abaixo de um determinado estado de carga (Regulaccedilatildeo por SOC) ou tensatildeo da bateria
(Regulaccedilatildeo por tensatildeo) a saiacuteda de carga eacute desligada para impedir que a bateria continue a
descarregar-se Neste caso o visor mostraraacute um alerta contra descarga profunda e o
subsequente corte Os limites da proteccedilatildeo contra descarga profunda jaacute vecircm predeterminados
de faacutebrica e natildeo podem ser modificados
Funccedilatildeo de luz noturna
A funccedilatildeo de luz noturna apenas ativa a saiacuteda de carga quando estaacute escuro (de noite) Quando
estaacute claro (de dia) a saiacuteda para o consumidor permanece desativada A informaccedilatildeo sobre a
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
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Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
36
claridade eacute obtida atraveacutes do moacutedulo solar conectado Quando o regulador recebe a
informaccedilatildeo do moacutedulo de que estaacute escuro este liga a corrente de trabalho Depois de
decorrido o tempo a carga eacute desligada Assim que houver mais claridade o regulador desliga
de novo a saiacuteda para o consumidor independentemente do tempo de iluminaccedilatildeo programado
Devido agraves diferentes qualidades dos diversos moacutedulos solares natildeo eacute possiacutevel determinar de
forma exata o limiar crepuscular Natildeo eacute possiacutevel ajustar um atraso agrave operaccedilatildeo
Carateriacutesticas
Peso
350g
Dimensotildees
187x96x44mm
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
37
Painel solar fotovoltaico
Painel Solar MunchenSolar MSP160AS-18
Um painel solar eacute um conjunto de ceacutelulas solares as ceacutelulas solares fornecem uma pequena
quantidade de energia mas agrupadas em conjunto numa grande aacuterea produzem energia
suficiente para ser uacutetil a produccedilatildeo seraacute maior quanto mais exposiccedilatildeo direta ao sol os paineacuteis
tiverem as ceacutelulas solares captam a luz solar e criam uma diferenccedila de potencial eleacutetrico por
accedilatildeo da luz atraveacutes das ceacutelulas fotovoltaicas As ceacutelulas solares contam com o efeito
fotovoltaico para absorver a energia solar e fazer corrente eleacutetrica fluir entre duas camadas
com cargas opostas
Carateriacutesticas
Nuacutemero de ceacutelulas 60
Tipo de ceacutelula Polo cristalino
Potencia maacutexima 250Wp
Voltagem maacutexima 3102V
Intensidade maacutexima 845A
Voltagem em circuito aberto 3699V
Temperatura de trabalho -40ordmC +85ordmC
Dimensiones 1640x990X40mm
Peso 186 Kg
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
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Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
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Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
38
Fabricante Alemanha
Caixa porta BRES-54
Eacute a caixa utilizada para colocar as ligaccedilotildees e os equipamentos eleacutetricos de maneira que
derivado agraves suas caracteriacutesticas pode ser colocado no exterior independentemente das
condiccedilotildees climateacutericas ou seja natildeo permite que a aacutegua entre para o seu interior e danifique
os aparelhos e as ligaccedilotildees
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
39
Materiais utilizados
Fio condutor Fase
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Neutro
Dimensionamento 251198981198982
Fio condutor Terra
Dimensionamento 251198981198982
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
40
Cabo Solar Negativo
Dimensionamento 41198981198982
Cabo Solar Positivo
Dimensionamento 41198981198982
Tubo anelado 161198981198982
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
41
Parafuso 61198981198982
Varatildeo roscado M8
Porca M8
Areia (Para cimento)
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
42
Estrutura Paineacuteis Fotovoltaicos (Em alumiacutenio)
Lancil
Tijolo
Buchas
43
Bucha Quiacutemica
Cimento
Fichas MC4
44
Calha Teacutecnica
Braccediladeiras de cerilha
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
43
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Etapas do projeto
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46
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47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
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Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
44
Calha Teacutecnica
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45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
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Produto final
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Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
45
Etapas do projeto
Estrutura de suporte dos paineacuteis
Lancil suporte de apoio dos paineacuteis
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
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A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
46
Preparaccedilatildeo da localizaccedilatildeo dos suportes dos paineacuteis
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
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50
Produto final
51
52
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Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
47
Ligaccedilotildees eleacutetricas dos paineacuteis
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
48
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
49
Verificaccedilatildeo das ligaccedilotildees
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
50
Produto final
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
51
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
52
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
53
Esquema de princiacutepio do sistema solar fotovoltaico
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
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jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
54
Anaacutelise Criacutetica Global da execuccedilatildeo do Projeto
Apoacutes a conclusatildeo da PAP (Prova de Aptidatildeo Profissional) foi possiacutevel verificar que na
realizaccedilatildeo do projeto sentimos que conseguimos alcanccedilar os objetivos que foram propostos
nomeadamente instalar um sistema solar fotovoltaico de modo a disponibilizar um local para
carregamento de dispositivos eletroacutenicos
Durante o processo de realizaccedilatildeo deste projeto encontraacutemos algumas dificuldades como aliaacutes
jaacute estaacutevamos agrave espera mas no entanto conseguimos superaacute-las com esforccediloempenho e apoio
dos professores da componente teacutecnica
A elaboraccedilatildeo deste projeto permitiu-nos estabelecer uma ligaccedilatildeo entre toda a mateacuteria
teoacutericapraacutetica que nos foi ministrada durante os trecircs anos de curso profissional
