Gestão de sombras - SMA Solar Technology AG
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1. o significativa o gerador fotovoltaico possui agora diferentes pontos de funcionamento favor veis 00 horas sem sombra O horas sob sombra Pot ncia fotovoltaica kW 0 100 200 300 400 500 600 700 Tens o fotovoltaica V Fig 1 Diagrama de pot nciatens o do gerador fotovoltaico representado relativo a 2 alturas do dia diferentes com e sem ensombramento parcial As curvas mostram que em caso de exist ncia de sombra surgem 2 MPP favor veis diferentes nos quais a pot ncia no MPP local sofre uma redu o significativa em rela o ao MPP geral SMA Solar Technology AG 2 5 Informa o t cnica Ensombramento uma tarefa especial para o inversor 2 Ensombramento uma tarefa especial para o inversor Cada inversor fotovoltaico disp e de um rastreador MPP Este assegura que o gerador fotovoltaico funcione permanentemente no seu ponto de funcionamento ideal Assim o gerador fotovoltaico pode gerir a utiliza o da pot ncia dispon vel da melhor forma de acordo com a radia o solar existente Nos inversores da SMA a gest o operacional OptiTrac assume esta tarefa assegurando um rendimento de energia m ximo Por m se tal como acima descrito surgirem 2 pontos de funcionamento diferentes devido exist ncia de sombra sobre m dulos fotovoltaicos individuais de um gerador o inversor ligado tem agora de decidir em qual de ambos os pontos de funcionamento o MPP lo2. tica dos m dulos fotovoltaicos praticamente na totalidade e em todas as condi es 1 SMA Solar Technology AG 3 5 Informa o t cnica Planeamento de sistemas fotovoltaicos parcialmente ensombrados Devido a este procedimento as perdas durante o processo de pesquisa s o inevit veis No entanto o OptiTrac Global Peak um processo de pesquisa especializado para em alturas sem sombra manter as perdas devido pesquisa de um eventual segundo m ximo de pot ncia num valor m ximo de 0 2 Para reduzir ainda mais estas perdas devidas pesquisa em situa es individuais poder ser significativo adaptar e reduzir a frequ ncia dos processos de pesquisa tempo de ciclo em sistemas fotovoltaicos com uma ocorr ncia lenta de sombras 3 Planeamento de sistemas fotovoltaicos parcialmente ensombrados Para n o colocar em risco a rentabilidade de sistemas fotovoltaicos temporariamente ensombrados necess rio minimizar as perdas de rendimento provocadas pela exist ncia de sombras ainda na fase de planeamento Como meio auxiliar para o projectista do sistema s o indicadas as seguintes regras de planeamento 3 1 Selec o da rea do telhado A minimiza o das perdas energ ticas em strings de m dulos parcialmente ensombradas baseia se sempre em possibilitar que o inversor contorne electricamente c lulas solares ensombradas de modo a utilizar de forma ideal os m dulos fotovoltaicos n o emsombrados ligados em s rie n
3. 23 Symposium Photovoltaische Solarenergie 2008 Bad Staffelstein Alemanha SMA Solar Technology AG 5 5
4. Informa o t cnica ao Gest o de sombras Funcionamento eficiente de sistemas fotovoltaicos parcialmente ensombrados com OptiTrac Global Peak Conte do Nem sempre poss vel evitar que clarab ias chamin s ou rvores fa am sombra sobre os sistemas fotovoltaicos Para n o colocar em risco a rentabilidade de um sistema fotovoltaico necess rio minimizar as perdas de rendimento provocadas pela exist ncia de sombras ainda na fase de planeamento Os factores de influ ncia tais como a disposi o dos m dulos fotovoltaicos a respectiva liga o e em especial a escolha do inversor correcto desempenham aqui um papel importante Atrav s do cumprimento de algumas regras de planeamento importantes estes factores podem ser adaptados ao respectivo sistema fotovoltaico cuja oferta energ tica pode ser utilizada quase na sua totalidade GlobalPeak Tl pt 12 Vers o 1 2 1 5 Informa o t cnica Consequ ncias do ensombramento parcial do sistema fotovoltaico Consequ ncias do ensombramento parcial do sistema fotovoltaico Cada gerador fotovoltaico tem um ponto de funcionamento individual no qual pode fornecer a pot ncia el ctrica mais elevada poss vel o ponto de pot ncia m ximo MPP O valor desta pot ncia depende sobretudo do grau de radia o Se m dulos fotovoltaicos individuais de uma string do gerador fotovoltaico forem colocados sombra as suas caracter sticas el ctricas sofrem uma altera
5. a mesma string A pot ncia das c lulas solares ensombradas que de qualquer forma era reduzida n o pode ser utilizada durante este per odo Ao seleccionar a rea do telhado para um sistema fotovoltaico necess rio assegurar que n o surgem sombras permanentes e que estas n o recaiam sobre o gerador fotovoltaico particularmente em alturas de radia o elevada ao meio dia durante os meses de Ver o Para a avalia o das caracter sticas das sombras tais como a sua dimens o e a evolu o ao longo de um ano podem ser utilizados programas de simula o 3 2 Selec o da liga o do sistema A liga o do gerador fotovoltaico influencia consideravelmente o rendimento energ tico alcan vel Como tal a SMA Solar Technology AG melhorou e publicou as regras de uma Gest o de sombras 2 A an lise da progress o da sombra sempre realizada no in cio do dimensionamento de um sistema A percentagem de m dulos fotovoltaicos ensombrados em rela o ao gerador total e a progress o da sombra tempor ria s o caracter sticas importantes de um sistema fotovoltaico parcialmente ensombrado As seguintes recomenda es de actua o s o importantes para a opera o de sistemas fotovoltaicos parcialmente ensombrados No caso de ensombramento de m dulos fotovoltaicos individuais ou de uma percentagem de m dulos muito reduzida p ex lt 10 do n mero total a sombra pode estar distribu da uniformemente sobre as strings Um
6. a vez que nestes casos a tens o MPP se encontra sempre pr xima da tens o MPP nominal n o necess ria uma gest o de opera o especial OptiTrac Global Peak SMA Solar Technology AG 4 5 Informa o t cnica OptiTrac Global Peak Em caso de forte ensombramento recomendamos que os m dulos fotovoltaicos sob sombra e os m dulos sem sombra sejam operados separadamente Nesta situa o aplica se o seguinte Conectar os componentes do gerador sujeitos a uma radia o semelhante As strings expostas a radia o diferente n o devem estar ligadas em paralelo devendo estar previsto um rastreador MPP para cada string Para isso podem ser utilizados v rios inversores pequenos ou inversores com tecnologia Multi String Para a maximiza o do rendimento energ tico necess rio o OptiTrac Global Peak Por m tamb m no caso acima descrito de uma sombra reduzida a concentra o dos m dulos fotovoltaicos sob sombra num rastreador MPP pr prio representa uma alternativa distribui o uniforme da sombra por todas as strings Tamb m nesta concep o do sistema necess rio o OptiTrac Global Peak para a minimiza o da perda de rendimento 3 3 Selec o dos inversores Conforme descrito em Gest o de sombras 2 a selec o do inversor tamb m influencia as perdas de rendimento provocadas pela exist ncia de sombras Devem ser tidos em considera o 3 pontos na selec o do inversor Os inversores com g
7. cal LMPP ou o MPP geral GMPP o gerador fotovoltaico deve funcionar Uma vez que os rastreadores MPP convencionais observam apenas a zona pr xima do ponto de funcionamento actual poder n o ser poss vel detectar um ponto de funcionamento alternativo para evitar a perda desnecess ria de energia durante a procura A pot ncia instant nea do sistema fotovoltaico pode por isso ser claramente mais reduzida do que teria de ser devido exist ncia de sombra 2 MP local MP geral 7 Perda de rendimento 0 54 Pot ncia fotovoltaica kW 12 00 14 00 16 00 18 00 20 00 Altura do dia 8 00 10 00 Fig 2 Progress o do MPP global ou local de um gerador parcial de um sistema fotovoltaico com ensombramento matinal A superf cie cinzenta mostra a perda de rendimento que seria provocada pela configura o do MPP local em vez do geral O OptiTrac Global Peak comporta se de forma totalmente diferente para encontrar sempre o ponto de funcionamento ideal mesmo em caso de ensombramento parcial o rastreamento MPP comprovado dos inversores SMA foi complementado com uma fun o adicional O OptiTrac Global Peak pode operar o gerador fotovoltaico temporariamente a uma maior dist ncia em rela o ao ponto de funcionamento conhecido Deste modo o inversor encontra a qualquer hora o ponto de funcionamento com a pot ncia actual mais elevada e pode desta forma utilizar a oferta energ
8. rande amplitude de tens o de entrada podem continuar a configurar o ponto de funcionamento ideal tamb m com exist ncia de sombra e a da resultante diminui o da tens o MPP e Os inversores com regula o individual de strings permitem que um gerador fotovoltaico parcialmente ensombrado funcione quase a um n vel ideal e evite grande parte das perdas poss veis Para reduzir ao m nimo poss vel as perdas de rendimento provocadas por sombras necess rio utilizar um inversor para strings parcialmente ensombradas cujo rastreamento MPP detecte a exist ncia de v rios pontos de funcionamento por ex OptiTrac Global Peak 4 OptiTrac Global Peak O SMA OptiTrac Global Peak uma vers o posterior do SMA OptiTrac e permite que o ponto de funcionamento do inversor siga sempre exactamente o MPP Al m disso com o SMA OpiiTrac Global Peak o inversor reconhece a presen a de v rios picos de pot ncia no intervalo de funcionamento dispon vel tal como podem ocorrer particularmente em strings fotovoltaicas parcialmente ensombradas A fun o est normalmente desactivada Poder encontrar informa es sobre a activa o e configura o do OptiTrac Global Peak no manual de instala o do respectivo inversor 5 Bibliografia 1 J Iken Leistungsgipfel mit Geheimnissen Sonne Wind amp W rme 17 2009 p g 160 2 G Bettenwort J Laschinski Schattenmanagement Der richtige Umgang mit teilverschatteten PV Generatoren
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