SISTEMA GERADOR FOTOVOLTAICO
CARACTERISTICAS GERAIS
Um sistema fotovoltaico para geração de energia elétrica pode ser composto pelos seguintes elementos:
- Módulos fotovoltaicos;
- Estrutura metálica de suporte dos módulos fotovoltaicos;
- Cabo Solar;
- Conector Solar;
- Inversor Solar;
- Dispositivos de proteção CC (STRING BOX).
A seguir é apresentado um diagrama que exemplifica a operação de cada componente no kit gerador fotovoltaico.
MÓDULO FOTOVOLTAICO
Responsável por captar a luz do sol, fonte primária de energia, e transformar a energia luminosa em energia elétrica, um Sistema Gerador Fotovoltaico é composto por diversos alinhamentos de séries de Módulos Fotovoltaicos, que por sua vez são compostos de diversas células fotovoltaicas, para produzir tensão e corrente elétricas adequadas às aplicações elétricas que se destinam.
Figura 2 – MÓDULO FOTOVOLTAICO
O conjunto de células é encapsulado, de forma a proporcionar a necessária proteção contra possíveis danos externos, mecânicos ou elétricos e garantir a operação segura do sistema.
Em nossos geradores os Módulos Fotovoltaicos são devidamente avaliados para a perfeita compatibilidade elétrica e mecânica com o nosso portifólio de produtos que compõem nossa solução, respectivamente Inversores e Estrutura de Fixação.
ESTRUTURA DE FIXAÇÃO
Os módulos fotovoltaicos são montados sobre a estrutura metálica, denominada estrutura de fixação, que por sua vez são fixados sobre o telhado de forma adequada à captação da luz solar e efetiva transformação em energia elétrica. A instalação será equipada com uma estrutura baseada em perfis de alumínio e acessórios em aço inox AISI 304 para evitar corrosão por conta de intempéries.
Estas estruturas de apoio para módulos fotovoltaicos são calculadas tendo em conta o peso da carga de vento para a área em questão, e a altitude da instalação. Os pontos de fixação para o módulo fotovoltaico são calculados para uma perfeita distribuição de peso na estrutura, seguindo todas as recomendações do fabricante e desenhados especificamente para tal aplicação.
A função básica de uma estrutura de fixação é comportar os módulos fotovoltaicos sobre determinada cobertura, ou ao nível do solo, e garantir a segurança mecânica, estrutural e de pessoas.
CABO SOLAR
Os cabos Solares provenientes dos diversos conjuntos de séries se conectam entre si por intermédio de uma caixa de junção ou diretamente ao Inversor. Adequados para uso exclusivamente em sistemas fotovoltaicos e certificado conforme NBR 16612. Com capacidade elevada de condução de corrente e alta resistência as intempéries características ao sistema, o Cabo Solar tem a função de conduzir a corrente produzida pelos Módulos Fotovoltaicos até o Inversor, com baixa dissipação de energia e perfeitamente isolado de acordo com as faixas de operação elétrica do sistema.
INVERSOR SOLAR
Os Inversores transformam a corrente contínua (C.C) proveniente dos Módulos Fotovoltaicos em corrente alternada (C.A). A energia elétrica produzida é consumida pelo local da instalação ou injetada na rede elétrica por meio do ponto de entrega de energia da distribuidora, caso a demanda seja inferior a energia produzida.
Os inversores supervisionam a tensão e a frequência da rede, entrando em operação somente quando os valores estão dentro da faixa de regime normal de operação, estabelecida pelo Prodist Módulo 3. O conjunto de proteções de conexão dos inversores não permite que funcione de forma ilhada, ou seja, em caso de falha da rede elétrica a planta deixa de funcionar.
Os inversores aplicados em sistemas fotovoltaicos devem atender aos requisitos estabelecidos na ABNT NBR IEC 62116, ABNT 16149 e ABNT 16150. Funcionará também como dispositivo de monitorizarão de isolamento, para desconexão automática da instalação fotovoltaica, no caso de perda da resistência de isolamento.
O Fator de Carregamento dos Inversores (FCI) de nossos geradores, além de respeitar todos os parâmetros elétricos de entrada dos Inversores, compreendem uma faixa de 125% até 143%.
E para este cálculo são observados o valor máximo de potência de saída do Inversor, obtido através da tensão nominal de operação da rede, a corrente máxima AC de saída e o fator de potência unitário (cosφ = 1) do equipamento, portanto, o FCI de nossos geradores são calculados por meio da relação de potência CC (pico) dividido pela potência máxima CA.
Uma vez respeitado os parâmetros elétricos da entrada do Inversor, o cliente é livre para escolher um FCI maior ou menor de acordo com a necessidade de seu projeto.
DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO CC (STRING BOX).
Os equipamentos que compõem um sistema fotovoltaico estão sujeitos a surtos elétricos, provenientes de raios, condições de operação anormal e falhas de algum equipamento, que por sua vez, podem causar danos aos Módulos Fotovoltaicos e Inversores.
Por este motivo é indispensável o uso de proteções adicionais de sobre e sub tensão e sobre corrente, tais como:
- Dispositivo de Proteção Contra Surto (DPS);
- Base Porta Fusível;
- Seccionadora.
A String Box é o conjunto dos dispositivos de proteção contra distúrbios elétricos que podem ser ocasionados na interface CC entre os Módulos Fotovoltaicos e o Inversor Solar, acondicionados em involucro (Quadro Elétrico) com classe de proteção mínima IP65. Todos os componentes são classificados apenas para aplicação em sistema fotovoltaico, e seus parâmetros elétricos escolhidos para a perfeita compatibilidade com os níveis e classes de proteção requeridos pelo projeto.
Em nossos geradores o String Box somente é sugerido e obrigatório na compra quando as proteções contra surto internas dos Inversores não atendem minimamente os parâmetros a seguir, e ou na ausência de dispositivos de proteção como Seccionadora e Fusíveis (quando aplicáveis):
- Classe de Proteção: II;
- Up: 5kV;
- In: 10kA;
- Imax: 20kA.
