AULA 3 - FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA

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FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA 
PAU DOS FERROS/RN 
2017 18/12/2017 1 
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO 
CENTRO MULTIDISCIPLINAR PAU DOS FERROS 
DISCIPLINA: FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA 
DOCENTE: ENG. MESSIAS FERNANDES NETO 
 
8 MÓDULOS FOTOVOLTÁICOS 
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8. MÓDULOS FOTOVOLTÁICOS 
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• Pela BAIXA TENSÃO E CORRENTE DE SAÍDA em uma célula fotovoltaica, 
AGRUPAM-SE VÁRIAS CÉLULAS FORMANDO UM MÓDULO. O arranjo das 
células nos módulos podem ser feito conectando-as em SÉRIE ou em 
PARALELO. 
 
• Ao conectar as células em paralelo, soma-se as correntes de cada módulo e 
a tensão do módulo é exatamente a tensão da célula. 
 
• A CORRENTE produzida pelo efeito fotovoltaico é CONTÍNUA. 
 
• Pelas características típicas das células (CORRENTE MÁXIMA por volta de 
3A e tensão muito baixa, em torno de 0,7V) este arranjo não é utilizado 
salvo em condições muito especiais. 
 
8. MÓDULOS FOTOVOLTÁICOS 
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• CONEXÃO DE CÉLULAS EM PARALELO 
8. MÓDULOS FOTOVOLTÁICOS 
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• A CONEXÃO mais comum DE CÉLULAS fotovoltaicas em módulos é o 
arranjo em série. 
 
• Este consiste em agrupar o maior número de células em série onde 
SOMA-SE A TENSÃO DE CADA CÉLULA CHEGANDO A UM VALOR 
FINAL DE 12V o que possibilita a carga de acumuladores (baterias) 
que também funcionam na faixa dos 12V. 
8. MÓDULOS FOTOVOLTÁICOS 
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• CONEXÃO DE CÉLULAS FOTOVOLTÁICAS EM SÉRIE 
8. MÓDULOS FOTOVOLTÁICOS 
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• CONEXÃO DE PAINÉIS 
8.1 CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS DOS MÓDULOS 
FOTOVOLTÁICOS 
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• Geralmente, a potência dos módulos é dada pela POTÊNCIA DE PICO; 
 
• Tão necessário quanto este parâmetro, existe outras características 
elétricas que melhor caracterizam a funcionabilidade do módulo; 
 
• As principais características elétricas dos modúlos fotovoltaicos são as 
seguintes: 
• Voltagem de circuito aberto (Voc); 
• Corrente de curto circuito (Isc); 
• Potência máxima (Pm); 
• Voltagem de potência máxima (Vmp); 
• Corrente de potência máxima (Imp). 
8.1 CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS DOS MÓDULOS 
FOTOVOLTÁICOS 
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8.2 FATORES QUE AFETAM AS CARACTERÍSTICAS 
ELÉTRICAS DOS MÓDULOS 
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• Os principais fatores que influenciam nas características elétricas de 
um painel é a INTENSIDADE LUMINOSA e a TEMPERATURA DAS 
CÉLULAS. 
 
• A CORRENTE gerada nos módulos AUMENTA LINEARMENTE com o 
aumento da INTENSIDADE LUMINOSA. 
 
• Por outro lado, o AUMENTO DA TEMPERATURA na célula faz com que 
a EFICIÊNCIA DO MÓDULO CAIA abaixando assim os pontos de 
operação para potência máxima gerada. 
8.1 CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS DOS MÓDULOS 
FOTOVOLTÁICOS 
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• GRÁFICOS DAS CARACTERÍSTICAS 
9 COMPONENTES DE UM SISTEMA 
FOTOVOLTAICO 
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9. COMPONENTES DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO 
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• Um sistema fotovoltaico pode ser classificado em três categorias 
distintas: 
• Sistemas isolados; 
• Híbridos; e 
• Conectados a rede. 
 
• Os sistemas obedecem a uma configuração básica onde o sistema 
deverá ter uma unidade de controle de potência e também uma 
unidade de armazenamento. 
9. COMPONENTES DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO 
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9.1 SISTEMAS ISOLADOS 
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• Sistemas isolados, em geral, UTILIZA-SE alguma forma de 
ARMAZENAMENTO DE ENERGIA. 
 
• Este armazenamento pode ser feito através de BATERIAS, quando se 
deseja utilizar aparelhos elétricos ou armazena-se na forma de 
energia gravitacional quando se bombeia água para tanques em 
sistemas de abastecimento. 
 
• ALGUNS sistemas isolados NÃO NECESSITAM DE ARMAZENAMENTO, 
o que é o caso da irrigação onde toda a água bombeada é 
diretamente consumida ou estocadas em reservatórios. 
9.1 SISTEMAS ISOLADOS 
18/12/2017 16 
• Em sistemas que necessitam de armazenamento de energia em 
baterias, usa-se um DISPOSITIVO PARA CONTROLAR A CARGA e a 
descarga na bateria. 
 
• O “controlador de carga” tem como principal função NÃO DEIXAR 
QUE HAJA DANOS NA BATERIA POR SOBRECARGA OU DESCARGA 
PROFUNDA. 
 
• O controlador de carga é usado em sistemas pequenos onde os 
aparelhos utilizados são de baixa tensão e corrente contínua (CC). 
9.1 SISTEMAS ISOLADOS 
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• Para ALIMENTAÇÃO de equipamentos de CORRENTE ALTERNADA 
(CA) é necessário um INVERSOR. 
 
• Este dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de 
máxima potência necessário para otimização da potência final 
produzida. 
 
• Este sistema é usado quando se deseja mais conforto na utilização de 
eletrodomésticos convencionais. 
9.1 SISTEMAS ISOLADOS 
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9.1 SISTEMAS ISOLADOS 
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9.2 SISTEMAS HÍBRIDOS 
18/12/2017 20 
• Sistemas híbridos são aqueles que, DESCONECTADO DA REDE 
convencional, apresenta VÁRIAS FONTES DE GERAÇÃO DE ENERGIA como 
por exemplo: 
• Turbinas eólicas, 
• Geração diesel, 
• Módulos fotovoltaicos 
• Entre outras. 
 
• A utilização de várias formas de geração de energia elétrica torna-se 
COMPLEXA na necessidade de OTIMIZAÇÃO do uso das energias. 
 
• É necessário um CONTROLE de todas as fontes para que haja MÁXIMA 
EFICIÊNCIA na entrega da energia para o usuário. 
9.2 SISTEMAS HÍBRIDOS 
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9.3 SISTEMAS CONECTADOS À REDE 
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• Estes sistemas utilizam grandes números de painéis fotovoltaicos, e não 
utilizam armazenamento de energia pois toda a geração é entregue 
diretamente na rede. 
 
• Este sistema representa uma FONTE COMPLEMENTAR AO SISTEMA 
ELÉTRICO de grande porte ao qual esta conectada. 
 
• Todo o arranjo é conectado em inversores e logo em seguida guiados 
diretamente na rede. 
 
• Estes inversores devem satisfazer as exigências de qualidade e segurança 
para que a rede não seja afetada. 
9.3 SISTEMAS CONECTADOS À REDE 
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10 CRITÉRIOS DE PROJETO E 
DIMENSIONAMENTO 
18/12/2017 24 
10. CRITÉRIOS DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO 
18/12/2017 25 
 
10. CRITÉRIOS DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO 
18/12/2017 26 
• DEFINIÇÃO DO ÂNGULO 
10. CRITÉRIOS DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO 
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• DEFINIÇÃO DO ÂNGULO 
10. CRITÉRIOS DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO 
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• DEFINIÇÃO DO ÂNGULO 
10. CRITÉRIOS DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO 
18/12/2017 29 
• DEFINIÇÃO DO ÂNGULO 
• A irradiância solar DEPENDE DA ALTURA DO SOL (=Js). Esta é calculada a 
partir de uma base horizontal. Devido à trajetória do Sol, A altura do sol 
MUDA DURANTE O DIA e também DURANTE O ANO. 
10. CRITÉRIOS DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO 
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• DEFINIÇÃO DO ÂNGULO 
 
• A luz solar TOMA O PERCURSO MAIS CURTO através da atmosfera, 
quando a posição do Sol é perpendicular à superfície da Terra. 
 
•SE O ÂNGULO DE INCIDÊNCIA SOLAR É MAIS 
BAIXO, O PERCURSO ATRAVÉS DA ATMOSFERA É 
MAIS LONGO. 
10. CRITÉRIOS DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO 
18/12/2017 31 
• DEFINIÇÃO DO ÂNGULO 
• Nesta segunda posição, leva a uma maior absorção e difusão da 
radiação solar, o que implica uma menor irradiância. 
 
• A Massa de Ar (fator AM), indica um MÚLTIPLO DO PERCURSO DA 
RADIAÇÃO SOLAR NA ATMOSFERA para um local preciso, num 
determinado momento. 
 
• A relação entre a posição do Sol (Js) e a Massa de Ar, é definida do 
seguinte modo: 
10. CRITÉRIOS DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO 
18/12/2017 32 
• DEFINIÇÃO DO ÂNGULO 
• Neste contexto, AM = 1 quando a posição do Sol é perpendicular (Js = 
90°). 
• Isto corresponde à posição solar no equador ao meio dia, no início da 
Primavera ou do Outono. 
10. CRITÉRIOS DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO 
18/12/2017 33 
• DEFINIÇÃO DO ÂNGULO 
10. CRITÉRIOS DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO 
18/12/2017 34 
• DEFINIÇÃO DO ÂNGULO 
10. CRITÉRIOS DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO 
18/12/2017 35 
10.1 AVALIAÇÃO DO RECURSO SOLAR 
18/12/2017 36 
10.1 AVALIAÇÃO DO RECURSO SOLAR 
18/12/2017 37 
10.1 AVALIAÇÃO DO RECURSO SOLAR 
18/12/2017 38 
10.1 AVALIAÇÃO DO RECURSO SOLAR 
18/12/2017 39 
10.2 LOCALIZAÇÃO DO SISTEMA18/12/2017 40 
10.2 LOCALIZAÇÃO DO SISTEMA 
18/12/2017 41 
10.2 LOCALIZAÇÃO DO SISTEMA 
18/12/2017 42 
10.2 LOCALIZAÇÃO DO SISTEMA 
18/12/2017 43 
10.2 LOCALIZAÇÃO DO SISTEMA 
18/12/2017 44 
10.3 TIPO DE ARRANJO E CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA 
18/12/2017 45 
10.3 TIPO DE ARRANJO E CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA 
18/12/2017 46 
10.3 TIPO DE ARRANJO E CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA 
18/12/2017 47 
10.3 TIPO DE ARRANJO E CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA 
18/12/2017 48 
10.3 TIPO DE ARRANJO E CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA 
18/12/2017 49 
10.3 TIPO DE ARRANJO E CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA 
18/12/2017 50 
10.3 TIPO DE ARRANJO E CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA 
18/12/2017 51 
10.3 TIPO DE ARRANJO E CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA 
18/12/2017 52 
10.3 TIPO DE ARRANJO E CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA 
18/12/2017 53 
10.4 LEVANTAMENTO DA DEMANDA E DO CONSUMO DE 
ENERGIA ELÉTRICA 
18/12/2017 54 
10.4 LEVANTAMENTO DA DEMANDA E DO CONSUMO DE 
ENERGIA ELÉTRICA 
18/12/2017 55 
10.4 LEVANTAMENTO DA DEMANDA E DO CONSUMO DE 
ENERGIA ELÉTRICA 
18/12/2017 56 
10.5 DIMENSIONAMENTO DO GERADOR FOTOVOLTÁICO 
18/12/2017 57 
10.5 DIMENSIONAMENTO DO GERADOR FOTOVOLTÁICO 
18/12/2017 58 
10.5 DIMENSIONAMENTO DO GERADOR FOTOVOLTÁICO 
18/12/2017 59 
10.5 DIMENSIONAMENTO DO GERADOR FOTOVOLTÁICO 
18/12/2017 60 
10.5 DIMENSIONAMENTO DO GERADOR FOTOVOLTÁICO 
18/12/2017 61 
10.5 DIMENSIONAMENTO DO GERADOR FOTOVOLTÁICO 
18/12/2017 62 
10.5 DIMENSIONAMENTO DO GERADOR FOTOVOLTÁICO 
18/12/2017 63 
10.5 DIMENSIONAMENTO DO GERADOR FOTOVOLTÁICO 
18/12/2017 64 
10.5 DIMENSIONAMENTO DO GERADOR FOTOVOLTÁICO 
18/12/2017 65 
10.5 DIMENSIONAMENTO DO GERADOR FOTOVOLTÁICO 
18/12/2017 66 
10.6 DIMENSIONAMENTO DOS EQUIPAMENTOS DE 
CONDICIONAMENTO DE POTÊNCIA 
18/12/2017 67 
10. CRITÉRIOS DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO 
18/12/2017 68 
• CONSIDERAÇÕES PARA SISTEMAS CONECTADOS À REDE 
10. CRITÉRIOS DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO 
18/12/2017 69 
• CONSIDERAÇÕES PARA SISTEMAS CONECTADOS À REDE 
10. CRITÉRIOS DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO 
18/12/2017 70 
• CONSIDERAÇÕES PARA SISTEMAS CONECTADOS À REDE 
10. CRITÉRIOS DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO 
18/12/2017 71 
• LEVANTAMENTO DAS CARACTERÍSTICAS DO LOCAL DA INSTALAÇÃO: 
• Durante a visita ao local e na fase de registo de dados, um bom contributo 
para a base de um bom planeamento, passará pelo inequívoco 
esclarecimento junto do cliente das seguintes questões: 
• Disponibilidade da área do telhado, fachadas e/ou superfícies disponíveis na envolvente 
 
• Orientação e inclinação das estruturas disponíveis à colocação do sistema 
 
• Formato do telhado, características da estrutura e sub-estrutura, e tipo de cobertura 
 
• Aberturas utilizáveis no telhado (as telhas de ventilação, as condutas de chaminé; 
 
• Dados sobre sombreamentos 
10. CRITÉRIOS DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO 
18/12/2017 72 
• LEVANTAMENTO DAS CARACTERÍSTICAS DO LOCAL DA INSTALAÇÃO: 
• Locais potenciais à instalação do gerador, das caixas de junção, do interruptor de corte 
principal (DC) e do inversor 
 
• Caixa do contador e espaço para um contador extra 
 
• Comprimento dos cabos, rede de cablagem e método de implantação da canalização eléctrica 
 
• Acessos, particularmente se for necessário equipamento específico para a instalação do 
gerador (guindaste, andaime, etc.) 
 
• Tipo de módulo, concepção do sistema, método de instalação 
 
• Produção energética desejada versus potência fotovoltaica a instalar 
Enquadramento financeiro, tendo em conta as respectivas condições para a atribuição de 
subsídios 
10. CRITÉRIOS DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO 
18/12/2017 73 
• DIMENSIONAMENTO EM 6 PASSOS 
 
• MOSTRAR VIDEO 
 
• DEFINIR SEMINÁRIOS PARA OS DIAS 12/12/2017 E 13/12/2017 
../../../../../../Videos/4K Video Downloader/Dimensionamento Sistema Solar Fotovoltaico Passo a Passo.mp4
10. CRITÉRIOS DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO 
18/12/2017 74 
• FICHA DE REGISTRO DE DADOS PARA DIMENSIONAMENTO 
10. CRITÉRIOS DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO 
18/12/2017 75 
10. CRITÉRIOS DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO 
18/12/2017 76 
10. CRITÉRIOS DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO 
18/12/2017 77 
10. CRITÉRIOS DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO 
18/12/2017 78 
11 INSTALAÇÃO DE SISTEMAS 
FOTOVOLTÁICOS E RECOMENDAÇÕES 
DE SEGURANÇA 
18/12/2017 79 
11 INSTALAÇÃO DE SISTEMAS FOTOVOLTÁICOS E 
RECOMENDAÇÕES DE SEGURANÇA 
18/12/2017 80 
 
12 EXERCÍCIOS DE 
DIMENSIONAMENTO (19/12/17) 
18/12/2017 81 
OBRIGADO!!! 
18/12/2017 82 
REFERÊNCIAS 
• ANEEL – AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA 
• PALZ, Wolfgang. Energia Solar e Fontes Alternativas 
 
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