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Manual de Engenharia para Sistemas Fotovoltaicos
Capítulo 7 - Instalações
141
Este capítulo apresenta algumas informações que devem ser observadas para uma boa instalação de
Sistemas Fotovoltaicos. Arranjos de grande porte não são a preocupação central deste texto e devem ser tratados com cuidados especiais.
Os aspectos gerais de organização e execução da instalação de Sistemas Fotovoltaicos são relativamente simples, já que não são necessárias outras técnicas além daquelas usualmente empregadas em qualquer instalação elétrica convencional. Entretanto, recomenda-se que os serviços de montagem sejam realizados por pessoas experientes, com conhecimento elementar de Energia Solar, facilitando assim a solução de problemas que comumente surgem durante a instalação.
Pelo fato das instalações de Sistemas Fotovoltaicos serem frequentemente realizadas em locais distantes e de difícil acesso, deve-se transportar para o local todos os materiais, ferramentas e equipamentos que serão necessários à execução dos serviços. Todos os componentes que podem ser montados na oficina
deverão ser transportados previamente preparados.
Para facilitar e agilizar o processo de instalação, sugere-se dividí-lo nas fases de pré-instalação e instalação.
Durante a fase de pré-instalação, a atenção do projetista deverá estar voltada para o dimensionamento e seleção dos componentes (suportes, fiação, terminais etc.), lay-out do local e pré-montagem. O processo de instalação real envolve a montagem e teste do sistema fotovoltaico, que deverão ser realizados no local definitivo, de forma rápida e segura.
O texto apresentado a seguir descreve procedimentos relativos à instalação dos vários componentes de um sistema fotovoltaico.
7.1- Recomendações Gerais sobre Segurança
Recomenda-se consultar as normas e códigos locais para instalações elétricas convencionais, que se aplicam a muitas questões relacionadas ao projeto e instalação de Sistemas Fotovoltaicos. Não existem normas brasileiras específicas sobre este assunto. Entretanto, as recomendações apresentadas na seção 690 do
Código Elétrico Nacional (National Electric Code - NEC), dos EUA, podem ser utilizadas como referência.
A seguir, são apresentadas algumas sugestões de segurança para auxiliar o técnico na instalação apropriada e segura dos Sistemas Fotovoltaicos.
•
Estabelecer e fazer cumprir os procedimentos de segurança pessoal e dos equipamentos.
•
Seguir os códigos locais para instalações elétricas, caso existam.
•
Instalar uma cerca ao redor do arranjo fotovoltaico caso o local onde ele esteja situado seja facilmente acessado por pessoas não treinadas. Cercar também cargas mais distantes tais como bombas de
água automáticas.
•
Instalar controles, equipamento condicionador de potência, instrumentos e baterias de forma que o acesso seja controlado e protegidos contra umidade, poeira, insetos etc.
•
Fixar em local visível instruções para desconectar a energia do equipamento antes dos serviços e para sua reconexão.
•
Cobrir o arranjo com uma manta ou uma cobertura opaca quando trabalhando no sistema, para reduzir o risco de um choque elétrico. Cabe lembrar, no entanto, que este procedimento não garante que o módulo não esteja gerando níveis de tensão e corrente letais.
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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