Seminrio de Eletrificao Rural ENERGIA FOTOVOLTAICA Professor Delly

Seminário de Eletrificação Rural ENERGIA FOTOVOLTAICA Professor: Delly Aluna: Claudia Valéria Tavora Cabral

INTRODUÇÃO 1 - Formas de utilização da energia solar: • Energia Solar Fototérmica • Arquitetura Bioclimática • Energia Solar Fotovoltaica

2 – Histórico da energia fotovoltaica: • • • Edmond Becquerel → 1839 1º aparato fotovoltaico → 1876 Produção industrial → 1956 1973 1998 → 150 Wp

Tecnologia Desenvolvimento Eficiência Células Negras 1974 – 1983 17 % Célula MIS 1983 – 1984 18 % Célula PESC (Passivated Emitter Solar Cell) 1984 – 1986 20 % Célula de Contato Pontual 1987 – 1988 21, 6 % (Metal Isulator Semiconductor) (Point Contact Solar Cells) Célula PERL (Passivated Emitter and Rear Locally Difused) 22, 3 % a partir de 1994 Célula PERF (Passivated Emitter Floating Junction) 1989 – 1993 and Rear 24 %

RADIAÇÃO SOLAR E EFEITO FOTOVOLTAICO Radiação solar: captação e conversão: • Declinação solar ( ) -23, 45º≤ ≤ 23, 45º

Órbita da Terra em torno do Sol, com seu eixo N-S inclinado de 23, 5º

• • ngulo de incidência ( ) ngulo Azimutal do Sol (a. S) ngulo Azimutal da Superfície (a. W) Altura Solar ( ) Inclinação ( ) ngulo Horário do Sol ou Hora Angular ( ) ngulo Zenital ( z)

Ilustração dos ângulos e a. S

Distrisbuição espectral da radiação solar

Trajetória dos raios do Sol na atmosfera e definição do coeficiente de Massa de Ar (AM)

Efeito fotovoltaico • • • Banda de valência e banda de condução Semicondutor mais utilizado: silício Dopante n e dopante p Junção pn Efeito fotovoltaico Efeito semelhante ao fotovoltaico

Eletrólise

Limitadores no processo de conversão de energia da luz em energia elétrica: • Espectro de sua radiação • Cada fóton só consegue excitar um elétron • Probabilidades dos elétrons não serem coletados

Formas sob as quais o silício é utilizado • Forma de mono-cristais • Forma de policristais • Forma de filmes finos de silício amorfo

COMPONENTES DO SISTEMA FOTOVOLTAICO Classificação dos sistemas fotovoltaicos • Isolados • Híbridos • Conectados à rede

Configuração básica do sistema fotovoltaico

Componentes básicos do sistema fotovoltaico 1. 2. 3. 4. 5. 6. Painel solar Baterias Condutores Fusíveis Controladores de carga Inversor

Rastreador Solar

Rastreador solar

Material e métodos • • • O Sistema fotovoltaico Painéis, Regulador de tensão Bateria Circuito eletrônico de comando Motor de acionamento.

Sistema fotovoltaico com rastreador

Raios solares atravessando a Terra

Características do sistema

Conclusões sobre o uso do rastreador • Ganhos médios de 4 0, 5% em relação aos sistemas sem rastreamento. • Consumo de menos do que 1% da potência das placas

Projeto elétrico de uma residência

Dimensionamento do painel solar • NP ⇨ número de placas do painel, adimensional; • CDE ⇨ consumo diário de energia, em Watt. hora por dia; • EFP ⇨ energia fornecida por placa, em Watt. hora por dia por placa; • Folga ⇨fator de segurança, entre 20 e 30 % (0, 2 a 0, 3)

Dimensionamento das baterias • Verificar a capacidade da bateria recomendada para o tipo de placa.

Autonomia do sistema • Para se saber quanto tempo funcionará sem a presença do sol

• • Dimensionamento do controlador de cargas Dimensionamento do inversor Dimensionamento dos dispositivos de proteção Dimensionamento dos condutores

Manutenção do sistema • Fazer limpeza do painel solar • Evitar o crescimento de árvores próximo ao painel • Evitar construções próximas ao painel que possam sombreá-lo • Verificar o nível da solução nas baterias • Manter a bateria e os pólos sempre limpos • Nunca utilizar as baterias do sistema de fornecimento de energia solar para carregar outras baterias

Análise econômica Características dos motores

Parâmetros utilizados no sistema diesel

Sistema de energia solar • Sistema Solar: • Marca: MSX 64 SOLAREX. • Características: 20 conjuntos de 40 módulos, totalizando 800 painéis de 64 W de pico. • Potência: 51, 2 KW de pico. • Banco de baterias: dimensionado para 200 kwh / 8 horas (capacidade útil - ciclo diário máximo). • Potência do Inversor: 50 KW.

Parâmetros para análise

Conclusões sobre a análise entre o sistema diesel e o fotovoltaico

Comparação entre uma usina hidrelétrica e energia fotovoltaica

Conclusão • Solução para levar a eletricidade a locais onde o acesso à rede convencional é difícil • Aplicável em quaisquer circunstâncias • Energia limpa • Manutenção mínima • Vida útil prolongada