Dimensionamento de Arranjos Fotovoltaicos

Dimensionamento de Arranjos Fotovoltaicos

Author: GoodWe Brazil

2024-10-23 16:30

 

O inversor é um dos equipamentos mais importantes do sistema gerador fotovoltaico e, por esta razão, é necessário entender como dimensionar, de forma eficiente, o arranjo fotovoltaico que será conectado a ele. Além de garantir a operação correta e evitar danos aos equipamentos, pode proporcionar um melhor aproveitamento da irradiação solar e rendimento final do sistema.

 

O dimensionamento de um arranjo fotovoltaico depende de inúmeros fatores que estão previstos nos manuais das fabricantes e na NBR 16690. Para este artigo, o objetivo é apresentar, de forma prática, a influência da temperatura nos parâmetros elétricos dos módulos fotovoltaicos e como estes devem serem considerados no dimensionamento de arranjos fotovoltaicos quando comparados com os parâmetros mínimos e máximos de entrada que o inversor fotovoltaico suporta.

 

A INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA NOS PARÂMETROS ELÉTRICOS DOS MÓDULOS FV

A temperatura é um dos fatores que mais influenciam a performance de operação de equipamentos eletrônicos e com os módulos fotovoltaicos não é diferente. Apesar de ser negligenciada, a influência da variação de temperatura nos parâmetros elétricos dos módulos fotovoltaicos é relevante para o dimensionamento correto dos arranjos.

 

Atualmente, os datasheets dos módulos fotovoltaicos apresentam parâmetros elétricos obtidos em testes sob duas condições distintas, a NMOT (Nominal Module Operating Temperature) e STC (Standard Test Condition). Os valores em NMOT são obtidos com condições de teste de irradiância de 800 W/m², temperatura de 20°C, velocidade do vento de 1m/s e AM 1,5. Enquanto o teste sob STC tem como premissas uma irradiância de 1000 W/m², temperatura de 25°C e AM 1,5.

 

Dessa forma, os testes NMOT e STC são feitos sob condições distintas de temperaturas padronizas em 20°C e 25°C, respectivamente. Contudo, em situações práticas, a temperatura real de operação pode variar significativamente além destes limites dependendo do local e região geográfica de onde serão instalados os módulos, e, por isso as fabricantes disponibilizam nos datasheets informações de como considerar o impacto da temperatura nos parâmetros elétricos do equipamento.

 

Para analisar a influência da temperatura no dimensionamento de um arranjo fotovoltaico, utilizaremos como exemplo os parâmetros elétricos na STC do datasheet de um módulo de 540W que pode ser visto na figura 1 abaixo.

 

Dentro do datasheet é possível verificar três coeficientes que são relevantes no dimensionamento das strings do arranjo fotovoltaico: (1) Coeficiente de Temperatura da Isc; (2) Coeficiente de Temperatura da Voc; e; (3) Coeficiente de Temperatura da Pmax. Antes de analisar o que cada um indica, é importante entender que o sinal dos coeficientes indica aumento do parâmetro, enquanto os valores abaixo propiciam uma redução do parâmetro.  

 

Quando o sinal é um valor positivo, temperaturas acima da condição de teste propiciam um aumento do parâmetro, enquanto os valores abaixo propiciam uma redução do parâmetro. 

1) Coeficiente de Temperatura da Isc: indica a variação percentual da corrente de curto-circuito (Isc) do módulo por grau Celsius, quando submetido a temperatura diferente do teste, ou seja, 25°C. Como o sinal deste coeficiente é positivo, indica que temperaturas mais altas causam uma elevação da corrente de curto do módulo (Isc).

2) Coeficiente de Temperatura da Voc: indica a variação percentual da tensão de circuito aberto (Voc) do módulo por grau Celsius, quando submetido a temperatura diferente do teste, ou seja, 25°C. Como o sinal deste coeficiente é negativo, indica que temperaturas mais baixas causam uma elevação da tensão de circuito aberto (Voc).

3) Coeficiente de Temperatura da Pmax: indica a variação percentual da potência máxima (Pmp) do módulo por grau Celsius, quando submetido a temperatura diferente do teste, ou seja, 25°C. Como o sinal deste coeficiente é negativo, indica que temperaturas mais baixas causam uma elevação da potência máxima do módulo (Pmp).

 

Para um exemplo prático de correção de parâmetros, utilizaremos o módulo JAM72S30-540/MR de 540W para mostrar como é feita a correção dos dados de corrente máxima de curto-circuito (Isc), corrente de potência máxima (Imp), tensão de circuito aberto (Voc) e tensão de potência máxima (Vmp), conforme pode ser visto na figura 2 abaixo.

 

Para mais detalhes, por favor baixe o arquivo abaixo. 

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