AVALIAÇÃO UNIDADE I - oficial (Respondida)

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AVALIAÇÃO UNIDADE I 
 
Disciplina: INTRODUÇÃO À ENERGIA SOLAR 
Aluno (a): CAIO MARTINS PIMENTEL SANTOS 
Curso: Engenharia Elétrica Período letivo: 2020.2 
Semestre: 7º Noturno Data: 03/10/2020 
Valor: 5,0 pontos Professor (a): Bernardo Costa Silveira 
 
Instruções: 
 
• Prova individual; 
• Prazo para entrega: 05/10/2020; 
• Nome e as questões da prova deverão ser respondidas com letra legível. 
• As respostas deverão ser a caneta azul ou preta. Prova escrita a lápis não dá direito à 
revisão; 
• Não é permitido o uso de corretivo; 
• O valor de cada questão está ao lado da mesma; 
• Em casos de qualquer irregularidade comunicar ao professor; 
• Considerar n a soma dos dois últimos números de matrícula. Caso maior que 10, dividir por 
2 (exemplo: XXXXX15 → 1 + 5 =n= 6; XXXXX75 → 7 + 5 = 12 12 / 2 = n= 6) 
• Para casos de arredondamento em n, considerar para cima, quando maior ou igual a 5, e 
para baixo, quando menor do que 5 
 
Questão 1 (0,625 pontos) 
A respeito dos sistemas de energia solar, podemos afirmar: Justifique as 
incorretas 
 
I – Em uma mesma potência instala e em função das eficiências dos módulos, 
uma usina construída com módulos de silício amorfo ocupará uma superfície 
menor do que construída com módulos de silício monocristalino; 
II – As condições padrão para ensaio para módulos fotovoltaicos são: irradiância 
solar de 1000 W/m², temperatura do módulo 25°C. Conhecido como NOCT 
III – O valor de tensão em uma célula fotovoltaica de silício aumenta com o 
aumento da temperatura 
 
a) I e II 
b) I e III 
c) II e III 
d) I, II e III 
e) Somente I 
f) Somente II 
g) Somente III 
h) Nenhuma das opções 
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I – Como as placas de silício amorfo tem um rendimento muito baixo (5 a 8%), 
uma usina de silício monocristalino ocupa menos espaço que uma usina de silício 
amorfo. 
II – As condições NOTC são de 800 W/m² a uma temperatura de 48,4 ºC 
III – O aumento da temperatura prejudica a eficiência da placa prejudicando a 
geração em 0,45% a cada grau, logo, a tensão da célula fotovoltaica diminui. 
 
Questão 2 ( 0,625 pontos ) 
A respeito das fontes alternativas de energia, podemos dizer que o aumento da 
temperatura ambiente possui a capacidade de reduzir a eficiência de uma célula 
fotovoltaica? Justifique. 
Sim, o aumento da temperatura influencia na geração de energia 
produzida por uma placa fotovoltaica, estudos feitos pela MIT, apontam que para 
cada grau que a temperatura aumenta, a mesma perde 0,45% da sua eficiência 
de geração. 
Isso ocorre, pois o painel fotovoltaico gera energia através da luz e não 
pelo calor, além disso, a grande maioria das placas solares são fabricadas com 
silício que é um semicondutor, e esse tipo de material perde eficiência com calor. 
 
Questão 3 (0,625 pontos ) 
Sobre os sistemas fotovoltaicos, assinale a alternativa correta. Justifique as 
incorretas. 
 
a) Em sistemas do tipo isolados, é obrigatório o uso de baterias para 
armazenamento de energia elétrica. 
b) É possível conectar painéis fotovoltaicos tanto em série quanto em paralelo. 
c) Sistemas do tipo On-Grid não são conectados à rede elétrica. 
d) Um painel fotovoltaico é capaz de aproveitar 80% da energia sobre ele 
irradiada. 
e) Em um sistema fotovoltaico, cada painel solar deve ser conectado a um 
inversor. 
Justificativa das alternativas incorretas: 
a) As baterias nos sistemas off-grid (não conectados na rede), são usadas para 
armazenamento do excesso gerado para utilização posterior (a noite). Por isso, 
nem sempre o sistema precisa de baterias, podem ser utilizados para geração e 
consumo instantâneo, sem armazenamento do excesso. 
c) Sistemas On-Grid são sistemas conectados a rede, sistemas que não são 
conectados são chamados de Off-Grid. 
d) Os painéis solares atualmente têm uma eficiência entre 17 a 19%, porém 
recentemente os Suíços criaram um painel que consegue uma eficiência de 29%, 
até então a mais alta do mercado. 
e) Os painéis são conectados entre si, em serie e em paralelo, e após um arranjo, 
também conhecido como array ou strings, e após esse aranjo eles são conectados 
no inversor. 
 
 
 
 
 
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Questão 4 (0,625 pontos ) 
Já faz muito tempo que o nosso planeta é presenteado com energia de forma 
gratuita e limpa. Os raios solares são responsáveis por enviar a luz e o calor, 
elementos primordiais para a vida no planeta terra, além disso podem ser 
empregados para a geração de energia, 
 
Como os raios solares podem ser utilizados para geração de energia? 
 
Os raios solares podem ser utilizados para geração de energia através de painéis 
fotovoltaicos (placas solares), que captam a radiação solar e transforma em 
energia. Atualmente existem diversos tipos de painéis solares, como painéis de 
silício (mais utilizado), filme fino, telureto de cádmio, cobre, índio e gálio e células 
orgânicas. 
 
Questão 5 (0,625 pontos ) 
 Dado inversor possui os seguintes dados de entrada: 
 
• Vinmax = 1000V 
• Vinmax = 15A 
 
Sendo a instalação feita com módulos que fornecem 30V e 9A, determine se o 
inversor suporta os seguintes arranjos: (mostre os valores encontrados) 
 
 
 
 
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Questão 6 (0,625 pontos ) 
De importância crescente, as células solares fotovoltaicas já são comumente 
empregadas na alimentação de pequenas cargas ao ar livre e no recarregamento 
de baterias de sistemas embarcados. 
Mecanismos para melhorar a eficiência desses elementos têm sido intensamente 
pesquisados para permitir o uso mais geral dessa tecnologia de produção de 
energia limpa 
Na curva W × V de uma célula fotovoltaica, temos informações de um importante 
parâmetro. 
A potência de um arranjo de módulos fotovoltaicos é definida pelo produto da 
corrente pela tensão do arranjo em determinado ponto de operação. 
De acordo com a curva mostrada, em qual das situações é a ideal para o 
fornecimento de energia. Justifique 
 
Na situação 3 é a situação ideal para o 
fornecimento de energia, pois teremos uma 
corrente maior no circuito, logo uma potência 
maior no circuito também. 
 
 
 
 
Questão 7 (0,625 pontos ) 
O sistema solar fotovoltaico off-grid, que é independente e não se conecta a rede 
elétrica, é a melhor opção tratando-se das tecnologias atuais que usam as 
radiações solares para geração de eletricidade. Seu implemento é 
consideravelmente simples, já que o sistema fotovoltaico é composto por apenas 
quatro componentes – placas solares, controladores de cargas, inversores e 
baterias – e deve, contudo, ser fielmente planejado para que o consumo de 
energia não ultrapasse o valor capturado e armazenado para uso. 
 
Na hora de dimensionar o sistema solar fotovoltaico off-grid é essencial pensar 
em cada um dos componentes, individualizando-os para comparar as opções 
semelhantes que são oferecidas pelo mercado. 
 
Um dos componentes do sistema off-grid, as baterias são responsáveis por todo 
o armazenamento das cargas elétricas que serão posteriormente consumidas 
nos períodos noturnos ou em dias cujo Sol esteja encoberto. 
 
É importante frisar que elas não produzem nenhum tipo de energia, mas sim que 
sua função é a de acúmulo e que, para utilização em sistemas solares 
fotovoltaicos, as mais recomendadas são as baterias estacionárias. 
Com relação ao uso de baterias em sistemas off grid, deve-se evitar o uso de 
baterias automotivas. Explique o fato que justifique essa prática. 
https://www.solarbrasil.com.br/produtos/baterias-estacionarias/
https://www.solarbrasil.com.br/produtos/baterias-estacionarias/https://www.solarbrasil.com.br/produtos/baterias-estacionarias/
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As baterias automotivas não são recomendadas pois tem uma construção 
diferente das baterias estacionárias, com mais placas e mais finas, deixando-a 
mais “frágil” para o uso em placas solares. 
Outro fator que influencia é que as baterias automotivas são projetadas para 
estarem sempre carregadas e já as estacionárias podem ser até 80% 
descarregadas, além do ciclo de cargas das estacionárias serem maiores. 
As baterias automotivas liberam gases tóxicos e nocivos a saúde humana, o que 
pode gerar diversos problemas de saúde, e por estarem em um ambiente aberto 
(embaixo do capô) são dissipados e não prejudica os humanos. As baterias 
estacionárias possuem filtros que liberam apenas gases que não são nocivos a 
saúde. 
 
Questão 8 (0,625 pontos ) 
Instalações fotovoltaicas de grande porte, como usadas em usinas solares, 
costumam ser construídas em fileiras de módulos colocadas umas atrás da outra. 
Esse ajuste é de extrema importância para que se tenha a máxima capacidade 
de geração da usina 
 
Sendo assim, calcule o espaçamento dos módulos fotovoltaicos em uma usina. 
Considere as dimensões a seguir: