2 Instalacao de sistema de microgeracao solar fotovoltaica

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Instalação de sistema 
de microgeração solar 
fotovoltaica
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circunstâncias, os módulos devem ficar mais verticais para melhor captação. 
O posicionamento dos módulos deve ser feito com base no que foi visto ante-
riormente.Relembrando:
α = latitude + latitude/4
Em casos de arranjos montados em telhados que possuem a queda de água com 
um ângulo maior que 30° para os dois lados do norte geográfico, as perdas na 
geração referentes às horas do dia tornarão o sistema economicamente inviável.
Manutenção geral do sistema (limpeza e conexões)
O módulo fotovoltaico tem baixa eficiência na conversão de energia luminosa em 
elétrica. Se juntarmos a isso poeira, poluição, umidade, excrementos de pássaros 
e outros tipos de bloqueio dos fótons, diminuiremos mais ainda a eficiência dos 
módulos e, por consequência, a eficiência do sistema. Conexões de cabos apre-
sentam proteções contra raios UV, porém exigem reaperto mecânico e boa con-
dutividade elétrica sempre. Limpezas e reaperto devem ser feitos periodicamente.
Conceitos básicos de dimensionamento
Levantamento dos componentes
Na escolha das marcas dos equipamentos de um sistema desconectado, devemos 
observar se as marcas possuem certificados de institutos de metrologia do país, 
se respeitam normas de segurança e ao meio ambiente, antes de efetuar uma 
avaliação de preço.
Os sistemas fotovoltaicos têm a maioria de seus componentes importados. Não 
é difícil encontrar componentes de marcas novas com preços mais atrativos, 
porém, de procedência desconhecida e não eficientes.
Coleta de dados da área de instalação
É preciso obter as coordenadas geográficas para o ajuste horo-sazonal dos mó-
dulos e, posteriormente, fazer consultas a sites solarimétricos, para as simulações 
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serem mais precisas possíveis. Devemos verificar as condições elétricas atuais do 
local, ou seja, verificar a situação de cabos, eletrodutos e quadros de distribuição, 
assim como as condições, tais como irregularidades nas superfícies de terrenos 
e telhados, madeiramento do telhado, acessibilidade ao mesmo para instalação 
e manutenção do sistema.
Levantamento do consumo diário da instalação
Para descrever este e outros tópicos vamos apresentar um exemplo de dimensio-
namento de um sistema para atender uma residência que possui um consumo 
diário com as seguintes cargas:
• 8 lâmpadas fluorescentes de 15 W, ligadas cinco horas por dia;
• 1 TV de 200 W, ligada 4 horas por dia;
• 1 geladeira de 200 W, ligada efetivamente dez das 24 horas de um dia.
Em um site solarimétrico foi verificado que na cidade a ser realizada a instalação 
há uma média anual de cinco horas de sol úteis por dia.
Será dada uma margem de até dois dias sem sol, portanto, o semiciclo de descarga 
será de dois dias.
As tensões de trabalho do sistema serão de 24 Vcc para 127 Vac.
A controladora de cargas não possui o recurso MPPT.
Será usado um modelo de bateria de chumbo ácido de 240 Ah de 12 V e uma 
porcentagem máxima de descarga de 50%.
São recomendados para os sistemas desconectados módulos fotovoltaicos com 
potência abaixo de 150 W, pois apresentam, em média, baixa tensão de saída. 
Módulos de maior potência possuem tensões de 30 V a 40 V e são de maior risco 
no dimensionamento da controladora.
Escolhemos um módulo policristalino de 135 Wp, cujos parâmetros são:
STC: (proteção) NOCT: (geração)
I sc = 8,41A I sc = 6,83A
Voc = 21V Voc = 19V 
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Tabela 3 – Dados do enunciado do problema 
Cargas Potência (W) Horas diárias (h) Consumo (Wh)
8 lâmpadas 15 5 600
1 TV 200 4 800
1 geladeira 200 10 200
Energia de consumo em um dia: Ec = 3.400 Wh
Como a tolerância é de até 2 dias sem sol: Ec(2 dias) = 6.800 Wh
Cálculo do banco de baterias
Número de baterias que devem ser ligadas em série:
Ns = Vsistema / Vbateria = 24/12 = 2 baterias em série ou uma string de 2 baterias.
Capacidade do banco:
CB = Ec(2 dias) = 6800 = 566 Ah
 Vsistema 24 
 %descarga 0,5
Número de baterias em paralelo ou quantidade de strings:
Np = CB = 566 = 2,36 strings
Cbat 240
Se esse valor for arredondado para 2, não o consumo não será atentido, porém, 
se for arredondado para 3, atenderá as às necessidades de consumo, no entanto, 
será preciso adquirir de adquirir mais duas baterias.
Usaremos três strings de duas baterias, aumentando, assim, a autonomia.
Cálculo da quantidade de módulos
Módulos
Energia produzida por 1 módulo naquela cidade diariamente:
Ep = Hs . Isc (NOCT) . Vméd = 5 . 6,83 . 12 = 410 Wh/dia
Hs – Insolação diária da cidade
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Vméd – Tensão média ou nominal do módulo, esse valor é mais facilmente obtido 
em módulos de baixa potência.
Número de módulos do sistema:
NM = Ec/Ep = 3400 / 410 = 8 módulos ligados em 4 strings de 2 módulos cada, 
para fornecermos uma entrada de 24 V para a controladora.
Dimensionamento da controladora e do inversor
A tensão de trabalho da controladora será a tensão do sistema, 24 V, por isso 
montamos strings de duas baterias e dois painéis em série, ambos de 12 V.
A controladora será dimensionada principalmente pela corrente, então:
Icontroladora = Nstrings de módulos . Isc(STC) . 1,25 = 4 . 8,41 . 1,25 = 42,05 A
1,25 → 25% de margem de segurança.
Usaremos uma controladora de 24 V e 45 A.
O dimensionamento do inversor será dimensionado pela potência das cargas:
Pinversor = Pcargas AC = 8 . 15 + 200 + 200 = 520 W
Usaremos um inversor de 500 W para 24 Vcc /127 Vac.
Dimensionamento das proteções
Lado CC: em cada string de módulos deve ser usado um par de fusíveis, um para 
o positivo e um para o negativo dos módulos:
Ifuse = Isc(STC) . 20% de tolerância = 8,41 . 1,2 = 10 A
Para o seccionamento dos módulos podemos usar um disjuntor CC de 45 A ou 
uma chave rotativa extintora de arcos.
Para o seccionamento do banco de baterias podemos usar um disjuntor CC de 
32 A ou uma chave rotativa extintora de arcos.
Lado CA: para o lado das cargas podemos usar um disjuntor AC monopolar:
IDisjuntor = Pca/Vca . 20% de segurança = (520/127) . 1,2 = 4,91 A
DPS de 75 V do lado contínuo e 175 V para o lado alternado.
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Dimensionamento da seção dos cabos
Smm2 = 2 . Imaior . l
( s . %V . Vsistema)
 Imaior → Maior corrente do trecho;
l→ comprimento do cabo em metros;
s → condutividade do material, no caso cobre 56;
%V → percentual de queda de tensão do cabo, 2, 3 ou 4%.
Esquema de ligação e diagrama de instalação
A Figura 10 mostra esquema de ligação de um sistema autônomo:
Controlador 
de carga
Inversor
CC–CA
24 V
24 V 24 V45 A
127 V
60 Hz
12 V
1.240 Ah
12 V
1.240 Ah
12 V
1.240 Ah
12 V
1.240 Ah
12 V
1.240 Ah
12 V
1.240 Ah
Figura 10 – Esquema de ligação do sistema autônomo.
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A Figura 11 apresenta um, exemplo de diagrama elétrico de ligação para sistema 
desconectado.
Figura 11 – Exemplo de diagrama desconectado.
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