Dimensionamento Avançado de Sistemas

Fotovoltaicos Usando PVsyst

Prof. Dr. Elmer Pablo Tito Cari Email:elmerpab@sc.usp.br

11_Resumo de Sistemas Fotovoltaicos Ongrid

1

2 3

2

O dimensionamento de um Sistema Fotovoltaico basicamente é:

3

Módulo Fotovoltaico

4

Característica de Eficiência do Módulo Fotovoltaico

Características de módulos fotovoltaicos

Isc: Corrente em curto circuito

Voc: tensão em circuito aberto Vmpp: tensão de potência máxima

Impp: corrente de potência máxima

Mpp: máxima potência

6

8,71

Vmpp

Impp

37,91

PSTC = Vmpp x Impp

7

8,71

Vmpp

Impp

37,91

PSTC = Vmpp x Impp

PSTC = 37,91 x 8,71

PSTC = 330W

8

8,71

Voc

Isc

37,91 46,1

9,2

9

= -0,0035 V/°C

()

Influência da temperatura,T (°C)

Diminuição

de T(°C)

T P (aumenta)

V (aumenta)

I constante

Influência da irradiância,G (W/m2)

Incremento de G

G P (aumenta)

V (aumenta

pouco)

I (aumenta)

Ligação em

série (string)

Ligação

em série

(string)

Ligação

em

paralelo

V = V1 + V2 + V3 + V4

I = I1 + I2

Tipo de ligações de módulos fotovoltaicos

Curva I x V para as ligações série e paralelo

Ligações em série

Lig

açõ

es e

m p

ara

lelo

14

Exemplo 1: Dimensionar um SFV de 5,28kWp na cidade de São Carlos

Será selecionado um Inversor com 2 entradas de MPPT

Módulos de 330W (Balfar)

Nro de Módulos : 16 módulos (8 módulos por MPP)

Determine a Tensão Máxima VFVMAX Potência Máxima PMAX por MPPT do SFV?

Tmin (em inverno): 5°C

MPPT1

15

A partir dos dados do módulo da Balfar Solar preenche-se os valores abaixo:

330W

46,1

-0,0035 V/°C

9,2

5°C

37,9 V

8

MPPT1

IFVMAX = 9,2

16

VFVMAX = NMODS x Voc + NMODS Voc(*(T))

T = Tmin - 25

T = 5 - 25 = -20°C

VFVMAX = 8 x 46,1 + 8 x 46,1(-0,0035 *(-20))

VFVMAX = 8 x 46,1 + 8 x 46,1x(0,07)

VFVMAX = 8 x 46,1 + 8 x 3 ,227 = 394,61

Cálculo da Tensão Máxima por MPPT, VFVMAX

17

VFVMAX NMODS x Voc + NMODS x 3,5

VFVMAX 368,8 + 28 396

VFVMAX 8 x 46,1 + 8 x 3 ,5 396

T = Tmin - 25

T = 5 - 25 = -20°C

VFVMAX = 8 x 46,1 + 8 x 46,1(-0,0035 *(-20))

VFVMAX = 8 x 46,1 + 8 x 46,1x(0,07)

VFVMAX = 8 x 46,1 + 8 x 3 ,227 = 394,61

VFVMAX = NMODS x Voc + NMODS Voc(*(T))

Cálculo da Tensão Máxima por MPPT, VFVMAX

18

PMAXMPPT = NMODS x Pmod

Cálculo da Potência Máxima por MPPT

PMAXMPPT = 8 x 330W

PMAXMPPT = 2640W

VFVMAX = 394,6 V

PMAXMPPT = 2640 W

Resumo por MPPT

= 9,2

19

Inversor Fotovoltaico

Inversor

FSOBINV = PccINV/PCAINV

FSOBINV = 5600/4200

1

PCAINVPCCINV

1

4200

22800

1

FSOBINV = 1,33

1

5600W 4200W

PCAINVPCCINV

2

VCCMAX = 550V

4200

22800

2

FSOBINV = 1,33

5600W 4200W

PCAINVPCCINV

VCCMAX = 550V

4200

22800

FSOBINV = 1,33

5600W 4200W

Dos Arranjos Fotovoltaicos

VFVMAX = 394,6 V

PFVMAX = 2400 W

PCAINVPCCINV

VCCMAX = 550V

4200

22800

FSOBINV = 1,33

5600W 4200W

Dos Arranjos Fotovoltaicos

VFVMAX = 394,6 VOk!

PFVMAX = 2640 W

PCAINVPCCINV

VCCMAX = 550V

4200

22800

FSOBINV = 1,33

5600W 4200W

Dos Arranjos Fotovoltaicos

VFVMAX = 394,6 V

PFVMAX = 2640 WOk!

26

8 módulos (330W)

8 módulos (330W)

Disposição Final dos Módulos Fotovoltaicos

27

9 módulos (330W)

7 módulos (330W)

Exemplo2: Verificar se é adequado a configuração abaixo para o mesmo

inversor Growatt 4200MTLS e módulo Balfar 330W do exemplo 1

Sugestão:

Verifique a tensão e potência

máxima para o circuito de maior

potência

28

9 módulos (330W)

7 módulos (330W)

Exemplo2: Verificar se é adequado a configuração abaixo para o mesmo

inversor Growatt 4200MTLS e módulo Balfar 330W do exemplo 1

Resp

Não é adequado. No maior circuito

ultrapassa a PMAX_MPP_INV (verifique)

VCCMAX (ok)

29

7 módulos (405W)

6 módulos (405W)

Exemplo3: Verificar se é adequada a configuração abaixo para o mesmo

inversor Growatt 4200MTLS e módulo Trina Solar (modelo Tallmax405W)

30

31

PMAX_MPP_INV= 2800W

VCCMAX = 550V

Para o maior Arranjo Fotovoltaico

VFVMAX 368,9 V (ok)

PFVMAX = 2835 W

Resp: Apesar que ultrapassou o limite da entrada do MPPT do inversor, foi muito pouco (em

35W), assim é possível utilizar esta configuração.

Para o MPP do Inversor

A potência Fotovoltaica total será: PFVCC = 15 x 405 = 5265W

Orientação e posicionamento de

módulos fotovoltaicos

O sol descreve trajetórias com inclinação diferente a cada dia do

ano portanto a altura solar () é diferente

Ângulo de Âltura de altura Solar () e Ângulo Zenital ()

Devido a altura solar () diferente ao longo do ano é possível ter

geração mesmo com sombreamento

Sombreamento causado por arvores em períodos diferentes

Ângulo Azimutal de superficie () e inclinação do módulo

Determine o Ângulo Azumutal () de superficie e Inclinação do módulo()

(Oeste)

(Leste)

Ângulo Azimutal de superficie () e inclinação do módulo

Ângulo Azimutal () e inclinação dos módulos ()

(Oeste)

(Leste)

Resp:

Determine o Ângulo Azimutal () de superficie e Inclinação do módulo()

Determine o Ângulo Azimutal () de superficie e Inclinação do painel ()

(Sul)

(Norte)

Ângulo Azimutal () e inclinação dos módulos ()

Determine o Ângulo Azimutal () de superficie e Inclinação do painel ()

(Sul)

(Norte)

Ângulo Azimutal () e inclinação dos módulos ()

-

Ângulos de inclinação ótima dos módulos (β)

Para uma latitude geográfica é possível determinar um

ângulo de inclinação que possibilite uma boa produção

Latitude geográfica do Local Ângulo de Inclinação

0 a 10° β = 10°

11 a 20° β = latitude

21 a 30° β latitude + 5°

31 a 40° β latitude + 10°

41 a mais β latitude + 15

Fonte: Adaptado de Energia Solar Fotovoltaica, (pg 56); M. G. Villalva

β = latitude

β = 0°

β =90°

Diferentes ângulos de inclinação (β) dos módulos

Ângulo inferior a latitude

(GHI)

Trajetória do Sol ao longo do ano.

Incidência do Sol para diferentes períodos do ano

Norte

Verão

Incidência do Sol para diferentes períodos do ano

Norte

Primavera/Outono

Incidência do Sol para diferentes períodos do ano

Norte

Inverno

Incidência do Sol para diferentes períodos do ano

Norte

Verão

Primavera/Outono

Inverno

Incidência do Sol para diferentes períodos do ano

Norte

Verão

Primavera/Outono

Inverno

Irradiação Solar do plano Horizontal (GHI)