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OS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS AUTONOMOS

Por:   •  7/3/2022  •  Trabalho acadêmico  •  5.638 Palavras (23 Páginas)  •  176 Visualizações

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Sumário

1.        INTRODUÇÃO        3

2.        FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA        4

3.        OBJETIVO GERAL        5

3.1.        OBJETIVOS ESPECIFICOS        5

4.        SISTEMAS FOTOVOLTAICOS AUTONOMOS        6

4.1. Regulador de Carga        7

4.2.  Baterias de Acumuladores        8

4.2.1.  Constituição e princípio de funcionamento        8

4.2.2. Tipos de baterias de acumuladores        10

4.2.3.  Características das baterias de acumuladores        10

4.2.4. Tempo de Vida Útil        12

4.2.5.  Associação de baterias de acumuladores        13

4.3. Dimensionamento de Sistemas FV Autónomos para instalações domésticas        14

4.3.1.  Determinação da energia diária a fornecer aos consumos (Wh)        14

4.3.2. Estimativa do fator de perdas        15

4.3.3. Avaliação da radiação solar incidente        15

4.3.5.   Estimativa da radiação solar incidente para uma superfície com inclinação óptima        16

4.3.6.    Estimativa da radiação solar incidente para uma superfície com inclinação qualquer        16

4.3.7.  Determinação da potência do gerador FV        17

4.3.8.   Número de Módulos por Fileira        17

4.3.9.  Número de Fileiras em Paralelo        18

4.3.10.   Capacidade da bateria de acumuladores        18

4.3.11.   Seleção do regulador de carga MPP e do inversor        19

5.        CONCLUSÃO        20

6.        REFERENCIAS        21

  1. INTRODUÇÃO

      Atualmente, o modelo energético mundial vem  sendo  questionado,  devido  ao acelerado  crescimento  populacional  e  consequente  aumento  do  consumo  de  energia.  Portanto os países buscam  várias  maneiras  para  produção  de  energia  elétrica,  que  degrade  menos  o meio  ambiente e  que  seja  de  forma sustentável.    A energia elétrica é responsável pela existência da vida na terra, hoje em dia se torna de extrema importância para os seres humanos, é quase que essencial, pois com ela conseguimos ter conforto e viver com dignidade. Os combustíveis fósseis estão cada vez mais escassos além de contribuírem para poluição, e o imenso impacto ambiental causado por essas fontes e a insustentabilidade do modo como obtemos a energia que nos move, com isso esta descoberta de geração de energia renovável torna-se de grande importância. A energia solar está sendo aproveitada de forma crescente para produção de energia elétrica através de módulos fotovoltaicos, essa forma de conversão direta de energia solar disponível em eletricidade com o uso de módulos fotovoltaicos observado por Edmond Bequerel em 1839, consiste no aparecimento de uma diferença de potencial nos extremos de um semicondutor, quando esse absorve a luz visível.

     

  1. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

      A origem da energia solar tem relação com o surgimento do Sol, há bilhões de anos, atualmente responsável por atuar como fonte de energia em diversos processos, principalmente na geração de energia solar fotovoltaica, no aquecimento de água pela energia termossolar e em usinas e parques solares. O Sol teve seu surgimento há cerca de 4,6 bilhões de anos, como a maior estrela do Sistema Solar, sendo responsável por fenômenos meteorológicos, alterações climáticas e pela fotossíntese, processo do qual todos os seres vivos são dependentes. Sua composição é de 74% hidrogênio e 24% hélio, com a taxa restante formada por oxigênio, carbono e ferro. De forma resumida, a origem da energia solar deu-se em 1839, após a pesquisa do físico francês Alexandre Edmond Becquerel, que descobriu o efeito fotovoltaico, e com a criação da primeira célula fotovoltaica em 1883, por Charles Fritts. Após uma série de acontecimentos – inclusive um prêmio Nobel para Einstein –, deu-se início à era moderna da energia solar, em 1954, após a elaboração do processo de dopagem de silício por Calvin Fuller e a criação da célula solar moderna por Russell Shoemaker Ohl.

      A energia solar, próxima ao que conhecemos hoje, surgiu em 1954 por Russell Shoemaker Ohl, junto ao anúncio da primeira célula fotovoltaica durante uma reunião da National Academy of Sciences, após a descoberta do efeito fotovoltaico e dando início à utilização dos painéis solares em 1958. Russell Ohl foi quem inventou a primeira placa de silício e também foi o primeiro a patentear o sistema fotovoltaico moderno, mais ou menos como conhecemos hoje. No entanto, seu êxito só foi possível graças ao trabalho de Calvin Fuller, Gerald Pearson e Daryl Chapin, cientistas do laboratório Bell Labs.  Fuller foi o químico que desenvolveu, pela primeira vez, o processo de dopagem do silício. Pearson, então, estabilizou as placas de silício a partir de reações químicas produzidas pelo contato de uma junção P-N ou diodo com as placas mergulhadas em lítio, podendo observar um comportamento fotovoltaico nas placas analisadas.  Nesse mesmo momento, Chapin procurava uma fonte de energia alternativa para as baterias usadas em redes telefônicas remotas. Fuller e Pearson entraram em contato com o físico e, em 1955, células de silício foram usadas pela primeira vez como fonte de alimentação de uma rede telefônica na Geórgia, um estado dos Estados Unidos. A evolução da energia solar fotovoltaica teve início a partir da pesquisa de um físico francês, Alexandre Edmond Becquerel, em 1839, que iniciou seus estudos sobre o efeito fotovoltaico. Além disso, Charles Fritts, um inventor de Nova York, originou a primeira célula fotovoltaica produzida por selênio revestido de ouro. Este marco da tecnologia fotovoltaica data o ano de 1883, quando foi possível gerar uma corrente contínua e constante para a conversão elétrica máxima de 1% (enquanto, atualmente, trabalha-se com 20% de eficiência).  Mais adiante, os cientistas do Bell Laboratories foram os pioneiros na fabricação de células de silício que possuíam 6% de conversão, sendo mais eficientes que as anteriores. Uma das primeiras utilizações de painéis solares ocorreu em 1958 no espaço, quando o satélite Vanguard I foi lançado, com o auxílio de um painel de 1 W para alimentar seu rádio na viagem. Além disso, foram construídas as primeiras instalações solares para casas, estabelecimentos e até mesmo para meios de transportes, como ônibus, navio e avião.

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