Dimensionar sistema fotovoltaico

[Red_Soul]

boas tardes.

tenho as seguintes cargas para alimentar:

51 watts a 48 volts dc
5 watts a 24 voltas dc
2 watts a 24 voltas dc

o sistema deve suportar no minimo 5 dias encobertos;
no pior mês de inverno, a energia que é estatisticamente espectável deve exceder pelo menos em 50% a energia consumida;
a potência dos paineis deve garantir que no final dos 5 dias encobertos a carga da bateria seja reposta em 2 dias de insolação normal;

a zona da instalação tem uma radiação média local no pior mes (dezembro) de 3.5kwh/m2.

considerando que os sistemas a fornecer constituirão cada um uma fnte de alimentação com saída a 48volts dc.


gostava que me pudessem demonstrar como é que dimensionavam o regulador de carga, as baterias e os paineis fotovoltaicos para este sistema.

obrigado

[Psoares]

boas,

certamente alguém o vai ajudar, acho bastante interessante o desafio. aproveito para lhe dizer que a medida da radiação solar é dada em w/m2 e não como por lapso referiu kwh/m2.
é importante saber também a temperatura média do ar, porque faz falta para os cálculos dos painéis solares.

cumprimentos.

[Njay]

aproveito para lhe dizer que a medida da radiação solar é dada em w/m2 e não como por lapso referiu kwh/m2.

acho que o nosso amigo queria dizer que essa é a energia que é possível captar por m^2 durante uma hora, embora eu ache estranho o valor, pois a radiação solar média instantanea é de 1kw/m^2 (para os 3.5kwh a energia instantanea média teria que ser 3.5kw/m^2, bastante acima do valor médio de 1kw). mas já cá vem algum expert dissipar as dúvidas...

[encarnado]

51 watts a 48 volts dc
5 watts a 24 voltas dc
2 watts a 24 voltas dc

utilizando a formula que o forumer djgh pos no topico que eu criei:
51w a 48v = 1.1 a/h
5w a 24v = 0.21 a/h
2w a 24v = 0.1 a/h

o sistema deve suportar no minimo 5 dias encobertos;

a/h x 24h x 5 dias x 2 (por causa da descarga de porfundidade de 50% da bateria acida) = capacidade da bateria
1.1 x 24 x 5 x 2 = 264 a (conjunto de 4 baterias de 12v?)
0.21 x 24 x 5 x2 = 50.4 a (conjunto de 2 baterias de 12v?)
0.1 x 24 x 5 x 2 = 24 a (conjunto de 2 baterias de 12v?)

no pior mês de inverno, a energia que é estatisticamente espectável deve exceder pelo menos em 50% a energia consumida;
a potência dos paineis deve garantir que no final dos 5 dias encobertos a carga da bateria seja reposta em 2 dias de insolação normal;

considerando que em dois dias poderá haver 16h de boa captação solar (e acho que já é muito bom)...
capacidade_da_bateria a dividir por 16h = a/h para carregar se a eficiencia da carga fosse de 100% (o que nunca é).
264/16 = 16.5 a/h
50.4/16 = 3.15 a/h
24/16 = 1.5 a/h

a zona da instalação tem uma radiação média local no pior mes (dezembro) de 3.5kwh/m2.

considerando que os sistemas a fornecer constituirão cada um uma fnte de alimentação com saída a 48volts dc.[/b]


gostava que me pudessem demonstrar como é que dimensionavam o regulador de carga, as baterias e os paineis fotovoltaicos para este sistema.

16.5 a/h -> 48v * 17 = 816w
3.15 a/h -> 24v * 4 = 96w
1.5 a/h -> 24v * 2 = 48w

para uma fonte de 48v junte tudo num só.
daria algo como:
baterias de 350a
controlador solar de 20a
1000w de paineis a 48v (algo como 4000w de paineis de 12v)


bom isto são contas basicas do que tenho "apanhado" pelo forum e até posso estar a dizer um enorme disparate.
usar estes valores sobre (muita) precausão

[Red_Soul]

esqueci-me de mencionar que as baterias descarregam até 75% da carga máxima e que a eficiência das baterias é de 85% e a eficiência do regulador é de 95%.

ps: encarnado obrigado pela colaboração, vou ver atentamente os cálculos que efectuou.

se possível alguém mais colaborar e dar ajudas são bem vindas

[DJGH]

tenho as seguintes cargas para alimentar:

51 watts a 48 volts dc
5 watts a 24 voltas dc
2 watts a 24 voltas dc

obrigado

boas tardes,

um sistema fotovoltaico produz energia. para o dimensionar temos então de conhecer quanta energia vamos consumir. a energia é o produto da potência pela unidade de tempo, e[wh] = p [w] x t [h].
dos dados apresentados faltam-nos então o tempo o durante o qual as cargas estão ligadas.

para usar o meu software preferido (retscreen) preciso também de conhecer zona do país onde se prevê fazer a instalação, ou a latitude e a longitude do local, por forma a conhecer para esse local a radiação e a temperatura média mensal.

nos dados apresentados estão referidos 3 sistemas, 2 a 24 vdc e 1 a 48 vdc. pretende-se 3 sistemas fotovoltaicos independentes, ou podem-se reunir as 2 cargas de 24 vdc num só sistema electroprodutor e a de 48 vdc num outro?

[Red_Soul]

tenho as seguintes cargas para alimentar:

51 watts a 48 volts dc
5 watts a 24 voltas dc
2 watts a 24 voltas dc

obrigado

boas tardes,

um sistema fotovoltaico produz energia. para o dimensionar temos então de conhecer quanta energia vamos consumir. a energia é o produto da potência pela unidade de tempo, e[wh] = p [w] x t [h].
dos dados apresentados faltam-nos então o tempo o durante o qual as cargas estão ligadas.

para usar o meu software preferido (retscreen) preciso também de conhecer zona do país onde se prevê fazer a instalação, ou a latitude e a longitude do local, por forma a conhecer para esse local a radiação e a temperatura média mensal.

nos dados apresentados estão referidos 3 sistemas, 2 a 24 vdc e 1 a 48 vdc. pretende-se 3 sistemas fotovoltaicos independentes, ou podem-se reunir as 2 cargas de 24 vdc num só sistema electroprodutor e a de 48 vdc num outro?

as cargas estarão ligadas durante 24horas.

a localização é no alentejo, concelho de portel.

o que é dito no equipamento a fornecer é que serão 2conjuntos de páineis capazes de suportar a alimentação do equipamento, portanto suponho que ou se reunem as 2cargas de 24vdc num sistema e a de 48v noutro, ou então se tal for possível reunem-se as trez cargas no mesmo sistema electroprodutor.
é ainda dito no equipamento a fornecer que serão necessários 2 reguladores de tensão a 48v, 2 conjuntos de baterias e 2armários para colocação das baterias.

depois é dito ainda que os sistemas a fornecer constituirão cada um uma "fonte de alimentação" com uma saída a 48vdc.

[DJGH]

se dividirmos então a instalação em 2 duas, porque temos duas tensões de alimentação finais, 24 e 48 vdc, temos para a primeira de 24 vdc, uma carga total de 7 w, em funcionamento contínuo, 7 dias por semana, ou seja, 168 wh/dia.
o campo fotovoltaico a usar deverá ser no mínimo de 180 wp, 2 x 90 wp, visto necessitarmos de 24 vdc e os módulos serem de 12 vdc, para garantir que a produção seja superior ao consumo em 50% no mês de dezembro. este é valor para o campo fotovoltaico usando um regulador solar sem mppt (maximum power point tracking).

se usarmos um regulador solar com mppt basta um campo fotovoltaico de 140 wp (2 x 70 wp).

a capacidade da bateria de acumuladores deverá ter 55 ah / 24 vdc no mínimo (2 x 22,5 ah / 12 vdc) conforme os requisitos de 5 dias de autonomia, 85% de eficiência, 75% de profundidade de descarga e 95% de eficiência do carregador solar.

quanto á carga de 51 w, consome 1.224 wh/dia, necessitando portanto de um campo fotovoltaico com um mínimo de 1.300 wp (séries de 4 módulos para fazer 48 vdc), usando um regulador sem mppt. usando um regulador com mppt basta um campo fotovoltaico de 1.000 wp.

a capacidade mínima da bateria para esta situação é de 199 ah / 48 vdc (4 x 49,75 ah / 12 vdc).

para acompanhar os cálculos é que é mais complicado. estes cálculos forma efectuados usando software próprio, que é a única forma prática de se obterem resultados rápidos e credíveis. à mão os cálculos são complicados, a menos que se usem processos mais expeditos, do tipo de atribuir um número de horas de sol de pico a multiplicar pela potência do campo fotovoltaico, mas esse processo não tem o mínimo de rigor.

[Red_Soul]

se dividirmos então a instalação em 2 duas, porque temos duas tensões de alimentação finais, 24 e 48 vdc, temos para a primeira de 24 vdc, uma carga total de 7 w, em funcionamento contínuo, 7 dias por semana, ou seja, 168 wh/dia.
o campo fotovoltaico a usar deverá ser no mínimo de 180 wp, 2 x 90 wp, visto necessitarmos de 24 vdc e os módulos serem de 12 vdc, para garantir que a produção seja superior ao consumo em 50% no mês de dezembro. este é valor para o campo fotovoltaico usando um regulador solar sem mppt (maximum power point tracking).

se usarmos um regulador solar com mppt basta um campo fotovoltaico de 140 wp (2 x 70 wp).

a capacidade da bateria de acumuladores deverá ter 55 ah / 24 vdc no mínimo (2 x 22,5 ah / 12 vdc) conforme os requisitos de 5 dias de autonomia, 85% de eficiência, 75% de profundidade de descarga e 95% de eficiência do carregador solar.

quanto á carga de 51 w, consome 1.224 wh/dia, necessitando portanto de um campo fotovoltaico com um mínimo de 1.300 wp (séries de 4 módulos para fazer 48 vdc), usando um regulador sem mppt. usando um regulador com mppt basta um campo fotovoltaico de 1.000 wp.

a capacidade mínima da bateria para esta situação é de 199 ah / 48 vdc (4 x 49,75 ah / 12 vdc).

para acompanhar os cálculos é que é mais complicado. estes cálculos forma efectuados usando software próprio, que é a única forma prática de se obterem resultados rápidos e credíveis. à mão os cálculos são complicados, a menos que se usem processos mais expeditos, do tipo de atribuir um número de horas de sol de pico a multiplicar pela potência do campo fotovoltaico, mas esse processo não tem o mínimo de rigor.

obrigado pela explicação. utilizaste o software da retscreen ou outro software?

[DJGH]

retscreen exactamente.

[Psoares]

à mão os cálculos são complicados, a menos que se usem processos mais expeditos, do tipo de atribuir um número de horas de sol de pico a multiplicar pela potência do campo fotovoltaico, mas esse processo não tem o mínimo de rigor.

o processo expedito que referiu realmente não tem o menor rigor, para se efectuar os cálculos do que se pode retirar de um painel solar, procede-se do seguinte modo :

exemplo :

painel solar bp3170
pn 170 [w]
voc 44,2 [v]
isc 5,2 [a]
coef. temp. voc -(160+/-20) [mv/k]
noct (47+/-2) [ºc]

local (pior mês) :
radiação média mensal 70 [w/m2]
temperatura média mensal 10 [ºc]

ff=170/(44,2*5,2)=0,74
isc'=isc*g/gref
isc'=5,2*70/1000=0,364 [a]
teta_c=ta+[(noct-20)/800]*g
teta_c=10+[(47-20)/800]*70=12,4 [ºc]
voc'=voc-coef. temp.*(teta_c-25)
voc'=44,2-0,160*(12,4-25)= 46,2 [ºc]

potência para as condições do local/mês :

pn=ff*voc'*isc'
pn=0,74*46,2*0,364=12,44 [w]
contando com o rendimento das baterias
fica 12,44*0,9=11,2 w ( o que rende o painel nestas condições ambiente)
11,2*24=268,8 wh/dia
carga ---> 1224 wh/dia
total de paineis : 5

é realmente mais prático usar um software, mas para quem gosta de saber de onde as coisas sairam é bom saber como se faz os cálculos à mão.
acima de tudo o importante é que as pessoas menos informadas não caiam no erro de fazer contas com a potência que é anunciada num painel vezes as horas de sol ou algo do género.
como se pode ver um painel de 170 w, "transforma-se" num painel de 11 w no pior mês, e nunca nunca vai dar os anunciados 170w. nos piores meses o melhor é pensar num outro sistema de apoio.

[DJGH]

esqueci-me de mencionar que os resultados apresentados acima fora calculados com campo fotovoltaico obviamente voltado para sul, com uma inclinação de 60º (mais ou menos a ideal nessa latitude para uma produção mais ou menos constante ao longo do ano, ou melhor, a que permite a melhor produção nos meses de inverno)

[Red_Soul]

à mão os cálculos são complicados, a menos que se usem processos mais expeditos, do tipo de atribuir um número de horas de sol de pico a multiplicar pela potência do campo fotovoltaico, mas esse processo não tem o mínimo de rigor.

o processo expedito que referiu realmente não tem o menor rigor, para se efectuar os cálculos do que se pode retirar de um painel solar, procede-se do seguinte modo :

exemplo :

painel solar bp3170
pn 170 [w]
voc 44,2 [v]
isc 5,2 [a]
coef. temp. voc -(160+/-20) [mv/k]
noct (47+/-2) [ºc]

local (pior mês) :
radiação média mensal 70 [w/m2]
temperatura média mensal 10 [ºc]

ff=170/(44,2*5,2)=0,74
isc'=isc*g/gref
isc'=5,2*70/1000=0,364 [a]
teta_c=ta+[(noct-20)/800]*g
teta_c=10+[(47-20)/800]*70=12,4 [ºc]
voc'=voc-coef. temp.*(teta_c-25)
voc'=44,2-0,160*(12,4-25)= 46,2 [ºc]

potência para as condições do local/mês :

pn=ff*voc'*isc'
pn=0,74*46,2*0,364=12,44 [w]
contando com o rendimento das baterias
fica 12,44*0,9=11,2 w ( o que rende o painel nestas condições ambiente)
11,2*24=268,8 wh/dia
carga ---> 1224 wh/dia
total de paineis : 5

é realmente mais prático usar um software, mas para quem gosta de saber de onde as coisas sairam é bom saber como se faz os cálculos à mão.
acima de tudo o importante é que as pessoas menos informadas não caiam no erro de fazer contas com a potência que é anunciada num painel vezes as horas de sol ou algo do género.
como se pode ver um painel de 170 w, "transforma-se" num painel de 11 w no pior mês, e nunca nunca vai dar os anunciados 170w. nos piores meses o melhor é pensar num outro sistema de apoio.

pois mas o que se pretende é dimensionar os paineis, baterias e regulador de tensão de modo a alimentar as cargas. nos calculos que efectuaste já partes do principio que sabes qual é a potencia do painel.

[Psoares]

claro que as contas começam pelas cargas a alimentar é esse o objectivo, porém depois de saberes exactamente o que precisas de obter do painel solar, ainda tens de fazer mais uns cálculos.
há por aí vendedores que vendem um conjunto de painéis para alimentar as cargas calculadas e depois só funciona 3 meses por ano, porque em alguns meses somente chega para alimentar um décimo da potência pretendida inicialmente.

já tinhas o cálculos feitos, estava somente a comentar como se faz os cálculos à mão sem ser por processos expeditos/duvidosos.
o exemplo que dei foi se as cargas que a alimentar tivessem um consumo de 1224 wh/dia, como é que agora escolho um painel para isto ?, 1224wh/dia divido por 24 horas do dia e compro um painel de 51w ? (como não há sol 24 horas esta hipótese tá fora de questão).
divido por 8 horas de sol e compro um painel de 153 w ?, não tens sempre 8 hora de sol e também não encontras de 153w, por isso calculei para um painel um pouco acima desta potência. porém como algumas pessoas se esquecem/desconhecem, a potência anunciada é para 1000w/m2 a 25ºc e mesmo que tivesses essas condições a maioria dos fabricantes só garante 90% dessa potência.
então fazendo as contas para o pior mês verifica-se que são necessários 5 painéis em vez de 1. agora se não se quiser encher o telhado todo, há que partir para um de uma potência superior e mediante as características dele verificar quantos são necessários ou optar por um sistema com orientação variável. percebeste ?

cumprimentos.

[marcoalexandre]

bom dia

podiam-me ajudar com uma situação que me ocorre no retscreen quando uso o tipo de análise metodo 2 para um projecto de dimensionamento fotovoltaico.

na coluna eletricidade exportada p/ rede mwh aparece #valor! e com isto nao consigo ter os resultados o que estarei a fazer mal? ja coloquei a segurança das macros a nivel médio...

obrigado

[rui_geraldes]

a minha questão é a seguinte:
- suponhamos que pretendo alimentar um pequeno escritorio com energia solar basicamente durante o dia.

como faço para efectuar o calculo do total dos painéis a instalar já que a energia é para ser consumida e não armazenada antes de ser utilizada?

consideremos que necessito de 1000va constantes.

de um modo grosseiro será correcto fazer o seguinte?
1 - calcular o numero de painéis a instalar para que o inversor de 48v consiga debitar os 240v a 1000va
2 – adicionar painéis extra para compensar as perdas do inversor que poderemos considerar serem de 25%
3 – adicionar painéis extra para carregar baterias onde o inversor irá buscar energia nas alturas que houver nuvens.
4 – dimensionar as baterias para que armazenem carga por um determinado período. digamos que 8 horas.

[CESAR GASPAR]

alguem aqui utiliza o solterm (programa de dimensionamento fotovoltaico e solar), que me possa dar uma ajudinha??
nao consigo obter um relatorio energético de sistemas fotovoltaicos!!

qualquer ajuda é bem vinda

[CESAR GASPAR]

ups escrevi um pequeno erro! nao consigo é obter relatorios economicos de sistemas fotovoltaicos!!!
alguem me pode dar um dica? ou msm indicar.me outro software de calculo de dimensionamento fotovoltaico??

[FranzLiszt]

mais vale fazeres o relatório económico à mão. o do solterm é mt duvidoso...

[CESAR GASPAR]

foi exactamente isso que acabei por fazer, 3 formulas e obti os "mesmos" resultados! no entanto nao deixo de admirar a qualidade do programa, é mais especifico para sistemas solares de aquecimento, pois foi nessa base que surgiu o programa!!