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:
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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:
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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