Dúvidas Sistemas Fotovoltaicos

[dirtyfrank]

Boas,

Tenho algumas questões que gostaria que me pudessem esclarecer:

a) Qual a formula mais correcta para o calculo do cabo principal DC e Cabo de ligação AC.

b) Qual o melhor tipo de cabo a usar para DC e AC? Sei que existem cabos solares...tem que se usar esses?

b) No caso de se ter um inversor com transformador, é necessário ligar à terra o gerador fotovoltaico?


Desde já obrigado

Cumps

[joaoosvaldo]

*Respostas a azul.

Boas,

Tenho algumas questões que gostaria que me pudessem esclarecer:

a) Qual a formula mais correcta para o calculo do cabo principal DC e Cabo de ligação AC.

Utilize a fórmula da queda de tensão apresentada no ponto 525 das Regras Técnicas das Instalações Eléctricas de Baixa Tensão (RTIEBT). Tendo em conta que:

- se forem cargas de corrente contínua cos fi = 1 e sen fi = 0;
- em instalações de corrente contínua o coeficiente b é igual a 2;
- resistividade igual a 0.0225 para o cobre e a 0.036 para o alumínio;
- reactância linear dos condutores é nula para circuitos de corrente contínua.

b) Qual o melhor tipo de cabo a usar para DC e AC? Sei que existem cabos solares...tem que se usar esses?

Não tem que os usar obrigatoriamente mas que são melhores isso sem dúvida e também muito mais caros ! Os cabos solares são fabricados para suportarem temperaturas muito mais elevadas que os cabos normais (ex.: H07RN-F) e como normalmente ficam directamente expostos ao sol podem-se atingir temperaturas bem elevadas o que pode danificar os cabos com o tempo. A duração dos cabos solares é superior.

b) No caso de se ter um inversor com transformador, é necessário ligar à terra o gerador fotovoltaico?

Sim. As estruturas metálicas dos módulos fotovoltaicos, o aro do módulo, o regulador, etc.., devem ser ligados à rede de terras de corrente contínua, como protecção contra as descargas atmosféricas e falhas de isolamento.

Desde já obrigado

Cumps

[dirtyfrank]

Boas,

Nos sistemas ligados à rede, para o calculo do numero máximo de painéis que se podem ligar em serie, usa-se o valor de tensão máxima DC ou o valor de tensão máxima MPP? É que já vi projectos feitos das duas formas. Qual o mais correcto?

Existe alguma regra prática para a escolha da potência de cada modulo? É que para uma mesma potência final pode-se ter, por exemplo, módulos de 175 Wp até 230 Wp. Pelo que tenho visto são muito usados módulos de 220 Wp...é uma boa opção?

Cumprimentos

[asubida]

Bom dia,
Para o dimensionamento do número de painéis de uma instalação ligada à rede (presumivelmente uma micro-geração, use a seguinte regra:
Pfv=(1+K) * Pc/2 onde
Pfv=potência do campo fotovoltaico (soma das potências dos módulos)
K= factor de compensação das perdas (eléctricas, de captação por falta de optimização da localização dos módulos, de rendimento em função de temperatura,e outras que tenha de considerar ) e maximização da energia captada. K >= 10% O valor que consegue em geral a melhor relação custos proveitos é cerca de 20%.
Pc= Potência contratada da instalação consumidora e que determina o valor da potência nominal do inversor (potência a injectar na rede)
Não esqueça que a organização do campo ou seja o dimensionmento das fileiras "strings" depende do inversor usado. Use o programa de simulação adequado ao seu inversor para fazer a estimativa de rendimento energético e definição da organização.
A tensão a considerar para cada string é sempre a tensão de fileira em circuito aberto que deve ser sempre inferior à tensão máxima repetitiva DC suportável pelo inversor.
para mais info veja http://www.renovaveisnahora.pt/web/srm/informacoes
para formação de base veja: neste forum: http://eletricidade.net/viewtopic.php?f=18&t=11371
http://eletricidade.net/viewtopic.php?f ... tovoltaico
Se for um estudioso ou um adepto das energias renováveis veja http://www.retscreen.net/pt/home.php
e ainda neste forum http://eletricidade.net/viewtopic.php?f=1&t=11368

Saudações

[dirtyfrank]

Boas,

Antes de mais, obrigado pela rápida resposta.

Ao usar-se o valor de 20% a potencia do campo fotovoltaico não vai exceder a potencia máxima do inversor? Não tem problema?

Quando se refere a tensão máxima repetitiva DC, é a tensão máxima do inversor e não a tensão máxima MPP? Eu refiro isto porque já vi projectos feitos usando os dois valores, em que depois o valor máximo de módulos em serie é diferente.

Quando se tem vários inversores que depois irão ligar à rede no mesmo ponto de ligação, convém que todos tenham a mesma potencia nominal AC?

Cumprimentos

[asubida]

Bo m dia,

O inversor é uma máquina eléctrica que converte corrente contínua em corrente alternada, proporcionado uma determinada potência de saída com alto rendimento tipicamente na ordem dos 95% .
Potência absorvida (CC)=Potência debitada + Potência de Perdas
Eficiência ou rendimento = Potência debitada/Potência absorvida
por exemplo no inversor SMA SunnyBoy 3800 http://www.sma.de/en/products/solar-inv ... -3800.html a eficiência média é 94,7% e a potência máxima debitada é 3800 W e a máxima potência CC absorvida é 4040W.
O inversor não consegue absorver mais potência pois tem limitadores e protecções incorporadas.
O ligeiro sobre-dimensionamento do campo fotovoltaico destina-se apenas a maximizar a energia captada, na prática alargando o tempo de produção
Energia= Potencia*tempo
Pode fazer várias simulações com diferentes potências de campo FV e diferentes configurações de fileira (string) com o programa de apoio da SMA que pode descarregar em http://www.sma.de/en/products/software/ ... esign.html funciona em Windows. ( infelizmente ainda não há versões para Linux ou MAC) Nessas simulações pode verificar para a sua região a estimativa da evolução da energia anual injectada na rede em função da potência do campo fotovoltaico e do tipo ( seguidor ou fixo com várias possíveis inclinações)
Veja também a informação disponível em http://www.sma.de/en/products/knowledge-base.html e http://www.sma.de/en/products/knowledge ... nning.html
Quando tem uma instalação fotovoltaica com vários inversores (exm uma "horta solar" -terminologia castelhana) dependendo da organização do campo FV pode ter potências diferentes embora não seja uma solução comum.
Tensão máxima repetitiva DC na entrada do inversor refere-se sempre à situação de soma da tensões em circuito aberto dos módulos de uma fileira "string" nas condições ambientais de máxima radiância e menor temperatura (tipicamente dias frios e ensolarados de inverno). A tensão MPP refere-se circuito fechado em condições de máximo débito de potência possível da fileira. A protecção ao inversor obriga a considerar a tensão de entrada sempre menor do que a Max DC voltage pois quando se liga o inversor este não começa instantâneamente a injectar na rede e também se deve poder seccionar o circuito AC sem colocar causar dano no inversor.
Saudações

[parreirajoao]

Vejam este documento da ABB.

Está 5 estrelas.

http://www04.abb.com/global/seitp/seitp ... Vol.10.pdf

[dirtyfrank]

Vejam este documento da ABB.

Está 5 estrelas.

http://www04.abb.com/global/seitp/seitp ... Vol.10.pdf

Boas,

Esse artigo está muito bom, obrigado pela partilha.

Cumps

[dirtyfrank]

Bo m dia,

O inversor é uma máquina eléctrica que converte corrente contínua em corrente alternada, proporcionado uma determinada potência de saída com alto rendimento tipicamente na ordem dos 95% .
Potência absorvida (CC)=Potência debitada + Potência de Perdas
Eficiência ou rendimento = Potência debitada/Potência absorvida
por exemplo no inversor SMA SunnyBoy 3800 http://www.sma.de/en/products/solar-inv ... -3800.html a eficiência média é 94,7% e a potência máxima debitada é 3800 W e a máxima potência CC absorvida é 4040W.
O inversor não consegue absorver mais potência pois tem limitadores e protecções incorporadas.
O ligeiro sobre-dimensionamento do campo fotovoltaico destina-se apenas a maximizar a energia captada, na prática alargando o tempo de produção
Energia= Potencia*tempo
Pode fazer várias simulações com diferentes potências de campo FV e diferentes configurações de fileira (string) com o programa de apoio da SMA que pode descarregar em http://www.sma.de/en/products/software/ ... esign.html funciona em Windows. ( infelizmente ainda não há versões para Linux ou MAC) Nessas simulações pode verificar para a sua região a estimativa da evolução da energia anual injectada na rede em função da potência do campo fotovoltaico e do tipo ( seguidor ou fixo com várias possíveis inclinações)
Veja também a informação disponível em http://www.sma.de/en/products/knowledge-base.html e http://www.sma.de/en/products/knowledge ... nning.html
Quando tem uma instalação fotovoltaica com vários inversores (exm uma "horta solar" -terminologia castelhana) dependendo da organização do campo FV pode ter potências diferentes embora não seja uma solução comum.
Tensão máxima repetitiva DC na entrada do inversor refere-se sempre à situação de soma da tensões em circuito aberto dos módulos de uma fileira "string" nas condições ambientais de máxima radiância e menor temperatura (tipicamente dias frios e ensolarados de inverno). A tensão MPP refere-se circuito fechado em condições de máximo débito de potência possível da fileira. A protecção ao inversor obriga a considerar a tensão de entrada sempre menor do que a Max DC voltage pois quando se liga o inversor este não começa instantâneamente a injectar na rede e também se deve poder seccionar o circuito AC sem colocar causar dano no inversor.
Saudações

Boas,

Eu tenho feito algumas simulações tanto no software da SMA como da Danfoss que também é muito bom, e quando se usa um valor de 20%, aparece como sobredimensionado e não permite a simulação (valores por defeito do programa). Daí a minha pergunta anterior. Alias, a Danfoss aconselha para a maxima optimização para os paises de centro e sul da Europa um valor de 12%.

Não querendo estar abusar, mas visto que é entendido no assunto, gostaria de lhe colocar mais umas questões:

a) É sempre boa pratica escolher um inversor com transformador para isolamento galvânico? Eu sei que tem algumas vantagens, mas na pratica será que compensa? Até porque são mais caros. Caso se use um inversor sem transformador, tem que se ter especial atenção às protecções, certo?

b) Caso se ligue o inversor a um transformador elevador que depois se liga à rede de media tensão, é na mesma necessário um inversor com transformador ou esse transformador elevador já faz o isolamento galvânico?

c) É sempre necessário ligar descarregadores de sobretensões no lado DC e AC? Pelo que tenho visto em varias literaturas, existe algumas condicionantes para a utilização do lado DC (por ex: existência de para-raios). Na maioria dos casos penso que se omite visto as strings ligarem directamente ao inversor.
Mas em que situações se ligam descarregadores do lado DC?

Mais uma vez obrigado,

Cumps

[asubida]

Boa noite,
Peço desculpa de lhe responder intercalando as respostas (em verde negrito) no seu "post" mas é mais prático para mim este formato.
Espero que as minhas achegas ajudem.
Já agora penso que seria bom para o fórum que completasse o seu perfil identificando formação e ocupação ou interesses.

Saudações
AS

Boas,

Eu tenho feito algumas simulações tanto no software da SMA como da Danfoss que também é muito bom, e quando se usa um valor de 20%, aparece como sobredimensionado e não permite a simulação (valores por defeito do programa). Daí a minha pergunta anterior. Alias, a Danfoss aconselha para a maxima optimização para os paises de centro e sul da Europa um valor de 12%.

Em anexo vão os pdf com resultados e checklist para uma simulação SMA com 2 situações para 3,68kW de débito para a rede.
Situação a) 2 strings de 9 módulos TrinaSolar de 220 W com campo FV de 3,96kW Energia anual captada 5487 kWh
Situação b) 2 strings de 12 módulos TrinaSolar de 220 W com campo de FV 5,28 kW Energia anual captada 7145 kWh. A energia anual captada no segundo caso é muito superior e o campo FV mantém-se compatível com o inversor que apenas não consegue aproveitar a máxima potência disponível no campo FV mas globalmente produz muito mais energia

Não querendo estar abusar, mas visto que é entendido no assunto, gostaria de lhe colocar mais umas questões:
Não abusa! Esteja à vontade se desejar pode enviar-me MP que eu respondo logo que possível.

a) É sempre boa pratica escolher um inversor com transformador para isolamento galvânico? Eu sei que tem algumas vantagens, mas na pratica será que compensa? Até porque são mais caros. Caso se use um inversor sem transformador, tem que se ter especial atenção às protecções, certo?
Ambas os tipos de inversor correspondem a boas práticas e são compatíveis com as normas nacionais e internacionais para BT, desde que se aplique a protecção diferencial adequada . Não esquecer que o lado DC fica em tensão no caso de inversor sem transformador.


b) Caso se ligue o inversor a um transformador elevador que depois se liga à rede de media tensão, é na mesma necessário um inversor com transformador ou esse transformador elevador já faz o isolamento galvânico?

Esse transformador incorporado no PT específico, só faz o isolamento galvânico à rede MT. Em relação à parte de BT não, pois está a jusante desta. Nesse PT considere o regime de Terra/Neutro que se aplica.

c) É sempre necessário ligar descarregadores de sobretensões no lado DC e AC? Pelo que tenho visto em varias literaturas, existe algumas condicionantes para a utilização do lado DC (por ex: existência de para-raios). Na maioria dos casos penso que se omite visto as strings ligarem directamente ao inversor.
Mas em que situações se ligam descarregadores do lado DC?

Sempre que o campo FV seja passível descargas atmosféricas directas em função do seu enquadramento.
Se for uma microgeração veja neste forum http://www.eletricidade.net/viewtopic.php?f=13&t=11816
Eu sou adepto do uso dos descarregadores de sobretensão adequados, em todos os casos em que se possa aplicar, independentemente das RT o exigirem ou não

Mais uma vez obrigado,

Cumps

[dirtyfrank]

Boas,

Mais uma vez obrigado pela ajuda prestada.

Cumprimentos

[migjac]

Para a ligação dos modulos fotovoltaicos á terra é permitido ir ligando os vários módulos com troços de cabo e o ultimo modulo ligado á terra de protecção em vez de um cabo continuo? Onde é que posso encontrar legislação sobre este tema? Trata-se de uma central com centenas de modulos fotovoltaicos.

[migjac]

As indicações que a DRE me deu sobre este assunto foi o seguinte:
- Deverá ver qual é a indicação do fabricante relativo á ligação do painel á terra.Se o painel for classe II de isolamento não é necessário ligação á terra mesmo que tenha borne de ligação. Caso o painel tenha classe II de isolamento é errado liga-lo á terra. -
Não parece correcto interligar todos os painéis e ligar o ultimo á terra pois o painel é um para raios natural. Caso o fabricante diga para ligar é mais correcto ligar á estrutura criada de suporte do painel. Para ligar à terra os módulos e estrutura deverá ligar em conjuntos de por exemplo 4 módulos por forma a assegurar uma possível descarga atmosférica. É importante que as massas não ultrapassem os 100 Ohm.