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Prof. Me. Hugo Soeiro Moreira Contato: moreirahugos@gmail.com Dimensionamento de Sistema Off-grid com Tensão de Operação Fixa Agenda 2 • Sistema Off-grid • Diferença entre Operação em Tensão Fixa e MPPT • Dimensionamento com Operação em Tensão Fixa • Análise do Consumo do Cliente • Geração por Módulo FV • Horas de Sol Pleno • Autonomia do Sistema FV • Dimensionamento do Banco de Baterias • Escolha do Controlador de Carga • Dimensionamento do Inversor Off-grid • Conexão ProfJL.com 3 ProfJL.com Sistema Off-grid https://www.reichelt.com/de/en/solar-charge-controller-solarix-2525-p191636.html https://www.solarpowerworldonline.com/2018/10/what-is-a-half-cell-solar-panel/ https://www.sacredsun.com/Product/LeadAcid/Energy/2020/1120/saj-agm-gel-battery.html https://pt.m.wiktionary.org/wiki/Ficheiro:Go-home.svg 4 ProfJL.com Diferença entre Operação em Tensão Fixa e MPPT • Controlador de Carga: • Tensão fixa de operação (tensão da bateria) • MPPT (tensão no Vmpp do arranjo FV) 5 ProfJL.com Diferença entre Operação em Tensão Fixa e MPPT • Controlador de Carga: • Tensão fixa de operação (tensão da bateria) • MPPT (tensão no Vmpp do arranjo FV) Faixa de operação da bateria Ponto de máxima potência Faixa de operação da bateria Ponto de máxima potência TensãoTensão C o rr en te Po tê n ci a https://www.inverter.com/why-you-need-a-mppt-solar-charge-controller 6 ProfJL.com Dimensionamento com Operação em Tensão Fixa • Passo-a-passo • Análise do consumo do cliente • Geração por módulo FV • Autonomia do sistema FV • Dimensionamento do Banco de Baterias • Escolha do Controlador de Carga • Dimensionamento do Inversor Off-grid 7 ProfJL.com Análise do Consumo do Cliente http://www.ultracoloringpages.com/pt/p/l%C3%A2mpada-desenho-para- colorir/bfe17c224d62999e6425c126a6b6f631 https://easydrawings.net/appliance/draw-fridge/ Potência Energiavs 20 W 120 Wh 300 W 3 kWh 8 ProfJL.com Análise do Consumo do Cliente • Quais cargas serão atendidas? • Para cada carga: • Potência • Tempo de utilização Equipamento Quantidade Potência (W) Tempo de Utilização Energia Diária (Wh) Lâmpadas 12 30 10 Ventilador 2 100 12 Motor 1 375 2000 (de surto) 2 9 ProfJL.com Análise do Consumo do Cliente • Quais cargas serão atendidas? • Para cada carga: • Potência • Tempo de utilização Equipamento Quantidade Potência (W) Tempo de Utilização Energia Diária (Wh) Lâmpadas 12 30 10 3600 Ventilador 2 100 12 Motor 1 375 2000 (de surto) 2 10 ProfJL.com Análise do Consumo do Cliente • Quais cargas serão atendidas? • Para cada carga: • Potência • Tempo de utilização Equipamento Quantidade Potência (W) Tempo de Utilização Energia Diária (Wh) Lâmpadas 12 30 10 3600 Ventilador 2 100 12 2400 Motor 1 375 2000 (de surto) 2 11 ProfJL.com Análise do Consumo do Cliente • Quais cargas serão atendidas? • Para cada carga: • Potência • Tempo de utilização Equipamento Quantidade Potência (W) Tempo de Utilização Energia Diária (Wh) Lâmpadas 12 30 10 3600 Ventilador 2 100 12 2400 Motor 1 375 2000 (de surto) 2 750 Total: 6750 Wh = 6,75 kWh 12 ProfJL.com Geração por Módulo FV http://www.phonosolar.com/international/Products_PremiumPlus.html Característica Valor Potência de Pico 300 Wp Corrente de Máxima Potência (Imp) 8,17 A Tensão de Máxima Potência (Vmp) 36,7 V Corrente de Curto-Circuito (Isc) 8,60 A Tensão de Circuito Aberto 45,9 V 13 ProfJL.com Geração por Módulo FV http://www.phonosolar.com/international/Products_PremiumPlus.html https://www.inverter.com/why-you-need-a-mppt-solar-charge-controller 14 ProfJL.com Geração por Módulo FV http://www.phonosolar.com/international/Products_PremiumPlus.html Característica Valor Potência de Pico 300 Wp Corrente de Máxima Potência (Imp) 8,17 A Tensão de Máxima Potência (Vmp) 36,7 V Corrente de Curto-Circuito (Isc) 8,60 A Tensão de Circuito Aberto 45,9 V 15 ProfJL.com Geração por Módulo FV http://www.phonosolar.com/international/Products_PremiumPlus.html 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑎 = 𝑇𝑒𝑛𝑠ã𝑜𝑏𝑎𝑛𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑠 × 𝐼𝑆𝐶 × 𝐻𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑆𝑜𝑙 𝑃𝑙𝑒𝑛𝑜 24 V 8,60 A ? 16 ProfJL.com Horas de Sol Pleno https://greensarawak.com/things-to-know-before-going-solar/going-solar-chapter-5-know-your-sun-hours/ 17 ProfJL.com Horas de Sol Pleno globalsolaratlas.info 18 ProfJL.com Horas de Sol Pleno globalsolaratlas.info GHI = 5,895 kWh/m²/dia 19 ProfJL.com Horas de Sol Pleno GHI = 5,895 kWh/m²/dia 𝐻𝑆𝑃 = 𝐺𝐻𝐼𝑑𝑖𝑎 1000𝑊/𝑚² 𝐻𝑆𝑃 = 5895𝑊ℎ/𝑚² 1000𝑊/𝑚² = 5,895 ℎ Para Aracaju: 20 ProfJL.com Geração por Módulo FV http://www.phonosolar.com/international/Products_PremiumPlus.html 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑎 = 𝑇𝑒𝑛𝑠ã𝑜𝑏𝑎𝑛𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑠 × 𝐼𝑆𝐶 × 𝐻𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑆𝑜𝑙 𝑃𝑙𝑒𝑛𝑜 24 V 8,60 A 5,895h 21 ProfJL.com Geração por Módulo FV http://www.phonosolar.com/international/Products_PremiumPlus.html 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑎 = 24 × 8,60 × 5,895 = 1216,73𝑊ℎ Esse módulo específico gera em média 1216,73 Wh ou 1,2 kWh por dia em Aracaju-SE 22 ProfJL.com Número de módulos FV http://www.phonosolar.com/international/Products_PremiumPlus.html 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜𝑚ó𝑑𝑢𝑙𝑜𝑠 = 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑎 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎𝑝𝑜𝑟 𝑚ó𝑑𝑢𝑙𝑜 = 6750𝑊ℎ 1216,73 𝑊ℎ = 5,55 23 ProfJL.com Autonomia do Sistema FV • Quantos dias de segurança eu preciso para o meu sistema? • Mais comum: 1 dia • Bateria - profundidade de descarga desejada 24 ProfJL.com Dimensionamento do Banco de Baterias https://www.sacredsun.com/Product/LeadAcid/Energy/2020/1120/saj-agm-gel-battery.html 𝐵𝑆 = 𝑇𝑒𝑛𝑠ã𝑜𝑏𝑎𝑛𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑠 𝑇𝑒𝑛𝑠ã𝑜𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎 𝐵𝑃 = 𝐶𝑏𝑎𝑛𝑐𝑜 𝐶𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎 𝐶𝑏𝑎𝑛𝑐𝑜 = 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎𝑎𝑟𝑚𝑎𝑧𝑒𝑛𝑎𝑑𝑎 𝑇𝑒𝑛𝑠ã𝑜𝑏𝑎𝑛𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑠 × 𝐷𝑜𝐷 25 ProfJL.com Dimensionamento do Banco de Baterias https://centralbaterias.com.br/site/produtos/solar/ms-moura https://www.neosolar.com.br/loja/fileuploader/download/download/?d=1&file=custom%2Fupload%2FFile- 1583762796.pdf 26 ProfJL.com Dimensionamento do Banco de Baterias 𝐵𝑆 = 24 𝑉 12 𝑉 = 2 𝐶𝑏𝑎𝑛𝑐𝑜 = 6750𝑊ℎ 24𝑉 × 0,3 = 937,5𝐴ℎ 𝐵𝑃 = 937,5𝐴ℎ 200𝐴ℎ = 4,6875 https://centralbaterias.com.br/site/produtos/solar/ms-moura 27 ProfJL.com Escolha do Controlador de Carga https://www.neosolar.com.br/loja/controlador-carga-pwm-60a-12-24v-epever-viewstar-vs6024au.html • Entrada do Módulo • Corrente do arranjo FV • Entrada da Bateria • Tensão do banco de baterias 28 ProfJL.com Escolha do Controlador de Carga https://www.neosolar.com.br/loja/controlador-carga-pwm-60a-12-24v-epever-viewstar-vs6024au.html • Entrada do Módulo • 6 módulos em paralelo • 6 x 8,60 A = 51,6 A • Entrada da Bateria • 24 V 29 ProfJL.com Dimensionamento do Inversor Off-grid https://www.sacredsun.com/Product/LeadAcid/Energy/2020/1120/saj-agm-gel-battery.html • Análise da potência da carga Equipamento Quantidade Potência (W) Potência Total (W) Lâmpadas 12 30 360 Ventilador 2 100 200 Motor 1 375 2000 (de surto) 375 2000 (de surto) Total: 935 W Total (de surto): 2560 W 30 ProfJL.com Dimensionamento do Inversor Off-grid https://www.neosolar.com.br/loja/inversor-senoidal-epever-ipower-plus-ip1500-11-1500w-12-110v.html • Análise da potência da carga Total: 935 W Total (de surto): 2560 W 31 ProfJL.com Conexão http://www.phonosolar.com/international/Products_PremiumPlus.html https://centralbaterias.com.br/site/produtos/solar/ms-moura https://www.neosolar.com.br/loja/controlador-carga-pwm-60a-12-24v-epever-viewstar-vs6024au.html https://www.neosolar.com.br/loja/inversor-senoidal-epever-ipower-plus-ip1500-11-1500w-12-110v.html Cargas
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