Simulação sistema fotovoltaico conectado à rede: Cliente Residencial.

Simulación sistema fotovoltaico conectado a la red: Cliente Residencial.

Este documento descreve os principais aspectos técnicos e de viabilidade financeira de um Sistema Fotovoltaico residencial conectado à rede de  2,25kWp, localizado na cidade de Rio de Janeiro-RJ.

Este documento describe los principales aspectos técnicos y de viabilidad financiera de un sistema fotovoltaicos residencial conectado a la red eléctrica de 2,25kWp,  ubicado en la ciudad de  Rio de Janeiro-RJ.

  1. Estudo técnico do sistema solar fotovoltaico.

 1. Estudio técnico del sistema solar fotovoltaico.

A seguinte figura mostra a planta de localização da instalação no Rio de Janeiro-RJ. As coordenadas geográficas (Latitude e Longitude) da residência são 23,02 °S, 43,45°O. 

La siguiente figura muestra la planta de situación de la instalación en Rio de Janeiro-RJ. Las coordenadas geográficas (Latitud y Longitud) de la vivienda son: 23,02 °S, 43,45°O. 

O Sistema possui um total de 9 módulos fotovoltaicos policristalinos do fabricante Yingli Solar de 250W, modelo YL250P-29b. Ocupando uma área total aproximada de 14,7m². O peso estimado da carga do sistema fotovoltaico distribuído sobre o telhado é de 11,39 kg/m². Os módulos têm uma inclinação de 15º e estão orientados com um azimut de 14ºNO.Nesta instalação é usado 1 string com 9 módulos fotovoltaicos, fornecendo 2,25kWp (Standard Tests Conditions - STC) na entrada do inversor interativo do fabricante ABB, modelo UNO-2.0-I-OUTD.

El sistema posé un total de 9 módulos fotovoltaicos policristalinos del fabricante Yingli Solar de 250W, modelo YL250P-29b. Ocupando un área total aproximada de 14,7m². El peso estimado de la carga del sistema fotovoltaico distribuido sobre el tejado es de 11,39 kg/m². Los módulos tienen una inclinación de 15º y están orientados con un acimut de 14ºNO. En esta instalación es utilizada 1 cadena con 9 módulos fotovoltaicos, suministrando 2,25 kWp (Standard Tests Conditions - STC) en la entrada del inversor interactivo del fabricante ABB, modelo UNO-2.0-I-OUTD.

Dados técnicos do módulo fotovoltaico da Yingli Solar de 250W

Datos técnicos del módulo de Yingli Solar de 250W

Dados técnicos do inversor interativo da ABB de 2kW.
Datos técnicos del inversor interactivo ABB de 2kW.

A seguinte figura mostra o layout da instalação do sistema fotovoltaico.
La siguiente figura muestra el layout de la instalación del sistema fotovoltaico.

O SFCR foi projetado para atender o 100% do consumo do cliente (média mensal 269 kWh/mês), com geração solar anual de 3.178 kWh/ano, possuindo um fator de desempenho anual estimado em 79,4%.

El sistema fue proyectado para atender el 100% del consumo del cliente (media mensual 269 kWh/mês), con generación solar anual de 3.178 kWh/año, poseyendo un factor de desempeño anual estimado en 79,4%. 

Os arranjos fotovoltaicos são conectados em série usando cabos CC. A conexão entre o lado CA do inversor e o quadro é feito por cabeamento AC. Foram adotados cabos DC de 6mm² unipolar e AC de 4mm² unipolares. Será instalado 1 disjuntor monopolar de 16A para a proteção do inversor no quadro geral de baixa tensão (QGBT).Todos os módulos fotovoltaicos e as estruturas metálicas são propriamente aterradas, com a conexão feita junto ao terra da instalação, foram adotados cabos AC de 10mm² para o aterramento. O percurso dos cabos AC e CC será realizado em eletroduto rígido metálico de diâmetro 25mm (3/4”).  No lado CC se instalará uma string box para a proteção da parte CC, a string box terá um secionador, 2 fusíveis de 15A-CC e um DPS para CC.

Los paneles fotovoltaicos serán conectados en serie usando cables CC. La conexión entre el lado AC del inversor y el cuadro es hecho por cables AC. Fueron adoptados cables DC de 6 mm² unipolares y AC de 4mm² unipolares. Será instalado 1 disyuntor unipolar de 16A para la protección del inversor en el cuadro general de baja tensión (CGBT). Todos los módulos fotovoltaicos y las estructuras metálicas son propiamente aterradas con la conexión hecha junto a la tierra de la instalación, fueron adoptados cables AC de 10mm² para el aterramiento. El trayecto de los cables AC y CC será realizado en tubo rígido metálico de diámetro 25mm (3/4”). En el lado CC será instalado una string box para la protección de la parte CC, la string box tendrá un seccionador , 2 fusibles de 15A-CC y un DPS para CC. 

A torre de telefonia produz sombreamento sobre os módulos, com o próprio software de desenho fotovoltaicos (PVsyst) fazemos um estudo de sombreamento para obter as perdas.

La torre de telefonía produce sombra sobre los paneles, con el propio software de diseño fotovoltaico (PVsyst) hacemos un estudio de sombres para obtener las pérdidas.

As perdas por sombreamento são de um 1%.

Las pérdidas por sombras son de un 1%.

 2.     Estudo viabilidade financeira.  
  2.   Estudio viabilidad financiera.

Com a conta do cliente e a geração do sistema solar, obtemos uma comparativa mensal e anual.

Con la factura del cliente y la generación del sistema solar, obtenemos una comparativa mensual y anual. 

Sendo a tarifa de 0,61109 R$/kWh e bandeira vermelha, estimamos a economia mensal e anual do sistema fotovoltaico no primeiro ano.

Siendo la tarifa de 0,61109 R$/kWh, estimamos la economía mensual y anual del sistema fotovoltaico en el primer año.

Com um reajuste tarifário no 1º e 2º ano de 20%, e nos demais anos de 10%, calculamos a economia anual gerada nos 15 primeiros anos do sistema fotovoltaico.

Con un reajuste tarifario en el 1º y 2º año del 20%, y en los demás años del 10%, calculamos la economía anual generada en los 15 primeros años del sistema fotovoltaico.

A seguir mostra-se a economia total gerada nos 15 primeiros anos de vida útil do sistema. 

A continuación se muestra la economía total generada en los 15 primeros años de vida útil del sistema.

Com a economia gerada nos 15 primeiros anos e um orçamento total do sistema fotovoltaico de 19.560,5 R$, obtemos um pay-back do sistema fotovoltaico de 6 anos.

Con la economía generada en los 15 primeros años y un presupuesto total del sistema fotovoltaico de 19.560,5 R$, obtenemos un pay-back del sistema fotovoltaico de 6 años.

A continuação mostra-se um video da instalação fotovoltaica residencial.
A continuación se muestra un vídeo de la instalación fotovoltaica residencial.

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MICROINVERSORES FOTOVOLTAICOS.

Os microinversores fotovoltaicos são dispositivos de inversão da energia gerada pelos módulos de energia solar fotovoltaica que podem alimentar unicamente a um ou dois módulos.
Los microinversores fotovoltaicos son unos dispositivos de inversión de la energía generada por los paneles de energía solar fotovoltaica que pueden alimentar únicamente a uno o dos paneles.

Um inversor é um dispositivo necessário para converter a energia elétrica em corrente continua produzida pelos módulos solares, em eletricidade em corrente alternada como a proporcionada pela rede elétrica e que se consome em casas e empresas.
Un inversor, es un dispositivo necesario para convertir la energía eléctrica en corriente continua producida por los paneles solares, en electricidad en corriente alterna como la proporcionada por la red eléctrica y que se consume en casas y empresas.

Os inversores convencionais, aos que se conecta um grupo de módulos, têm uma potência mínima de aproximadamente 1.500W, enquanto que estes microinversores fotovoltaicos alimentam a um módulo de aproximadamente 250W ou dois em paralelo.
Los inversores convencionales, a los que se conecta un grupo de paneles, suelen tener una potencia mínima de aproximadamente 1500 W, mientras que estos microinversores fotovoltaicos alimentan a un panel de aproximadamente 250 W o a dos en paralelo.

Para um ótimo funcionamento do inversor solar convencional, cada entrada independente (com ponto de seguimento solar) deve ter módulos com a mesma inclinação, orientação e sem problemas de sombreamento da parte do campo de módulos.
Para un correcto funcionamiento de un inversor solar convencional, cada entrada independiente (con punto de seguimiento solar) debe tener módulos conectados con la misma inclinación, orientación y sin problemas de sombreado de parte del campo de paneles.

Estes dispositivos estão concebidos para uso em instalações fotovoltaicas que cumprem alguma ou varias das seguintes características. 

Estos dispositivos están concebidos para uso en instalaciones fotovoltaicas que cumplen alguna o varias de las siguientes características:

-Instalações domésticas pequenas, quando a potência total dos módulos seja menor de 1.000W.
-Instalaciones domésticas pequeñas, cuando la potencia total de paneles sea menor de 1.000 W.

-Sistemas onde algum dos módulos pode ter problemas de sombreamento.
-Sistemas donde alguno de los paneles pueda tener problemas de sombreado.

-Localização com distintas orientações ou inclinações para os módulos.

-Emplazamientos con distinta orientación o inclinación para los paneles.

-Os inversores se localizam junto aos módulos, o que evita ter um dispositivo de um tamanho considerável em algum outro lugar.
-Los microinversores se emplazan adosados a los paneles, lo que evita tener un dispositivo de un tamaño considerable en algún otro lugar.

Quais são as vantagens dos microinversores fotovoltaicos?
¿Cuales son las ventajas de los microinversores fotovoltaicos?

- Otimização na produção de energia de cada módulo solar.
- Optimización en la producción de energía de cada panel solar.

- Evitar perdas de produção derivadas de sombreamento sobre algum módulo.
- Se evitan pérdidas de producción derivadas de sombras sobre algún panel.

- Cada módulo funciona de forma independente, pelo que a falha de um de eles não afeta ao conjunto da instalação.
- Cada panel funciona de manera independiente, por lo que el fallo de uno de ellos no afecta al conjunto de la instalación.

- Se pode monitorizar o funcionamento de cada módulos de maneira individual.
- Se puede monitorizar el funcionamiento de cada módulo de manera individual.

Que desvantagens apresentam os inversores convencionais de conexão à rede?
¿Que desventajas presentan respecto a inversores convencionales de conexión a red?

- O custo de manutenção é maior, ao necessitar revisar mais dispositivos.
- El coste del mantenimiento es mayor, al necesitar revisar más dispositivos.

- Em instalações de mais de 1.500W o custo do sistema pode aumentar consideravelmente.

- En instalaciones de más de 1500 W el coste del sistema puede aumentar considerablemente.

Que requisitos têm estas instalações?
¿Qué requisitos tienen estas instalaciones?

-Devem-se instalar dispositivos de proteção automática e contra contatos indiretos (fusíveis ou disjuntores e diferenciais) antes de conecta-los a rede elétrica a qual alimentam. Podem-se agrupar vários inversores em uma só proteção do calibre adequado.
-Se debe instalar dispositivos de protección automática y contra contactos indirectos (fusibles o magnetotérmicos y diferencial) antes de conectarlos a la red eléctrica a la que alimenten. Podrán agruparse varios inversores en una sola protección del calibre adecuado.

Em resumo, o uso de microinversores fotovoltaicos é muito interessante em instalações residenciais, quando se quer aportar uma popança sem realizar uma instalação complexa.En resumen, el uso de microinversores fotovoltaicos es muy interesante en instalaciones domésticas, cuando se quiere aportar un ahorro sin realizar una compleja instalación.

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