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VIII - Instalação/Manut.

VI- Dimensionamento de sistemas de geração fotovoltaicos
e de bancos de baterias

 


Dados necessários para dimensionar um sistema

Tensão nominal do sistema.
    Refere-se à tensão típica em que operam as cargas a conectar. Dever-se-á, além disso distinguir se a referida tensão é alternada ou contínua.

Potência exigida pela carga
    A potência que cada carga exige é um dado essencial.
Os equipamentos de comunicações requerem potências importantes quando funcionam em transmissão e isto, muitas vezes, ocorre só durante alguns minutos por dia.
    Durante o resto do tempo requerem uma pequena potência de manutenção. Esta diferenciação deve ser levada em conta na concepção do sistema.

Horas de utilização das cargas

    Juntamente com a potência requerida pela carga deverão especificar-se as horas diárias de utilização da referida potência.
Multiplicando potência por horas de utilização, obter-se-ão os watts hora requeridos pela carga ao fim de um dia.

Localização geográfica do sistema (Latitude , Longitude e a altura relação ao nível do mar do sítio da instalação)

    Estes dados são necessários para determinar o ângulo de inclinação adequado para o módulo fotovoltaico e o nível de radiação (médio mensal) do lugar.

Autonomia prevista

    Isto refere-se ao número de dias em que se prevê que diminuirá ou não haverá geração e que deverão ser tidos em conta no dimensionamento das baterias de acumuladores. Para sistemas rurais domésticos tomam-se de 3 a 5 dias e para sistemas de comunicações remotos de 7 a 10 dias de autonomia.

    Mostra-se a seguir uma folha de calculo para determinar os Watts/hora diários (Wh/dia) de todas as cargas de corrente contínua e alternada que se pretendam alimentar.

 

a) Cargas em corrente contínua
 

Aparelho

Horas de uso por dia (A)
 

Consumo do aparelho em Watts (B)

Total Watts hora/dia ( A x B )
 

Lâmpada baixo consumo 7 W

1

8.5

8.5

2 Lâmpadas baixo consumo 9 W

1 a 3

10

60

Lâmpada baixo consumo 9 W

1

10

10

Equipamento de transmissão

 

 

 

Banda do cidadão

 

 

 

Transmissão

0.5

12

6

Escuta

3

3

9

 

 

 

 

 

 

Sub-total 1

93.5

 




b) Cargas em corrente alternada
 

Aparelho
 

Horas de uso por dia (A)
 

Consumo do aparelho em Watts (B)
 

Total Watts hora/dia (A x B)
 

TV a cores 14"
 

2

60

120

 

 

 

 

Acrescentar 15% para ter em conta o rendimento do inversor
 

18

Sub-total 2

138


Procura total de energia em Watts-hora/dia (1 + 2)
 

231.5



1) Identificar cada carga de corrente contínua, seu consumo em Watts e a quantidade de horas por dia que deve operar. No exemplo consideraram-se lâmpadas de baixo consumo de 7 e 9 W que, com os seus balastros, consomem respectivamente 8,5 e 10 W. Considerou-se também um equipamento de transmissão tipo banda do cidadão onde se identificou seu consumo tanto em transmissão como em escuta.

2) Multiplicar a coluna (A) pela (B) para obter os Watts hora / dia de consumo de cada aparelho (coluna [A xB]).

3) Somar os Watts hora/dia de cada aparelho para obter os Watts hora/dia totais das cargas em corrente contínua (Sub-total 1).

4) Proceder de igual forma com as cargas em corrente alternada com o acrescento de 15% de energia adicional para ter em conta o rendimento do inversor (Sub-total 2 ).
Para poder escolher o inversor adequado, dever-se-á ter claro quais são os níveis de tensão que se manejarão tanto em termos de corrente alternada como de continua. Por exemplo, se numa habitação rural se instalar um gerador solar em 12 Vcc. e se deseja alimentar um televisor a cores que funciona em 220 Vca e que consume 60W, o inversor será de 12 Vcc a 220 Vca e manejará no mínimo 60 W. Se existirem outras cargas de corrente alternada dever-se-ão somar todas aquelas que se desejarem alimentar de forma simultânea. O resultado da referida soma, mais uma margem de segurança de aproximadamente 10%, determinará a potência do inversor.

5) Obter a procura total de energia. Sub-total 1 + Sub-total 2.


Cálculo do número de módulos necessários

Método Simplificado

Devem-se conhecer os níveis de radiação solar típicos da região (v. mapa). Como já se viu, a capacidade de produção dos módulos varia com a radiação.

Para realizar um cálculo aproximado da quantidade de módulos necessários para uma instalação pode-se proceder da seguinte forma:

1) Calcular com base na folha de dimensionamento da procura total de energia da instalação (Subtotal1 + Sub-total 2)

2) Determinar em que zona se realizará a instalação.

3) Os valores de radiação devem calcular-se para que no Inverno abasteçam adequadamente o consumo. Para isso deverão diminuir-se aos valores médios de radiação a percentagem que se indica na tabela 1.

 

 
 

A FRENTE DOS MÓDULOS DO GERADOR DEVE ESTAR VOLTADA PARA O SUL GEOGRÁFICO (POSIÇÃO DO SOL AO MEIO DIA).

O PLANO DOS MÓDULOS DEVE INSTALAR-SE INCLINADO,
FORMANDO COM O PLANO HORIZONTAL UM ÂNGULO DE 45º.

 

 



Cálculo do banco de baterias de acumuladores

A capacidade do banco de baterias é obtida com a fórmula:

Cap.= 1,66 x Dtot x Aut.

Em que:

1,66: factor de correcção de bateria de acumuladores que leva em conta a profundidade de descarga admitida, o envelhecimento e um factor de temperatura.

Dtot: Procura total de energia da instalação em Ah/dia.
Isto se obtém dividindo os Wh/dia totais que surgem da folha de dimensionamento pela tensão do sistema.

Aut: dias de autonomia conforme visto no item Autonomia prevista.

No exemplo adoptado será :

Cap. Bat. =1,66 x (( 231,5 Wh/dia / 12 Volts ) x 5 dias) = 160 Ah

Tomar-se-á o valor normalizado imediatamente superior ao que resulte deste cálculo e se armarão as combinações série-paralelo adequadas para cada caso.

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Última actualização: 11/03/02.