Dimensionamento de Sistemas Solares Fotovoltaicos

1 – Painel Solar

2 – Controlador de carga das Baterias

3 – Baterias

4 – Inversor 12V DC – 230 AC

Como dimensionar um Sistema Solar Fotovoltaico ?

O dimensionamento do sistema fotovoltaico é simples. Quando se aplica uma tensão e alguns pontos de consumo, é necessário o conhecimento básico de alguns valores e grandezas:  

·         Volt (V) é usado para medir Tensões.

·         Ampere (A) é usado para medir Corrente.

·         Watt (W) é utilizado para medir a potência e é o resultado da multiplicação de tensão pela corrente: W = V x A

Assim, tendo dois valores de grandeza, pode-se calcular o terceiro.

Outras medidas encontradas em sistemas solares fotovoltaicos:  

·         Wp = Watt de pico: é a máxima potência obtida em condições ideais.

·         Wh = Watt-hora: é a potência gerada ou consumida por hora. É normal na produção de energia determinar-se o total gerado num período de tempo.

·         Ap = Ampere de pico: é a corrente máxima obtida numa condição ideal.

·         Ah = Ampere-hora: a corrente máxima obtida ou consumida durante uma hora.

A partir da relação de todos os equipamentos que se pretende ligar ao sistema, lâmpadas, frigorífico, televisor, etc., calcula-se o consumo em Watts e a quantidade de horas que cada um ficará ligado por dia, multiplicando-se os valores de consumo pelas horas de uso. Somando os resultados obtêm-se o consumo diário de energia.

Dimensionar o Painel Solar

A escolha do painel solar é feita através da capacidade de produção em Ah.

O valor da potência exigida em Watts-dia divide-se pelo valor da tensão do sistema (12 ou 24 V) e obtém-se a corrente diária necessária:

A = W / 12 ou 24

O resultado deve ser novamente dividido pelo tempo médio de insolação obtendo-se o valor em Ah. O painel deve igualar ou superar esse valor.

Para 24V deve levar-se em conta que se terá no mínimo 2 painéis do mesmo modelo interligados em série.

Dimensionar o Controlador de Carga

O controlador de carga é definido pela tensão de trabalho dos módulos e pela corrente exigida no sistema. A sua capacidade deve superar a corrente total dos painéis a serem conectados.  Caso a corrente supere o valor do controlador, deve ser ponderada a possibilidade de dividir a instalação por mais controladores e baterias.

Ex: consumo diário, 750W hora/pico.

Divide-se este valor pela tensão do sistema (12 ou 24 Volts) e obtém-se a corrente pico necessária para seleccionar o controlador, ex:

750W/12 = 62.5 A

750W/24 = 31.25 A

Como se pode ver, numa instalação de 12V, seria necessário um controlador de 70A

Para 24V, 1 controlador de 50A

Dimensionar as Baterias

Soma-se a corrente (Ampere) produzida pelos painéis, respeitando a regra da associação (Lei de Ohm). Multiplica-se pelos dias de autonomia, mais um factor de correção de 1,66. Do valor encontrado, escolhe-se a bateria ou combinação de baterias que acumulem essa energia.  

Ex: no caso de 12 Volts

750Wh/dia x 6dias = 4500Wh/dia/12v = 375 Ah

375Ah x 1,66 = 622,5 Ah

Se optarmos por baterias de 115Ah:

622,5/115 = 5,4

Ou seja: 6 baterias

Quanto maior a quantidade de baterias, maior será a autonomia do sistema.

Os sistemas solares fotovoltaicos podem ser instalados com baterias comuns, apesar de não ser recomendado.

As Baterias de Descarga Profunda (indicadas) têm melhor rendimento, podendo trabalhar até 90% da sua capacidade e com uma vida útil muito maior que as convencionais.

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Nota: nunca instalar uma BATERIA num painel solar sem O CONTROLADOR DE CARGA. Risco de perda da bateria e perigo de explosão ou incêndio.

Dimensionar o Inversores

Estes equipamentos possuem um factor de eficiência ou potência (FP) que é dado em proporção à perda do próprio circuito.

O inversor é definido pela tensão de trabalho (entrada) dos painéis solares em corrente contínua e pela tensão de saída (110 ou 220 Volts).

A capacidade do inversor deve superar a potência em Watts do maior consumo dos equipamentos.

Verificar o consumo de pico de carga, não esquecendo que motores ou condutores com mais resistividade exigem uma carga maior no arranque antes de entrarem em regime de trabalho.  

Calcular o consumo em Wh e comparar com a capacidade real do inversor (Capacidade em W x FP). O inversor deve ter capacidade superior ao consumo.

Alberto Silva