Dimensionamento inicial fotovoltaico
O dimensionamento se inicia com a análise da conta de energia, realizando a vistoria técnica e posteriormente o dimensionamento final (SOLIENS, 2017).
3.6.1 Análise da Conta de Energia
O primeiro ponto ao se analisar é a carga que está disponibilizada pela distribuidora (SOLIENS, 2017).
A rede monofásica é composta por dois fios, um neutro e uma fase, e somente é recomendada com carga instalada até 8000 watts. Cada localidade tem-se um custo mínimo de aproximadamente 30kWh para sua disponibilidade. A tensão fornecida é de 127V em na maioria dos estados, em outros é de 220V (CPFL, 2019).
A rede bifásica é composta por três fios, um neutro e duas fases, é recomendada com carga instalada até 25000 watts. Cada localidade tem-se um custo mínimo de aproximadamente 50kWh para sua disponibilidade. A tensão fornecida é de 220V Fase-Fase, podendo obter 127V caso seja ligada Fase-Neutro (CPFL, 2019).
A rede trifásica é composta por quatro fios, um neutro e três fases, cada localidade tem-se um custo mínimo de aproximadamente 100kWh para sua disponibilidade, é recomendada com carga instalada acima de 25000 watts. A tensão fornecida é de 220V, podendo obter 127V caso seja ligado Fase-Neutro, 220V Fase-Fase e alguns casos 380V Fase-Fase (CPFL, 2019).
O segundo ponto é descobrir a média mensal anual, com base na conta de energia elétrica, caso este histórico esteja incompleto, calcula-se a média com base na carga instalada da residência, soma-se todas as cargas instalada e calcula-se a demanda de energia necessária para suprir a necessidade da residência (SOLIENS, 2017).
Quadro 1: Média mensal anual em kWh
Fonte: Soliens (2017).
Soma-se todos os meses e divide pelo número de meses, com isso, tem-se a média (SOLIENS, 2017).
3.6.2 Compensando o Custo de Disponibilidade
Com base na tabela, a média mensal de 113KWh/mês, a instalações é bifásica (220V/127V), portanto, têm-se necessariamente que arcar com o valor de 50kWh que serão obrigatoriamente pagos todo mês para a concessionária de energia, Retira-se o custo de disponibilidade dos cálculos, este valor será chamado de Energia de Compensação (SOLIENS, 2017).
Ec = Energia de Compensação (kWh/mês)
Ce = Consumo de Energia (kWh/mês)
Cd = Custo de Disponibilidade (kWh/mês)
Ec = Ce - Cd = 113kWh/mês - 50kWh/mês = 63kWh/mês
O sistema fotovoltaico tem algumas percas, e a mesma depende da vistoria técnica, cerca de 15% a 30% devido a temperatura, sombreamento, inclinação, localidade e orientação do telhado (SOLIENS, 2017).
Em um sistema de 30% de perca, 63 kwh/mês / 0.70 = 90 kwh/mês.
3.6.3 Média de compensação diária
Ecd = Energia de Compensação Média Diária (kWh/dia)
Ec = Energia de Compensação (kWh/mês)
30 = média dos dias do mês durante o ano
Ecd = Ec / 30
Ecd = 90 kwh/mês
30
Ecd = 3 kWh/dia
Necessita-se de um sistema que produza 3 kWh/dia.
3.6.4 Radiação solar
Radiação solar é energia radiante emitida pelo Sol, cada localização tem-se a média anual de radiação solar em horas, disponibilizada no site da CRESESB (Centro de Referência para Energia Solar e Eólica), através das coordenadas de localização. Exemplo de localização: Sorocaba-SP a média anual de radiação em horas é 5 kwh/ m².dia (CRESESB, 2017).
Ppico = Potência Pico do Sistema Fotovoltaico, dado em kWp (potência do módulo em laboratório).
Ecd = Energia de Compensação Média Diária (kWh)
HSP = Hora Sol Pico (Média anual de radiação em horas)
Kwp = Kilo Watts-Pico
Ppico = Ecd / HSP
Ppico = 3 kWh/dia
5 kwh/ m².dia
Ppico = 0,6 Kwp
A potência para suprir demanda será 0,6 Kwp.
3.6.5 Dimensionamento de Módulos fotovoltaicos
O número de módulos depende diretamente do valor em kilowatts-pico do sistema e a potência do módulo. Exemplo: Modulo de 330 watts (SOLIENS, 2017).
Nm = Número de Módulos
Ppico = Potência Pico do Sistema FV, dado em kWp (potência do módulo em laboratório)
Wp = Potência Pico de cada Módulo (watt-pico)
Nm = (Ppico*1000) / Wp
Nm = 0,6Kwp *1000
330wp
Nm = 1,81 = 2 módulos
Quando o resultado obtido de Numero de módulos resultar em uma fração, será necessário arredondar para cima ou para baixo, para melhor desempenho o ideal é a formação de pares de módulos, para que o inversor possa processar a tensão dos módulos de forma correta (12V/24V) (SOLIENS, 2017).
3.6.6 Dimensionamento do Inversor
O inversor irá processar (inverter ou reverter) a energia produzida pelos painéis fotovoltaico, o que exigirá que ele tenha a mesma potência (ou muito próxima) dos módulos (SOLIENS, 2017).
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Inversor = Ppico = 0,6 Kwp
A potência do inversor não vai acompanhar necessariamente a potência pico ideal do sistema (Ppico), pois será necessário arredondar a quantidade de módulos, em algumas situações (SOLIENS, 2017).