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90 Manual de Engenharia para Sistemas Fotovoltaicos potencial entre os eletrodos seja superior a um certo valor crítico. Além isso, os eletrodos devem ser aquecidos por meio de uma corrente elétrica. Uma vez iniciada a descarga, ela poderá ser mantida com tensões menores que as de ignição, podendo-se, também, eliminar o aquecimento dos eletrodos, que se manterão na temperatura ideal, pela própria descarga elétrica que existe entre eles. Ou seja, uma vez que a lâmpada foi ligada, a descarga no gás manterá o filamento aquecido.
Nos sistemas convencionais (CA) os reatores são responsáveis por gerar tensões de partida mais elevadas e adaptar as características elétricas da lâmpada aos valores nominais da fonte de alimentação. Os dispositivos de partida (starters) ajudam a aquecer os eletrodos, no início do processo.
Para a aplicação em Sistemas Fotovoltaicos (CC) os reatores devem incluir um inversor. Lâmpadas fluorescentes necessitam de tensões mais elevadas do que 100 Volts, em corrente alternada, para funcionarem. Entretanto, pequenos Sistemas Fotovoltaicos operam em 12 ou 24 Volts em corrente contínua.
Assim, cada lâmpada tem seu próprio inversor que permite operação a partir de uma fonte CC. Os reatores/ inversores feitos para lâmpadas fluorescentes são projetados para ligá-las, bem como para gerar a tensão de operação necessária, incorporando o reator e o starter.
5.1.1.4- Lâmpadas de Vapor de Sódio de Baixa Pressão
As lâmpadas de vapor de sódio de baixa pressão também podem ser usadas em Sistemas Fotovoltaicos e possuem maior eficiência do que as fluorescentes convencionais. A composição espectral destas lâmpadas, sendo quase monocromática (luz amarela), distorce as cores. Por isso, são tipicamente usadas para iluminação de áreas externas.
As lâmpadas de vapor de sódio de baixa pressão são compostas por um tubo de descarga interno, em forma de “U”, que contém uma mistura de neônio com uma pequena quantidade de argônio de baixa pressão (responsável por facilitar a partida da lâmpada), e uma certa quantidade de sódio metálico, responsável pela emissão amarela, que será vaporizado durante o funcionamento. Nas suas extremidades, encontram-se os eletrodos recobertos com óxidos emissores de elétrons. O tubo de descarga é encerrado dentro de uma camisa externa em vácuo.
5.1.2- Aplicações
Atualmente, as principais aplicações de Sistemas Fotovoltaicos para iluminação são:
•
Iluminação interna em residências, escolas, postos de saúde etc.;
•
Iluminação externa, em postes de rua (iluminação pública);
•
Iluminação de placas de publicidade;
•
Luzes de emergência;
•
Sinalização marítima, aérea e terrestre.
5.1.3- Tipos Disponíveis no Mercado
Os tipos de lâmpadas incandescentes, halógenas, fluorescentes e fluorescentes compactas (tipo PL) atualmente disponíveis no mercado e adequadas à utilização em Sistemas Fotovoltaicos CC são apresentados na Tabela 5.1.3.
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Table of contents
- 18 Capítulo 1 - Introdução
- 24 Capítulo 2 - Radiação Solar e Efeito Fotovoltaico
- 24 2.1- Radiação Solar: Captação e Conversão
- 31 2.2- Efeito Fotovoltaico
- 36 Capítulo 3 - Configurações Básicas
- 37 3.1- Sistemas Isolados
- 37 3.1.1- Carga CC sem Armazenamento
- 38 3.1.2- Carga CC com Armazenamento
- 38 3.1.3- Carga CA sem Armazenamento
- 38 3.1.4- Carga CA com Armazenamento
- 39 3.2 - Sistemas Conectados à Rede
- 39 3.2.1- Sistemas Residenciais
- 40 3.2.1.1- Medição Única do Balanço de Energia
- 40 3.2.1.2- Medição Dupla
- 40 3.2.1.3- Medições Simultâneas
- 41 3.2.2- Sistemas de Grande Porte
- 44 Capítulo 4 - Componentes Básicos
- 44 4.1 - Módulo Fotovoltaico
- 44 4.1.1 - Célula Fotovoltaica
- 46 4.1.2 - Características Construtivas dos Módulos
- 47 4.1.3 - Características Elétricas dos Módulos
- 49 4.1.4 - Arranjo dos Módulos
- 50 4.1.5 - Fatores que Afetam as Características Elétricas dos Módulos
- 52 4.2 - Baterias
- 54 4.2.1 - Terminologia
- 59 4.2.2 - Baterias Recarregáveis
- 61 4.2.2.1 - Baterias Chumbo-Ácido
- 67 4.2.2.2 - Baterias Níquel-Cádmio
- 68 4.2.3 - Características Ideais para Uso em Sistemas Fotovoltaicos
- 69 4.3 - Controladores de Carga
- 70 4.3.1 - Tipos de Controladores de Carga
- 72 4.3.2 - Detalhamento das Características e Funções
- 75 4.3.3 - Controladores de Carga Baseados em Tensão
- 76 4.3.4 - Características Ideais para Uso em Sistemas Fotovoltaicos
- 76 4.4- Inversores
- 77 4.4.1- Tipos de Inversores
- 77 4.4.2- Características dos Inversores
- 82 4.5- Conversores CC-CC
- 83 4.6- Seguidor do Ponto de Máxima Potência (MPPT)
- 88 Capítulo 5 - Características das Cargas
- 88 5.1- Iluminação
- 88 5.1.1- Tipos de Lâmpadas e suas Características
- 88 5.1.1.1- Lâmpadas Incandescentes
- 89 5.1.1.2- Lâmpadas Incandescentes de Halógeno ou Halógenas
- 89 5.1.1.3- Lâmpadas Fluorescentes
- 91 5.1.1.4- Lâmpadas de Vapor de Sódio de Baixa Pressão
- 91 5.1.2- Aplicações
- 91 5.1.3- Tipos Disponíveis no Mercado
- 92 5.2- Refrigeração
- 92 5.2.1- Aplicações
- 93 5.2.2- Tipos Disponíveis no Mercado
- 93 5.3- Bombeamento de Água
- 93 5.3.1- Tipos de Bombas de Água
- 93 5.3.1.1- Bombas Centrífugas
- 94 5.3.1.2- Bombas Volumétricas
- 95 5.3.2- Tipos de Motores
- 95 5.3.2.1- Motores CC
- 96 5.3.2.2- Motores CA
- 96 5.4- Proteção Catódica
- 98 5.5- Telecomunicações
- 98 5.6- Estação Remota para Monitoramento
- 102 Capítulo 6 - Projeto de um Sistema Fotovoltaico
- 102 6.1 - Etapas do Projeto de um Sistema Fotovoltaico
- 102 6.1.1 - Avaliação do Recurso Solar
- 105 6.1.2 - Estimativa da Curva de Carga
- 106 6.1.3 - Escolha da Configuração
- 106 6.1.4 - Dimensionamento do Sistema de Armazenamento
- 108 6.1.5 - Dimensionamento da Geração Fotovoltaica
- 109 6.1.6 - Especificação dos Demais Componentes Básicos
- 110 6.1.7 - Projeto Elétrico
- 112 6.2 - Sistemas de Bombeamento
- 113 6.3 - Dimensionamento de Sistemas Fotovoltaicos de Pequeno Porte
- 142 Capítulo 7 - Instalações
- 142 7.1- Recomendações Gerais sobre Segurança
- 143 7.2 - Módulos Fotovoltaicos
- 143 7.2.1- Localização do Arranjo Fotovoltaico
- 143 7.2.2- Orientação do Arranjo Fotovoltaico
- 144 7.2.3- Montagem da Estrutura dos Módulos
- 148 7.3- Bateria
- 148 7.3.1- Recomendações sobre Segurança e Manuseio de Baterias
- 149 7.3.2- Compartimento das Baterias
- 150 7.3.3- Montagem do Banco de Baterias
- 150 7.4- Controle
- 151 7.5- Proteções
- 152 7.6- Cabos e Conexões
- 153 7.7- Acessórios
- 156 Capítulo 8 - Manutenção e Inspeção
- 156 8.1- Procedimentos Gerais de Segurança
- 157 8.2- Manutenção Preventiva
- 157 8.2.1- Módulo Fotovoltaico
- 157 8.2.1.1- Aspectos Físicos
- 158 8.2.1.2- Aspectos Elétricos
- 161 8.2.2- Baterias
- 161 8.2.2.1- Aspectos Físicos
- 162 8.2.2.2- Aspectos Elétricos
- 164 8.2.3- Equipamentos Eletrônicos
- 164 8.2.4- Inversores
- 165 8.2.5- Cargas
- 165 8.2.6- Fiação e Dispositivos de Segurança
- 186 Bibliografia
- 194 Anexos