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Painéis fotovoltaicos de energia solar

Instalações fotovoltaicas conectadas à rede elétrica

Instalações fotovoltaicas conectadas à rede elétrica

Instalações de energia solar fotovoltaica conectadas à rede elétrica são instalações onde a energia gerada é despejada diretamente na rede elétrica. Este tipo de instalação solar funciona como se fosse uma usina de energia. O consumo de eletricidade é independente da energia gerada pelos painéis solares. Nesses casos, o usuário continua comprando a energia elétrica que consome da empresa de distribuição pelo preço estabelecido e também possui uma instalação de geração de energia elétrica.

No caso de adaptar essas instalações de energia renovável a um edifício, ele incorporará uma nova instalação elétrica e terá duas instalações elétricas diferentes. Por um lado, a habitual linha de consumo de energia com seus medidores e proteções correspondentes e, por outro lado, a instalação solar fotovoltaica com todos os seus próprios elementos e equipamentos elétricos próprios para controle, interconexão e medição.

A principal desvantagem dos sistemas relacionados à energia solar é que o desempenho solar é uma função da radiação solar incidente a cada momento do dia. Conseqüentemente, os valores registrados de geração de eletricidade variam de acordo com a hora do dia, a hora do ano e o clima. A vantagem da energia solar fotovoltaica conectada à rede é que a energia que você não usa pode continuar a ser vendida para a empresa de eletricidade e que quando você precisar de mais do que aquilo que o sistema solar é capaz de gerar, poderá obtê-la na rede elétrica.

Aplicações de sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica

Algumas das aplicações desses sistemas de energia solar fotovoltaica são as seguintes:

  • Instalações de painéis solares em telhados, terraços, etc. de residências com conexão à rede de distribuição de eletricidade: A superfície do telhado é usada para instalar sistemas modulares fáceis de instalar.
  • Usinas de produção: essas usinas fotovoltaicas são aplicações industriais que podem ser instaladas em áreas rurais não utilizadas para outros usos (fazendas solares, cooperativas de energia) ou sobrepostas em grandes áreas urbanas (estacionamentos, áreas comerciais, etc.)
  • Integração de edifícios: Consiste na substituição de elementos arquitetônicos convencionais por novos elementos arquitetônicos que incluem elementos fotovoltaicos (geralmente painéis solares fotovoltaicos) e, portanto, geradores de energia (revestimento de fachadas, paredes cortinas, guarda-sóis, pérgulas etc.) . Às vezes, é possível combiná-los com projetos arquitetônicos para aproveitar a energia solar passiva ou com sistemas solares térmicos.

Tensões de trabalho de um sistema fotovoltaico conectado à rede

As potências mais comuns medidas em watts são 2,5 e 5 quilowatts (kW) ou múltiplos de 5 a 100 kilowatts (kW). Existem instalações solares maiores, mas são realizadas apenas por empresas ou centros de pesquisa, pois são amortizadas por períodos mais longos.

Sistemas fotovoltaicos de até 5 kilowatts (kW), sendo sistemas de baixa potência, podem ser conectados à rede monofásica de baixa tensão a uma tensão nominal de 230 volts em corrente alternada. Por outro lado, para potências mais altas, eles são projetados com uma conexão trifásica.

Na parte solar, de tensão de corrente contínua, existem diferentes configurações possíveis nas conexões paralelas seriais dos módulos para obter valores de trabalho adequados em corrente contínua. Dependendo do inversor escolhido, as tensões de trabalho podem ser de 12 volts a 600 volts em corrente contínua. De qualquer forma, para otimizar o sistema, há uma tendência a tensões médias próximas às tensões de conexão à rede (260-420 VDC).

Conectividade elétrica de uma instalação fotovoltaica

Subestação elétrica de uma instalação solar fotovoltaica em rede.Para desenvolver a interconexão de todo o sistema de energia solar fotovoltaica, deve-se dar ênfase especial à minimização das perdas decorrentes das conexões, tanto em corrente contínua quanto em corrente alternada. Os passos a seguir são: interconexão dos painéis solares, conexão dos módulos aos inversores de corrente, conexão dos inversores no painel de proteção e medidores de energia, ponto de conexão da rede.

Equipamento de interligação

Em qualquer instalação fotovoltaica, um painel de interconexão com a rede será instalado. Essa tabela pode incluir o total de dispositivos de proteção definidos pelos regulamentos ou aqueles estabelecidos como essenciais. Por outro lado, esses equipamentos podem incluir contadores de medição e transformadores de tensão para adaptação à tensão da rede.

Definimos os dois tipos de painel de interconexão:

  • Placa de interconexão completa. Conjunto de dispositivos definidos pelos regulamentos especificados para interconexão de rede. Dessa maneira, outros elementos que não estão incluídos nos regulamentos, mas que podem ser considerados importantes do ponto de vista da qualidade da instalação, podem ser incluídos. Nesse caso, é lógico pensar que os investidores não precisam de nenhuma de suas características técnicas para serem proteções regulatórias.
  • Placa básica de interconexão. Mesa constituída essencialmente por dois elementos: seccionador automático (contator-magnetotérmico) e diferencial. Eles devem estar acessíveis à empresa de eletricidade juntamente com os medidores, o seccionador manual e os fusíveis para entrar na instalação.

Neste ponto, as conexões derivadas dos diferentes inversores e geradores elétricos são reunidas. É o ponto de conexão de todo o sistema.

Ponto de conexão de rede

As empresas de eletricidade estabelecem pontos de interconexão com a rede. Neste tipo de sistemas, os pontos de conexão serão normalmente definidos e localizados em paralelo com a conexão já instalada para o consumo do edifício ou da construção estabelecida. Essa conexão com a empresa de distribuição será verificada pela empresa relevante, para que haja a possibilidade de alterações na conexão com outros pontos da mesma linha, se assim for determinado. Dessa forma, às vezes pode haver uma certa distância (centenas de metros) do quadro até o ponto especificado.

Regras gerais de aplicação para definir uma união perfeita na rede elétrica:

  • A potência máxima da usina fotovoltaica não pode exceder mais de 50% da potência nominal do transformador da subestação elétrica ou da capacidade da mesma rede definida na área de conexão.
  • Conexões de instalações que produzem quedas de tensão elétrica causadas por desconexão de conexão superior a 2% não serão aceitas.

Obviamente, esses pontos de conexão com a rede comercial serão projetados para minimizar as perdas de desempenho acumuladas pela usina solar. A escolha de equipamentos, cabos e conexões do inversor, transformadores e controle na redução do horário de desligamento da usina fotovoltaica devido a vários fatores deve ser bem gerenciada e informada.

Os armários de proteção e / ou o painel de distribuição têm a função de incluir os instrumentos para medir a energia produzida e consumida, bem como as proteções elétricas (dispositivos de ação automática) exigidas pelas normas vigentes. Esses elementos de proteção podem duplicar aqueles que já incorporam os mesmos inversores elétricos em seu projeto, a fim de evitar danos à rede elétrica e perturbações na produção de energia solar e também os danos que o próprio sistema pode produzir em equipamentos interconectados e outros usuários da rede.

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Última revisão: 5 de novembro de 2019