PROJETO DE TCC 1 CORRIGIDO

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
ENERGIA FOTOVOLTAICA: CARACTERÍSTICAS DE OPERAÇÃO E POSSIBILIDADE DE USO NA ILUMINAÇÃO PÚBLICA
JORGE FORTES FIRMINO
Rio de Janeiro
2020
UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
Projeto de TCC1
ENERGIA FOTOVOLTAICA: CARACTERÍSTICAS DE OPERAÇÃO E POSSIBILIDADE DE USO NA ILUMINAÇÃO PÚBLICA
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade Estácio de Sá, como requisito parcial á obtenção do título de bacharel em Engenharia Elétrica. 
Prof. Orientador: David Fernandes Cruz Moura
Rio de Janeiro
2020
UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
Projeto de TCC1
ENERGIA FOTOVOLTAICA: CARACTERÍSTICAS DE OPERAÇÃO E POSSIBILIDADE DE USO NA ILUMINAÇÃO PÚBLICA
					JORGE FORTES FIRMINO
Aprovada em Rio de Janeiro, _____ de _____________ de 2020.
BANCA EXAMINADORA
_______________________________________
Prof. David Fernandes Cruz Moura
Faculdade Estácio de Sá do Rio de Janeiro
_______________________________________
Prof. 
Faculdade Estácio de Sá do Rio de Janeiro
_______________________________________
Prof. 
Faculdade Estácio de Sá do Rio de Janeiro
Rio de Janeiro
2020
RESUMO
Este estudo tem como objetivo realizar uma pesquisa sobre Energia Fotovoltaica, destacando suas características de operação e geração de energia elétrica. [Ao serem analisados os sistemas de Iluminação Pública, percebe-se que os mesmos em grande maioria se encontram defasados e utilizam luminárias que podem ser substituídas por novas tecnologias mais eficientes, além de ser um local disponível para a instalação dos painéis solares.] Em concordância com o objetivo a ser alcançado com o trabalho, a metodologia utilizada será um levantamento bibliográfico, buscando possíveis técnicas, soluções e projetos, bem como seus materiais e características que busquem a eficiência na geração de energia elétrica. Almeja-se também obter um conceito de sustentabilidade, pois a energia que alimentará a luminária é a energia solar, a qual é convertida em energia elétrica por meio do painel fotovoltaico.
Palavras-chave: Painel Fotovoltaico. Iluminação Pública. Energia Elétrica.
ABSTRACT
This study aims to conduct a research on Photovoltaic Energy, highlighting its characteristics of operation and generation of electric energy. When analyzing the Public Lighting systems, it can be seen that the vast majority of them are out of date and use luminaires that can be replaced by new, more efficient technologies, in addition to being an available place for the installation of solar panels. In accordance with the objective to be achieved with the work, the methodology used will be a bibliographic survey, looking for possible techniques, solutions and projects, as well as its materials and characteristics that seek efficiency in the generation of electric energy. The aim is also to obtain a concept of sustainability, since the energy that will power the luminaire is solar energy, which is converted into electrical energy through the photovoltaic panel.
Keywords: Photovoltaic Panel. Street Lighting. Electricity.
SUMÁRIO 
CAPÍTULO 1. INTRODUÇÃO	……....7
1.1 Apresentação do Problema……………………………………………………………...….7
1.2 Definição do Problema	8
1.3 Objetivo Geral	8
1.4 Objetivo Específico	8
1.5 Metodologia	8
1.6 Organização do Texto	9
CAPÍTULO 2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA	10
2.1 Conceitos Básicos	10
2.2 Radiação Solar	10
2.2.1 Efeito Fotovoltaico……………………………………………………………………12
2.3 Energia Solar………………………………………………………………………………12
2.3.1 Irradiância……………………………………………………………………………..12
2.3.2 Insolação………………………………………………………………………………13
2.4 Células Fotovoltaicas………………………………………………………………………13
2.4.1 Tipos de Células………………………………………………………………………..14
2.4.2 Silício Monocristalino………………………………………………………………….14
2.4.3 Silício Policristalino……………………………………………………………………15
2.4.4 Filmes Finos……………………………………………………………………………16
2.5 Ângulo de Incidência dos Raios Solares……………………………………………………17
2.5.1 Escolha do Ângulo de Inclinação do Módulo Solar……………………………………17
2.6 Iluminação Pública………………………………………………………………………….18
2.7 Sistemas Fotovoltaicos……………………………………………………………………...18
2.7.1 Aplicações dos Sistemas Fotovoltaicos Autônomos…………………………………...19
2.8 Componentes de um Sistema Fotovoltaico…………………………………………………20
2.8.1 Baterias…………………………………………………………………………………20
2.8.1.1 Baterias de Ciclo Profundo…………………………………………………………...20
2.8.1.2 Vida Útil da Bateria…………………………………………………………………..21
2.9 Controlador de Carga……………………………………………………………………….22
2.9.1 Funções do Controlador de Carga……………………………………………………...23
2.10 Cálculo da Energia Produzida pelos Módulos Fotovoltaicos……………………………..23
2.11 Tarifas de Energia Elétrica………………………………………………………………...24
2.11.1 Classes e Subclasses de Consumo…………………………………………………….24
2.11.1.1 Tarifas Grupo A	24
2.11.1.2 Tarifas Grupo B	25
2.12 Termos Luminotécnicos……………………………………………………………………26
2.12.1 Fluxo Luminoso (lm)	26
2.12.2 Eficiência Luminosa (lm/W)	26
2.12.3 Iluminamento ou Iluminância (lux)	26
2.12.4 Fator de Uniformidade	26
2.12.5 Linha Isocandela	27
2.12.6 Linha Isolux	27
2.13 Viabilidade Econômica e Financeira……………………………………………………….27
2.14 Conceitos de Iluminação…………………………………………………………………...27
2.15 O Sistema fotovoltaico na iluminação pública ………………………………………….…29
 2.15.1 O Sistema ……………………………………………………………………………...29
 2.15.2 Módulo Fotovoltaico………………………………………………………………….. 30
 2.15.3 Inversor Fotovoltaico ………………………………………………………………….32
 2.16 Implantação de um Sistema de Iluminação Pública Fotovoltaico - OFF-GRID..…………33
 2.16.1 Dimensionamento do Poste Solar……………………………………………………..33
 2.16.2 Componentes Do Poste Solar………………………………………………………….34
 2.16.3 Luminária LED………………………………………………………………………..34
 2.16.4 Cálculo do Custo em Reais Para uma Luminária de 30W…………………………….35
 2.16.5 Cálculo do VPL……………………………………………………………………….35
CONCLUSÃO	37
REFERÊNCIAS	38
CAPÍTULO 1. INTRODUÇÃO 7
1.1 Apresentação do Problema
O Brasil oferece uma variedade de soluções naturais para a fabricação de energia, da qual a água é a fonte básica. Porém, as hidrelétricas no Brasil nem sempre são adequadas para atender a demanda de eletricidade, portanto, grande parte dessa eletricidade vem de termelétricas. Na maior parte das vezes, os comburentes fósseis que utilizam apresentam muitas desvantagens: maior custo de fabricação energia, altos indicadores de poluição contribuem para as emissões de CO2, um evento que leva ao aquecimento global. A ampliação tecnológica de produção de energia solar através de painéis fotovoltaicos consente o convertimento da energia solar em eletricidade de forma limpa, segura e garantida, sendo uma das fontes básicas de energia renovável. A popularidade desta tecnologia e, principalmente, a redução de custos, tem resultado na geração de energia fotovoltaica não mais apenas para fins técnicos, mas prestada a toda a população de uma forma mais geral. 
Segundo a definição da Empresa de Pesquisa Energética - EPE (2014), iluminação pública refere-se a um serviço cuja finalidade é fornecer iluminação à noite ou no escuro durante o dia, o que levará à utilização de iluminação contínua nas vias públicas mesmo durante o dia. As cidades são um dos maiores consumidores de eletricidade do mundo, respondendo por dois terços dos gastos totais e mais de 70% das emissões globais de gases de efeito estufa. Geralmente, em espaços urbanos, as redes de iluminação são uma importante fonte de consumo de energia.
Ainda de acordo com a EPE (2014), de fato, no Brasil, a iluminação pública responde por mais de 4% do gasto total de energia do país, e o custo tornou-se o segundo maior componente orçamentário da maioria dos municípios, perdendo apenas para o gasto com salários. (IBGE-SENSO DEMOGRÁFICO, 2010).
Uma das formas encontradas para reduzir os transtornos causados ​​pelo uso excessivo de recursos energéticos e promover o acesso à eletricidade, sem afetar a qualidade de vida e o desenvolvimento econômico, foi estimular o uso competente e a busca constante por fontes sustentáveis ​​de energia. Vários locais do Brasilnão são atendidos por rede elétrica, nestes locais sistemas autônomos podem ser aplicados para substituir geradores operados com uma fonte de energia não renovável, conseguindo assim uma redução de ruído e poluição. Desta forma, entende-se que os sistemas fotovoltaicos, também denominados isolados ou OFF-GRID, constituem grande parte dos sistemas fotovoltaicos no Brasil, ou seja, instalados em ambientes onde não existe rede de fornecimento de energia elétrica, e / ou avaliando o localização, desta forma, o sistema fotovoltaico isolado é uma alternativa rentável a iluminação pública.
Sob o ponto de vista da geração de energia por meio de fontes não convencionais, o sistema fotovoltaico surge como alternativa na obtenção de energia elétrica, uma vez que o mesmo pode 
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captar a energia na forma de radiação solar e transformá-la em energia elétrica para alimentar os equipamentos elétricos.
Face ao exposto, vislumbrou-se neste trabalho a possibilidade de combinar um projeto de iluminação pública eficiente em conjunto com um sistema fotovoltaico, atuando concomitantemente nas duas vertentes apresentadas. Portanto, é feita uma proposição de um sistema de iluminação pública eficiente utilizando de luminárias LED (Light Emitting Diode) em conjunto com um sistema fotovoltaico.
1.2 Definição do Problema
Neste estudo serão abordadas as características de operação da energia fotovoltaica e possibilidade de uso na iluminação pública e sua viabilidade econômica.
1.3 Objetivo Geral
Avaliando a motivação e a justificativa apresenta-se como objetivo principal o estudo de viabilidade de instalação de iluminação fotovoltaica aplicada a iluminação pública.
1.4 Objetivo Específico
Quanto aos objetivos específicos têm-se: avaliar locais de instalação de postes com placa fotovoltaica, pesquisar os equipamentos mais adequados, avaliar o sistema fotovoltaico a ser utilizado, e analisar os componentes que compõem o sistema de iluminação.
1.5 Metodologia
Para que seja possível atingir o objetivo proposto, pretende-se seguir a seguinte metodologia:
1) Para construção deste trabalho foi utilizada a abordagem de natureza bibliográfica, qualitativa e descritiva, a busca e elaboração do trabalho foi feita uma leitura em duas principais obras clássicas que tratam sobre o assunto, da seguinte forma: Como referência teórica para a construção do conceito de sistemas fotovoltaicos, foi utilizado o livro de Villalva & Gazoli (2012). Enquanto que para os conceitos de luminotécnica foi usado como referencial o livro de Délio (2008).
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2) A técnica utilizada neste trabalho para análise do sistema fotovoltaico, foram as seguintes:
	Estudo de viabilidade econômica de instalação de um sistema fotovoltaico;
	Pesquisa da instalação do sistema fotovoltaico no arco metropolitano no Rio de Janeiro;
	Leitura dos livros Villalva & Gazoli (2012) e Délio (2008), que tratam respectivamente dos assuntos de sistemas fotovoltaicos e conceito de luminotécnica.
A técnica descrita foi escolhida, para melhor construção do argumento e para demonstrar como um sistema fotovoltaico é autônomo, possui baixo índice de manutenção e tem uma vida útil de duração de aproximadamente vinte anos, sendo uma energia limpa e renovável. 
3) Para levantamento dos dados, foram analisadas diversas informações, pois realizamos pesquisa no site do DNIT (Departamento Nacional de Infraestrutura e Transportes), da ANEEL (Agência Nacional de energia elétrica) e da CGE (Controladoria do Estado Geral do Rio de Janeiro), pesquisamos ainda os preços e os equipamentos a serem utilizados em sites de empresas fornecedoras.
4) Após a análise técnica feita para a construção do trabalho e o levantamento das informações para verificação da viabilidade de instalação do sistema fotovoltaico integrado a iluminação pública, identificamos ser plenamente possível, devido as inúmeras vantagens como: Melhor custo/benefício, energia infinita por ser renovável e limpa, redução de poluição e obtenção de tecnologia de ponta e baixo custo de manutenção. 
												
1.6 Organização do Texto
												
Este projeto e dividido em dois (2) capítulos. 
O primeiro será destinado à introdução, apresentando os tópicos principais e organização do estudo. 
O segundo apresentará os conceitos básicos de sistemas fotovoltaicos e luminotécnica, que servem para nortear a análise a ser feita em um sistema fotovoltaico integrado à iluminação pública.
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CAPÍTULO 2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1 Conceitos Básicos
“Durante este capítulo serão apresentados conceitos de extrema relevância para entendimento do estudo proposto. Conceitos básicos de sistemas fotovoltaicos e luminotécnica, que servem para nortear a análise a ser feita em um sistema fotovoltaico integrado à iluminação pública. O referencial teórico utilizado para a conceituação de sistemas fotovoltaicos se baseia na leitura de Villalva & Gazoli (2012). Enquanto os conceitos de luminotécnica utilizam-se como referencial o livro de Délio (2008.).”
2.2 Radiação Solar
[“A energia proveniente do Sol chega até o planeta Terra por meio de radiação eletromagnética. A radiação é composta por ondas eletromagnéticas que possuem frequências e comprimentos de onda diferentes. A energia que uma onda pode transmitir é diretamente proporcional a sua frequência e inversamente proporcional ao seu comprimento de onda. Conhecida como relação de Plank ou equação de Plank-Einstein, define uma proporcionalidade entre a energia de uma onda eletromagnética E, expressa em joules [J], e a sua frequência f, expressa em Hertz [Hz], pela Equação 1:”
𝐸=ℎ∗𝑓 (1)
Onde:
 E 	Energia emitida pelo fóton
 h	Constante de Planck (h=6,63 x 10-34 J.s)
 f	Frequência da Onda
Quando entra em contato com objetos e seres vivos, as ondas eletromagnéticas do sol têm efeitos diferentes. Esse espectro é chamado de todas as frequências das ondas eletromagnéticas emitidas pelo Sol. Conforme mostrado na Figura 1, o olho humano só pode ver uma pequena parte do espectro, mas todas as frequências das ondas carregam energia.
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Figura 1 Espectro Eletromagnético de Ondas da Radiação Solar
Fonte: (CARMINATO; LEITE; PAMBOUKIAN, 2015).
[“No espaço terrestre, antes de atingir a atmosfera, a radiação solar é composta aproximadamente de 53% de radiação invisível – com uma pequena parcela de luz infravermelha e uma grande parcela de luz ultravioleta – e 47% de luz visível. A luz visível, que pode ser captada pelo olho humano, é a parte do espectro que podemos enxergar e é a mesma utilizada pelas plantas para a realização da fotossíntese (Villalva, 2012, p. 40).”].
“[Esses materiais se comportam de maneira diferente quando expostos à radiação solar.] As ondas eletromagnéticas podem ser capturadas e convertidas em calor, portanto, a energia eletromagnética propagada pelo sol é convertida em energia térmica, que também pode ser considerada energia cinética, pois se refere ao grau de agitação das partículas e moléculas do corpo humano. [Alguns materiais podem produzir mudanças elétricas ao receber radiação solar, cuja principal função é fotovoltaica e fotovoltaica.] No efeito fotovoltaico, os materiais recebem ondas eletromagnéticas e podem ser convertidos em energia elétrica por meio de uma diferença de potencial. [Embora o efeito fotoelétrico permita que o material remova seus elétrons ao entrar em contato com ondas eletromagnéticas, esse efeito é muito confundido com o efeito fotovoltaico, mas não pode gerar voltagem. Para fins analíticos, esta pesquisa enfoca o efeito fotovoltaico.]”.
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2.2.1 Efeito Fotovoltaico
As ondas eletromagnéticas, ao impactar em certos materiais, ao invés de conduzir calor, podem produzir alterações nas características elétricas ou causar tensões ou correntes elétricas. Há vários efeitos da radiação eletromagnética nos corpos, dois dos quais são os efeitos fotovoltaico e fotoelétrico, conforme mostrado na Figura 2.
Figura 2– Efeito Fotovoltaico
Fonte: (SIMÕES, 2017)
O efeitofotovoltaico é a base de um sistema de energia solar fotovoltaica para a produção de energia elétrica, que consiste em converter a radiação eletromagnética gerada pela luz solar em energia elétrica, gerando assim uma diferença de potencial em uma bateria composta por um sanduíche de materiais semicondutores. Se a bateria estiver conectada a dois eletrodos, haverá tensão em ambos os eletrodos. Se houver um caminho elétrico entre os dois eletrodos, a corrente aparecerá. (VILLALVA; GAZOLI, 2012).
2.3 Energia Solar
2.3.1 Irradiância
[A grandeza utilizada para quantificar a radiação solar é a irradiância, em W / m² (watts / metro quadrado), e a unidade de potência dividida pela unidade de área.] O pirômetro do equipamento responsável pela medição da radiação solar mencionado no item anterior exibe seu valor de medição nesta unidade de amplitude. A unidade de potência representa a energia transmitida por unidade de tempo, portanto, quanto maior a irradiância, maior a energia transmitida pela radiação solar. A irradiação representa a densidade de potência por unidade de área (VILLALVA, 2012, p.45).
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A irradiância na superfície terrestre é geralmente 1000 W / m², e este valor é usado como um padrão para análises e especificações e qualidade do ar AM1. Juntos, os dois possibilitam colocar células e módulos fotovoltaicos no mesmo padrão de teste, de forma que sua eficiência possa ser medida em comparação com um benchmark padrão para as condições de radiação solar, conforme mostrado na Figura 3. 
Figura 3– Perfil de Irradiância Solar ao Longo do Dia
Fonte: (MELOS, 2015.)
2.3.2 Insolação
[A insolação é a grandeza empregada para quantificar a energia incidente em uma unidade de área, expressa em Wh/m² (watt-hora por metro quadrado).] A unidade de energia expressa em Wh (watt-hora) dividia por uma unidade de área m² (metro quadrado) compõe a densidade de energia por área.
Esta medida de insolação é utilizada diretamente no dimensionamento do sistema fotovoltaico, pelo que a sua estimativa é muito necessária, havendo vários estudos e projetos que visam a redução do nível solar em diferentes locais da Terra. Para melhor precisão. Para fins de projeto, os dados obtidos por sensores espalhados por toda a Terra são geralmente expressos em Wh / m² / dia (watt-hora por metro quadrado por dia). (VILLALVA, 2015, p. 47).
Esses dados podem ser obtidos através de Atlas Solarimétrico ou de banco de dados que forneçam os níveis de insolação.
2.4 Células Fotovoltaicas
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O efeito fotovoltaico é um fenômeno físico que consiste no convertimento direto da luz em eletricidade, esse fenômeno acontece quando a luz, ou a radiação eletromagnética do sol, incide sobre uma célula composta de materiais semicondutores com características específicas. (VILLALVA; GAZOLI, 2012). Como pode ser visto na Figura 4.
Figura 4 Módulo Fotovoltaico
Fonte: (SOLAR 2017)
2.4.1 Tipos de Células
Existem atualmente muitas tecnologias para a produção de células e módulos fotovoltaicos, abaixo estão listadas determinadas características dessas distintas tecnologias.
2.4.2 Silício Monocristalino.
O bloco de silício ultrapuro é aquecido a alta temperatura e passa por um processo de formação de cristais. O lingote de silício é feito de silício, que é composto por uma estrutura cristalina única e possui uma estrutura molecular uniforme, conferindo-lhe brilho e aparência uniforme. Conforme mostrado na Figura 5.
“O lingote é serrado e cortado em fatias finas para produzir bolachas que não têm as características de células fotovoltaicas, por isso aceitam impurezas em ambas as faces para formar camadas de P e N de silício, que formam a base do funcionamento das células 
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fotovoltaicas. Por fim, a célula semiacabada recebe a película metálica de um lado, a grade do outro lado e uma camada de material antirreflexo na superfície que receberá a luz (LUQUE; HEGEDUS, 2011)”. 
Figura 5 – Silício Monocristalino
	
Fonte: (CEPEL, CRESESB).
2.4.3 Silício Policristalino
Além do silício monocristalino, o silício policristalino representa a base da tecnologia fotovoltaica atual. Em termos de custo de fabricação e resistência às matérias-primas, apresenta vantagens sobre o silício monocristalino, mas a economia de custos é ligeiramente reduzida. Conforme mostrado na Figura 6.
“Uma diferente vantagem inerente ao silício policristalino é a forma de um wafer retangular ou quadrado, que proporciona um melhor aproveitamento da área do módulo em comparação aos wafers monocristalinos principalmente redondos.” (LUQUE; HEGEDUS, 2011). 
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Figura 6 – Silício Policristalino
Fonte: (CEPEL, CRESESB).
2.4.4 Filmes Finos
Filmes finos são uma tecnologia mais recente, que surgiu depois que tecnologias cristalinas já estavam bem desenvolvidas. Como pode ser visto na Figura 7.
“Ao contrário das células cristalinas, que são produzidas a partir de fatias de lingote de silício, os dispositivos de filme fino são fabricados por meio da deposição de finas camadas de materiais em uma base que pode ser rígida ou flexível.” (LUQUE; HEGEDUS, 2011). 
Figura 7 – Filmes Finos
Fonte: (EKOHOME, 2009)
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2.5 Ângulo de Incidência dos Raios Solares
Como os raios do sol alcançam a superfície da terra depende da posição do sol no céu. Como todos sabem, a posição do sol muda ao longo do dia e do ano, dependendo do azimute e do ângulo do zênite e da altura do sol. 
"Quando o módulo é instalado, ele é inclinado em um ângulo em relação ao solo e voltado para o norte geográfico. Os raios solares afetam a superfície do módulo em um ângulo de inclinação, que é definido em relação a uma linha reta perpendicular à superfície do módulo. Todos os dias do ano, conforme a altura do sol muda Os ângulos de inclinação dos raios solares recebidos pelos módulos são todos diferentes”. (VILLALVA; GAZOLI, 2012).
A Figura 8 mostra como os raios solares afetam o módulo solar, que é instalado em um ângulo oblíquo em relação ao solo e está voltado para o norte geográfico.
Figura 8 – Incidência dos Raios Solares em um Módulo Solar
Fonte: (VILLALVA; GAZOLI, 2012)
2.5.1 Escolha do Ângulo de Inclinação do Módulo Solar
A Figura 9 mostra o que acontece quando os ângulos dos módulos solares em relação ao solo são diferentes.
 "A maioria dos sistemas fotovoltaicos tem um ângulo de inclinação fixo, então o ângulo deve ser selecionado de acordo com certos critérios. A escolha errada da inclinação irá reduzir a captura de luz e danificar a eletricidade gerada pelo módulo fotovoltaico." (VILLALVA; GAZOLI, 2012)”.
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Figura 9– Diferentes Ângulos de Inclinação do Modulo Solar
Fonte: (VILLALVA; GAZOLI, 2012).
2.6 Iluminação Pública
De acordo com a NBR 5101 (2012), o serviço de iluminação pública visa fornecer luz, ou claridade artificial, em locais públicos à noite ou em ocasionais escurecimentos diurnos, inclusive aqueles que requerem iluminação permanente durante o dia.
2.7 Sistemas Fotovoltaicos 
[Os sistemas fotovoltaicos (SF) são responsáveis por converter a energia da radiação solar em energia elétrica. Por meio dos módulos fotovoltaicos, devido ao efeito fotovoltaico, eles podem captar a radiação solar e convertê-la em energia elétrica, fornecendo tensão (𝑉) e corrente (𝐼) na saída de seus terminais. Eles são propostos como uma alternativa para fornecer energia para locais que estão isolados do resto do sistema elétrico por algum motivo. Também são consideradas fontes de energia limpa para a geração de energia elétrica, pois utilizam apenas a radiação solar no processo de geração de energia elétrica e não emitem gases poluentes que causam o efeito estufa. Pode ser utilizada de forma distribuída, a energia gerada é próxima ao local de consumo, ou pode ser utilizado de forma centralizada conectando centenas de módulos fotovoltaicos para formar uma central fotovoltaica. O sistema fotovoltaico isolado da rede, o denominado sistema fotovoltaico 
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"OFF-GRID",caracteriza-se por ser capaz de fornecer energia ao local sem estar ligado ao resto do sistema eléctrico. "A Figura 10 mostra o sistema OFF-GRID básico.].
Figura 10 – Sistema OFF-GRID Básico
 
Fonte: (PINHO; GALDINO, 2014).
 Comparando a Figura 10 com um poste de lâmpada fotovoltaica independente, pode-se determinar que o gerador fotovoltaico é um painel fotovoltaico, que converte energia solar em eletricidade, e a unidade de controle e regulação de energia é o controlador de carga do painel solar. O poste solar controla todo o A carga do sistema, ou seja, ele conecta o painel fotovoltaico à bateria e controla a energia usada para carregar a bateria. O acumulador de pólo é uma bateria não removível. Por fim, a carga elétrica que converte a energia elétrica do pólo solar em iluminação é o iluminador.
2.7.1 Aplicações dos Sistemas Fotovoltaicos Autônomos
Os sistemas fotovoltaicos autônomos podem ser usados ​​para fornecer eletricidade a residências em áreas rurais, na praia e em qualquer lugar onde não haja eletricidade. Os sistemas autónomos também encontram aplicações na iluminação pública, sinalização rodoviária e no fornecimento de sistemas de telecomunicações, pelo que, um sistema fotovoltaico autónomo pode ser utilizado em substituição dos geradores a gasóleo, com a vantagem de reduzir o ruído e a poluição. “Os sistemas fotovoltaicos requerem pouca manutenção, são silenciosos, ecológicos e não necessitam de abastecimento de combustível.” (VILLALVA; GAZOLI, 2012).
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2.8 Componentes de um Sistema Fotovoltaico 
[Dentre os componentes utilizados para a instalação de SF serão conceituados os principais e mais importantes para o dimensionamento do sistema proposto neste estudo:] 
[• Módulos fotovoltaicos; 
 • Controlador de carga; 
 • Banco de baterias; 
 • Inversor fotovoltaico; 
[• Medidor bidirecional.]
“[Os módulos fotovoltaicos são compostos por células fotovoltaicas associadas em série e em paralelo.” (VILLALVA; GAZOLI, 2012).].
2.8.1 Baterias
Em um sistema autônomo, como a radiação solar é intermitente e aleatória em horas, minutos e segundos, a geração e o consumo de energia nem sempre estão combinados. As baterias devem ser equipadas de forma a melhorar o fornecimento constante de energia aos consumidores e evitar o desperdício de energia gerada quando a bateria está fraca, para que possa ser armazenada para uso posterior à noite e quando houver pouca radiação e em dias nublados e chuvosos. Na maioria dos sistemas fotovoltaicos autônomos, como a tensão de saída do módulo fotovoltaico não é constante e irá mudar uma bateria ou conjunto de baterias também é necessária para estabilizar a tensão fornecida ao equipamento ou inversor eletrônico. Desta forma, a bateria atua como um acoplador entre o módulo e o resto do sistema, aplicando assim uma tensão operacional constante no módulo fotovoltaico. (FOSTER; GHASSEMI; COTA, 2009).
2.8.1.1 Baterias de Ciclo Profundo
O design das baterias de ciclo profundo permite que resistam a mais ciclos de descarga e carga do que as baterias convencionais. Conforme mostrado na Figura 11, as baterias estacionárias de chumbo-ácido são consideradas de ciclo profundo, enquanto as baterias de automóveis não podem descarregar mais do que 20%, enquanto as baterias estacionárias de ciclo profundo podem descarregar até 50% ou 80% sem perder sua capacidade de carga . Quando nos referimos a baterias de chumbo-ácido com essas características, os termos ciclo fixo e ciclo profundo são frequentemente confundidos. "Embora esses nomes tenham significados diferentes, as baterias de 
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chumbo-ácido estacionárias quase sempre podem aceitar baterias totalmente descarregadas e têm baterias de ciclo profundo. (FOSTER; GHASSEMI; COTA, 2009).”
Figura 11 – Bateria Estacionária
Fonte: (JOHNSON CONTROLS, 2017).
2.8.1.2 Vida Útil da Bateria
Segundo Foster, Ghassemi e Cota (2009), a vida da bateria é determinada pelo número de ciclos de carga e descarga que ela pode realizar. O número máximo de ciclos depende da profundidade da descarga realizada, que corresponde à porcentagem da carga máxima da bateria no final de um período de uso ou de um ciclo completo de carga e descarga. Em cada ciclo de carga e descarga de uma bateria, o material das placas de metal é transferido para seus terminais. “Uma vez que o terminal se desconecte do eletrodo, ele não poderá ser usado novamente e a bateria se desgastará com o uso.”
 A vida útil de uma bateria igualmente é permanentemente encurtada pelo seu envelhecimento, que está inteiramente arrolada á temperatura de operação ou de armazenamento. O processo que contribui para o acréscimo da vida útil da bateria é a conservação do estado de carga em baterias de chumbo ácido através do procedimento da flutuação (manutenção da carga quando não está em uso), a operação em ambientes de temperatura controlada e o uso de controlador de carga para impedir sobrecargas e descargas muito profundas (FOSTER; GHASSEMI; COTA, 2009). 
A vida útil de uma bateria estacionária de chumbo ácido com eletrólitos líquido também está relacionada à profundidade de descarga da seguinte forma:
“• 2500 ciclos: descarga de 10%”
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“• 1500 ciclos: descarga de 20%				2211
“• 500 ciclos: descarga de 50%”
 “O gráfico da Figura 12 mostra a curva característica da bateria estacionária, o eixo horizontal mostra os valores em porcentagem da profundidade de descarga da bateria, o eixo vertical mostra o número de ciclos que a bateria pode ter dependendo da profundidade de descarga representa a porcentagem da carga que é removida da bateria ao longo de um ciclo de uso. Por exemplo, uma bateria que é carregada durante o dia, à noite é usada até perder metade de sua carga, e depois é carregada no dia seguinte, tendo uma profundidade de descarga diária de 50% (FOSTER; GHASSEMI; COTA, 2009).”
Figura 12 – Ciclos de Vida da Bateria Estacionária
Fonte: (JOHNSON CONTROLS, 2017).
2.9 Controlador de Carga
 “O controlador de carga é o ponto de conexão entre o módulo fotovoltaico e o resto do sistema, e é responsável por estabelecer um nível de tensão de operação suficiente, conforme mostrado na Figura 13. Devido às características inerentes ao módulo, sua fonte de tensão irá mudar. Os itens indispensáveis ​​controlam o carregamento da bateria que normalmente opera a 12/24 V, mantendo a tensão da bateria em um nível que permite que seja carregada e desconectada para garantir a integridade de sua vida útil.”
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Figura 13– Controlador de Carga MPPT
Fonte: (SmartHarvest, 2017)
2.9.1 Funções do Controlador de Carga
Segundo Villalva e Gazoli (2012), uma função importante do controlador de carga é evitar que a bateria seja sobrecarregada. Em baterias estacionárias de chumbo-ácido, a situação de carga total é verificada quando a bateria atinge a tensão de 14,4 V e 15,5 V O controlador de carregamento é responsável por monitorar o valor da tensão nos terminais da bateria e evitar que continue a carregar quando a tensão de carga for atingida. Para evitar sobrecarga, o controlador de carregamento desconecta o painel solar do sistema quando a bateria atinge seu nível máximo. A proteção contra descarga excessiva, também chamada de função de desconexão de baixa tensão, é o recurso do controlador de carga que faz com que o consumo de energia do sistema fotovoltaico seja interrompido quando a bateria atinge um nível de carga crítico. Esse nível normalmente ocorre quando a tensão da bateria está perto de 10,5 V na bateria de ácido de chumbo estacionária. Se a bateria continuar a descarregar abaixo desta tensão, sua vida pode ser gravemente comprometida (VILLALVA; GAZOLI, 2012).
2.10 Cálculo da Energia Produzida pelos Módulos Fotovoltaicos
 “Ao projetar sistemas fotovoltaicos, é muito importante saber quanta energia é produzida diariamente por um módulo fotovoltaico. A seguir são apresentados dois métodos bastante simples que podem ser utilizados no projeto de sistemas fotovoltaicos, para realizar o cálculo é necessário conhecer ascondições de insolação do local e as características do módulo utilizado (VILLALVA; GAZOLI, 2012).”
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2.11 Tarifas de Energia Elétrica
“Segundo a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), a tarifa de energia elétrica é um valor unitário, medido em reais por quilowatt-hora (R $ / KWh), multiplicado pela quantidade de energia elétrica consumida no mês, que os consumidores pagam por meio de uma conta recebida de sua distribuidora de energia elétrica. Esse valor corresponde a 1 quilowatt consumido em uma hora (ANEEL, 2005).”
2.11.1 Calasses e Subclasses de Consumo
Os consumidores são divididos em classes e subclasses de consumo:
• Residencial
• Industrial
• Comerciais serviços e outras atividades
• Rural
• Poder Público
• Iluminação Pública
• Serviço Público
• Consumo Próprio
• Estrutura Tarifária
No Brasil, há a divisão entre grupo A e grupo B, cada um com tarifas de energia elétrica diferentes (ANEEL, 2005).
2.11.1.1 Tarifas Grupo A
São as tarifas para consumidores atendidos pela rede de alta tensão, variando entre 2, 3kV a 230kV . São seguidos de um número ou letra depois da A, indicando a tensão de fornecimento.
• A1 – tensão de 230 kV ou mais
• A2 – tensão de 88 a 138 kV
• A3 – tensão de 69 kV
• A3a – tensão de 30 a 44 kV
• A4 – tensão de 2,3 a 25 kV
• AS – sistema subterrâneo
 “Incluso das tarifas do grupo A, há a divisão de acordo com a oferta: convencional, horo- sazonal azul e horo- sazonal verde. Convencional - esta estrutura tarifária caracteriza-se pela 
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aplicação de tarifas independentemente dos horários de utilização do dia e períodos do ano. Horo- sazonal - estrutura tarifária caracterizada pela aplicação de tarifas de acordo com os horários de uso dos dias e períodos do ano. O objetivo dessa modalidade é motivar o consumidor a não consumir energia nos horários de pico (18h e 21h), mas nos chamados períodos de chuva do ano. Com obviedade, no período úmido, a tarifa de energia elétrica é menor do que no período seco. Está dividido em azul e verde. Horo-sazonal azul - Tarifa aplicável obrigatoriamente aos consumidores atendidos pelo sistema elétrico integrado e com tensão de alimentação igual ou superior a 69kV. (ANEEL, 2005).”
A estrutura da tarifa horo-sazonal azul referente à demanda de potência em (R$/kW) é apresentada a seguir:
• Um valor para o horário de ponta (P)
• Um valor para o horário fora de ponta (FP)
Consumo de energia (R$/MWh):
• um valor para o horário de ponta em período úmido (PU)
• um valor para o horário fora de ponta em período úmido (FPU)
• um valor para o horário de ponta em período seco (PS)
• um valor para o horário fora de ponta em período seco (FPS)
Horo-Sazonal Verde – Obrigatoriamente, essa tarifa é aplicável aos consumidores atendidos pelo sistema elétrico interligado com tensão de fornecimento inferior a 69kV e demanda contratada igual ou superior a 300 kW (ANEEL, 2005).
A estrutura da tarifa horo-sazonal verde é apresentada a seguir onde a demanda de
potência (R$/kW) tem valor único.
Consumo de energia (R$/MWh):
• Um valor para o horário de ponta em período úmido (PU).
• Um valor para o horário fora de ponta em período úmido (FPU).
• Um valor para o horário de ponta em período seco (PS).
• Um valor para o horário fora de ponta em período seco (FPS).
2.11.1.2 Tarifas Grupo B
Tarifas destinadas aos consumidores atendidos em tensão inferior a 2.3kV e suas respectivas classes e subclasses do grupo B:
• B1- referente ao consumidor residencial e residencial baixa renda;
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• B2 – referente ao consumidor de área rural, abrangendo diversas subclasses como agropecuária e indústria rural;
• B3 – Classes comercial, industrial, poder público, serviço público e consumo próprio;
• B4 – Classe iluminação pública. A classe B4 divide-se em dois subgrupos: B4a e B4b. O B4a é utilizada quando a manutenção do sistema ocorre a cargo das prefeituras. E o B4b quando a responsabilidade pela manutenção do sistema de iluminação pública cabe a distribuidora. (ANEEL, 2005)
2.12 Termos Luminotécnicos
2.12.1 Fluxo Luminoso (lm)
“O fluxo luminoso pode ser entendido como a quantidade de energia radiante em todas as direções, emitida por unidade de tempo, e avaliada de acordo com a sensação luminosa produzida. A unidade de medida é o lúmen (lm).” (ENERGIA, 2012).
2.12.2 Eficiência Luminosa (lm/W)
A eficiência luminosa é a relação entre o fluxo luminoso emitido pela potência elétrica absorvida, sendo a unidade de medida o lúmen por Watt (lm/W). Este conceito é utilizado para comparar a diferentes fontes luminosas (ENERGIA, 2012).
2.12.3 Iluminamento ou Iluminância (lux)
“Iluminância é a densidade de fluxo luminoso recebido por uma superfície. Por significado a unidade de medida é o lúmen por metro ao quadrado (lm/m2), que pode ser chamada também de lux. A constatação deste parâmetro é fundamental para provar a qualidade da iluminação de um determinado local (ENERGIA, 2012).”
2.12.4 Fator de Uniformidade
“O fator de igualdade é uma relação entre a iluminância mínima e a média de uma determinada área. Resulta em um valor adimensional alterando entre zero e a unidade, que indica como está a distribuição da luminosidade na superfície aferida (ENERGIA, 2012).”
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2.12.5 Linha Isocandela
“A linha isocandela é a linha traçada em uma esfera imaginária, com a fonte de luz ocupando o seu centro. Esta linha liga todos os pontos correspondentes àquelas direções nas quais as intensidades luminosas são iguais. Usualmente a representação é feita em um plano (ABNT, 2012).”
2.12.6 Linha Isolux
“A linha isolux é o lugar geométrico dos pontos de uma superfície onde a iluminância tem o mesmo valor (ABNT, 2012).”
2.13 Viabilidade Econômica e Financeira
“A seleção entre as alternativas disponíveis que deve-se fazer para se investir depende somente da análise dos recursos: entrada e de saída. Se existiu lucro trata-se então de viabilidade. A análise de investimentos busca por meio de técnicas avançadas, com o auxílio da estatística e da matemática financeira, uma solução eficiente para uma determinada situação problema. Para isso, é imprescindível dominar o conceito e a aplicação de diversos indicadores para modelar uma estrutura que forneça os dados otimizados. O conceito e a aplicabilidade dos vários indicadores existentes na análise econômica e financeira, como o TIR (taxa interna de retorno), VPL (valor presente líquido), Payback (período de retorno) e entre outros (MOTTA et al., 2009).”
2.14 Conceitos de Iluminação
[Tal como o conceito mais importante de energia solar foi introduzido no item anterior, este tópico apresentará brevemente os conceitos de iluminação. Estes conceitos de iluminação são muito importantes para a compreensão desta investigação e dos projetos propostos. A base teórica utilizada nesta parte baseia-se em O livro "Iluminação-Teoria e Projetos" (DÉLIO, 2008). Os conceitos expostos são de extrema relevância para analisar se o sistema proposto atende a norma ABNT NBR 5101: 2012 e procedimentos de iluminação pública.]. 
[A luz visível é composta de radiação eletromagnética, que corresponde à faixa de comprimento de onda no espectro eletromagnético onde o olho humano pode sentir a si mesmo. Faixa de comprimento de onda de 380 nm (nanômetro) a 760 nm. (DÉLIO, 2008, p.15).]
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[O principal fator que causa a redução da eficiência visual é a fadiga ocular, que pode ser causada por fatores diretamente subordinados à iluminação.] [O esforço visual de longo prazo parece produzir dilatação residual nas pupilas, que só pode ser restaurada por meio do sono diário.][Estudos têm demonstrado que, além de melhorar o conforto visual, a iluminação adequada também pode reduzir a tensão nervosa e a fadiga crônica, causar insônia nos pacientes ou causar outras doenças neurológicas. (DÉLIO, 2008, p. 16).]
[Fluxo luminoso pode ser definido como a energia radiante da fonte de luz em relação à unidade de tempo e a percepção da luz produzida (Délio, 2008, p. 25). O fluxo luminoso (F) é medido em lúmens (lm). De acordo com a Equação 2, um parâmetroimportante para avaliar a qualidade do sistema de iluminação é a eficiência luminosa (𝜂). A energia radiante por unidade de potência expressa em lúmens por watt (lm / W).]
𝜂=𝐹𝑙𝑢𝑥𝑜 𝐿𝑢𝑚𝑖𝑛𝑜𝑠𝑜 𝐸𝑚𝑖𝑡𝑖𝑑𝑜𝑃𝑜𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑣𝑖𝑑𝑎 𝑝𝑒𝑙𝑎 𝐹𝑜𝑛𝑡𝑒 
[Quando a fonte de luz é vista em seu arredor, eles têm uma forma característica de acordo com seu tamanho físico, mas quando vistos de uma certa distância, eles têm uma característica semelhante a um ponto. Isso ocorre porque o fluxo luminoso gerado pela fonte de luz irradia em todas as direções.]
[A intensidade luminosa (I) é uma medida do fluxo luminoso normalmente obtida em laboratório em uma única direção, sendo esta unidade de extrema importância para medir a eficiência de equipamentos de iluminação. A unidade usada para definir a intensidade da luz de uma fonte de luz é candela (cd). "A iluminância (E) é definida como a densidade do fluxo luminoso incidente em toda a área. A unidade dessa medida é lumens por metro quadrado (lm / m²), também conhecido como lux (lx). Existe uma lei chamada lei de Lambert ou lei de incidência, que afirma:]
▪ O iluminamento varia na razão direta da intensidade luminosa;
▪ O iluminamento varia na razão inversa do quadrado da distância.
Esta expressão é utilizada para cálculo do iluminamento horizontal, conforme a Equação 3, conhecida como método do ponto a ponto (Délio, 2008, p.29).
𝐸=𝑑𝐹𝑑𝑆=𝐼cos𝛼𝑑² 
A Luminância (L) é responsável por medir a quantidade de intensidade luminosa refletida por um objeto, que é diferente em cada área do objeto. Sua unidade de medida é candela por metro quadrado (cd / m²). O brilho representa a visibilidade dos objetos iluminados e o conceito de profundidade, que se deve ao reflexo da intensidade luminosa neles. As áreas com maior ou menor intensidade de luz terão irregularidades e posição relativa devido ao brilho.
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2.15 O Sistema fotovoltaico na iluminação pública
 O sistema fotovoltaico integrado com uma iluminação pública, abordado neste estudo como uma alternativa na forma de obtenção de energia elétrica de maneira limpa e de emprego eficiente que será apresentado neste capítulo ocorreu na Cidade do Rio de Janeiro – RJ em 2014, na instalação de postes fotovoltaicos no Arco metropolitano. Ainda serão abordados o seu dimensionamento, equipamentos necessários para a sua instalação e uma análise financeira do tempo de retorno do capital investido.
“Este estudo ser eleva no crescente investimento de recursos financeiros e tecnológicos em formas de usoda energia elétrica de maneira mais consciente, devido ao grande progressondo consumo para prover as necessidades da vida humana moderna.”
2.15.1 O Sistema
“O sistema fotovoltaico integrado à iluminação pública proposto será disposto conforme a Figura 14.”
Figura14 – Sistema Fotovoltaico Integrado a Iluminação Pública
Fonte: (Villalva2012)
Além das luzes LED, o sistema apresentado neste capítulo também será dimensionado com base no “método de solação” proposto porVillalva (2012, p.135). O método usado é contar com recursos MPPT para determinar o método apropriado de SF. inclui:
• 2Microinversores APSystems YC500 (com recurso de MPPT);
• 4painéis fotovoltaico Canadian 330Wp;
• 2Luminária LED Lumicenter 113W.
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Para fins de dimensionamento utiliza-se a Equação número 4 - 𝐸𝑝=𝐸𝑠∗𝐴𝑚∗𝜂𝑚 (5) 50]
 A Equação 4 nos permite usar os dados de luz solar (𝐸𝑠) (calcular a energia gerada em quilowatt-hora [kWh] em unidades de por metro quadrado por dia [kWh / m² / dia] (𝐸𝑝)) painéis fotovoltaicos (𝐴𝑝) em[ m²] significa sua eficiência (𝜂𝑚). Os dados de insolação a serem utilizados neste estudo encontram-se no Atlas da Luz Solar de Minas Gerais-Cemig II (2016, p.80), que expressa Uberlândia (MG) obtido nas seguintes cidadesque mostram dados anuais do de insolação. O satélite é de 5,3 [kWh / m² / dia]. Portanto, a fórmula5é aplicada:
𝐸𝑝=5,3∗4∗0,96∗1,99∗0,1697=6,87𝑘𝑊ℎ
Para expressar a energia produzida e anos (𝐸𝑝′):
𝐸𝑝′=𝐸𝑝∗365 𝑑𝑖𝑎𝑠=2.50𝑘𝑊ℎ
2.15.2 Módulo Fotovoltaico
“De acordo com a Figura 15, o módulo fotovoltaico selecionado é o modelo Canadian Solar CS6U-330. Irá instalar 4 módulos fotovoltaicos e colocá-los na estrutura do poste. Seguindo o padrão de melhor aproveitamento da energia gerada pela radiação solar, são instaladas voltadas para o norte geográfico, e a inclinação = 18º.”
Figura15- Módulo Fotovoltaico Canadian Solar CS6U 330
Fonte: (Minha Casa Solar, 2018).
O modelo escolhido é composto por células de silício do tipo policristalino e apresenta eficiência de16, 97%. A sua potência máxima nominal é igual a 330 w e tensão de circuito aberto igual a 45,6V, características elétricas importantes para o dimensionamento e a compatibilidade da escolha do Inversor Fotovoltaico utilizado no sistema. Dados importantes sobre as características elétricas apresentadassob características de teste padrão (STC) são apresentados abaixo na Figura 16.
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Figura 16- Características Elétrica Painel
Fonte: (Minha Casa Solar, 2018).
As curvas IxVque devem ser obrigatoriamente apresentadas nos catálogos dos fabricantes de módulos fotovoltaicos são apresentadas abaixo na Figura 17. As curvas são de extrema relevância para definir o ponto de operação do módulo em que ele apresente a máxima extração de potência e como os fatores como irradiação e temperatura afetam esses equipamentos.
Figura 17- Curvas IxV Painel Fotovoltaico
 
Fonte: (Minha Casa Solar, 2018).
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2.15.3 Inversor Fotovoltaico
													
“O Inversor Fotovoltaico escolhido para ser utilizado no sistema será um microinversor modelo YC500A da marca APSystems, ilustrado na Figura 18.O micro inversordeste modelo possui grau de proteção IP67, que não só pode ser utilizado ao ar livre, mas também pode manter Máxima vida útil. Suporta temperaturas de até 65ºC e pode ser acoplado a módulos fotovoltaicos sem perda de eficiência devido às altas temperaturas.
Figura 18- Microinversor Fotovoltaico APSystems
Fonte: (Minha Casa Solar, 2018).
[Para dimensionamento do sistema devem ser observadas as características elétricas de cada equipamento utilizado na instalação. O SF possui 4 módulos fotovoltaicos Canadian 330Wp com tensão de circuito aberto igual é 45,6V e corrente de curto-circuito igual à 9,45A. Para que o sistema seja compatível e opere normalmente serão instalados 2 microinversores a cada 2 módulos fotovoltaicos. Os microinversores contam com tensão CC de entrada máxima igual à 55V e a máxima corrente CC de entrada igual à 2x12A conforme nos mostra a Figura19. Portanto cada módulo deve ser conectado individualmente a sua entrada CC.]”
Figura19 - Características ElétricasMicroinversor
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[Outra vantagem que os microinversores apresentam dos demais é em relação a sua instalação que pode ser feita acoplada aos módulos fotovoltaicos utilizando o seu sistema de aterramento, o mesmo possui o seu chassis conectado ao fio terra de proteção (PE) do cabo AC. Os módulos fotovoltaicos devem ser instalados em pares nos microinversores como mostra a Figura 20.]”.
Figura 20 – Acoplamento Microinversor no Módulo Fotovoltaico
Fonte: (Minha Casa Solar, 2018).
2.16 Implantação de um Sistema de Iluminação Pública Fotovoltaico -OFF-GRID
O foco desta pesquisa é utilizar o sistema OFF-GRID para implementar um projeto de viabilidade de um sistema de iluminação pública fotovoltaico. O resultado é determinar o tamanho do sistema de iluminação pública de acordo com a normaNBR5101.Inicialmente foram definidas as possíveis localizações do sistema de iluminação OFF-GRID e, em seguida, foi elaborado um projeto de dimensionamento para atender às necessidades de iluminação de cada local. Por fim, calcula-se o tempo de pagamento de todo o sistema, ou mais precisamente, o cálculo do custo do projeto..
2.16.1 Dimensionamento do Poste Solar
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De acordo com a classificação da NBR5101, o caminho selecionado para receber o sistema de iluminação é denominado caminho especial. Oroteiro especial é uma via proprietária para pedestres que andam em jardins, praças e calçadões.
Em relação às condições propostas anteriormente, pode-se optar por atender a norma NBR 5101 O pólosolar definido. Para atender a norma, esperamos que o equipamento atenda aos seguintes dados, Emed.min= 10 lux,Umin= 0, 2, por isso optamos pelo uso do poste de iluminação solar da Jovic Engenharia, conforme mostrado na figura. Figura 22.
Figura 22 – Poste Sola
Fonte: (JOVIC ENGEHARIA, 2016).
2.16.2 Componentes do Poste Solar
Com o poste de sol selecionado, as informações detalhadas dos componentes do dispositivo de iluminação OFF-GRID agora serão exibidas.
2.16.3 Luminária LED
De acordo com a regulamentação brasileira de iluminação pública, um dos principais elementos que determinam o tamanho do pólo solar é a luminária. As especificações desse componente são mostradas na Figura 23.
Figura 23 Especificação da Luminária de LED
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Fonte: (JOVIC ENGEHARIA, 2016).
Cálculo do Custo em Reais para uma Luminária de 30W
“Para o cálculo do custo real das lâmpadas de 30W, foi utilizado o valor KW / h fornecido pela Companhia Energética de Minas Gerais S.A (CEMIG), que pode ser visualizado na Tabela 2.”
				Tabela 2 Tarifa da Iluminação Pública
Fonte: CEMIG (2018)
Estima-se que por 10 horas por dia e 30 dias por mês, o consumo de energia da lâmpada é de 9kwh por mês. O custo mensal do uso de uma lâmpada de 30W com valor KWh sem imposto é de R $ 2,3789 por mês. Após a tributação, o valor É R $ 3.7323, ou seja, a quantidade de consumo de energia das lâmpadas de 30W (compare o valor com imposto e sem imposto) aumentou 63,73%.
2.16.5 Cálculo do VPL
Para o cálculo do VPL – Valor presente Líquido é utilizada a taxa SELIC (Sistema Especial de Liquidação e Custódia) de 7% fornecida pelo Banco Central, que é de - R$ 5.752, conforme Tabela 3.” 
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Tabela 3 - VPL do Sistema OFF-GRID
													
 
Fonte: (Autor) 
Conforme mencionado anteriormente, quando o resultado do VPL é negativo, apenas considerar seu retorno financeiro inviabiliza o projeto.
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CONCLUSÃO
Os sistemas fotovoltaicos autônomos para iluminação pública tornam-se viáveis por diversos fatores que não avaliam apenas os custos de implantação, como a vida útil do sistema, manutenção, impactos ambientais e custos de produção de energia elétrica. Quando se trata de viabilidade econômica, os sistemas fotovoltaicos parecem muito caros e pouco práticos à primeira vista. No entanto, ao avaliar o custo de manutenção do sistema e a não dependência que ele fornece, o sistema se torna mais atraente. O alto custo dos sistemas fotovoltaicos autônomos muitas vezes é apenas uma situação temporária, pois o progresso tecnológico das energias renováveis, o progresso científico dos painéis fotovoltaicos e a qualidade da onda de saída do conversor são transmitidos todos os dias.
Com muitos avanços, os sistemas considerados caros hoje serão mais acessíveis e, deste modo, mais baratos no que se refere ao aspecto ambiental, a tecnologia fotovoltaica associada à tecnologia dos LEDs que além de ter uma vida útil (cerca de 50 mil horas) muito superior aos sistemas utilizados atualmente. Sobre os aspectos ambientais, deve-se mencionar que os módulos fotovoltaicos podem ser reciclados e os materiais usados na sua fabricação podem ser reutilizados, além do que sistema requerer baixa manutenção. Além do mais, o avanço das tecnologias fotovoltaicas e o aumento pela procura de soluções energéticas mais seguras e menos dependentes podem tem gerados diversos empregos para a população local.
No segundo capítulo foram apresentadas a matriz energética e a iluminação, sendo a iluminação pública e a eletricidade não apenas itens necessários para garantir a modernidade, mas também objetos de intervenção social, que estão diretamente relacionadas com o nível. A qualidade de vida do usuário e foram explicados os conceitos utilizados no trabalho. Após expor o conceito de sistemas fotovoltaicos e de iluminação, pretende-se conceituar os parâmetros relacionados ao sistema proposto foi apresentado ainda o sistema fotovoltaico utilizado para iluminação pública, seus componentes e o equipamento utilizado, o sistema é implementado como um todo e o tamanho dos equipamentos principais usados foram determinados. Um objetivo paralelo deste trabalho é inspirar e incentivar os estudantes de Engenharia Elétrica a fomentar novas ideias na área de Energia Renovável e, desta forma, continuar contribuindo e agregando mais valores ao conceito de Sustentabilidade.
										
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REFERÊNCIAS
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