Sistema Fotovoltaico com Dois Paineis de 150Wp: Guia Completo!
Atualmente, a busca por fontes de energia renovável tem se intensificado, com muitas residências optando pela instalação de sistemas fotovoltaicos. Além de serem uma alternativa sustentável, esses sistemas oferecem economia significativa na conta de energia. Neste artigo, exploraremos detalhadamente o processo de escolha e dimensionamento dos componentes de um sistema fotovoltaico residencial, de modo que você compreenda passo-a-passo de como dimensionar seu sistema fotovoltaico de pequeno porte contendo dois paineis de 150Wp.
Tipos de Painel Solar
A escolha do painel solar é muito importante para a eficiência do seu sistema. Existem dois tipos principais: painéis monocristalinos e policristalinos. Os painéis monocristalinos são conhecidos por sua alta eficiência e durabilidade, enquanto os policristalinos são mais acessíveis e também oferecem um bom desempenho. Para este exemplo, usaremos dois Painéis Fotovoltaicos de 150W da Resun Policristalino – RS6E-150P.
Características Técnicas do Painel Escolhido
Para garantir que o seu sistema funcione corretamente, é muito importante entender as especificações técnicas dos painéis escolhidos. Aqui estão as características técnicas em máxima potência dos painéis selecionados para este exemplo:
– Potência Nominal (P.max): 150W
– Tensão de circuito aberto (Voc): 22,3V
– Corrente de curto-circuito (Isc): 8,82A
– Tensão na Potência Nominal (Vmp): 17,91V
– Corrente na Potência Nominal (Imp): 8,38A
Ligação dos Painéis
Ao montar os painéis em série, a corrente resultante produzida pelos dois painéis se manterá constante, equivalente a 8,38A. A tensão resultante da associação série dos dois painéis se somará, resultando em 35,82V (17,91V + 17,91V).
Como dimensionar os condutores fotovoltaicos?
A escolha correta dos condutores é essencial para evitar perdas por aquecimento e garantir a segurança do sistema. A corrente na saída da associação de painéis é igual a 8,38A, mas é recomendável adicionar pelo menos 20% a mais para evitar perdas por aquecimento. Isso resulta em uma corrente de aproximadamente 10A.
Para este valor, um condutor de secção transversal de 2,5mm² atenderia facilmente. No entanto, considerando futuras expansões, utilizaremos condutores unipolar de 6mm², cuja capacidade de corrente é de 41A, garantindo que o sistema suporte expansões futuras sem problemas de aquecimento.
Como dimensionamento o Fusível Fotovoltaico gPV?
Os fusíveis protegem o sistema contra correntes de curto-circuito. A escolha correta do fusível é vital para evitar danos aos componentes do sistema. O valor nominal do fusível deve ser superior à corrente nominal resultante da associação dos painéis e inferior à capacidade de condução dos condutores.
Para uma corrente nominal de 8,38A, adicionamos 10%, resultando em 9,7A. Portanto, um fusível de 10A é adequado para o nosso sistema.
Como dimensionar o Disjuntor DC/CC?
O disjuntor protege os dispositivos e equipamentos elétricos contra curto-circuitos e sobrecargas e permite manobras seguras para reparos ou manutenção. O dimensionamento do disjuntor segue os mesmos princípios do fusível. Para uma corrente nominal de 8,38A, um disjuntor de 10A é apropriado (Id = Ip * 1,1 = 8,38A * 1,1 = 9,7A).
Como dimensionar o Dispositivo de Proteção contra Surto (DPS)?
O DPS protege o sistema contra surtos de tensão ou corrente, seja de origem natural (como raios) ou humana (manobras de rede elétrica).
Para dimensionar um DPS para sistemas fotovoltaicos o ideal é considerar alguns fatores principais.
O primeiro deles é, se em uma eventual surto, o mesmo será descarregado direta ou indiretamente na instalação fotovoltaica. Para um sistema pequeno consideraremos que o surto será indireto, categorizando o DPS em Classe 2.
A segunda consideração é a voltagem do sistema resultante da associacao dos paineis fotovoltaicos. Para o modelo escolhido, temos que, associados em série, resultará numa voltagem total de Vt=Vp1+Vp2, ou seja, Vt=17,91+17,91 = 35,82V. Considerando futuras expansões, utilizaremos um DPS capaz de ser conectado a uma string de até 1000V
A terceira caracterostoca ao se dimensionar um DPS para sistema fotovoltaico é em relação à suportabilidade a tensões impulsivas de equipamentos que compõem o sistema de geração de energia fotovoltaica. Conforme a tabela apresentada pelo catálogo da Clamper, temos que o painel solar classe A e o inversor fotovoltaico apresentam suportabilidades de 8kV e 6kV, respectivamente para paineis com associação de até 1000V.
Em resumo, baseado nas características deste exemplo de projeto, utilizaremos um DPS Classe 2, 1000, Up<1,8kV
Como dimensionar o Controlador de Carga Fotovoltaico?
O controlador de carga é essencial para manter o banco de baterias carregado e fornecer energia às cargas da residência através do inversor. O dimensionamento do controlador está relacionado a duas principais caracteristicas do sistema
1º – Corrente entregue pelos paineis fotovoltaicos: 8,38A;
2º – Tensão do banco de baterias: 24V;
3º – Futuras Expansões.
Para este exemplo, utilizaremos o controlador de carga EPEVER Triton421 ON de 40A, que atende às necessidades do sistema e permite expansões futuras no sistema.
Dimensionamento do Banco de Baterias
O banco de baterias armazena energia para momentos de pouca ou nenhuma insolação solar. Para dimensionar corretamente o banco de baterias, consideramos a potência máxima dos painéis (300Wp) e a tensão de carregamento do banco de baterias (28,8V). A corrente resultante é de I = P/V = 300/28,8 = 10,4A, sendo esta corrente responsável pelo carregamento do banco, a qual deverá ser até 15% da capacidade da bateria.
Fazendo uma regra de três simples temos que o valor da capacidade da bateria será de (100%/15%)*10,4A=69,3A com o valor comercial mais próximo de 70Ah.
Dimensionamento do Condutor do Banco de Baterias
Os condutores interconectam o controlador de carga e o inversor fotovoltaico. Considerando uma corrente de 10,41A e futuras expansões, utilizaremos condutores de 16mm².
Como dimensionamento do Inversor Fotovoltaico?
O inversor converte a energia contínua dos painéis ou do banco de baterias em energia alternada. Para este exemplo, utilizaremos um inversor com entrada de 24V e saída de 110V. O inversor deve ter uma potência mínima de 300W, mas considerando expansões futuras, optamos por um inversor de 2000W da EPEVER.
Como dimensionar o disjuntor do Inversor Fotovoltaico?
O dimensionamento do disjuntor sempre estará relacionado a corrente no trecho onde será instalado.No caso deste projeto onde o disjuntor estará entre o o banco de bateria e o inversor, deve-se calcular a corrente dividindo o valor da potência entregue pelos painéis pela tensão do banco de baterias, ou seja, 300/28,8=10,4A. Portanto um disjuntor de 16A atenderia esta condição.
Qual Tomada Utilizar na Saída do Inversor Fotovoltaico?
Para uso doméstico, uma tomada 2P+T de 10A atende à potência máxima dos painéis (300W/110V = 2,7A). Para expansões futuras, uma tomada 2P+T de 20A é mais adequada (2000W/110V = 18,8A).
Quais Cargas Posso Ligar em um Sistema Fotovoltaico com Dois Painéis?
Na saída do inversor, podem ser ligados diversos equipamentos cuja capacidade individual somada seja até a potência de produção máxima dos painéis, neste caso 300W. Exemplo de cargas incluem:
– Lâmpadas LED: 5W a 30W
– Carregadores de celular: 5W a 15W
– Roteadores Wi-Fi: 5W a 20W
– Despertador digital: 5W
– Ventiladores pequenos: 30W
– Notebook: 60W
– Rádio: 40W
– Aspirador de pó portátil: 100W
Cunclusão
Montar um sistema fotovoltaico residencial pode parecer desafiador, mas com o conhecimento adequado sobre cada componente e suas especificações, o processo se torna mais simples e eficiente. Certifique-se de considerar futuras expansões ao dimensionar cada componente, garantindo que seu sistema seja escalável e atenda às necessidades de sua residência a longo prazo.
Além disso, sempre priorize a segurança e a eficiência, escolhendo componentes de qualidade e dimensionando corretamente cada parte do sistema. Dessa forma, você garante uma instalação segura, eficiente e sustentável, contribuindo para a redução da sua pegada de carbono e economizando na conta de energia.
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