Memorial de Cálculo

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INFORMAÇÕES DA UNIDADE CONSUMIDORA:
LOCALIDADE: 
Cidade: Guarulhos
Latitude: -23.4452484401922
Longitude: -46.44092468947832
Irradiação solar diária: 4,45 , a 0º ao N.
CLASSIFICAÇÃO DA UNIDADE CONSUMIDORA:
1.1. Grupo: B
1.1.1. Subgrupo: B1
1.2. Classe: Residencial
1.2.1. Subclasse: Residencial
1.3. Tipo de Fornecimento: Monofásico
1.4. Modalidade Tarifária: convencional
 
	1. CÁLCULO DA POTÊNCIA FOTOVOLTAICA , NÚMERO DE MÓDULOS E ÁREA TOTAL PARA INSTALAÇÃO DO SISTEMA
1.1. CÁLCULO DA MÉDIA DE CONSUMO DE ENERGIA MENSAL
Para o cálculo da potência fotovoltaica para o projeto, é necessário conhecer a energia média mensal (EM) obtida a partir da conta de energia disponibilizada pela concessionária e fazendo uma média dos últimos 12 meses. Após isso, deve-se retirar a energia correspondente ao "custo de disponibilidade".
	 Média da energia mensal de 12 meses 
	(I)
Onde:
	
	(I)
Aplicando a fórmula I a unidade consumidora:
Observação: a conta de luz encontra-se nos apêndices deste documento.
	
	(I)
	
	(I)
	
1.2. CÁLCULO DA MÉDIA DE CONSUMO DE ENERGIA MENSAL DO PROJETO
	 Energia mensal do projeto 
	(II)
	Nota:
	O que é custo de disponibilidade? 
É o valor cobrado pelas concessionárias para disponibilizar energia elétrica ao consumidor do grupo B. A resolução da ANEEL N◦ 414/2010, artigo 98, estabelece os seguintes valores mínimos de entrega de energia (custo de disponibilidade) conforme padrão de conexão com a rede: 
I – 30 kW h; se padrão monofásico ou bifásico a dois condutores. 
II – 50 kW h; se padrão bifásico a três condutores. 
III – 100 kW h; se padrão trifásico.
Por ser um sistema monofásico, a energia do custo de disponibilidade () é 30 kW h. Então, a energia mensal do projeto (EMP) será:
	
	(II)
Onde: 
Aplicando a fórmula II a unidade consumidora:
	
	(II)
	
1.3. EFICIÊNCIA DO SISTEMA FOTOVOLTAICO
A eficiência do sistema fotovoltaico ηsis é definida por:
	
	(III)
onde:
 : eficiência do sistema fotovoltaico;
 : eficiência devido à poluição do ar ∴ < 0, 90 − 0, 95 > 
: eficiência devido às perdas térmicas (ηter) ∴ < 0, 90 − 0, 95 > 
: eficiência devido ao inversor ∴ < 0, 95 − 0, 98 > 
: eficiência devida a vários fatores atípicos como sombreamento, orientação dos módulos ao sul, etc (depende de caso em caso) ∴ < 0,8−1,0 >
Aplicando a fórmula III as particularidades da unidade consumidora:
 = 0,95
 = 0, 95
 = 0,97
 = 0,90
	
1.4. POTÊNCIA PICO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO ( ) USANDO:
	
	(IV)
Onde:
 : Potência pico do sistema fotovoltaico [W];
1000: corresponde à 1000 foi introduzido porque os os módulos são fabricados para condições de teste padrão (STC) de irradiância G = 1000 [];
 : Energia Fotovoltaica dado em ;
	 ∴ : a energia fotovoltaica a ser compensada;
 : Irradiação solar do local dado em ;
30: corresponde à 30 dias e foi introduzido porque a energia fotovoltaica é mensal;
 : Eficiência do sistema fotovoltaico;
Aplicando a fórmula IV a unidade consumidora:
	
1.5. NÚMERO DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS 
	
	(V)
Onde: 
: Número de módulos fotovoltaicos;
 : Potência pico do sistema fotovoltaico [kW p];
: Potência nominal do módulo fotovoltaico a STC [W].
Pode-se escolher módulos comerciais cujas potências são comumente de 330 W, 380 W e 400 W. Escolhendo-se um painel comercial de = 330 W, tem-se que o número de módulos fotovoltaicos do sistema é:
Aplicando a fórmula V a unidade consumidora:
	
ou seja:
	
A quantidade de módulos fotovoltaicos é uma grandeza que só aceita valores inteiros, portanto, arredondou-se o valor para cima, fazendo com que Deve-se, então, atualizar a potência fotovoltaica, encontrando, assim, a potência fotovoltaica verdadeira instalada no lado de corrente contínua:
	
	(VI)
Onde:
 : Potência pico do sistema fotovoltaico [kW p];
: Potência nominal do módulo fotovoltaico a STC [W];
: Número de módulos fotovoltaicos.
Aplicando a fórmula VI a unidade consumidora:
	
1.6. ÁREA TOTAL NECESSÁRIA PARA INSTALAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO ()
A área total necessária para instalação do sistema fotovoltaico (será aproximadamente:
	
	(VII)
Onde:
 : Área necessária para instalação do sistema fotovoltaico m²;
: número de módulos fotovoltaicos;
 : Área de cada módulo fotovoltaico m²; ⇒ 0,99m · 1,96m ≅ 1,94m2
Aplicando a fórmula VII a unidade consumidora:
	17,46 m²
	2. ESCOLHA DO ARRANJO FOTOVOLTAICO 
Os módulos fotovoltaicos podem arranjar-se em série em uma única fileira (string) de 6 módulos ou duas fileiras de 3 módulos cada, associadas em paralelo. A escolha deve ser compatível com a entrada do inversor. Grande parte dos inversores com 2 kW de potência possuem uma entrada independente com rastreamento de potência máxima (MPPT). 
Assim, considera-se então um inversor com uma entrada MPPT, com uma série fotovoltaica. Dessa maneira o arranjo fotovoltaico será composto por um arranjo de 6 módulos em série. Algumas informações importantes dos módulos são necessárias para a escolha correta do inversor. A partir do datasheet dos mesmos (vide apêndices), têm-se os parâmetros STC:
 = 330 W (Potência nominal de pico à STC)
 = 46, 10 V (Tensão em circuito aberto)
 = 9, 20 A (Corrente de curto-circuito)
 = 37, 91 V (Tensão de operação de máxima potência)
 = = 8, 71 A (Corrente de operação de máxima potência)
α = −0, 35% / ◦C (Coeficiente de temperatura de Voc)