Falando sobre como projetar um sistema fotovoltaico isolado da rede elétrica para iluminação pública solar - usina de produção de energia solar.

01. Dados básicos que devem ser compreendidos antes da instalação. Primeiramente, é necessário entender a fase da tensão do usuário: é monofásica (220 V CA) ou trifásica (380 V CA)? Isso determina as características de saída do inversor. Em seguida, é preciso verificar o tipo de carga: é indutiva ou resistiva? Isso determina a potência da carga e a forma de onda de saída do inversor. O terceiro ponto é o tempo de operação em plena carga, ou seja, quantas unidades de energia elétrica serão necessárias por dia, em média? Se for uma usina fotovoltaica conectada à rede, como não há dispositivo de armazenamento de energia, basta configurar uma potência adequada para os módulos fotovoltaicos. Se for um sistema de geração de energia fotovoltaica isolado da rede, a capacidade da bateria também deve ser calculada, incluindo a capacidade de reserva de energia para períodos sem geração de energia fotovoltaica, como dias chuvosos consecutivos. 02 Caso de geração de energia fotovoltaica isolada da rede. Tomemos como exemplo a usina fotovoltaica isolada de um pequeno agricultor às margens de um lago. Devido à longa distância de transmissão de energia, o custo é elevado, e as perdas de potência e tensão na linha de transmissão são grandes. Além disso, a ocorrência de tufões resulta em consumo de energia instável e frequentes interrupções inesperadas, afetando a produção e o consumo doméstico. Por essa razão, propõe-se a utilização de geração de energia fotovoltaica isolada da rede. A intensidade da radiação solar é alta durante o dia. A geração de energia fotovoltaica inverte diretamente a saída, a fonte de alimentação funciona e carrega a bateria simultaneamente, que, por sua vez, inverte a saída à noite. A tensão é AC220V 50Hz e os equipamentos elétricos incluem principalmente: bomba de oxigênio para lago de peixes (300W), 10 TVs + receptor de satélite (200W), 1 panela elétrica de arroz (750W), 1 fogão de indução (2000W), 1 geladeira (100W) e 1 lâmpada (100W). A carga não é utilizada simultaneamente. A bomba de oxigênio funciona durante o dia, quando há sol, e não funciona à noite. A potência dos demais aparelhos elétricos é de aproximadamente 3000W, e o consumo diário de energia é de cerca de 10%. Devido à iluminação abundante no lago, os dias chuvosos não são considerados. Há reserva de energia. 03 Inversor fotovoltaico: De acordo com os dados fornecidos pelo usuário, no projeto deste sistema, a SAKO Sanke? Foi selecionado um inversor fotovoltaico integrado para sistemas isolados da rede, com potência de 48V e 6KVA, fator de potência de 0,9 e eficiência de conversão superior a 88%. A potência real da carga pode atingir 5000W, atendendo aos requisitos de potência de saída dos equipamentos elétricos do usuário. A capacidade da bateria utilizada neste sistema de geração de energia fotovoltaica isolado da rede é de 10 kWh. Considerando que a tensão de entrada CC do inversor fotovoltaico é de 48V, a capacidade teórica da bateria é calculada em 10000VAh/48V = 208Ah. De acordo com as normas técnicas relevantes, a taxa de descarga ideal é de 0,5C2, garantindo ciclos de carga e descarga e prolongando efetivamente a vida útil da bateria. Devido à abundância de luz solar no lago, a energia gerada pelo sistema fotovoltaico é diretamente invertida durante o dia, sem a necessidade de ciclos repetidos de descarga da bateria. À noite, o consumo de energia elétrica é baixo e o tempo de descarga é curto. Portanto, a taxa de descarga da bateria foi adequadamente aumentada para 0,6C2 no projeto deste esquema. Cálculo da capacidade real: 208Ah/0,6C2 = 347Ah. O valor aqui é 400Ah, ou seja, a capacidade total é: A especificação da bateria de chumbo-ácido de 48V 400Ah é 12V 200Ah/unidade, o método de conexão é 4 em série e 4 em paralelo, sendo necessárias 8 baterias no total. 05 Potência do módulo fotovoltaico Após a obtenção da capacidade da bateria através do cálculo acima, calcula-se a potência do módulo fotovoltaico. A localização geográfica do lago apresenta alta intensidade de radiação solar, com um tempo de insolação efetivo de até 6 horas. Utilizando módulos fotovoltaicos de silício policristalino, a eficiência de conversão fotoelétrica atinge 16%, atendendo aos padrões estipulados pela Administração Nacional de Energia. A fórmula para o cálculo da geração de energia fotovoltaica é: geração de energia do sistema × potência do módulo fotovoltaico × tempo de insolação × coeficiente abrangente. O coeficiente abrangente refere-se ao coeficiente de perda causado por fatores como variação de temperatura, perda na linha, eficiência de conversão do controlador (ou inversor), geralmente entre 0,5 e 0,7, neste caso 0,6. Portanto, o cálculo da potência do módulo fotovoltaico é: 48V × 400Ah / (6h × 0,6) ≈ 5333W. A especificação do módulo é 36V 275W, com dimensões de 1900 × 980 × 45mm, e a área é de aproximadamente 2 metros quadrados. O método de conexão consiste em conectar duas unidades (72V) em série, formando um grupo, e depois 10 conjuntos de módulos em paralelo. São necessários, no total, 20 módulos fotovoltaicos, com potência total de 5500W (72V) e área de instalação de 40 metros quadrados.