Dimensionamento de uma usina fotovoltaica: requisitos e tipos

Por BiBlus Blog

As informações e os requisitos técnicos indispensáveis para dimensionar corretamente uma usina fotovoltaica

Uma usina fotovoltaica é constituída por um conjunto de módulos, conhecidos como painéis fotovoltaicos, componentes elétricos, cabos e um componente eletrônico, os inversores. Os módulos aproveitam a energia solar incidente a fim de produzir energia elétrica mediante o efeito fotovoltaico.

O objetivo das usinas fotovoltaicas é gerar economia significativa para a estrutura atendida.

O uso desta tecnologia deriva da necessidade de combinar vários fatores, tais como:
• compatibilidade com exigências de tipo arquitetônico e de proteção ambiental;
• eliminação da poluição sonora;
• poupança de combustível fóssil;
• produção de energia elétrica livre da emissão de poluentes.

Neste artigo iremos ilustrar os requisitos e as características indispensáveis para o dimensionamento ideal de uma usina fotovoltaica.


Posição aparente do Sol

Imagem: www.thinglink.com

Imagem: www.thinglink.com

Dado que a Terra gira em torno de si mesma, de Oeste para Leste, e que não nos percebemos este movimento, temos a impressão de que seja a esfera celeste a girar na direção oposta, ou seja de Leste para Oeste, levando consigo todas as estrelas incluindo o Sol.

Por via da inclinação do eixo terrestre, em relação ao plano da órbita, o Sol aparece, de estação para estação, em alturas diferentes sobre o horizonte.

Esta impressão incorreta, que influenciou a visão do mundo e do céu por milhares de anos, é contudo tão confortável que ainda hoje é utilizada para descrever, de forma simples e intuitiva, o que acontece no céu.

Radiação solar

Ao atravessar as camadas da atmosfera, a radiação solar acaba por sofrer vários efeitos: uma parte dela é refletida em direção do espaço; outra é difundida em todas as direções; outra é absorvida; outra enfim, conhecida como radiação solar direta, chega diretamente à superfície terrestre.

Identificação dos espaços onde instalar a usina fotovoltaica

Em primeiro lugar é preciso escolher o local onde colocar os módulos fotovoltaicos. Geralmente, no caso de instalações civis, tenta-se colocar os painéis integrados na cobertura. Porém, atualmente, devido a resolução 682 da ANEEL, existe a possibilidade de instalar a usina e usufruir dos créditos remotamente. Isso possibilita que a usina seja instalada em um local com maior concentração de radiação solar aumentando assim a capacidade de geração elétrica.

A exposição ideal é aquela que coincide com o SUL integral: a produtividade máxima será então obtida com azimute igual à 0 graus. Para além disso, é necessário definir a inclinação ideal dos painéis em relação ao plano horizontal: este valor é conhecido como tilt. Geralmente os valores máximos de produtividade obtêm-se com tilt = latitude -10°.

Classificação das usinas fotovoltaicas

Eis alguns conceitos básicos para o dimensionamento das usinas fotovoltaicas:

• módulos fotovoltaicos: dispositivos que transformam energia solar em energia elétrica.

• regulador de carga: dispositivo que protege os acumuladores (regula o carregamento e descarregamento dos mesmos).

• acumuladores: dispositivos que armazenam a energia da usina fotovoltaica para fornecê-la aos usuários quando os módulos não conseguem produzi-la por falta de irradiação solar.

Imagem: www.portalsolar.com.br

• inversores: dispositivo que converte a corrente contínua proveniente dos módulos e/ou dos acumuladores em corrente alternada convencional em 220. Este componente não é necessário se os equipamentos para atender forem do tipo em corrente continua.

• painel elétrico: dispositivo para a distribuição da energia. Se os consumos forem elevados ou os módulos fotovoltaicos não fornecerem suficiente energia, esta será retirada a partir da rede pública. No caso contrário, a energia fotovoltaica em excesso voltará a ser introduzida na rede. Para além disso, este dispositivo mede a quantidade de energia fornecida pela usina fotovoltaica à rede.

• célula fotovoltaica: cada célula fotovoltaica, de tamanho de cerca de 10 x 10 cm, representa o dispositivo elementar na base de cada sistema fotovoltaico.
Podemos ter vários tipos de usinas fotovoltaicas: usinas conectadas à rede (grid connected), bem como usinas isoladas da rede elétrica (stand alone).


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