O Centro de Demonstração do SENAI de Curitiba é uma unidade móvel rodoviária, montada em um veículo tipo furgão. Esta viatura é utilizada em demonstrações itinerantes no interior do Estado do Paraná e conta com a fixação dos módulos fotovoltaicos no teto do veículo e uma adaptação de uma sala de estar no interior do mesmo (foto na Figura 1). Esta unidade serve de demonstração da tecnologia solar fotovoltaica em apresentações em três turnos (manhã, tarde e noite).
Figura 1 - Foto da Unidade de Demonstração Rodoviária do SENAI de Curitiba – PR.
O furgão, denominado Projeto Solaris, dispõe em seu interior de cargas elétricas típicas de uso residencial, como os seguintes equipamentos: iluminação (luminárias, abajur), ventilador, liquidificador, frigobar, computador tipo notebook e TV LED 46”, alimentados a partir de um sistema fotovoltaico cujo painel está montado sobre o teto do veículo, servindo assim como demonstração de sistemas fotovoltaicos autônomos para uso residencial. O banco de baterias, o inversor e o controlador de carga são acondicionados em quadros transparentes para permitir sua
visualização.
Existe ainda um quadro sinótico mostrando as grandezas (correntes, tensões, etc.) envolvidas no funcionamento do sistema fotovoltaico além de um piranômetro para medição da radiação solar instantânea. A configuração do sistema fotovoltaico da Unidade Móvel do SENAI- PR é apresentada na Tab. 1.
Ainda que se trate de uma unidade móvel que percorre o interior do estado, o valor da radiação solar adotado da Tab. 1 refere-se ao menor índice médio mensal na cidade de Curitiba-PR, segundo o Atlas Solarimétrico do Brasil (UFPE,2000).
O furgão transporta ainda 2 kits móveis: sistema fotovoltaico para bombeamento d’água e sistema solar de conversão de energia elétrica. Também está prevista a montagem de um kit móvel de aquecimento de água. Durante os deslocamentos, os kits serão acondicionados no interior do furgão e fixados através de cintas de amarração apropriadas. Uma vez no local da apresentação, estes serão montados externamente ao furgão para demonstração. A Fig. 2 mostra vistas em corte do furgão e acomodações em seu interior.
Figura 2 - Arranjo interno do furgão do SENAI - PR.
Referências
Galdino, M.A. et al, 2010, "Criação de Quatro Centros de Demonstração de Energias Renováveis em diferentes regiões do país". In: Congresso brasileiro de Energia Solar, 3., Belém, Set.
UFPE, 2000. Atlas Solarimétrico do Brasil: Banco de Dados Terrestres. 1ª ed Recife, Ed. Universitária da UFPE. ISBN 85-7315-142-0.
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sábado, 2 de novembro de 2013
Projeto Solaris em uma Unidade de Demonstração Rodoviária do SENAI de Curitiba – PR . Esta unidade serve de demonstração da tecnologia solar fotovoltaica em apresentações em três turnos (manhã, tarde e noite).
Sistema de Geração Fotovoltaica e Eólico Híbrido (A Casa Solar Eficiente)
A Casa Solar Eficiente (CSE) é uma casa pré-fabricada com sua necessidade de energia elétrica totalmente suprida por fontes de energia solar e eólica. O sistema de geração de energia elétrica (SGEE) da casa é constituído por dois arranjos de módulos fotovoltaicos de silício poli-cristalino (p-Si), um fixo e outro móvel com sistema de rastreamento solar, somando uma potência de aproximadamente 1990 watt pico (Wp) e um aerogerador de 1 kW, conforme ilustra a Figura 1.
Figura 1 - Configuração do sistema de geração elétrica da casa solar
O sistema elétrico da Casa Solar apresenta as seguintes características gerais:
- Arranjo Fotovoltaico: 1993 Wp
- Banco de Baterias: 750Ah/48Vcc (20 unidades)
- Inversor: 48Vcc/120Vca/60Hz-4kW
- Autonomia: 72 horas
- Consumo projetado: 7,4 kWh/dia
- Rad. Média Anual: 4,75 - 5,25 kWh/m2.dia (Fonte: INPE, 2006. Atlas Brasileiro de Energia Solar)
2.1. Painel fixo
Figura 2 - Painel Fotovoltaico Fixo no telhado da Casa Solar.
O painel fotovoltaico fixo, instalado no telhado da varanda, é composto por um total de 32 módulos fotovoltaicos (Figura 2). Os módulos são agrupados em ligações em série de quatro módulos cada, conseguindo-se uma tensão de 48 Volts CC (corrente contínua). Os oito grupos-série de quatro módulos são então ligados em paralelo, conforme ilustrado na figura 3. O painel fotovoltaico fixo possui uma potência total de 1450 Wpico.
Figura 3 - Ligação dos módulos do painel fotovoltaico fixo.
O painel fixo está orientados para o norte com uma inclinação de 22,5o (correspondente à latitude da cidade do Rio de Janeiro).
Figura 4 - Ângulo de inclinação dos painéis fotovoltaicos
2.2. Painel rastreador
Figura 5 - Painel fotovoltaico com sistema de rastreamento solar.
O painel fotovoltaico rastreador, montado na frente da Casa Solar, possui uma estrutura que acompanha o movimento do sol ao longo do dia (Leste - Oeste). Ele é composto por 12 módulos fotovoltaicos ligados em grupos-série de quatro módulos cada (48 Volts CC em cada grupo) associados em paralelo. O painel fotovoltaico rastreador possui uma potência total de 540 Wp (Figura 6). O sistema de rastreamento solar da estrutura é um sistema passivo, que funciona com base no deslocamento de um gás entre dois braços ocos situados em lados opostos da estrutura.
Figura 6 - Ligação dos módulos do painel fotovoltaico rastreador.
Dependendo da posição do sol um dos braços será mais aquecido que o outro, provocando a expansão do gás que se deslocará para o braço menos aquecido. O deslocamento do gás provoca o desbalanceamento do peso da estrutura, causando sua inclinação para o lado do braço mais pesado (o braço menos aquecido pelo sol). Com o movimento do sol este processo de desbalanceamento vai ocorrendo pelo deslocamento gradativo do gás fazendo com que toda a estrutura acompanhe o movimento solar. O movimento da estrutura é de tal forma que a incidência do sol é sempre perpendicular ao plano do painel, favorecendo o aproveitamento da energia solar. O ganho de aproveitamento da irradição solar dessa estrutura móvel com rastreamento solar é da ordem de 15 a 20% se comparada com a montagem fixa dos módulos fotovoltaicos.
A tensão gerada pelo sistema fotovoltaico é de 48 Volts, em corrente contínua (CC). Como todos os equipamentos utilizados na Casa Solar funcionam em corrente alternada (CA), utiliza-se um inversor de tensão que fará a conversão de CC em CA.
2.3. Células fotovoltaicas
Os materiais mais utilizados na confecção de células fotovoltaicas são: (a) silício monocristalino (mono-Si), (b) silício policristalino (poly-Si) e (c) silício amorfo (a-Si) (Figura 7). A melhor eficiência na transformação de energia solar em elétrica é obtida com as células de silício monocristalino (da ordem de 18%), infelizmente as mais caras. As células de silício policristalino apresentam rendimento da ordem de 16% e são mais baratas que as anteriores devido à menor energia necessária para a sua fabricação e melhor aproveitamento de material. As células de silício amorfo são as mais baratas mas seu rendimento ainda é baixo (da ordem de 10%). As células fotovoltaicas são ligadas em conjuntos série-paralelo compondo módulos fotovoltaicos de diversas potências e tensões.
Figura 7 - Tipos de células fotovoltaicas comerciais.
Os módulos fotovoltaicos ainda são caros, tornando a energia obtida por meio deles, por enquanto, mais cara que a obtida por fontes hidráulicas ou mesmo termelétricas. Entretanto para regiões distantes dos grandes centros de geração e consumo é uma opção econômica. Para comunidades pequenas no interior do Brasil, por exemplo, é uma solução técnico-econômica viável. O CEPEL, trabalhando com o apoio do PRODEEM, já instalou centenas de sistemas em comunidades deste tipo com excelentes resultados.
A tendência do custo dos módulos é cair, tanto pela melhoria na tecnologia de fabricação quanto por economia de escala pelo gradativo aumento de sua utilização.
Sistema de Supervisão e Análise de Dados do SAD da ( Casa Solar Eficiente).
Abra este Link para ter acesso ao PAINEL DE MEDIÇÃO http://www.cresesb.cepel.br/
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