Elabora um arranjo fotovoltaico para cada módulo da questão 2, a fim de prover uma tensão máxima próxima de 1000 V e uma corrente máxima aproximada de 40 A em ambos os arranjos. Calcule a potência de cada arranjo. Faça uma discussão geral sobre a configuração de cada arranjo.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para a gente montar dois arranjos fotovoltaicos que consigam fornecer uma tensão máxima próxima de 1000 V e uma corrente máxima em torno de 40 A. Para isso, vamos usar conceitos de séries e paralelos na conexão de módulos solares. Precisamos entender como aumentar a tensão e a corrente ajustando a configuração dos módulos.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que quando conectamos os módulos em série, as tensões se somam, mas a corrente permanece a mesma. Já quando conectamos em paralelo, as correntes se somam, mas a tensão permanece igual.
Passo 3
Vamos supor que cada módulo solar tem uma tensão de operação de 50 V e uma corrente de 40 A. Isso é importante para calcular quantos módulos precisamos conectar em série e em paralelo.
Passo 4
Para atingir uma tensão próxima de 1000 V, vamos conectar módulos em série. A quantidade de módulos necessários em série é dada por:
Então, precisamos de 20 módulos em série para atingir 1000 V.
Passo 5
Agora, para a corrente de 40 A, já que a corrente em série permanece a mesma, não precisamos adicionar mais módulos em paralelo para aumentar a corrente. Portanto, nosso primeiro arranjo terá 20 módulos em série.
Passo 6
Para o segundo arranjo, vamos manter a tensão em 1000 V, mas garantir a mesma corrente de 40 A. Como a corrente já está adequada com 20 módulos em série, não há necessidade de mudar a configuração. Portanto, os dois arranjos podem ser iguais nesse caso.
Passo 7
A potência de cada arranjo é calculada multiplicando a tensão pela corrente:
Resposta
Cada arranjo fotovoltaico consiste em 20 módulos conectados em série para alcançar uma tensão máxima de 1000 V e uma corrente de 40 A. A potência de cada arranjo é de 40 kW. Essa configuração permite alcançar a tensão desejada mantendo a corrente adequada, utilizando a conexão em série para somar as tensões dos módulos sem alterar a corrente.
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Os datasheet exibidos abaixo citam as características operacionais de alguns módulos fotovoltaicos comerciais. Extraia os principais parâmetros de cada módulo, e esboce uma aproximação das curvas características I-V.
Nome Módulo FV | Módulo 1 |
---|---|
Potência máxima [Wp] | 530 |
Tensão circuito aberto [V] | 49.30 |
Tensão no ponto de máxima potência [V] | 41.31 |
Corrente curto-circuito [A] | 13.72 |
Corrente no ponto de máxima potência [A] | 12.83 |
Eficiência [%] | 20.5 |
Nome Módulo FV | Módulo |
Potência máxima [Wp] | 140 |
Tensão circuito aberto [V] | 22,5 |
Tensão no ponto de máxima potência [V] | 18 |
Corrente curto-circuito [A] | 8,4 |
Corrente no ponto de máxima potência [A] | 7,77 |
Eficiência [%] | 14 |