Sistemas Foto Fotovoltaicos voltaicos Associação de Módulos Fotovoltaicos
Dificilmente um único módulo fotovoltaico será capaz de gerar todo o potencial energético necessário a uma aplicação qualquer. É por isso que associamos os módulos, formando um painel fotovoltaico.
Com a associação, os módulos fotovoltaicos têm a sua potência somada, não importa a forma de associação. Mas é preciso seguir uma lógica nas associações, que é determinada pelosdispositivos de condicionamento de potência (controladores, inversores, baterias).
Associação em Série - Aumento de Tensão Na associação em série, ligamos o terminal negativo do primeiro módulo ao terminal positivo do segundo módulo, e assim por diante, até que reste apenas o terminal positivo do primeiro módulo e o terminal negativo do último módulo.
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Em uma ligação em série, as tensões dos módulos são somadas; a tensão final do conjunto será a soma das tensões individuais de cada módulo. A corrente elétrica do conjunto será igual à menor corrente individual, ou seja, será a corrente do módulo de menor potência. Isto acontece porque o módulo com menor corrente absorve a corrente gerada pelos módulo de maior corrente, dissipando-a em calor e provocando perdas. Vocpainel = Voc1 + Voc2 + Voc3 ...
Onde:
Vocpainel = Tensão de circuito aberto do conjunto de módulos
Vocn = Tensão em circuito aberto do módulo n
O mesmo vale para a Tensão em Máxima Potência (Vmpp), que será a soma das tensões individuais dos módulos ligados em série.
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Comportamento de uma associação em série de módulos fotovoltaicos Não se deve ligar em série, módulos fotovoltaicos de diferentes capacidades. Mesmos os módulos de um mesmo lote podem apresentar diferenças de tensão e corrente, que provocam perdas na associação. As perdas (comuns e aceitáveis) por associação são comumente chamadas de perdas por desacoplamento ou, em inglês: mismatching losses.
A associação de módulos fotovoltaicos em série é chamada de fileira, muito conhecido pelo termo em inglês: string.
Associação em Paralelo - Aumento de Corrente Não associação em paralelo, ligamos juntos os terminais positivos de todos os módulos de um lado; e do outro lado ligamos juntos todos os terminais negativos de todos os módulos.
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Na ligação em paralelo, a corrente do conjunto de módulos será o resultado da soma das correntes individuais. A tensão resultante será a média das tensões individuais de cada módulo.
Ao se ligar módulos de diferentes tensões em paralelo, aquele que tem menor tensão receberá a corrente gerada pelos módulos de maior tensão, se transformando em uma carga resistiva. Esse módulo consumirá a corrente elétrica, dissipando-a em calor, causando perdas de potência.
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A corrente resultante é dada pela equação abaixo: Iscpainel = Isc1 + Isc2 + Isc3 ...
Onde:
Iscpainel = Corrente em curto circuito do conjunto de módulos
Iscn = Corrente em curto circuito do módulo n
A mesma equação pode ser usada para calcular a Corrente em Máxima Potência (Impp). Não se deve ligar módulos (ou fileiras) de tensões diferentes em paralelo. A potência final será menor que a soma das potência individuais, por causa das perdas causadas pela associação incorreta.
Associação Mista - Série e Paralelo Painéis fotovoltaicos de maior potência, geralmente, possuem associação de várias fileiras em paralelo. Cada fileira (string ) é formada por vários módulos associados em série.
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Neste tipo de associação há aumento tanto de tensão, quanto de corrente. As fileiras devem ser formadas por módulos idênticos ou muito semelhantes (nas características elétricas); e só devem ser associadas em paralelo, fileiras com o mesmo nível de tensão. A tensão resultante é a tensão de uma fileira, ou seja a soma da quantidade de módulos associados em série. A corrente resultante é a soma das fileiras em paralelo, pois uma fileira tem a mesma corrente de um módulo.
Por que Associar em Série ou em Paralelo? Ao constituir um banco de baterias com tensão de 24 volts, necessitaremos de uma tensão acima de 28 volts para carrega-lo (veremos mais sobre isso adiante). A quantidade de corrente que deverá ser reposta no banco de baterias é, no mínimo, a quantidade de corrente elétrica que saiu mais as perdas (também veremos isso adiante). Para carregar esse banco de baterias, não será suficiente um único módulo fotovoltaico, pois a tensão gerada será abaixo da tensão mínima (um módulo gera em torno de 17 volts); por isso será necessário associar dois módulos. Com dois módulos teremos a tensão necessária para carregar as baterias. Se associássemos mais de dois módulos (de 17 volts) ultrapassaríamos essa tensão. Se um único módulo não conseguir gerar a corrente necessária para carregar o que foi consumido do banco de baterias, deveremos associar, em paralelo, quantos módulos forem necessários para alcançar essa corrente. Lembre-se que, na associação em série, a corrente será igual à corrente de um módulo (se os módulos forem iguais). Portanto, associaremos fileiras ( strings) em paralelo, perfazendo uma associação mista. Os inversores interativos trabalham com tensões maiores em suas entradas(acima de 120 volts), por isso precisam de fileiras ( strings) com quantidades maiores de módulos.
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