Departamento
de Engenharia Electrotécnica
Projecto e Monitorização de Sistemas de Produção de Energia,
Baseados em Fontes de Energias Renováveis
Relatório de estágio para a obtenção do grau de Mestrado em
Automação e Comunicações em Sistemas de Energia
Autor
Nuno Filipe Gomes Soares
Orientadores:
Professor Doutor Fernando José Pimentel Lopes
Professor Coordenador, ISEC
Professor Doutor Carlos Manuel Borralho Machado Ferreira
Professor Coordenador, ISEC
Orientador na empresa:
Eng. Nuno Miguel Augusto Tomás
Director Técnico, Enernatura, Lda
Coimbra, Dezembro, 2012
AGRADECIMENTOS
AGRADECIMENTOS
Ao longo de todo o período de estágio, recebi vários apoios que me auxiliaram nas
actividades realizadas, e na elaboração do presente relatório. Devido a este facto, desejo
expressar os agradecimentos a todas as pessoas e instituições que directa ou
indirectamente, possibilitaram a realização de todas as tarefas que me foram propostas,
bem como contribuíram de forma directa ou indirecta para o meu crescimento como
profissional da área.
Apesar de me sentir muito grato com toda a ajuda recebida, pretendo prestar um
agradecimento especial às seguintes individualidades e entidades:

à empresa Enernatura, pela oportunidade de realização de um estágio que me
possibilitou uma melhor preparação para entrar no mercado de trabalho. Em
particular ao meu orientador na empresa, Eng.º Nuno Miguel Augusto Tomás
pelo apoio e orientação ao longo do estágio, e aos colaboradores da empresa que
também proporcionaram condições para o desempenho das tarefas;

aos professores do mestrado e orientadores, Fernando José Pimentel Lopes e
Carlos Manuel Borralho Machado Ferreira, por todo o apoio prestado na
elaboração do presente relatório, por toda a disponibilidade, atenção e apoio
durante todo o período do estágio curricular;

Por fim, à minha família e à minha namorada por todo o apoio, dedicação e
paciência demostrada ao longo de toda esta etapa.
A todos a minha gratidão.
Nuno Filipe Gomes Soares
III
RESUMO
RESUMO
O presente Relatório de Estágio pretende descrever as actividades realizadas durante o
período de estágio curricular no âmbito do Mestrado em Automação e Comunicação em
Sistemas de Energia, no seio da empresa Enernatura, Lda. Pretende-se demonstrar, desta
forma, que o conjunto de experiências e actividades desenvolvidas contribuíram para a
aquisição de conhecimentos e o crescimento profissional do autor, dentro da área das
Energias Renováveis, mais concretamente a produção de energia eléctrica a partir da
energia solar fotovoltaica.
No presente relatório será realizado inicialmente um breve enquadramento das energias
renováveis, dando especial atenção à energia solar fotovoltaica, sendo também descritos e
analisados ao longo do trabalho os principais componentes constituintes do sistema.
Um dos procedimentos mais importantes no projecto de um sistema fotovoltaico ligado à
rede é o seu dimensionamento. Ao longo deste trabalho serão abordados os principais
procedimentos de cálculo para a realização de um correcto dimensionamento do sistema.
É também descrita a aplicação informática, desenvolvida durante o estágio, onde foram
aplicados os procedimentos de cálculo referidos anteriormente, facilitando assim a
realização do referido dimensionamento.
São ainda abordadas ao longo do presente relatório algumas das actividades realizadas
durante o estágio, sendo descritas as considerações de projecto, as condições de cálculo e a
selecção/especificação de equipamentos relativas a um projecto de uma unidade de produção
de energia a partir de um seguidor solar fotovoltaico.
Por fim, serão abordados vários procedimentos e equipamentos de manutenção e
monitorização de sistemas fotovoltaicos ligados à rede.
O trabalho desenvolvido teve como principal objectivo a criação de uma ferramenta de
apoio ao projecto, dimensionamento e instalação de unidades produtoras de energia a
partir de energia solar fotovoltaica. Os fundamentos, procedimentos e funcionalidade da
ferramenta são detalhadamente descritos neste Relatório de Estágio.
Palavras-chave: Energias Renováveis; Energia Solar Fotovoltaica; Dimensionamento,
Instalação, Monitorização e Manutenção de Sistemas Fotovoltaicos.
Nuno Filipe Gomes Soares
V
ABSTRACT
ABSTRACT
This Internship Report aims to describe the activities performed during the curricular
internship period, part of the Master in Automation and Communications in Power
Systems, in the company Enernatura, Ltd. It is intended to demonstrate that the whole
experience and developed activities contributed to the acquisition of knowledge and to the
professional growth in the area of renewable energy, specifically in the production of
electricity from solar photovoltaics.
In the first part a brief framework on renewable energy will be provided, with particular
attention to photovoltaic solar energy. The main constituent components of the system
will also be described and analyzed throughout the report.
One of the most important procedures in the design of a photovoltaic system connected to
a network is its dimensioning. In this report the main calculation procedures for
conducting a proper system sizing are presented. The software application developed
during the curricular internship where these calculation procedures were applied are also
described. This application minimizes the difficulties with sizing procedures.
Some of the activities conducted during the curricular internship will be explained,
including the description of all the design considerations, the conditions for calculations,
as well as the selection/specification of equipment used in a project for an energy
production unit a photovoltaic sun tracker.
Finally, various procedures, maintenance and monitoring equipment, involved in
grid-connected photovoltaic systems will also be described.
The main objective of the developed work was to create a tool aiming to support the
design, sizing and installation of energy production units based on solar photovoltaics.
The fundamental concepts, procedures and functionalities of this tool are described with
detail in this Internship Report.
Keywords: Renewable Energy, Solar Photovoltaic Energy, Sizing, Installation,
Monitoring and Maintenance of Photovoltaic Systems.
Nuno Filipe Gomes Soares
VII
ÍNDICE
ÍNDICE
AGRADECIMENTOS ................................................................................................ III
RESUMO ...................................................................................................................... V
ABSTRACT ............................................................................................................... VII
ÍNDICE ........................................................................................................................ IX
ÍNDICE DE FIGURAS ............................................................................................ XIII
ÍNDICE DE TABELAS ...........................................................................................XVII
ABREVIATURAS .................................................................................................... XIX
CAPíTULO 1 - INTRODUÇÃO ................................................................................ 1
1.1. Motivações do Trabalho ................................................................................................................. 1
1.2. Apresentação da Empresa ............................................................................................................... 2
1.3. Objectivos ...................................................................................................................................... 3
1.4. Estrutura do Trabalho ..................................................................................................................... 3
CAPíTULO 2 - SISTEMAS DE ENERGIAS RENOVÁVEIS .................................. 5
2.1. Enquadramento Mundial................................................................................................................. 5
2.2. Enquadramento Europeu................................................................................................................. 7
2.3. Enquadramento Nacional .............................................................................................................. 11
2.3.1. Enquadramento Político Português ........................................................................................ 14
2.3.2. Enquadramento Legislativo Português ................................................................................... 15
2.4.3. Recurso Solar em Portugal .................................................................................................... 18
2.4. Enquadramento Tecnológico ........................................................................................................ 19
2.4.1. Energia Solar Fotovoltaica .................................................................................................... 20
CAPíTULO 3 - TECNOLOGIA SOLAR FOTOVOLTAICA ................................ 23
3.1. Módulo Fotovoltaico .................................................................................................................... 24
3.2. O Inversor .................................................................................................................................... 31
3.2.1. Instalação do Inversor ........................................................................................................... 33
3.3. Estruturas de Apoio ...................................................................................................................... 35
3.4. Cabos ........................................................................................................................................... 36
3.5. Equipamentos de Protecção, Corte e Medida em AC ..................................................................... 37
3.6. Interruptor DC.............................................................................................................................. 37
Nuno Filipe Gomes Soares
IX
ÍNDICE
3.7. Baterias........................................................................................................................................ 38
3.8. Regulador de Carga ...................................................................................................................... 38
CAPíTULO 4 DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
LIGADOS À REDE .................................................................................................... 39
4.1. Levantamento das características do Local da Instalação ............................................................... 40
4.1.1. Sombreamento em Campos Fotovoltaicos Inclinados............................................................. 43
4.2. Selecção do módulo fotovoltaico .................................................................................................. 44
4.3. Dimensionamento do inversor ...................................................................................................... 44
4.3.1. Escolha da tensão de entrada do inversor ............................................................................... 44
4.3.2. Determinação do número de string’s: .................................................................................... 46
4.4. Dimensionamento dos Cabos ........................................................................................................ 47
4.4.1. Dimensionamento dos cabos de string e DC .......................................................................... 48
4.4.2. Dimensionamento dos Cabos AC .......................................................................................... 48
4.5. Protecções de sistemas fotovoltaicos ............................................................................................. 49
4.5.1. Protecção contra os contactos directos ................................................................................... 49
4.5.2. Protecção contra contactos indirectos .................................................................................... 50
4.5.3. Protecção contra sobreintensidades........................................................................................ 51
4.5.4. Protecção contra descargas atmosféricas................................................................................ 52
4.6. Cálculo Energético do Sistema ..................................................................................................... 53
4.7. Programa de Dimensionamento e Apoio ao Projecto ..................................................................... 54
4.7.1. Plataforma Desenvolvida ...................................................................................................... 55
4.7.2. Fluxograma da Aplicação...................................................................................................... 56
4.7.3. Implementação da metodologia de dimensionamento............................................................. 59
4.7.4. Acesso à Aplicação ................................................................................................................... 60
CAPíTULO 5 - PROJECTO DE SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO LIGADO
À REDE ELÉCTRICA COM SEGUIDOR SOLAR ................................................. 61
5.1 Procedimentos Iniciais .................................................................................................................. 61
5.2 Configuração da Instalação............................................................................................................ 62
5.3 Selecção e Especificação dos Módulos e do Inversor Fotovoltaico. ................................................ 62
5.3.1 Módulos Fotovoltaicos ........................................................................................................... 62
5.3.2 Inversor ................................................................................................................................. 63
5.4.2 Constituição do Sistema Fotovoltaico ..................................................................................... 65
5.5 Dimensionamento dos Cabos ......................................................................................................... 66
5.5.1 Dimensionamento do Cabo de Corrente Contínua ................................................................... 66
5.5.2 Dimensionamento dos Cabos de Corrente Alternada ............................................................... 67
5.7. Dimensionamento das protecções de Pessoas e da Instalação ........................................................ 68
5.7.1. Protecção Relativas a Contactos Directos .............................................................................. 68
5.7.2. Protecção Relativas a Contactos Indirectos ............................................................................ 69
5.7.3. Protecção Contra Sobreintensidades ...................................................................................... 70
5.7.4. Protecção Contra Sobretensões .............................................................................................. 70
5.8. Cálculo Energético e Financeiros do Sistema ................................................................................ 71
5.9. Escolha da Estrutura ..................................................................................................................... 73
5.9.1. Principais elementos constituintes do seguidor ...................................................................... 74
Nuno Filipe Gomes Soares
X
ÍNDICE
5.9.2. Funcionamento do Seguidor .................................................................................................. 75
5.10 Instalação do Sistema .................................................................................................................. 76
5.10.1. Montagem........................................................................................................................... 77
5.10.2. Parametrização Inicial do Seguidor ...................................................................................... 79
5.11. Registo de Sistema e Ligação à Rede .......................................................................................... 83
CAPíTULO 6 MONITORIZAÇÃO E MANUTENÇÃO DE SISTEMAS DE
ENERGIAS RENOVÁVEIS ....................................................................................... 85
6.1 Monitorização de Sistemas Fotovoltaicos ....................................................................................... 85
6.2. Manutenção de Sistemas Fotovoltaicos ......................................................................................... 87
6.2.1. Manutenção do Gerador e do Inversor Fotovoltaico ............................................................... 87
6.2.2. Manutenção do Seguidor Solar .............................................................................................. 88
CAPíTULO 7 - OUTROS TRABALHOS REALIZADOS ..................................... 89
CAPíTULO 8 - CONCLUSÕES E TRABALHOS FUTUROS ............................... 93
8.1. Actualização de Dados Presentes no Relatório .............................................................................. 95
8.1.1. Actualização de Estatísticas Nacionais Relativas às Energias Renováveis ............................... 95
8.1.2. Actualização do Enquadramento Político Nacional ................................................................ 97
8.1.3. Actualização do Enquadramento Legislativo Nacional ........................................................... 98
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................... 99
ANEXO I ................................................................................................................... 103
ANEXO II .................................................................................................................. 123
ANEXO III ................................................................................................................ 133
ANEXO IV................................................................................................................. 135
ANEXO V .................................................................................................................. 147
ANEXO VI................................................................................................................. 151
Nuno Filipe Gomes Soares
XI
ÍNDICE DE FIGURAS
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 2.1- Participação das energias renováveis no consumo de energia final
no mundo em 2011
Figura 2.2- Produção global de energia eléctrica no ano 2011
5
6
Figura 2.3- Potência global instalada de energia renovável no ano 2011
7
Figura 2.4- Sete maiores países com potência instalada de energia renovável no ano 2011 7
Figura 2.5- Produção primária de energia renovável entre 2000 e 2010 na UE
8
Figura 2.6 - Percentagem de energia eléctrica produzida a partir de fontes renováveis em
2010 (percentagem do consumo bruto de energia eléctrica)
9
Figura 2.7 - Percentagem de energias renováveis no consumo final bruto de energia
10
Figura 2.8- Projecto relativo ao consórcio Desertec
10
Figura 2.9 - Contribuição das energias renováveis para o balanço energético de Portugal 11
Figura 2.10 - Produção bruta de energia eléctrica em Portugal
12
Figura 2.11 - Repartição da Produção de Energia Eléctrica em Portugal
Figura 2.12 - Evolução da Potência Instalada Renovável
Figura 2.13 - Produção de energia eólica em Portugal no dia 13 de Novembro de 2011
Figura 2.14 - Distribuição da irradiação solar anual de Portugal.
12
13
13
18
Figura 2.15 - Distribuição da irradiação solar anual da Europa.
19
Figura 2.16- Efeito Fotovoltaico
Figura 2.17- Dopagem Semicondutores
Figura 3.1 - Instalação Solar Fotovoltaica Ligada à Rede
Figura 3.2 - Instalação Solar Fotovoltaica Autónoma
21
21
23
24
Figura 3.3 - Circuito eléctrico equivalente de uma célula fotovoltaica
Figura 3.4- Variação da curva I-V com a irradiância e temperatura dos módulos
Figura 3.5- Célula Monocristalina
Figura 3.6- Célula Policristalina
Figura 3.7- Célula Amorfa
Figura 3.8 - Associação de Células em Série.
Figura 3.9 - Associação de módulos em Série e Paralelo.
Figura 3.10 - Inversor Central
Figura 3.11 - Inversor de várias string’s
Figura 3.12 - Inversor Integrado
24
27
27
28
28
29
29
33
34
34
Figura 3.13- Estrutura para Planos Inclinados.
Figura 3.14- Estrutura para Áreas Planas.
Figura 3.15 - Dois Eixos
Figura 3.16 - Eixo Zenital
35
35
36
36
Figura 3.17 - Eixo Azimutal
36
Nuno Filipe Gomes Soares
XIII
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 3.18- Perfil Fotovoltaico
Figura 3.19- União Central e Lateral
Figura 3.20 - Contador Microprodução e Modem GSM
36
36
37
Figura 4.1 - Comportamento de Sol e dos Sombreamentos ao Longo do Ano
Figura 4.2- Determinando o ângulo de elevação e o ângulo de azimute de um objecto
Figura 4.3 - Determinando o ângulo de elevação e o ângulo de azimute de um objecto.
Figura 4.4- Projecção estereográfica cilíndrica para uma latitude de 40º
Figura 4.5 - Grelha de Ângulos e Mapa de uma Trajectória Solar para a Alemanha
40
41
41
42
42
Figura 4.6 - Distância entre filas para evitar sombras.
Figura 4.7- Determinação da distância entre filas para evitar sombras
Figura 4.8 - Exemplo de esquema eléctrico de um sistema PV
Figura 4.9 - Esquema Simplificado do Quadro AC
Figura 4.10 - Exemplo de protecção contra sobretensões, para uma instalação PV
43
43
47
51
52
Figura 4.11 - Radiação solar incidente para Coimbra
Figura 4.12 - Temperatura ambiente e da célula para Coimbra
53
54
Figura 4.13 - Fluxograma para um sistema ligado à rede.
Figura 4.14 - Fluxograma para o cálculo de rentabilidade do sistema.
Figura 4.15- Fluxograma para o cálculo da lista de material.
Figura 4.16- Estrutura da aplicação computacional.
Figura 4.17 - Aspecto da página inicial da aplicação
Figura 5.1 - Local de Implementação do Sistema Fonte: (Mapas, 2012)
Figura 5.2 - “Open 230-PC60”
Figura 5.3 - “KACO Powador 4200”
57
58
58
59
60
62
63
64
Figura 5.4 - “Hager - VE106F”
Figura 5.5 - Ligação das armaduras dos módulos à terra
Figura 5.6 - Energia Produzida pelo Sistema
Figura 5.7 - Remuneração Anual do Sistema
Figura 5.8 - Retorno de investimento
69
70
72
73
73
Figura 5.9- Seguidor Solar SS2X02 da Metelogalva
Figura 5.10- Fuste e cabeça rotativa
Figura 5.11- Viga central, madres e cantoneira do suporte do painel
Figura 5.12- Roda de coroa e veio sem-fim (movimento de rotação).
Figura 5.13- Actuador linear (movimento de basculamento).
74
74
74
74
74
Figura 5.14- Sensor indutivo
Figura 5.15- Anemómetro
Figura 5.16- Sensores indutivos (2 fim-curso de basculamento).
Figura 5.17- Quadro eléctrico e de comando
75
75
75
75
Figura 5.18- Caixa de distribuição
75
Nuno Filipe Gomes Soares
XIV
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 5.19- Sapata de seguidor fotovoltaico
Figura 5.20- Fuste, motoredutor e cabeça rotativa
Figura 5.21- Asa com módulos instalados
77
77
78
Figura 5.22- Instalação dos módulos na asa
Figura 5.23- Instalação da asa na cabeça de rotação
Figura 5.24- Finalização da instalação
Figura 5.25- Seguidor Finalizado em Posição de Segurança
Figura 5.26- Unidade de controlo com o cabo de dados ligado
78
78
79
79
79
Figura 5.27- Menu inicial
Figura 5.28- Gravação de coordenadas GPS
Figura 5.29- Zerar Painel
Figura 5.30- Orientar o painel ao Sol utilizando um parafuso
Figura 5.31- Orientar o painel ao Sol
80
80
81
81
81
Figura 5.32- Configuração dos valores mínimos de altitude mínima
Figura 5.33- Confirmar a Posição de Manutenção
82
83
Figura 6.1- Princípio de Funcionamento de Equipamento de Monitorização
Figura 6.2- Protótipo Enernatura
Figura 7.1- Seguidor de grandes dimensões de 3,6 kW
Figura 7.2- Seguidor intervencionado que apresentava diversos problemas de controlo
Figura 7.3- Charca para alimentar a partir de energia solar fotovoltaica
Figura 7.4- Esquema de princípio da instalação de bomba solar
Figura 8.1- Repartição da produção de Energia em Portugal
Figura 8.2- Contribuição das energias renováveis para o balanço energético de Portugal
85
86
89
90
90
90
95
96
Figura 8.3- Produção bruta de energia Eléctrica em Portugal
96
Nuno Filipe Gomes Soares
XV
ÍNDICE DE TABELAS
ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 1 – Rendimento dos Diferentes Tipos de Células Fotovoltaicas
Tabela 2- Referenciais de Índices de Protecção IP
29
50
Tabela 3 - Valores Limites da Resistência de Terra para Diversas Correntes Diferencias
Tabela 4 - Características do Módulo
Tabela 5- Características do Inversor
Tabela 6 - Verificação dos parâmetros da instalação
51
63
63
66
Tabela 7 - Queda de Tensão e Perdas no cabo DC
Tabela 8 - Queda de Tensão e Perdas no cabo AC
Tabela 9 - Resultados anuais relativos a energia produzida
67
68
72
Nuno Filipe Gomes Soares
XVII
ABREVIATURAS
ABREVIATURAS
AC
‒
AQS
‒
ASP
‒
AVAC ‒
BJT
‒
CD
‒
CTS
‒
DC
‒
DGEG ‒
EDP
‒
ENE2020 ‒
EU
‒
EU27
‒
FER
‒
FTP
‒
GNR
‒
GPS
‒
GTO
‒
HTML ‒
IGBT
‒
IP
‒
LCD
‒
MPP
‒
MPPT
‒
PANER ‒
PC
‒
PHP
‒
PIC
‒
PV
‒
RCCTE ‒
RSECE ‒
RTIEBT ‒
SEN
‒
SGBD ‒
SMS
‒
SQL
‒
SRM
‒
Corrente Alternada
Água Quente Sanitária
Active Server Pages
Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado
Transístores Bipolares de Junção
Compact Disc
Condições de Teste Standard
Corrente Contínua
Direcção Geral de Energia e Geologia
Energias de Portugal
Estratégia Nacional para a Energia
União Europeia
27 Países Constituintes da União Europeia
Fontes de Energia Renovável
File Transfer Protocol
Ground
Global Positioning System
GateTurn-Off Thyristor
HyperText Markup Language
Transistor Bipolar de Porta Isolada
Índice de Protecção
Display de Cristal Líquido
Ponto de Potência Máxima
Procura de Ponto de Potência Máxima
Plano de Acção Nacional de Energias Renováveis
Computador Pessoal
HyperText Preprocesso
Peripheral Interface Controller
Fotovoltaico
Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios
Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios
Regras Técnicas das Instalações Eléctricas de Baixa Tensão
Sistema Eléctrico Nacional
Sistema de gerenciamento de banco de dados
Serviço de Mensagens Curtas
Linguagem de Consulta Estruturada
Sistema de Registo de Microprodução
Nuno Filipe Gomes Soares
XIX
INTRODUÇÃO
CAPíTULO 1 -
CAPÍTULO 1
INTRODUÇÃO
O Mestrado em Automação e Comunicações em Sistemas de Energia, ministrado pelo
Instituto Superior de Engenharia de Coimbra, consiste num curso de especialização com
duração de dois anos lectivos. O primeiro ano integra dez unidades curriculares.
O segundo ano integra uma unidade curricular no primeiro trimestre e um trabalho de
projeto original e especialmente realizado para este fim, ou um estágio de natureza
profissional objeto de relatório final.
O presente relatório enquadra-se no âmbito da vertente do estágio de natureza
profissional, mais concretamente, na área de especialização em Sistemas de Energia e
Automação, atendendo a que surgiu a oportunidade da sua realização na empresa
Enernatura, Lda.
A empresa Enernatura tem como mercado, as energias renováveis, a certificação
energética de edifícios e climatização. Esta empresa apresentou-se como sendo uma
empresa dinâmica, bem situada no mercado que poderia proporcionar actividades que se
enquadrassem perfeitamente na área de especialização do presente mestrado.
1.1. Motivações do Trabalho
Portugal desde sempre apostou fortemente nas energias renováveis, mas desde que
delineou a sua Estratégia Nacional para a Energia (ENE2020), viu-se obrigado a reduzir a
sua dependência energética face ao exterior. Tendo isto em conta colocou como objectivo
a redução até 2020 para 74% de dependência energética do exterior. Para essa redução ser
possível, no ENE2020, está estabelecido como meta que 31% da energia produzida em
Portugal advenha de fontes de energia renovável.
Sendo Portugal um dos países com maior exposição solar da Europa, torna-se inevitável o
aproveitamento dessa energia gratuita para a produção de energia, contribuindo assim
para alcançar as metas anteriormente referidas.
Por este facto e devido a crescente expansão da energia fotovoltaica no país nos últimos
anos, o presente estágio tornou-se pertinente, possibilitando assim, adquirir e consolidar
conhecimentos nesta área. Em contrapartida veio também possibilitar à empresa
Enernatura o desenvolvimento de novas ferramentas ao nível do projecto de instalações
fotovoltaicas ligadas à rede.
Nuno Filipe Gomes Soares
1
INTRODUÇÃO
CAPÍTULO 1
1.2. Apresentação da Empresa
A empresa de acolhimento, a Enernatura, proporcionadora do estágio, foi fundada em
2008, por quatro sócios, entre os quais, se en ontram actualmente o Eng.º Nuno Miguel
Augusto Tomás, orientador do estágio, e o Sr. Luís Miguel Duarte Dias.
Numa fase inicial, a infra-estrutura da empresa estava localizada num pequeno escritório
no centro de Coimbra, mas o rápido crescimento obrigou a uma mudança para instalações
maiores. Neste momento, a empresa Enernatura dispõe de um edifício que engloba a área
administrativa e a área de armazém, que se localiza na Urbanização da Pedrulha, na
Rua do Cardal, lote 13, 3025-007 Coimbra. Nas mesmas instalações está também sediada
outra empresa do mesmo grupo, a WattMondego.
A primeira é uma empresa de instalação de sistemas de energias renováveis,
consultadoria energética e certificação energética no âmbito do Regulamento das
Características de Comportamento Térmico dos Edifícios (RCCTE). No seu portfólio
possui actualmente inúmeras instalações de sistemas de microprodução e miniprodução
com painéis solares fotovoltaicos, bem como a instalação de inúmeros sistemas de
energia solar térmica, tanto a nível residencial, com a nível de Instituições Particulares de
Solidariedade Social e Públicas. Realizou ainda algumas instalações de sistemas de
climatização e muitos processos de certificação energética para edifícios de habitação.
A segunda dedica-se à realização de projectos de grandes edifícios, estando a sua
actividade ligada a projectos de Aquecimento, Ventilação, Ar Condicionada, Auditorias
Energéticas e Certificação Energética no âmbito do Regulamento dos Sistemas
Energéticos de Climatização em Edifícios (RSECE). No seu portfólio encontram-se
projectos de AVAC para edifícios de serviços novos e Auditorias Energéticas de edifícios
de serviços existentes, bem como a Certificação Energética de ambos.
O grupo de empresas apresentado tem como missão:
 Promover a eficiência energética através da elaboração de projectos abrangidos
pelo RCCTE e pelo RSECE, caracterizados pela escolha de soluções tecnológicas
e construtivas de elevado grau de eficiência.
 Promover a certificação energética de edifícios, sugerindo e apoiando a
implementação de opções de melhoria do seu desempenho energético.
 Promover o aproveitamento e a utilização das fontes de energia renovável
disponíveis, contribuindo assim para a redução da dependência energética externa
do país e fomentando a criação de novas actividades económicas, tais como a
microprodução e produção de águas quentes por intermédio de fontes renováveis.
 Promover o alcance da meta relativa a edifícios neutros em termos de emissões de
gases com efeito de estufa e de utilização de energia, através da introdução de
eficiência energética e da integração de sistemas de energias renováveis em
edifícios, contribuindo assim para o desenvolvimento sustentável da região e do
país.
Nuno Filipe Gomes Soares
2
INTRODUÇÃO
CAPÍTULO 1
1.3. Objectivos
O presente estágio curricular teve como objectivo principal aprofundar e consolidar
conhecimentos de formação académica em contexto do trabalho. Desta forma dotar o
aluno das ferramentas necessárias para uma melhor integração no mercado de trabalho.
Assim sendo, no seio da empresa Enernatura foi estabelecido um conjunto de objectivos
que se encontram distribuídos pelas várias áreas de actividade da empresa, em particular
nas áreas de:
 Energias Renováveis em edifícios;
 Solar Fotovoltaico:
o Dimensionamento de Sistemas Fotovoltaicos;
o Monitorização de Sistemas Fotovoltaicos;
o Instalação de Sistemas Fotovoltaicos.
1.4. Estrutura do Trabalho
Este documento encontra-se dividido em nove capítulos. No presente capítulo,
“Introdução”, são apresentados o enquadramento do trabalho, os seus objectivos, bem
como uma breve descrição da empresa onde decorreu o estágio.
No segundo capítulo, é feito um enquadramento relativo ao panorama actual das energias
renováveis, dado especial enfâse a energia solar fotovoltaica.
Relativamente ao terceiro capítulo, é descrito o estado da arte, tendo em conta uma
temática relativa às tecnologias utilizadas na produção de energia eléctrica utilizando
energia solar fotovoltaica.
No quarto capítulo, são descritos os procedimentos a efectuar aquando do
dimensionamento de um sistema fotovoltaico ligado e rede eléctrica.
No quinto capítulo, são apresentados os algoritmos, bem como as características da
plataforma de dimensionamento de sistemas fotovoltaicos, realizada durante o presente
estágio.
No sexto capítulo, é descrito o dimensionamento e uma instalação tipo de um sistema
solar fotovoltaico com seguidor solar de dois eixos.
No sétimo capítulo, é apresentado um protótipo de um equipamento desenvolvido por
uma empresa externa à Enernatura, para a monitorização dos equipamentos de protecção
de instalações, bem como um exemplo de tarefas de manutenção das mesmas.
Relativamente ao oitavo capítulo, este diz respeito a uma breve descrição de outras tarefas
realizadas durante o estágio curricular.
Por fim, no nono e último capítulo, “Conclusões e Trabalhos Futuros”, são apresentadas
as principais conclusões deste trabalho e indicadas perspectivas de trabalhos futuros.
Nuno Filipe Gomes Soares
3
SISTEMAS DE ENERGIAS RENOVÁVEIS
CAPíTULO 2 -
CAPÍTULO 2
SISTEMAS DE ENERGIAS RENOVÁVEIS
Este capítulo é composto por uma breve introdução sobre as energias renováveis em geral, e
tecnologias relativas à energia fotovoltaica, em particular. Abordando o seu enquadramento
Mundial, Europeu e Português. Relativamente a Portugal, será também abordado o
enquadramento político, legislativo e recursos naturais disponíveis.
2.1. Enquadramento Mundial
Com a escassez mundial de combustíveis fósseis, a utilização de fontes de energias
renováveis têm crescido nos últimos anos, estima-se que em 2011 estas tenham fornecido
16,7% do consumo total mundial de energia. Deste número, a tecnologia de energia renovável
moderna teve uma participação de 8,2%, relativamente à percentagem de energia renovável
tradicional (biomassa sem considerar produção de energia eléctrica) é de aproximadamente
8,5% (REN21, 2012).
Figura 2.1- Participação das energias renováveis no consumo de energia final
no mundo em 2011
Fonte: (REN21,2012)
Na produção de energia eléctrica, as energias renováveis foram também responsáveis no ano
de 2011 por cerca de 20% de toda a energia produzida no planeta, sendo os restantes 80% de
origem fóssil ou nuclear. Desses 20%, a maior fatia é proveniente de centrais hidroeléctricas,
representado cerca de 15% (REN21, 2012).
Nuno Filipe Gomes Soares
5
SISTEMAS DE ENERGIAS RENOVÁVEIS
CAPÍTULO 2
Figura 2.2- Produção global de energia eléctrica no ano 2011
Fonte: (REN21, 2012)
A potência total instalada em energia renovável em 2011 ultrapassou os 1.360 GW,
representando um aumento de cerca de 8% em relação a 2010, desse aumento, 390GW
correspondem à energia renovável não hídrica, aumentando assim a sua potência instalada em
24% relativamente a 2011. Globalmente, a energia eólica e a energia solar fotovoltaica
contabilizaram quase 40% e 30%, respectivamente, seguidas da energia hidroeléctrica com
cerca de 25% (REN21, 2012).
Enquanto a potência instalada de energia renovável cresce a uma taxa rápida de ano para ano,
a quota total correspondente à produção a partir de fontes de energias renováveis está a
aumentar mais lentamente, pois grande parte da capacidade instalada em energia renovável
baseia-se em fontes variáveis, tais como a energia eólica e a solar, levando assim, a que
muitos países continuem a adicionar uma parte significativa de potência instalada a partir de
fontes não renováveis (REN21, 2012).
Os países com maior potência renovável instalada no final de 2011 foram a China, os Estados
Unidos, o Brasil, o Canadá e a Alemanha, mas se não se considerar a potência hidroeléctrica
instalada, o Brasil e o Canada, não constam nos países com maior potência renovável não
hídrica instalada, logo conclui-se, que o mix energético renovável desses países é menos
diversificado, sendo constituído maioritariamente por energia hidroeléctrica.
A China foi no ano de 2011 o líder mundial de potência instalada proveniente de energias
renováveis, sendo também a líder mundial, no que respeita à instalação de turbinas eólicas e
hídricas nesse mesmo ano, tendo no ano de 2011 uma potência renovável instalada de
282 GW. Dos 90 GW de capacidade eléctrica recém-instalada durante o ano de 2011, as
energias renováveis correspondem a mais de um terço dessa potência.
Nos Estados Unidos, as energias renováveis representaram 12,7% da produção de
electricidade em 2011. A maior parte da energia é de origem hidroeléctrica, a energia
renovável não hidroeléctrica correspondeu a 4,7% do total da energia eléctrica produzida.
A Alemanha produziu cerca de 122 TWh a partir de fontes renováveis em 2011, em que a
energia eólica representou a maior parcela (38,1%), seguida pela biomassa (30,3%). A energia
hídrica e fotovoltaica contribuíram com 16% e 15,5%, respectivamente (REN21, 2012).
Nuno Filipe Gomes Soares
6
SISTEMAS DE ENERGIAS RENOVÁVEIS
CAPÍTULO 2
Figura 2.3- Potência global instalada de energia renovável no ano 2011
Fonte: (REN21, 2012)
Figura 2.4- Sete maiores países com potência instalada de energia renovável no ano 2011
Fonte: (REN21, 2012)
2.2. Enquadramento Europeu
Relativamente à União Europeia (UE), os dados mais recentes datam de 2010 e referem que
entre as energias renováveis como fonte primária de energia, a fonte mais significativa foi a
biomassa, estando esta representada com 67,6% da produção de energia primária da totalidade
das fontes de energia renováveis. A energia hidroeléctrica, por sua vez, correspondeu nesse
mesmo ano à segunda maior fonte de energia renovável na UE, com um total de 18,9%.
Embora o seu nível de produção ainda se manter relativamente baixo, houve uma expansão
particularmente rápida na utilização da energia eólica, correspondendo nesse ano a cerca de
7,7% das energias renováveis produzidas na UE (Eurostat, 2012).
Nuno Filipe Gomes Soares
7
SISTEMAS DE ENERGIAS RENOVÁVEIS
CAPÍTULO 2
120
100
%
80
60
40
20
Alemanha
Áustria
Bélgica
Bulgária
Chipre
Dinamarca
Eslováquia
Eslovénia
Espanha
Estónia
Finlândia
França
Grécia
Holanda
Hungria
Irlanda
Itália
Letónia
Lituânia
Luxemburgo
Malta
Polónia
Portugal
R. Unido
Rep. Checa
Roménia
Suécia
0
Energia Solar
Biomassa e Ressíduos
Energia Geotérmica
Energia Hídrica
Energia Eólica
Figura 2.5- Produção primária de energia renovável entre 2000 e 2010 na UE
Fonte: (Eurostat, 2012)
Relativamente ao mix energético dos países membros da UE, a Alemanha foi no ano de 2010
o maior produtor de energia renovável, tendo esta uma quota de 19,6% do total da UE
(considerando os 27 Estados Membros). A França com 12,5%, a Suécia com 10,4% e a Itália
com 9,8%, foram os Estados Membros com maior produção a partir de fontes renováveis a
seguir à Alemanha (Eurostat, 2012).
Relativamente ao mix de energia renovável de cada país, ocorreram diferenças consideráveis,
que reflectem em grande medida, as características naturais e as condições climáticas de cada
estado. Esse facto pode ser observado, por exemplo, no Chipre, em que mais de três quartos
da energia renovável produzida, cerca de 79,2%, provém da energia solar, enquanto, que mais
de um terço da energia renovável produzida pelos países relativamente montanhosos, como é
o caso da Áustria e Eslovénia, advém de energia hidroeléctrica. Já no caso da Itália perto de
um terço da produção de energia renovável, cerca de 29,2%, adveio da energia geotérmica,
visto ser um país vulcanicamente bastante activo (Eurostat, 2012).
A participação da energia eólica foi particularmente elevada na Irlanda, cerca de 39%, na
Espanha com 25,9% e na Dinamarca com 21,5% (Eurostat, 2012).
Por outro lado, as fontes de energia renovável representaram em 2010 uma participação de
8,7% no consumo interno bruto de energia em 2010 da UE a 27. Cerca de 34,5% da energia
consumida na Letónia foi produzida a partir de fontes renováveis, por sua vez estas tiveram
também uma importância relativamente elevada em países como a Suécia (30,8%), Áustria
(25,6%), Finlândia (21,7%) e Portugal (19,7%). A última informação disponível mostra
também que a energia eléctrica produzida a partir de fontes de energia renováveis contribuiu
com 19,9% para o consumo bruto de energia eléctrica da UE a 27. Na Áustria (61,4%),
Suécia (54,5%) e Portugal (50,0%) mais da metade de todo o consumo de energia eléctrica foi
gerado a partir de fontes de energia renováveis, em grande parte a partir da energia
hidroeléctrica e da eólica (Eurostat, 2012).
Nuno Filipe Gomes Soares
8
SISTEMAS DE ENERGIAS RENOVÁVEIS
CAPÍTULO 2
Figura 2.6 - Percentagem de energia eléctrica produzida a partir de fontes renováveis em 2010
(percentagem do consumo bruto de energia eléctrica)
O aumento da electricidade produzida a partir de fontes de energia renováveis durante o
período de 2000 a 2010 em grande parte reflecte a expansão de dois tipos de fontes, a energia
eólica e a biomassa. Embora a energia hidroeléctrica permaneça como a maior fonte de
produção de electricidade, por via renovável, da UE em 2010, a quantidade de energia
eléctrica produzida a partir desta fonte praticamente estagnou na última década, não havendo
um aumento de potência instalada significativo. Em contraste, com a quantidade de energia
eléctrica produzida a partir da biomassa que triplicou e a partir de turbinas eólicas que
aumentou mais de nove vezes (Eurostat, 2012).
Este aumento na aposta nas energias renováveis por parte da UE, advém por um lado, de ter
estabelecido planos para uma nova estratégia energética baseada numa economia mais segura,
sustentável e de baixo teor de carbono, e por outro lado, da necessidade de combater as
alterações climáticas através da redução das emissões de gases de efeito estufa, visto que, o
uso de energia proveniente de fontes renováveis conduzirá, provavelmente, a um maior
número de fontes de energia seguras, a uma maior diversidade da oferta de energia, menos
poluição do ar, bem como à possibilidade de criação de empregos relacionados com o meio
ambiente e os sectores das energias renováveis (Eurostat, 2012). A estratégia energética
integrada entre os países da UE a fim de atenuar as alterações climáticas adoptada em
Dezembro de 2008, proporciona mais um estímulo para aumentar o uso de fontes de energia
renováveis para 20% do consumo total de energia em 2020. A Directiva 2009/28/CE do
Parlamento e Conselho Europeu relativa à promoção da utilização de energia proveniente de
fontes renováveis estabeleceu uma meta global para toda a UE a 27 de uma quota de 20% do
consumo de energia proveniente de fontes renováveis até 2020, tendo também como
perspectiva que 10% do combustível utilizado no sector dos transportes até 2020 seja
proveniente de fontes de energia renováveis (Eurostat, 2012).
Nuno Filipe Gomes Soares
9
SISTEMAS DE ENERGIAS RENOVÁVEIS
CAPÍTULO 2
Figura 2.7 - Percentagem de energias renováveis no consumo final bruto de energia
Com o intuito de vir ao encontro da Directiva 2009/28/CE, num futuro não muito longínquo
uma parte significativa da energia consumida no continente Europeu poderá vir a ser
produzida através de fontes de energia renováveis instaladas no norte do continente Africano,
mais propriamente no Deserto do Saara, visto que está a ser estudada pelo consórcio Desertec,
formado por 50 empresas alemãs, a construção de uma rede de centrais de energia solar de
grandes dimensões nesse local. A ideia é construir centrais solares em várias partes do deserto
do Saara para atender a cerca de 15% a 20% das necessidades europeias de energia. Este
projecto é visto pela UE como uma alternativa para uma Europa sem centrais nucleares
(Desertec, 2012).
Figura 2.8- Projecto relativo ao consórcio Desertec
Fonte: (Desertec,2012)
Nuno Filipe Gomes Soares
10
SISTEMAS DE ENERGIAS RENOVÁVEIS
CAPÍTULO 2
2.3. Enquadramento Nacional
Relativamente a Portugal, os dados mais recentes disponíveis datam de 2010, e referem que
entre as energias primárias renováveis a fonte mais significativa era, como se pode ver no
gráfico da Fig. 2.9, a energia proveniente de resíduos industriais, seguida pela energia
hidroeléctrica. A biomassa correspondeu nesse mesmo ano à terceira fonte de energia
renovável do país seguida pela energia eólica na quarta posição.
Figura 2.9 - Contribuição das energias renováveis para o balanço energético de Portugal
A energia eléctrica, chegou a Portugal nos finais do século XIX, e desde logo foram utilizadas
fontes de energia renováveis para a produção de energia eléctrica. No ano de 1894, foi
inaugurada no fundo do vale do rio Corgo, perto de Vila Real, a primeira central
hidroeléctrica do país, alimentando assim a cidade de Vila Real (AICEP, 2008). Durante o
primeiro quartel e ao longo do século XX, foram-se multiplicando por todo o país instalações
eléctricas, aumentado assim o consumo de energia, levando à necessidade de construção de
novas grandes centrais hídricas e à entrada de novas centrais térmicas, levando a uma forte
dependência energética do exterior, e consequente aumento da dependência energética do
país (Freitas, 2008).
Nuno Filipe Gomes Soares
11
SISTEMAS DE ENERGIAS RENOVÁVEIS
CAPÍTULO 2
Figura 2.10 - Produção bruta de energia eléctrica em Portugal
Mas, como se pode verificar no gráfico da Fig. 2.10, desde o ano de 2005 tem ocorrido um
decréscimo de consumo de combustíveis fósseis para a produção de energia eléctrica. Este
facto é coincidente com um acréscimo de produção a partir de fontes renováveis, muito
devido ao aumento da potência instalada em energia eólica.
Em Portugal, no ano de 2011, a energia renovável já representava 46% da totalidade da
energia eléctrica produzida pelo país, sendo que os restantes 54% correspondiam à produção
de energia a partir de fontes não renováveis, na sua maioria proveniente de centrais
termoeléctricas a carvão e principalmente a gás natural. As tecnologias com maior potência
instalada renovável correspondiam a energia eólica com 18% e à energia hidroeléctrica com
22%, relativamente à energia fotovoltaica, no entanto, apesar desta ainda ser considerada
irrisória, já contava com uma potência instalada de 155 MW, tendo tido um acréscimo de 21%
relativo ao ano de 2010. (REN, 2012)
Figura 2.11 - Repartição da Produção de Energia Eléctrica em Portugal
Fonte: (REN, 2012)
Nuno Filipe Gomes Soares
12
SISTEMAS DE ENERGIAS RENOVÁVEIS
CAPÍTULO 2
A evolução da potência instalada a partir de fontes de energia renováveis em Portugal, como
se pode observar no gráfico da Fig. 2.12, a potência instalada a partir de centrais
hidroeléctricas e de biomassa tem-se mantido praticamente constante ao longo dos anos.
As centrais eólicas têm tido uma forte expansão nos últimos seis anos, conseguindo
actualmente, em dias climaticamente propícios, como foi o caso do dia 13 de Novembro de
2011, e a determinadas horas do dia, que o consumo de energia seja quase na totalidade
garantido a partir de energia eólica (DGEG, 2010), (REN, 2012).
MW
12.000
10.000
Fotovoltaica
8.000
Geotérmica
6.000
Eólica
4.000
Biomassa
2.000
Hídrica ≤ 10MW
0
Hídrica > 10MW
Figura 2.12 - Evolução da Potência Instalada Renovável
Fonte: (DGEG, 2010)
Figura 2.13 - Produção de energia eólica em Portugal no dia 13 de Novembro de 2011
Fonte: (REN, 2012)
Nuno Filipe Gomes Soares
13
SISTEMAS DE ENERGIAS RENOVÁVEIS
CAPÍTULO 2
2.3.1. Enquadramento Político Português
Em Portugal, como foi referido no ponto anterior, quase metade da electricidade produzida é
baseada na utilização de fontes de energia renováveis, isto deve-se a um conjunto de políticas
energéticas seguidas nos últimos anos. Como exemplo disso, tem-se o regime de acesso à rede
eléctrica utilizado actualmente que dá prioridade de despacho, de planeamento e
desenvolvimento às fontes de energia renováveis. Foram também criados nos últimos anos
um leque de apoios de natureza financeira ao investimento em energias renováveis, muito
impulsionadas pela criação de tarifas diferenciadas para a energia eléctrica produzida a partir
de fontes de energia renováveis.
A Estratégia Nacional para a Energia (ENE 2020) delineada pelo governo em Abril de 2010,
conferiram às energias renováveis um papel fundamental na estratégia energética nacional,
tendo deste modo e a partir dessa data um impacto significativo na economia portuguesa
(PNAER, 2010).
Um dos objectivos do ENE 2020 relativos as energias renováveis tinha como ambição manter
Portugal na liderança da revolução energética, nomeadamente no que respeita à utilização de
energias renováveis (PNAER, 2010). No âmbito da Estratégia Nacional da Energia foi
delineado o Plano Nacional de Acção para as Energias Renováveis (PNAER) que define as
metas nacionais de energia renovável no consumo de energia final e transpõe parcialmente a
Directiva 2009/28/CE, do Parlamento Europeu e do Conselho, de 23 de Abril Assim, a
ENE 2020 e o PNAER, tendo em consideração a contribuição das fontes de Energia
Renovável (FER), têm como principais objectivos:
 Assegurar o cumprimento das políticas europeias de energia e de combate às
alterações climáticas, permitindo que em 2020, 31% do consumo final bruto de
energia, 60% da electricidade produzida e 10% do consumo de energia no sector dos
transportes rodoviários tenham origem em fontes renováveis (PNAER, 2010);
 Diminuir a dependência energética do exterior, para cerca de 74% em 2020, a partir
de uma crescente utilização de recursos energéticos endógenos (PNAER, 2010);
 Reduzir em 25% o saldo importador energético com a energia produzida a partir de
fontes endógenas, possibilitando uma redução de importações de barris de petróleo
(PNAER, 2010);
 Consolidar o cluster industrial associado à energia eólica, possibilitando assim a
criação de novos postos de trabalho;
 Promover o desenvolvimento de sustentável, levando assim o país ao cumprimento
das metas assumidas relativas à redução de emissão de gases causadores de efeito de
estufa.
Nuno Filipe Gomes Soares
14
SISTEMAS DE ENERGIAS RENOVÁVEIS
CAPÍTULO 2
A estratégia Nacional para a Energia, está dividida em cinco grandes grupos, sendo um deles
inteiramente dedicado às energias renováveis, fixando objectivos, estratégias de
desenvolvimento e promoção relativas às várias tecnologias que compõem o mix renovável
para 2020. Neste sentido, é dada especial relevância ao desenvolvimento das tecnologias
baseadas no aproveitamento da energia solar (PNAER, 2010).
2.3.2. Enquadramento Legislativo Português
A produção de energia eléctrica está dividida em dois regimes distintos, o regime especial e o
regime ordinário. O regime especial, relativo à produção de electricidade a partir de fontes
endógenas e renováveis, sem considerar as grandes centrais hídricas. O regime ordinário
abrange as restantes fontes de energia eléctrica, incluindo as grandes centrais hidroeléctricas,
estando estas obrigadas a operar em ambiente de Mercado.
A Produção em Regime Especial (PRE), visto ser um regime bonificado, está sujeita a
diferentes requisitos de licenciamento, tendo sido regida em primeira instância pelo
Decreto-Lei n.º 189/88, de 27 de Maio, e pelas sucessivas alterações, que desde então têm
sido introduzidas, incluindo: Decreto-Lei n.º 312/2001, de 10 de Dezembro e, no que diz
respeito às tarifas, pelo Decreto-Lei n.º 168/99, de 18 de Maio, Decreto-Lei n.º 339-C/2001 de
29 de Dezembro, Decreto-Lei n.º 33A/2005, de 16 de Fevereiro, e Decreto-Lei n.º 225/2007,
de 31 de Maio. Contudo, a produção em regime especial é também afectada pelo
Decreto-Lei n.º 29/2006 e Decreto-Lei n.º 172/2006, relacionados com o Sistema Eléctrico
Nacional (SEN).
O regime especial português permite que os operadores qualificados como regime especial
possam vender a electricidade aos comercializadores de último recurso, EDP Serviço
Universal, os quais são obrigados a comprar toda a energia produzida, conforme estipulado no
Artigo n.º 55 do Decreto-Lei n.º 172/2006, de 15 de Fevereiro. O direito do operador de
regime especial, bem como a correspondente obrigação do comercializador de último recurso,
não limitam, contudo, a possibilidade dos produtores em regime especial venderem a sua
energia a outros comercializadores de electricidade a operar no mercado. Quando o produtor
em regime especial vende a energia ao comercializador de último recurso, recebe uma
importância correspondente à tarifa aplicável à electricidade (EDP, 2009).
Para além de toda a legislação em vigor para os produtores em regime especial, a produção de
energia fotovoltaica, rege-se também por legislação específica, sendo esta regulamentada pelo
Decreto-Lei n.º 363/2007, de 2 de Novembro, que estabelece o regime jurídico aplicável à
produção de electricidade por intermédio de instalações de microprodução, alterado e
republicado pelo Decreto-Lei n.º 118-A/2010, de 25 de Outubro, e pelo
Decreto-Lei n.º 34/2011, de 8 de Março, que estabelece o regime jurídico aplicável à
produção de electricidade, a partir de recursos renováveis, por intermédio de unidades de
miniprodução (Renováveis na hora, 2012).
Nuno Filipe Gomes Soares
15
SISTEMAS DE ENERGIAS RENOVÁVEIS
CAPÍTULO 2
 Microgeração:
 Decreto-Lei n.º 118-A/2010 de 25 de Outubro
Simplifica o regime jurídico aplicável à produção de electricidade por intermédio de
instalações de pequena potência, designadas por unidades de microprodução, e
procede à segunda alteração ao Decreto-Lei n.º 363/2007, de 2 de Novembro, e à
segunda alteração ao Decreto-Lei n.º 312/2001, de 10 de Dezembro.
 Decreto Legislativo Regional n.º 16/2008/M
Adapta à Região Autónoma da Madeira o Decreto-Lei n.º 363/2007, de 2 de
Novembro, que estabelece o regime jurídico à produção de electricidade por
intermédio de instalações de pequena potência, designadas por unidades de
microprodução.
 Portaria n.º 1185/2010 de 17 de Novembro
Fixa as taxas a cobrar pelos serviços previstos no n.º 1 do artigo 23.º do Decreto-Lei
n.º 363/2007, de 2 de Novembro, que estabelece o regime jurídico aplicável à
produção de electricidade por intermédio de unidades de microprodução.
Nos termos desta Portaria o valor da taxa aplicável em é:
a) Taxa para registo da unidade de microprodução: € 500 mais IVA;
b) Taxa para averbamento de alteração ao registo que não careça de certificado de
exploração: € 120 mais IVA;
c) Taxa para averbamento de alteração ao registo que careça de certificado de
exploração: € 350 mais IVA.
 Despacho do SEEI de 26 de Novembro de 2010
Define os elementos instrutórios do pedido de registo de unidades de microprodução
necessários para enquadrar as alterações introduzidas pela nova legislação e a marcha
do procedimento, bem como o processo de transição aplicável aos pré-registos
existentes, nos termos do Decreto-Lei n.º 118-A/2010, de 25 de Outubro.
 Portaria n.º 284/2011, de 2011-10-28
Fixa a percentagem de redução anual da tarifa de electricidade aplicável às unidades
de microprodução.
Despacho do DGEG de 26 de Dezembro de 2011 (publicado em 28 de
Dezembro)
Divulga o valor da tarifa aplicável no ano de 2012 e a quota de potência de ligação a
alocar, estabelecendo ainda a programação temporal da referida alocação de potência
para a totalidade do ano a que respeita.


Despacho do DGEG, de 27 de março de 2012 (publicado em 29 de março)
Nuno Filipe Gomes Soares
16
SISTEMAS DE ENERGIAS RENOVÁVEIS
CAPÍTULO 2
Redefine a quota de potência de ligação a alocar em 2012, estabelecendo ainda a
programação temporal da referida alocação.
 Minigeração:
 Decreto-Lei n.º 34/2011 de 8 de Março
Estabelece o regime jurídico aplicável à produção de electricidade por intermédio de
instalações de pequena potência, designadas por unidades de miniprodução.
 Portaria n.º 178/2011 de 29 de Abril
Fixa o valor das taxas a cobrar nos pedidos de registo, de reinspecção da unidade de
miniprodução e de averbamento de alterações ao registo da miniprodução, com e sem
emissão de novo certificado de exploração.
 Portaria n.º 285/2011, de 2011-10-28
Fixa a percentagem de redução anual da tarifa de electricidade aplicável às unidades
de miniprodução.
Despacho Procedimento Registo do SEEI de 20 de Abril de 2011 (publicado
em 21 de Abril)
Define os elementos instrutórios do pedido de registo de miniprodução, a marcha do
respectivo procedimento e os termos da aceitação e recusa de registo e atribuição da
potência de ligação à rede, bem como das demais instruções destinadas a assegurar o
disposto no Decreto-Lei n.º 34/2011, de 8 de Março.

Despacho Registos Interesse Público do SEEI de 20 de Abril de 2011
(publicado em 21 de Abril)
Define os requisitos da bolsa registos de interesse público para a actividade de
miniprodução, destinados a assegurar o disposto no Decreto-Lei n.º 34/2011, de 8 de
Março.

Despacho do DGEG de 26 de Dezembro de 2011 (publicado em 28 de
Dezembro)
Estabelece a programação da alocação, ao longo do ano, da quota anual de potência de
ligação a atribuir no âmbito do regime remuneratório bonificado, bem como a sua
distribuição pelos escalões I, II e III, conforme previsto no n.º 2 do artigo.º 13 do
Decreto-Lei n.º 34/2011, de 8 de Março.

Nuno Filipe Gomes Soares
17
SISTEMAS DE ENERGIAS RENOVÁVEIS
CAPÍTULO 2
2.4.3. Recurso Solar em Portugal
Visto que o tema base deste trabalho é a energia solar fotovoltaica, serão analisados neste
ponto os recursos solares energéticos de Portugal. A base de toda a vida na Terra é a energia
fornecida pelo Sol por meio da radiação solar. Esta energia é proveniente da fusão nuclear que
transforma núcleos de hidrogénio em núcleos de hélio que ocorre no centro do Sol, libertando
assim grandes quantidades de energia durante este processo, mas devido à grande distância
entre o Sol e a Terra, somente uma pequena porção desta energia emitida chegará à superfície
da Terra. Esta radiação corresponde a uma irradiação em Portugal ente os 1700 kWh/m2, no
Norte e os 2000 kWh/m2 no Sul, correspondendo desta forma a uma produtividade anual que
varia entre cerca de 1275 kWh e 1550 kWh. Neste sentido, Portugal é um dos países com
maior irradiação de toda a Europa, sendo por este facto um dos melhores, a nível e Europeu,
conforme se pode constatar pelas Fig. 2.14 e 2.15, para o aproveitamento da energia solar
tanto fotovoltaica como térmica (Castro, 2011), (GREENPRO, 2004).
Figura 2.14 - Distribuição da irradiação solar anual de Portugal.
Fonte: (PVGIS, 2012)
Nuno Filipe Gomes Soares
18
SISTEMAS DE ENERGIAS RENOVÁVEIS
CAPÍTULO 2
Figura 2.15 - Distribuição da irradiação solar anual da Europa.
Fonte: (PVGIS, 2012)
2.4. Enquadramento Tecnológico
Quando se fala em energias renováveis, tem-se de ter em conta um vasto número de
tecnologias que podem disponibilizar um largo número de serviços de energia de uma forma
sustentável, como por exemplo, a produção de energia eléctrica, aquecimento, bem como
soluções relacionadas com os transportes. Ao longo desta secção ir-se-á incidir, somente, nas
tecnologias relacionadas com a produção de energia eléctrica, mais propriamente, a energia
solar fotovoltaica.
A energia eléctrica é uma forma de energia baseada na criação de uma diferenças de potencial
eléctrico entre dois pontos, permitindo assim estabelecer uma corrente eléctrica entre ambos.
Existem diversas tecnologias para a produção de energia eléctrica, sendo a principal o
aproveitamento do movimento rotativo de origens diversas, dependendo da tecnologia, para
produzir uma intensidade de corrente eléctrica num gerador. O movimento rotativo para a
produção de energia eléctrica advém de uma fonte de energia mecânica directa, como por
exemplo, duma queda de água, do vento, ou de um ciclo termodinâmico. Num ciclo
Nuno Filipe Gomes Soares
19
SISTEMAS DE ENERGIAS RENOVÁVEIS
CAPÍTULO 2
termodinâmico, utilizado para a produção de energia eléctrica de origem renovável, é
aquecido um fluido transformando-se de seguida em vapor, accionado assim uma turbina
ligada a um alternador, produzindo assim uma corrente eléctrica. O calor necessário para esse
processo obtém-se mediante a queima de biomassa, o vapor retirado directamente do solo
terrestre (central geotérmica) ou a energia solar (aproveitamento a nível térmico).
2.4.1. Energia Solar Fotovoltaica
Relativamente a energia solar fotovoltaica, o conceito base é completamente diferente das
demais energias renováveis. O efeito fotovoltaico é o processo físico básico através do qual
uma célula fotovoltaica converte a radiação solar em energia eléctrica. A radiação solar é
composta por fotões que contêm quantidades diferentes de energia que, estando estas
directamente ligadas aos diferentes comprimentos de onda do espectro solar. Quando os
fotões atingem uma célula fotovoltaica, estes podem ser reflectidos ou absorvidos. Quando
um fotão é absorvido, oriundo da radiação solar, este atinge um electrão da banda de valência
de um átomo de silício, fornecendo assim energia ao electrão fazendo com que este se mova
para a banda de condução, ocasionando assim uma lacuna no seu lugar, formando-se neste
caso um par electrão-lacuna. Uma célula fotovoltaica é constituída maioritariamente por
cristais de silício, dopados com átomos de boro e fósforo. Se uma célula fosse constituída
unicamente por cristais de silício puro, esta não iria produzir qualquer energia eléctrica, visto
que os electrões passariam para a banda de condução, mas acabariam por se recombinar com
as lacunas, não originando assim qualquer corrente eléctrica. Para contornar esta situação é
necessário que exista uma diferença de potencial entre as duas zonas das células. Para isso os
cristais de silício são dopados com átomos de boro e fósforo a fim de criarem duas camadas
na célula, uma de tipo-P e outra de tipo-N, que possuem respectivamente, um excesso de
cargas positivas e um excesso de cargas negativas, relativamente ao silício puro
(Castro, 2008).
A camada tipo-P é dopada com átomos de boro provocando quatro ligações covalentes com
quatro átomos de silício vizinhos, mas visto que só possui três electrões na banda de valência,
existe uma ligação apenas com um electrão, enquanto as restantes três ligações possuem dois
electrões, deste modo a ausência deste electrão é considerada uma lacuna, comportando-se
desta forma como uma carga positiva viajando através do material, pois de cada vez que um
electrão vizinho a preenche, outra lacuna se vai criar e assim sucessivamente (Castro, 2008).
Relativamente a camada do tipo –N, é dopada com átomos de fósforo que têm cinco electrões
na sua banda de valência, criando assim quatro ligações covalentes com os átomos de silício,
deixando assim um electrão livre, que irá viajar através do material (Castro, 2008).
Na região p-n, onde os dois materiais se encontram, é criado um campo eléctrico que separa
os portadores de carga que a atingem, isto é, os electrões excitados pelos fotões que atingem a
célula fotovoltaica provenientes da radiação solar, com energia suficiente para excitar
Nuno Filipe Gomes Soares
20
SISTEMAS DE ENERGIAS RENOVÁVEIS
CAPÍTULO 2
electrões da banda de valência para a banda de condução, são encaminhados para um terminal
negativo, ao passo que as lacunas são enviadas para um terminal positivo (Castro, 2008).
Figura 2.16- Efeito Fotovoltaico
Fonte: (Electronica, 2012)
Figura 2.17- Dopagem Semicondutores
Fonte: (Electronica, 2012)
Nuno Filipe Gomes Soares
21
TECNOLOGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
CAPíTULO 3 -
CAPÍTULO 3
TECNOLOGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
Os sistemas solares fotovoltaicos dividem-se em dois tipos, sistemas ligados à rede e sistemas
autónomos. Nos sistemas ligados à rede pública toda a energia produzida é injectada na rede
pública de distribuição de energia eléctrica, não sendo assim necessário nenhum sistema de
armazenamento de energia. Relativamente aos sistemas autónomos, isso não se verifica, pois
o aproveitamento da energia solar, neste caso necessita de ser ajustado à procura energética,
uma vez que a energia produzida a um determinado instante pode não corresponder ao
consumo pontual de energia, pelo que se torna obrigatório considerar um sistema de
armazenamento.
Um sistema fotovoltaico com ligação à rede é composto, normalmente, pelos seguintes
componentes: gerador fotovoltaico (vários módulos fotovoltaicos dispostos em série e em
paralelo), caixa de junção (equipada com dispositivos de protecção e interruptor de corte
principal DC), cabos AC e DC, inversor(es), mecanismos de protecção e aparelho de medida.
Na Fig. 3.1, mostra-se uma instalação solar fotovoltaica ligada à rede.
Figura 3.1 - Instalação Solar Fotovoltaica Ligada à Rede
Fonte: (Jornadas CERTIEL, 2012)
No caso dos sistemas autónomos, estes necessitam de acumular energia, visto que tem de ser
compensado as diferenças existentes entre a produção de energia e a sua procura. Com a
utilização de baterias torna-se indispensável a utilização reguladores de carga adequado, pois
é necessário realizar a gestão do processo de carga, por forma a proteger e garantir uma
elevada fiabilidade e um maior tempo de vida útil das baterias. Um sistema autónomo típico é
composto pelos seguintes componentes: módulos fotovoltaicos, regulador de carga,
acumulador, inversor, cabos AC e DC e mecanismos de protecção e corte. Na Fig. 3.2,
encontra-se um sistema solar fotovoltaico autónomo.
Nuno Filipe Gomes Soares
23
CAPÍTULO 3
TECNOLOGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
Figura 3.2 - Instalação Solar Fotovoltaica Autónoma
Fonte: (Energiadosol, 2012)
3.1. Módulo Fotovoltaico
Um módulo fotovoltaico é constituído por uma associação de células fotovoltaicas em série e
em paralelo, sendo o número de células determinado pelas necessidades de tensão e corrente
da carga a alimentar. Devido a este facto tem-se de dar especial atenção ao comportamento da
célula fotovoltaica. Conforme se pode constatar pelo esquema mostrado na Fig. 3.3, uma
célula fotovoltaica pode ser descrita, matematicamente, a partir de um circuito eléctrico
simples.
Figura 3.3 - Circuito eléctrico equivalente de uma célula fotovoltaica
Fonte: (Castro, 2011)
Este circuito é constituído por uma fonte de corrente IS e por um díodo D. A corrente IS
representa a corrente gerada pelo feixe de radiação luminosa ao atingir a superfície activa da
célula, já o díodo D representa o funcionamento da junção p-n que é atravessada por uma
corrente interna unidireccional ID que depende da tenção V aos terminais da célula
(Castro, 2011).
Nuno Filipe Gomes Soares
24
CAPÍTULO 3
TECNOLOGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
A corrente ID que se fecha pelo díodo é determinada através da expressão:
(
(3.1)
)
Por outro lado, a corrente I que se fecha pela carga é dada por
(
)
(3.2)
A corrente inversa de saturação é calculada por:
(3.3)
Em que:
I0 – corrente inversa máxima de saturação do díodo
Icc – corrente de curto-circuito da célula (valor característico da célula, normalmente
fornecido pelo fabricante)
V – tensão aos terminais da célula
Vca – tensão em circuito aberto ou em vazio (valor característico da célula, normalmente
fornecido pelo fabricante)
m – factor de idealidade do díodo (díodo ideal: m = 1; díodo real: m > 1)
VT – potencial térmico
O potencial térmico é determinado por:
(3.4)
Com:
K – constante de Boltzmann (K = 1,38x10-23 J/K)
T – temperatura absoluta da célula em K (0ºC = 273,16 K)
q – carga eléctrica do electrão (q = 1,6x10-19 C)
Nuno Filipe Gomes Soares
25
CAPÍTULO 3
TECNOLOGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
Para uniformizar as condições de realização das medidas dos parâmetros característicos das
células, visto que a corrente fotogerada depende das condições de radiação solar incidente e
da temperatura atingida pela célula, os fabricantes acordaram estabelecer determinadas
condições normais de teste, identificadas por condições de referência, sendo estas
(Castro, 2011):
 Temperatura da célula, θr =25 ºC ≡ Tr =298,16 K
 Radiação solar incidente na célula, Gr =1000 W/m2
A partir destas condições os fabricantes especificam as características das células
, sendo a potência máxima de saída e o rendimento da célula nas condições de
referência, respectivamente, iguais a (Castro, 2011):
(3.5)
(3.6)
Em que:
A
– corrente de referencia de máxima potência (valor característico da célula,
normalmente fornecido pelo fabricante)
– tensão de referencia de máxima potência (valor característico da célula,
normalmente fornecido pelo fabricante)
– Área da célula
Pode-se então, a partir dos parâmetros característicos da célula fornecidos pelos fabricantes,
determinar o factor de idealidade do díodo (m) referido anteriormente (Castro, 2011).
(
)
(3.7)
Até agora foi descrito o comportamento da célula fotovoltaica quando esta está sujeita às
condições de referência, mas naturalmente as condições de irradiância e temperatura são
variáveis ao longo do tempo, alterando o comportamento da célula fotovoltaica. De modo a
ajudar a compreender estas alterações, é necessário observar a Fig. 3.4, onde são ilustradas
como as curvas I-V de um módulo fotovoltaico variam com a irradiância e temperatura, visto
que o comportamento do módulo é análogo ao da célula.
Nuno Filipe Gomes Soares
26
CAPÍTULO 3
TECNOLOGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
Figura 3.4- Variação da curva I-V com a irradiância e temperatura dos módulos
Fonte: (Martifer, 2012)
Como se pode observar na Fig. 3.4:
 A potência de saída aumenta com o aumento da irradiância incidente e decresce com
o aumento da temperatura.
 A corrente de saída varia de forma aproximadamente linear com a irradiância
incidente e é praticamente insensível à variação da temperatura.
 A tensão varia pouco com a irradiância e decresce com o aumento da temperatura.
Depois de se verificar o comportamento das células fotovoltaicas, vai-se analisar a sua
composição. As células constituintes dos módulos comerciais podem ser classificadas em três
grupos distintos, as monocristalinas, as policristalinas e as amorfas.
As células monocristalinas são constituídas por um cristal único e uniforme de silício, sendo
ideais para potenciar o efeito fotovoltaico, mas apresentam uma grande desvantagem
competitiva, o seu elevado custo, levando por este facto a um longo período de retorno do
investimento (Freitas, 2008).
Figura 3.5- Célula Monocristalina
Fonte: (Freitas, 2008)
Nuno Filipe Gomes Soares
27
CAPÍTULO 3
TECNOLOGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
As células policristalinas apresentam um número muito elevado de pequenos cristais de uma
espessura muito fina, dificultando por este motivo o movimento de electrões, reduzindo a
potência de saída da célula e por sua vez do módulo fotovoltaico. Por outro lado, o processo
de produção é mais barato do que as células monocristalinas, levando a que por este motivo o
módulo seja economicamente mais competitivo (Freitas, 2008).
Figura 3.6- Célula Policristalina
Fonte: (Freitas, 2008)
No caso das células amorfas, estas são pouco utilizados para a produção de energia
fotovoltaica em grande escala, sendo utilizadas maioritariamente, em equipamentos utilizados
no quotidiano, como por exemplo máquinas de calcular e lanternas, entre outros
equipamentos. Este tipo de células são compostas por uma fina camada de silício depositada
num material de suporte, usualmente vidro, levando a que os átomos de silício se disponham
de uma forma não regular, ao contrário do que acontece com as monocristalinas e
policristalinas. Por este motivo o rendimento deste tipo de células é mais baixo do que nas
células cristalinas, mas mesmo assim produzem uma corrente razoável (Freitas, 2008).
Figura 3.7- Célula Amorfa
Fonte: (Energiajigs, 2012)
Nuno Filipe Gomes Soares
28
CAPÍTULO 3
TECNOLOGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
Relativamente ao rendimento de cada tipo de células, este pode ser comparado na Tabela 1.
Eficiência da Célula
(Laboratório)
Eficiência da Célula
(Produção)
Eficiência da Célula
(Produção em Série)
Silício Monocristalino
24,7%
18%
14%
Silício Policristalino
19,8%
15%
13
Silício Amorfo
13%
10,5%
7,5%
Tabela 1 – Rendimento dos Diferentes Tipos de Células Fotovoltaicas
Fonte: (GREENPRO, 2004)
Como já foi referido, nos módulos fotovoltaicos convencionais podem encontrar-se as células
fotovoltaicas agrupadas em série ou em paralelo, isto deve-se ao facto de cada célula ter uma
potência máxima que não excede os 2 W, sendo assim necessário ligar várias células para se
obter uma potência aceitável. Normalmente, os módulos disponíveis no mercado, têm apenas
um ramo com um número variável de células ligadas em série, sendo habituais valores de 32,
48, 54, 60 e 72 células ligadas em série (Castro, 2011). Caso, mesmo assim, não produzam a
potência necessária, é possível ligar em série, em paralelo ou ambos, vários módulos
fotovoltaicos, implementado assim um gerador fotovoltaico.
Figura 3.8 - Associação de Células
em Série.
Figura 3.9 - Associação de
módulos em Série e Paralelo.
Fonte: (GREENPRO, 2004)
Na ligação em série, as células são percorridas pela mesma corrente, sendo a tensão aos seus
terminais o somatório das tensões aos terminais das várias células.
Em relação à ligação em paralelo, as células são percorridas por uma corrente que
corresponde ao somatório das correntes aos terminais de cada célula, sendo a tensão total
igual à tensão nos terminais de cada célula. Para calcular a potência de saída do módulo
fotovoltaico para uma determinada temperatura, T, e irradiância, G, ter-se-á de conhecer
, fornecidos pelos fabricantes (Castro,
também os seus valores de referência,
2011). Ter-se-á de calcular sucessivamente as seguintes grandezas:
Nuno Filipe Gomes Soares
29
CAPÍTULO 3
TECNOLOGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
(3.8)
(
)
(
)
(3.9)
(3.10)
(3.11)
(
)
(3.12)
Em que:
I0
Nc
VT
– corrente de máxima potência para uma determinada temperatura, T, e
irradiância, G
– tensão de máxima potência para uma determinada temperatura, T, e
irradiância, G
– corrente inversa máxima de saturação do díodo de referência
– corrente inversa máxima de saturação do díodo para uma determinada
temperatura, T, e irradiância, G
– corrente de curto-circuito da célula para uma determinada temperatura, T, e
irradiância, G
– Número de células presentes no módulo fotovoltaica
– potencial térmico para a temperatura de referência,
– potencial térmico para uma determinada temperatura, T
A potência máxima de saída do módulo para uma determinada temperatura e irradiância é igual a:
(3.13)
Relativamente à escolha de um módulo fotovoltaico tem-se de ter em conta as suas
especificações técnicas, pois vão influenciar directamente no dimensionamento do sistema,
bem como na sua configuração física. Ao escolher um módulo, o seu rendimento é também
um aspecto importante a ter em conta, pois quanto maior for o valor da eficiência menor vai
ser a área ocupada por kW produzido.
Tendo em conta as características do módulo, com vista a efectuar um dimensionamento
correcto, este tem de apresentar as seguintes especificações técnicas: potência nominal de
pico, tensão no ponto de potência máxima, corrente no ponto de potência máxima, tensão em
Nuno Filipe Gomes Soares
30
TECNOLOGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
CAPÍTULO 3
circuito aberto, corrente em curto-circuito, coeficiente de variação da tensão em função da
temperatura e coeficiente de variação da corrente em função da temperatura.
3.2. O Inversor
O inversor solar é o responsável por estabelecer a ligação entre o gerador fotovoltaico e a rede
AC ou a carga AC, tendo como principal função a conversão de sinais eléctricos DC vindos
do gerador fotovoltaico em sinais eléctricos AC, ajustando-os também para a frequência e o
nível de tensão da rede a que está ligado. Dependendo do tipo de instalação, existem dois
tipos distintos de inversores, os inversores para sistemas ligados à rede e os inversores para
sistemas autónomos.
Os inversores de ligação à rede podem dividir-se em:
 Inversor Comutado pela Rede: Este inversor é constituído por uma ponte comutada de
tirístores, onde cada par de tirístores da ponte recebe um impulso sincronizado com a
frequência da rede, comutando assim para o estado de condução. Como o tirístores não
conseguem desligar-se é necessário a intervenção da rede para o forçar a passar para o
estado de bloqueio. Este tipo de inversores deixou de ser comercializado, pois
provocam o aparecimento de fortes perturbações, isto é, estes inversores produzem
uma forma de rectangular, levando um desvio na forma original da onda sinusoidal da
rede eléctrica, provocam o aparecimento de fortes componentes harmónicos e lavando
assim a um elevado consumo de energia reactiva. (Castro, 2011).
 Inversor Auto-Controlado: Este inversor é constituído por uma ponte comutada de
MOSFET, BJT, GTO ou IGBT dependendo dos níveis de tensão necessários. Este tipo
de dispositivos permite o controlo tanto do instante de passagem ao corte como à
condução. Este tipo de inversor possibilita o controlo das formas de onda da tensão e
da corrente do lado AC, possibilitando assim um ajuste do factor de potência e uma
redução das perturbações. Constitui, actualmente, a tecnologia mais utilizada pelos
fabricantes de equipamento do sector fotovoltaico, sendo estes utilizados tanto em
sistemas autónomos como em sistemas ligados à rede (GREENPRO, 2004),
(Castro, 2011).
 Inversor Sem Transformador: As tecnologias descritas anteriormente possuem um
transformador para isolar electricamente o lado DC do lado AC. No caso dos
inversores sem transformador, este elemento foi removido a fim de reduzir perdas, o
seu tamanho, o seu peso, bem como o seu custo. Este tipo de inversor é utilizado em
gamas de baixa potência (GREENPRO, 2004).
Nuno Filipe Gomes Soares
31
TECNOLOGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
CAPÍTULO 3
Uma característica importante dos inversores está relacionada com a potência instalada, pois
regra geral, na maioria dos fabricantes, os inversores acima dos 5 kWp correspondem a
inversores trifásicos, a baixo desse valor, são monofásico (GREENPRO, 2004).
Relativamente às suas funções, os inversores solares realizam:
 A conversão da corrente DC gerada pelo gerador fotovoltaico em corrente AC;
 O ajuste do ponto operacional do inversor ao MPP (Ponto de Potência Máxima) do
gerador fotovoltaico;
 O registo de dados operacionais e sinalização (visualizadores, armazenamento de
dados, transferência de dados, …);
 Possuem dispositivos de protecção AC e DC (protecção de polaridade, protecção
contra sobrecargas e sobretensões e equipamento de protecção da interligação com a
rede receptora).
Como foi referido anteriormente, uma das principais funções do inversor é realizar o ajuste ao
ponto de potência máxima do gerador, visto que, a potência máxima produzida pelo sistema
fotovoltaico está directamente relacionado com as condições ambientais da envolvente, tais
como a temperatura e a radiação, sendo desejável o funcionamento do gerador sempre à
máxima potência. De forma a colocar o módulo fotovoltaico a funcionar no ponto de potência
máxima, os inversores fotovoltaicos são equipados com um sistema electrónico designado por
seguidor de potência máxima. O MPPT (Seguidor do Ponto de Potência Máxima) consiste
num conversor electrónico DC/DC que, de acordo com as condições ambientais da envolvente
e as condições impostas pela rede, ajusta a tensão de saída do módulo, impondo
automaticamente o valor da corrente de saída, de acordo com as curvas características I-V dos
módulos, mostradas na Fig. 3.4, e deste modo a sua tensão de saída corresponde à máxima
potência gerada (Castro, 2011).
A eficiência do inversor está directamente relacionada com a eficiência da conversão AC/DC,
caracterizando as perdas originadas pela conversão da corrente DC em AC. Nos inversores,
estas perdas compreendem as perdas ocasionadas pelo transformador (caso o possuam), pelos
comutadores electrónicos, entre outros dispositivos (Castro, 2011).
(3.14)
Nuno Filipe Gomes Soares
32
TECNOLOGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
CAPÍTULO 3
3.2.1. Instalação do Inversor
Ao instalar um inversor ligado à rede, este pode obedecer a três tipos de configuração
distintas, inversor central, inversor de fileira ou string e unidades integradas inversor/módulo,
tudo depende das características do inversor escolhido e da configuração da própria
instalação, sendo este um facto importante no dimensionamento de sistemas fotovoltaicos.
 Inversor central: Na configuração relativa a instalação de um inversor central,
configuração largamente utilizada em instalações de microgeração, esta consiste na
ligação de todos os módulos ao mesmo inversor, tendo assim só um inversor para toda
a instalação, como pode ser visto na Fig. 3.10. A sua maior desvantagem reside no
aumento das perdas energéticas em virtude do maior impacto do sombreamento nas
longas string’s, pois um modulo obstruído por uma sombra inutiliza a produção de
toda a string onde está inserido, durante o tempo em que estiver sombreado, levando
assim a se tenha de tomar precauções adicionais a quando da instalação dos painéis
para evitar sombreamentos.
Figura 3.10 - Inversor Central
Fonte: (GREENPRO, 2004)
 Inversor de várias string’s: Nos sistemas fotovoltaicos de grandes dimensões
compostos por um grande numero de string’s e com diferentes orientações ou sujeitos
a diferentes condições de sombreamento, a instalação de um inversor por cada string
de módulos permite assim uma melhor adaptação às condições de radiação,
aumentando assim o rendimento global do sistema, pois módulos sujeitos a condições
de funcionamento semelhantes (radiação e sombreamento) devem estar ligados na
mesma string e esta, por sua vez, ao inversor de string, não comprometendo a
totalidade da instalação. Este tipo de configuração tem como principais vantagens a
adaptação individual do ponto de potência máxima de cada string, permite o aumento
da eficiência do sistema, o efeito de ligações defeituosas é reduzido, assim como o
efeito associado às questões de sombreamento, e por fim, em caso de avaria de uma
string, a energia produzida nas restantes continua a ser entregue à rede.
Nuno Filipe Gomes Soares
33
TECNOLOGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
CAPÍTULO 3
Figura 3.11 - Inversor de várias string’s
Fonte: (GREENPRO, 2004)
 Unidades integradas inversor/módulo: Relativamente aos inversores integrados no
módulo, mais propriamente módulos AC, estes apresentam uma maior eficiência
global do sistema, pois neste caso é optimizada a compatibilidade entre os inversores e
os módulos fotovoltaicos, possibilitando um melhor ajuste do ponto de potência
máxima. Esta configuração tem também outra grande vantagem, que consiste na
facilidade de expansão do sistema, bastando para isso adicionar mais módulos,
permitindo que os sistemas fotovoltaicos sejam reforçados conforme o desejado, não
comprometendo toda a instalação, pois cada módulo AC trabalha de forma
independente.
Figura 3.12 - Inversor Integrado
Fonte: (GREENPRO, 2004)
Nuno Filipe Gomes Soares
34
CAPÍTULO 3
TECNOLOGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
3.3. Estruturas de Apoio
A estrutura de apoio dos geradores fotovoltaicos representa um papel fundamental em todo o
sistema, visto que é responsável pela orientação do sistema, pois uma orientação incorrecta ou
instável pode comprometer o seu rendimento, uma vez que a radiação solar incidente numa
superfície perpendicular à direcção da sua propagação é sempre maior do que para a mesma
superfície colocada em qualquer outra posição.
Nas instalações fotovoltaicas podemos encontrar três tipos de estrutura: plano inclinado,
cobertura plana e seguidores solares. Nas estruturas relativas a planos inclinados e coberturas
planas, estas são consideradas como estruturas fixas, residindo a sua única diferença na
estrutura de apoio dos perfis1. De fabricante para fabricante estas estruturas podem mudar
ligeiramente, mas têm como ponto comum o facto de nas estruturas instaladas em planos
inclinados os perfis serem apertados directamente à laje inclinada recorrendo à utilização de
salva telhas, não necessitando de uma estrutura complexa.
Já relativamente as estruturas planas ou em que o ângulo da estrutura de apoio não
corresponde ao desejado, estas necessitam de uma estrutura em alumínio mais complexa pois
é necessário colocar os módulos fotovoltaicos com o ângulo de inclinação óptimo.
Figura 3.13- Estrutura para Planos Inclinados.
Figura 3.14- Estrutura para Áreas Planas.
Fonte: (Mprime, 2011)
Fonte: (Mprime, 2011)
O seguidor solar constitui é um sistema mais complexo, pois é um dispositivo automático e
mecânico capaz de orientar os módulos solares de modo a que estes permaneçam
perpendiculares à radiação solar, seguindo o sol ao longo do dia. Existem três tipos de
seguidores: de 2 eixos (azimutal e zenital), de 1 eixo azimutal, e de 1 eixo zenital.
A instalação de um seguidor num sistema fotovoltaico permite aumentar em 27-32% a energia
solar captada para seguidores de 1 eixo, e para o caso de 2 eixos entre 35-40%
(Profafonso, 2012).
Nos seguidores solares quando falamos em variação azimutal, esta refere-se à orientação
horizontal do Sol, isto é, de Leste até Oeste, já a variação zenital, está relacionada com o
altura máxima e mínima atingida pelo Sol no Solstício de Verão e no Solstício de Inverno,
estando assim directamente relacionada com ao ângulo óptimo de inclinação dos módulos ao
longo do ano.
1
Barra em alumínio onde são instalados os módulos fotovoltaicos.
Nuno Filipe Gomes Soares
35
CAPÍTULO 3
TECNOLOGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
Figura 3.15 - Dois Eixos
Figura 3.16 - Eixo Zenital
Figura 3.17 - Eixo Azimutal
Fonte: (Profafonso, 2012)
Fonte: (Profafonso, 2012)
Em todas as estruturas referidas anteriormente existem três elementos em comum, os perfis,
as uniões laterais (a verde na Fig. 3.19) e as uniões centrais (a vermelho na Fig. 3.19). Este
conjunto de elementos são utilizados para prender os módulos fotovoltaicos à estrutura de
apoio. Os perfis são barras em alumínio onde serão aparafusadas às uniões laterais e centrais a
fim de segurarem o módulo fotovoltaico na posição correcta.
Figura 3.18- Perfil Fotovoltaico
Fonte: (Mprime,2011)
Figura 3.19- União Central e Lateral
Fonte: (Mprime, 2011)
3.4. Cabos
Na instalação eléctrica de um gerador solar fotovoltaico apenas devem ser utilizados cabos
denominados como “cabos solares” para o circuito DC, pois para este tipo de instalações é
fundamental que nas suas características, estejam presentes os seguintes aspectos: resistência
aos raios ultravioletas, a temperaturas extremas, ao ozono e à absorção de água. Por razões
associadas à protecção contra falhas de terra e curto-circuitos, é também recomendável neste
Nuno Filipe Gomes Soares
36
TECNOLOGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
CAPÍTULO 3
tido de instalações a utilização de cabos mono condutores isolados para as linhas positivas e
negativas.
O cabo de ligação de corrente alternada depende do tipo de inversor utilizado, visto que no
caso dos inversores trifásicos, a ligação à rede de baixa tensão é efectuada por um cabo de
cinco polos, caso o inversor seja monofásico é utilizado um cabo de três polos
(GREENPRO, 2004).
3.5. Equipamentos de Protecção, Corte e Medida em AC
Para protecção da instalação AC, normalmente são utilizados disjuntores, comuns às demais
instalações eléctricas, para proteger a instalação contra sobrecargas ou curto-circuitos e
disjuntores diferenciais para analisar a corrente que percorre os condutores do circuito
eléctrico, este dispositivo disparará caso ocorra um defeito de isolamento, ou um contacto
directo ou indirecto à terra.
Os aparelhos de medida devem permitir a contagem bidireccional de toda a energia eléctrica
produzida para ser entregue à rede eléctrica pública, bem como toda a energia que o campo
fotovoltaico poderá consumir.
Figura 3.20 - Contador Microprodução e Modem GSM
3.6. Interruptor DC
Todos os quadros eléctricos da instalação solar fotovoltaica relativos ao lado DC, deverão
estar equipados com um interruptor DC. Este é utilizado como corte de energia eléctrica entre
os módulos solares e o inversor fotovoltaico. O interruptor DC deve ter suficiente poder de
corte para permitir a abertura do circuito DC, em condições de segurança.
Nuno Filipe Gomes Soares
37
TECNOLOGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
CAPÍTULO 3
3.7. Baterias
O armazenamento de energia eléctrica é um tópico importante nos sistemas solares
fotovoltaicos autónomos, visto que a produção de energia e o seu consumo não coincidem no
tempo, quer ao longo do dia quer ao longo do ano, sendo por este motivo necessário
armazená-la.
Nas instalações solares fotovoltaicas, as baterias de ácido de chumbo, são os elementos mais
utilizados para os armazenamentos de curta duração, pois estas baterias têm a melhor relação
custo, eficiência, e podem assegurar reduzidas ou elevadas correntes de carga com uma boa
eficiência (GREENPRO, 2004).
3.8. Regulador de Carga
Nos sistemas autónomos, o regulador de carga é o equipamento mais importante entre o
módulo fotovoltaico e a bateria, uma vez que evita que a bateria seja demasiado descarregada
durante longos períodos sem radiação solar e de grande consumo de energia eléctrica e
evitando que as baterias sejam carregadas em excesso em períodos de grande radiação e
pouco consumo de energia, ou vice-versa, prevenindo assim que se danifiquem as baterias
devido a uma utilização incorrecta.
Nuno Filipe Gomes Soares
38
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS LIGADOS À REDE
CAPíTULO 4 -
CAPÍTULO 4
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS
FOTOVOLTAICOS LIGADOS À REDE
Para dar início ao planeamento de um sistema fotovoltaico é necessário realizar um
levantamento detalhado do local onde a instalação vai ser implementada. Esta visita vai
permitir uma avaliação prévia de todas as condicionantes existentes, dando assim elementos
indicativos mais ou menos favoráveis à instalação do sistema fotovoltaico.
Para começar é necessário verificar se o edifício em questão, ou possível local de instalação, é
ou não apropriado à instalação de um sistema fotovoltaico, em caso negativo, é necessário
identificar locais alternativos à sua instalação. É necessário que esta análise seja realizada de
forma cuidada e aprofundada para evitar erros de planeamento e de cálculo do custo global da
instalação. Durante essa primeira visita ao local é necessário também identificar o espaço
adequado para a localização do inversor, o traçado da rede da cablagem do sistema, assim
como os eventuais trabalhos de modificação da caixa do contador.
Durante a visita ao local deverão ser registados os seguintes aspectos:
 Disponibilidade da área do telhado, fachadas e/ou superfícies disponíveis na
envolvente;
 Orientação e inclinação das estruturas disponíveis à colocação do sistema;
 Formato do telhado, características da estrutura e sub-estrutura, e tipo de cobertura;
 Dados sobre sombreamentos;
 Locais potenciais à instalação do gerador, das caixas de junção, dos quadros de
protecção AC e DC e inversor;
 Caixa do contador de consumo e de produção;
 Comprimento dos cabos, rede de cablagem e método de implantação da canalização
eléctrica;
 Acesso ao telhado ou local de instalação, particularmente se for necessário
equipamento específico para a instalação do gerador (guindaste, andaime, …);
 Tipo de módulo, concepção do sistema, método de instalação;
 Produção energética desejada versus potência fotovoltaica a instalar;
 Enquadramento financeiro, tendo em conta as respectivas condições para a atribuição
de subsídios.
É necessário também informar o cliente dos custos do investimento inicial, de funcionamento
e possibilidade de se poder recorrer a subsídios, uma vez que estes assumem, uma influência
decisiva sobre a decisão final do sistema a instalar.
Nuno Filipe Gomes Soares
39
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS LIGADOS À REDE
CAPÍTULO 4
Por fim, deverá ser solicitado ao cliente toda a documentação necessária para o apoio ao
planeamento do projecto, sendo também alguns destes documentos necessários
posteriormente para registo da unidade de produção no Sistema de Registo de Microprodução
junto da empresa operadora da rede de distribuição. Entre estes documentos podem-se
destacar:




O plano de localização do edifício;
Projectos do edifício;
Fotografias do edifício;
Dados pessoais do cliente.
4.1. Levantamento das características do Local da Instalação
Para a realização de um levantamento correcto da envolvente do possível local da instalação
fotovoltaica é necessário conhecer o comportamento do Sol ao longo de todo a ano para esse
local, sendo para isso necessário identificar correctamente os pontos cardeais nesse local. Este
procedimento é essencial para uma correcta escolha da melhor localização para a instalação,
visto que será necessário realizar um estudo cuidadoso sobre possíveis sombreamentos
existentes.
Figura 4.1 - Comportamento de Sol e dos Sombreamentos ao Longo do Ano
Fonte: (ISQ, 2012)
Ao observar-se a envolvente deve-se dar especial atenção a todos os elementos que possam
em alguma parte do ano causar sombreamentos, mesmo que por um curto espaço de tempo,
visto que estes podem por em causa o rendimento do sistema. Devido a este facto dever-se-á
ter em atenção a localização de árvores, prédios, casas, cabos eléctricos, postes, chaminés, e
restantes obstáculos que possam interferir com o sistema a instalar.
Nuno Filipe Gomes Soares
40
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS LIGADOS À REDE
CAPÍTULO 4
Para se realizar um levantamento correcto das características da envolvente é aconselhado que
se elabore sempre uma análise de sombreamentos o mais pormenorizada possível.
Em primeiro lugar é necessário calcular o ângulo de azimute e de elevação para cada
obstáculo existente na envolvente, a fim de se construir um mapa de trajectória solar. Para
isso é necessário calcular a distância e as dimensões da projecção da sombra pelos objectos.
Figura 4.2- Determinando o ângulo de elevação e o ângulo de azimute de um objecto
Fonte: (GREENPRO, 2004)
O ângulo de elevação γ é calculado a partir da diferença entre a altura h2 do objecto que
projecta a sombra e a altura h1do sistema fotovoltaico, e da distância entre os dois.
⇒
(
)
(4.1)
O ângulo de elevação deverá ser obtido para todos os obstáculos envolvente do sistema solar
fotovoltaico, sendo necessário conhecer a altura e a distância de todos os objectos a partir do
local de observação (recomenda-se que seja o centro da instalação fotovoltaica). O azimute
dos obstáculos pode ser calculado directamente a partir do plano do local ou do mapa de
trajectória solar.
O mapa de trajectória solar ou projecção estereográfica cilíndrica é uma projecção
estereográfica utilizada para a determinação das coordenadas solares ao longo do ano e do dia
para uma determinada latitude geográfica.
O técnico responsável pelo levantamento, na perspectiva do sistema, para facilitar a medição
dos valores anteriormente referidos, pode agora olhar para os objectos através deste diagrama
impresso num acetato, ler directamente e anotar os ângulos de elevação e de azimute.
Figura 4.3 - Determinando o ângulo de elevação e o
ângulo de azimute de um objecto.
Fonte: (GREENPRO, 2004)
Nuno Filipe Gomes Soares
41
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS LIGADOS À REDE
CAPÍTULO 4
Figura 4.4- Projecção estereográfica cilíndrica para uma latitude de 40º
Fonte: (ISQ, 2012)
O resultado da análise do sombreamento nas projecções estereográficas permitem determinar
as zonas de sombreamento ao longo do ano.
Figura 4.5 - Grelha de Ângulos e Mapa de uma Trajectória Solar para a Alemanha
Fonte: (GREENPRO, 2004)
Como se pode observar no exemplo da Fig. 4.5, o equipamento estaria aproximadamente
sombreado em 50% no dia 21 de Dezembro. A partir do dia 21 de Fevereiro, não se iriam
verificas mais sombras. Não haverá sombreamentos no período entre os meses de Março a
Outubro.
Nuno Filipe Gomes Soares
42
CAPÍTULO 4
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS LIGADOS À REDE
4.1.1. Sombreamento em Campos Fotovoltaicos Inclinados
Em muitas ocasiões o local disponível para a instalação de um gerador fotovoltaico
corresponde a um terreno sem inclinação, ou onde a inclinação não é a desejada. Por um lado,
poder-se-ia montar os módulos sem inclinação ou com pouca inclinação, mas assim a
radiação solar não iria ser perpendicular aos módulos, levando a uma menor eficiência do
sistema. Por este facto, é necessário optar por uma estrutura de suporte que possibilite o ajuste
a uma inclinação óptima, mas com isto, por vezes, pode-se criar um novo problema, o
sombreamento de umas filas para as outras. Geralmente é utilizado um ângulo de azimute de
0º, isto é, para Sul, relativamente ao ângulo de inclinação (zenital), este corresponde à latitude
do lugar de instalação ‒5º durante todo o ano, ou por outro lado, o ajuste para a latitude ‒15º
no verão ou a latitude +15º no inverno (ISQ, 2012). Assim, é necessário na instalação de um
painel fotovoltaico estimar a distância entre as estruturas de cada fila de módulos.
Legenda:
b – Altura do módulo
d – Distância entre estruturas
h – Altura da estrutura
β – Inclinação dos módulos
Figura 4.6 - Distância entre filas para evitar sombras.
Fonte: (GREENPRO, 2004)
Em Portugal, a distância d mínima entre estruturas deve ser aproximadamente de 2,5 vezes a
altura h, como se pode ver demostrado em seguida, dado o ângulo solar pelas 12 h do dia
21 de Dezembro, como se pode observar na projecção estereográfica cilíndrica da Fig. 4.4, ser
aproximadamente de 25° (Vilaça, 2009).
Como
⇒
⇔
Figura 4.7- Determinação da distância entre
filas para evitar sombras
Nuno Filipe Gomes Soares
43
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS LIGADOS À REDE
CAPÍTULO 4
Visto que se deve assegurar alguma margem de segurança, pode-se arredondar o valor da
distância d para
, sabendo que
.
4.2. Selecção do módulo fotovoltaico
Como foi referido anteriormente, no decorrer da visita ao local deverá ser escolhido o ponto
de instalação do sistema bem como a área de ocupação e orientação do mesmo. A partir da
área disponível para a instalação do sistema e da potência desejada, será escolhido, com o
cliente, o tipo de módulo a ser instalado em função das seguintes características:
 Tipo de tecnologia: monocristalino, policristalino ou amorfo;
 Tipo de módulo: módulo standard com ou sem armação, módulo semitransparente,
telha fotovoltaica, entre outras características.
As especificações técnicas do módulo escolhido determinam os passos seguintes do
dimensionamento do sistema. Sendo que, o número de módulos a ser instalado na área
disponível, poderá ser determinado de forma aproximada a partir da potência total do sistema
fotovoltaico, com base na regra: 1 kWp = aproximadamente 10 m2 de área fotovoltaica
(GREENPRO, 2004).
4.3. Dimensionamento do inversor
As informações fornecidas pelos fabricantes dos inversores e dos módulos fotovoltaicos são
bastante importantes para realizar um correcto dimensionamento, uma correcta análise dessa
documentação pode evitar problemas futuros e o prolongar da vida de todos os equipamentos
de uma instalação. Para ser possível determinar o número de inversores é necessário saber
previamente a potência estimada do sistema e as várias gamas de potências fornecida pelos
fabricantes de inversores fotovoltaicos. Sendo que a potência total está, como se verificou
anteriormente, directamente relacionada com a área da instalação.
Intervalo de potência: 0.7 x PPV < PINV DC < 1.2 x PPV (GREENPRO, 2004).
4.3.1. Escolha da tensão de entrada do inversor
O somatório das tensões individuais dos módulos ligados em série em cada string,
corresponde à amplitude da tensão de entrada no inversor, sendo dependentes das
Nuno Filipe Gomes Soares
44
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS LIGADOS À REDE
CAPÍTULO 4
temperaturas a que estão sujeitos os módulos em determinado instante. Desta forma, as
tensões de entrada são determinantes no dimensionamento do sistema, visto que as condições
extremas de funcionamento de Verão e Inverno vão condicionar a comportamento do mesmo.
 Número máximo de módulos por string:
O limite superior da tensão está relacionado com a temperatura do módulo na estação fria,
estando estipulada como temperatura padrão ‒10 ºC. Para baixas temperaturas, a tensão de
funcionamento do módulo aumenta até ao limite máximo da tensão em circuito aberto. Se por
algum motivo for desligado o inversor num dia soalheiro de inverno a tensão em circuito
aberto será demasiado elevada para se poder voltar a ligar o sistema sem o danificar. Para que
isso não aconteça esta tensão deve ser menor do que a tensão DC máxima admissível do
inversor. Para isso é necessário limitar o número máximo de módulos lidados em série a fim
de que o quociente entre a tensão de circuito aberto do módulo à temperatura de ‒10 ºC e o
número máximo de módulos em série seja inferior à tensão DC máxima admissível pelo
inversor (GREENPRO, 2004).
(4.2)
Nas fichas técnicas fornecidas pelos fornecedores nem sempre vem especificada a tensão em
circuito aberto dos módulos à temperatura de ‒10 oC, estando no seu lugar especificado a
variação da tensão ∆U, em percentagem ou em mV, em função da temperatura, expressa em
graus centígrados. Este coeficiente de temperatura é sempre acompanhado de um sinal
negativo.
As expressões (4.3) e (4.4), permitem calcular a tensão de circuito aberto para uma
temperatura de ‒10 ºC, a partir da tensão do circuito aberto nas condições de referência
UOC(CTS) (GREENPRO, 2004):

∆U em % por cada oC:
(

)
(4.3)
∆U em mV por cada oC:
(4.4)
Nuno Filipe Gomes Soares
45
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS LIGADOS À REDE
CAPÍTULO 4
 Número mínimo de módulos por string:
Para determinar o número mínimo de módulos a colocar em série por string tem-se de
considerar as temperaturas de instalação dos módulos a uma temperatura de 70 ºC, pois esta é
a temperatura padrão máxima atingida pelos módulos em Portugal durante o Verão. Durante o
Verão são atingidos os níveis máximos de radiação do ano, mas um sistema fotovoltaico terá
uma tensão aos seus terminais inferior àquela que se verifica para as condições de referência
CTS (tensão nominal que consta da ficha técnica do módulo), isto deve-se às elevadas
temperaturas a que estão sujeitos os módulos. Em situações extremas, a tensão operacional do
gerador pode cair abaixo da tensão MPP mínima admissível pelo inversor, levando a que a
eficiência global do sistema seja comprometida, podendo em alguns casos levar ao corte do
inversor. Para que isso não aconteça, o número mínimo de módulos em série em cada string
deve ser dimensionado para que o quociente entre a tensão MPP do módulo à temperatura de
70oC e o número mínimo de módulos em série em cada string seja igual à tensão mínima
MPP de entrada do inversor. A expressão (4.5) permite calcular o número mínimo de módulos
que é possível ligar em série numa fileira (GREENPRO, 2004):
(4.5)
Se a tensão do módulo no MPP a 70 ºC não for especificada na folha de dados do fabricante,
esta poderá ser calculada a partir da tensão MPP nas condições de referência UMPP(STC),
através do coeficiente ∆U, em percentagem ou em mV, por cada ºC, como se segue
(GREENPRO, 2004):

∆U em % por cada oC:
(

)
(4.6)
∆U em mV por cada oC:
(4.6)
4.3.2. Determinação do número de string’s:
O número de string’s encontra-se relacionado com o limite da corrente à entrada do inversor,
tendo para isso de verificar se em algum momento a corrente do gerador fotovoltaico
ultrapassa o limite máximo da corrente de entrada do inversor. Para isso o número máximo de
Nuno Filipe Gomes Soares
46
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS LIGADOS À REDE
CAPÍTULO 4
string’s deverá ser igual ao quociente entre os valores máximos da corrente do inversor e da
string de módulos (GREENPRO, 2004):
(4.7)
4.4. Dimensionamento dos Cabos
Ao concluir o dimensionamento do inversor é possível produzir um esquema geral da
instalação, onde deverá ser determinado o comprimento aproximado de cada cabo, estes
valores são fundamentais para o dimensionamento de toda a cablagem do sistema.
Figura 4.8 - Exemplo de esquema eléctrico de um sistema PV
Fonte: (GREENPRO, 2004)
Aquando do dimensionamento dos cabos deve-se ter em conta três critérios essenciais: o
cumprimento dos limites fixados pela tensão nominal e pela intensidade de corrente máxima
admissível do cabo e a minimização das perdas na linha.
Relativamente ao cumprimento dos limites fixados pela tensão nominal, a tensão dos sistemas
fotovoltaicos, normalmente não ultrapassa a tensão nominal dos cabos standard (tensões
nominais situadas entre 300 e 1.000 V). Em sistemas fotovoltaicos de grande dimensão, com
string’s de módulos longas, a tensão nominal no cabo deverá ser comparada com a tensão de
circuito aberto do gerador para uma temperatura do módulo a ‒10 ºC (GREENPRO, 2004).
Quanto ao cumprimento dos limites fixados pela intensidade de corrente máxima admissível
pelo cabo, os cabos de ligação serão dimensionados para uma intensidade não inferior a 125%
da intensidade do sistema produtor de energia (GREENPRO, 2004).
No que diz respeito às perdas na linha, as quedas de tensão máximas permitidas para os
diferentes troços têm de ser inferiores a 1%.
Nuno Filipe Gomes Soares
47
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS LIGADOS À REDE
CAPÍTULO 4
4.4.1. Dimensionamento dos cabos de string e DC
Para dimensionar a secção dos cabos relativos à corrente contínua, tem de se garantir que a
queda de tensão máxima seja inferior a 1% da tensão nominal, logo a partir das características
do sistema pode-se calcular a secção transversal dos cabos AS e ADC, bem como as suas
respectivas perdas PS e PDC (GREENPRO, 2004):
(4.8)
Em que:
AS
(4.9)
‒ Secção transversal do cabo string
ADC ‒ Secção transversal do cabo DC
PS
‒ Perdas na linha em condições de referência CTS no cabo de string
PDC ‒ Perdas na linha em condições de referência CTS
LS
‒ Comprimento do cabo do string
LDC ‒ Comprimento do cabo do DC
K
‒ Condutividade eléctrica (cobre KCU = 56
; alumínio KAL = 34
)
UMPP ‒ Tensão da string
IS
‒ Corrente da string
IDC
‒ Corrente DC
N
‒ Número de string do gerador fotovoltaico
O resultado obtido em ADC deve ser aproximado para o maior valor das secções nominais dos
cabos standard (4mm2, 6mm2,10mm2, 16mm2, …).
4.4.2. Dimensionamento dos Cabos AC
Relativamente ao cálculo da secção e perdas rdos cabos AC assume-se uma queda de tensão
máxima admissível de 1% relativamente à tensão nominal da rede, logo a partir das
características do sistema é possível calcular a secção transversal e as perdas relativas ao
cabo AC (GREENPRO, 2004).
Nuno Filipe Gomes Soares
48
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS LIGADOS À REDE
CAPÍTULO 4
Instalações monofásicas:
(4.10)
Instalações trifásicas:
√
√
(4.11)
Em que:
AAC ‒ Secção transversal do cabo do ramal AC
PAC ‒ Perdas na linha do ramal AC
LAC ‒ Comprimento do cabo do ramal AC
K
‒ Condutividade eléctrica (cobre KCU = 56
; alumínio KAL = 34
)
Un ‒ Tensão nominal da rede
InAC ‒ Corrente nominal AC do inversor
cos φ ‒ Factor de Potência
O resultado obtido em AAC deve ser aproximado para o maior valor das secções nominais dos
cabos standard (4mm2, 6mm2,10mm2, 16mm2, …).
4.5. Protecções de sistemas fotovoltaicos
As protecções colocadas nas instalações eléctricas relativas a sistemas fotovoltaicos terão de
assegurar a protecção das instalações e a protecção de pessoas, devendo para isso, integrar
dispositivos de corte e protecção na instalação fotovoltaica.
4.5.1. Protecção contra os contactos directos
Todos os equipamentos da instalação fotovoltaica correspondentes do lado DC devem ser
sempre considerados em tensão, mesmo quando desligados do lado AC, pois durante o dia
têm sempre uma diferença de potencial aos terminais de cada módulo solar. Por este facto,
todos os materiais utilizados deverão garantir as características adequadas de isolamento,
devendo as caixas ou armários que contêm partes activas do circuito estar fechadas, apenas
permitindo a abertura através de ferramenta ou de chave. Tendo estas de apresentar no
Nuno Filipe Gomes Soares
49
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS LIGADOS À REDE
CAPÍTULO 4
mínimo um grau de protecção de IP 2X, ou IP 44, no caso de se situar no exterior
(Certiel, 2008).
Protecção Contra Corpos Sólidos
0
1
2
3
4
5
6
Sem Protecção
Protecção contra corpos
estranhos de grande
dimensão, diâmetro ≥50mm
Protecção contra corpos
estranhos de tamanho médio,
diâmetro ≥ 12 mm
Protecção contra corpos
estranhos de pequena
dimensão, diâmetro ≥2,5mm
Protecção contra corpos
estranhos granulados,
diâmetro ≥ 1mm
Protecção contra acumulação
de Pó
Protecção contra penetração
de Pó
Protecção Contra Líquidos
0
Sem Protecção
1
Protecção contra queda
vertical de gotas de água
2
3
Protecção contra gotas de
água caindo obliquamente
até 15 graus
Protecção contra água
pulverizada até 60 graus com
a vertical
4
Protecção contra salpicos de
água em todas as direcções
5
Protecção contra jactos de
água
6
Protecção contra inundação
7
8
Protecção para Imersão
Protecção para Submersão
Tabela 2- Referenciais de Índices de Protecção IP
Fonte: Norma EN60529
4.5.2. Protecção contra contactos indirectos
Em relação ao circuito de corrente contínua, a protecção contra choques eléctricos é garantida
pela utilização de materiais de classe II de isolamento ou equivalente (duplo isolamento ou
isolamento reforçado) até aos ligadores do inversor, sendo que os cabos deverão garantir uma
tensão mínima V = Voc x 1,15 x número de módulos, pelo que tanto os cabos de string e o
cabo principal deverão garantir um nível de isolamento mínimo de 1 kV (Certiel, 2008).
Para o lado AC, a protecção deverá ser garantida por equipamento sensível à corrente
diferencial-residual, isto é, um aparelho diferencial, de média sensibilidade, por exemplo,
300 mA ou inferior. Caso se verificar a utilização de equipamentos auxiliares, tais como
seguidores solares, estes deverão ser dotados de circuito específico que garanta também
protecção de pessoas e a continuidade de serviço da instalação (Certiel, 2008).
Nuno Filipe Gomes Soares
50
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS LIGADOS À REDE
Resistência de Terra (Ω)
CAPÍTULO 4
IΔn (mA)
500
R ≤ 100
300
100 < R ≤ 166.6
100
166,6 < R ≤500
30
500 < R ≤ 1666,6
10
1666,6 < R ≤ 4166,6
Tabela 3 - Valores Limites da Resistência de Terra para Diversas Correntes Diferencias
Fonte: (Certiel, 2007)
Figura 4.9 - Esquema Simplificado do Quadro AC
Fonte: (Certiel, 2008)
4.5.3. Protecção contra sobreintensidades
Para o circuito DC, os cabos são dimensionados para que possam dispensar aparelhos de
protecção contra sobreintensidades, pelo que a sua corrente máxima admissível (Iz) deve ser
igual ou superior a 1,25 x IccCTS, mas por uma questão de segurança pode-se também instalar
fusíveis para protecção no lado DC seguindo a mesma regra de dimensionamento
(Certiel, 2008).
Quanto ao circuito AC, o valor de In (corrente estipulada) do aparelho de protecção é definido
pelas condições de ligação à rede. As condições de estabelecimento são as previstas no
RTIEBT (Certiel, 2008).
Relativamente à protecção contra os curto-circuitos, o poder de corte dos aparelhos de
protecção é determinado a partir das correntes de curto-circuito máximas previsíveis. Regra
geral, um poder de corte de 3 kA será suficiente para o dispositivo de protecção, devendo no
entanto ser consultado o distribuidor público (EDP Distribuição) de energia eléctrica
(Certiel, 2008).
Nuno Filipe Gomes Soares
51
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS LIGADOS À REDE
CAPÍTULO 4
4.5.4. Protecção contra descargas atmosféricas
A probabilidade de uma instalação vir a ser atingida por um “raio” é muito baixa, visto que
um sistema fotovoltaico instalado num edifício não aumenta o risco do edifício poder a vir ser
atingido por uma descarga atmosférica directa. Devido a este facto, a instalação de um
sistema fotovoltaico não implica a instalação de qualquer sistema adicional contra descargas
atmosféricas directas, mas em certos casos, quando a instalação se encontra demasiado
exposta poderão ser tomadas medidas adicionais que poderão levar à instalação de um sistema
próprio de protecção contra descargas atmosféricas. As medidas a ser tomadas têm de estar de
acordo com o prescrito no “Guia Técnico de Pára-raios” editado pela Direcção Geral de
Energia (GREENPRO, 2004).
Relativamente a descargas atmosféricas indirectas, a probabilidade da instalação ser atingida é
maior do que no caso relativo a descargas atmosféricas directas, logo tem de se tomar
medidas adicionais de protecção. Por este facto, ter-se-á de instalar descarregadores de
sobretensão, tanto de lado DC como do lado AC. Estes descarregadores de sobretensão terão
de ser de classe II com correntes nominais de descarga superior a 1 kA por cada unidade de
potência instalada (kWp). Para pequenos sistemas fotovoltaicos, com váristores integrados na
entrada dos inversores, é possível dispensar o descarregador de sobretensão da caixa de
junção geral do gerador. Outra medida importante contra descargas atmosféricas é a ligação
das armaduras dos módulos, bem como as subestruturas metálicas ao condutor de protecção,
esta medida aplica-se a áreas fotovoltaicas iguais ou superiores a 10 m2 (GREENPRO, 2004).
Figura 4.10 - Exemplo de protecção contra sobretensões, para uma instalação PV
Fonte: (GREENPRO, 2004)
Nuno Filipe Gomes Soares
52
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS LIGADOS À REDE
CAPÍTULO 4
4.6. Cálculo Energético do Sistema
Para se poder estimar a energia produzida é necessário calcular a potência obtida através dos
modelos matemáticos descritos na Secção 3.1 do presente relatório. Para se poder calcular a
potência obtida através dos módulos fotovoltaicos é necessário conhecer a radiação solar
incidente, bem como a temperatura da célula para o local em causa.
Radiação Solar
W/m2
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Jan Fev Mar Abr Mai Jun
Jul
Ago Set Out Nov Dez
Inclinação optima 146 178 220 236 248 267 285 280 255 201 155 135
Seguidor 2 eixos
184 223 280 317 346 401 429 398 338 255 196 172
Figura 4.11 - Radiação solar incidente para Coimbra
Fonte: (PVGIS, 2012)
Para calcular uma estimativa da energia produzida, é necessário saber a temperatura da célula
em cada instante. Por sua vez, para o cálculo da temperatura da célula durante o ano é
necessário saber a temperatura ambiente para o local em questão, sendo calculada do seguinte
modo (Castro, 2011):
(4.12)
Em que:
Tc
Ta
G
NOCT
‒
‒
‒
‒
Temperatura da célula (ºC)
Temperatura ambiente (ºC)
Radiação solar incidente (W/m2)
temperatura normal de funcionamento da célula, este valor é dada pelo
fabricante, sendo o valor típico igual a 450C.
Nuno Filipe Gomes Soares
53
CAPÍTULO 4
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS LIGADOS À REDE
Temperatura
40
0C
30
20
10
0
Jan Fev Mar Abr Mai Jun
Jul Ago Set Out Nov Dez
Ambiente 10
11
13
14
17
21
22
23
20
17
13
10
Célula
16
22
23
27
32
34
35
30
25
18
15
15
Figura 4.12 - Temperatura ambiente e da célula para Coimbra
Fonte: (PVGIS, 2012)
Para calcular uma estimativa da energia produzida, esta pode ser calculada a partir de
(Castro, 2011):
∑
Em que:
ηinv
n
Δt
PDC (G, T)
‒
‒
‒
‒
(4.13)
Rendimento do inversor
Número de períodos de tempo considerado
Intervalo de tempo considerado
Potência máxima do módulo em função da radiação solar incidente e da
temperatura da célula no intervalo de tempo considerado
Quando se calcula a energia anual produzida por um módulo fotovoltaico, devem-se usar
valores médios mensais; assim, n = 12, Δt i = número de horas do mês i, PDC (G,T)i = valor
médio da potência DC no mês i.
4.7. Programa de Dimensionamento e Apoio ao Projecto
Durante o decorrer do estágio relativo ao presente relatório, foi desenvolvida uma aplicação
informática. Esta irá facilitar o dimensionamento de sistemas fotovoltaicos ligados à rede,
aquando da execução/estudo do projecto de uma unidade de mini ou microprodução.
Nuno Filipe Gomes Soares
54
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS LIGADOS À REDE
CAPÍTULO 4
4.7.1. Plataforma Desenvolvida
Esta aplicação foi desenvolvida em ambiente web, como será mostrado mais adiante, faz um
dimensionamento mais pormenorizado em relação à maioria das aplicações disponíveis pelos
fabricantes de inversores, visto que para além das soluções das demais aplicações, o software
desenvolvido calcula também a protecção contra sobreintensidades e sobretensões, bem como
possibilita o dimensionamento da estrutura de apoio da instalação.
De uma forma sequencial é possível ao utilizador escolher o módulo fotovoltaico, o inversor
ou inversores (caso a potência a instalar e o número de módulos assim o exija), o número de
módulos por string e o número de string’s, o comprimento dos condutores, o tipo de
instalação (trifásica ou monofásica), o ângulo de inclinação total do painel, o tipo de estrutura
de apoio, bem como a orientação dos módulos (horizontal ou vertical).
Durante a introdução dos valores anteriormente descritos, a plataforma vai ajudando no
dimensionamento, apresentando só os equipamentos tecnicamente possíveis, mostrando
intervalos de valores tecnicamente admissíveis, assim como várias mensagens de erro, caso se
cometa algum erro de dimensionamento.
No fim da introdução de todos os valores nos vários formulários será apresentado um relatório
final de todo o dimensionamento, onde são apresentados para além dos valores introduzidos
anteriormente, todos os valores calculados pela aplicação (número de módulos necessários,
número de inversores necessários, número máximo e mínimo de módulos por string, número
máximo de string’s, tensão em circuito aberto a uma temperatura de ‒10°C para cada
inversor, tensão do modulo no MPP a 70°C para cada inversor, queda de tensão e secção
mínima de cada condutor, perdas nos condutores, protecções AC e DC e distância mínima
entre filas de painéis).
Foi também implementada na aplicação a possibilidade da contabilização aproximada da lista
de material necessária para concretizar o projecto, bem como a possibilidade de análise
económica do projecto em causa para os 18 distritos de Portugal Continental, possibilitando
uma estimativa da energia produzida, a remuneração mensal e anual do projecto, e
consequentemente o retorno de investimento.
Para além do descrito anteriormente, foi também implementada a possibilidade de emissão de
um pré-orçamento rápido, possibilitando desta forma a obtenção de um valor aproximado do
custo da instalação de um sistema fotovoltaico.
Por fim, esta aplicação tem também a possibilidade de associar a cada dimensionamento ou
pré-orçamento a um cliente, possibilitando posteriormente a consulta de cada projecto
relacionado com cada cliente.
Nuno Filipe Gomes Soares
55
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS LIGADOS À REDE
CAPÍTULO 4
4.7.2. Fluxograma da Aplicação
A partir das especificidades do dimensionamento de sistemas fotovoltaicos ligados à rede
pública foram desenvolvidos os seguintes fluxogramas:
 Dimensionamento de sistemas fotovoltaicos ligados à rede
Área
Potência Calculada
Potência Desejada
Calculo das tensões para
temperaturas extremas.
Reconf. Potência
Estimativa do nº módulos
necessários.
Reconf. Módulo
Selecção do Modulo
Verificação da compatibilidade
entre painel e inversor.
Selecção do(s) Inversor(es)
Reconf. Inversor
Selecção de:
Nº de Módulos por String;
Nº de String’s
Comprimento dos Cabos
Tipo de Cabos;
Tipo de Instalação;
Compatível
Calculo de:
Nº Módulos Máximo;
Potência Nominal;
Potência Instalada;
Não
Validadas as configurações
escolhidas.
Sim
(Continua…)
Nuno Filipe Gomes Soares
56
CAPÍTULO 4
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS LIGADOS À REDE
(…Continuação)
Sim
Selecção da secção de cada tipo
de cabo.
Cálculo das Perdas, Quedas de
Tensão nos Cabos e Protecções.
∆V>1%
∆V≤1%
Tipo de Estrutura de Apoio do
Sistema
Seguidor
Introdução da Altura
do Poste
Inclinada
Cálculo da Área Total
Cálculo da Área do
Painel
Plana
Introdução do Ângulo
de Inclinação Total do
Painel.
Introdução do Ângulo
de Inclinação da Sup.
de apoio.
Cálculo da Área Total
Introdução da Posição
do Painel.
Cálculo de Distância
entre Painéis.
Cálculo da Área Total.
Apresentação da configuração
do sistema.
Figura 4.13 - Fluxograma para um sistema ligado à rede.
Nuno Filipe Gomes Soares
57
CAPÍTULO 4
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS LIGADOS À REDE
 Cálculo da rentabilidade do sistema
Potência Instalada
Módulo Fotovoltaico
Tipo de estrutura
Investimento Inicial
Localização do Sistema
Cálculo da potência obtida
pelos módulos
Tarifa fotovoltaica aplicada
Estimativa de energia
produzida
Estimativa da remuneração do
sistema
Estimativa de retorno de
investimento
Figura 4.14 - Fluxograma para o cálculo de rentabilidade do sistema.
 Cálculo relativo à lista de material
Início do Processo
Termina o Processo
Selecciona o tipo de
equipamento
Sim
Existe mais algum tipo de
Equipamento
Guarda o nome do primeiro
equipamento e inicia
quantidade a 1
Selecciona outro equipamento
o mesmo tipo
Se =
Soma 1 à quantidade
Se ≠
Não
Não
Sim
Existe mais equipamento do
mesmo tipo?
Guarda o nome do
equipamento e inicia
quantidade a 1
Figura 4.15- Fluxograma para o cálculo da lista de material.
Nuno Filipe Gomes Soares
58
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS LIGADOS À REDE
CAPÍTULO 4
4.7.3. Implementação da metodologia de dimensionamento
Para a implementação dos algoritmos descritos anteriormente foram utilizadas ferramentas
computacionais livres, isto é, ferramentas que não têm qualquer custo nem licenciamento para
o utilizador.
Esta aplicação foi então concebida nas linguagens de programação PHP, HTML e SQL,
possibilitando o seu acesso remoto a partir de um PC, Tablet ou Telemóvel, tornando-a uma
mais-valia para a empresa, visto que grande maioria das aplicações existentes correm
unicamente em ambiente Windows.
Figura 4.16- Estrutura da aplicação computacional.
O PHP (HyperText Preprocessor) é uma linguagem usada originalmente apenas para o
desenvolvimento de aplicações presentes e actuantes no lado do servidor de web pages,
capazes de gerar conteúdos dinâmicos. Encontra-se entre as primeiras linguagens que
funcionam em conjunto com documentos HTML. O código é interpretado no lado do servidor
pelo módulo PHP, gerando também a página web a ser visualizada no lado do cliente. O PHP
evoluiu, passando a oferecer funcionalidades que possibilitaram a utilização do PHP, não
relacionados com web sites, possibilitado assim a sua instalação na maioria dos sistemas
operativos. Esta é uma linguagem muito parecida, em tipos de dados, sintaxe e mesmo
funções, com a linguagem C e com a C++, sendo assim de fácil compreensão.
O MySQL é um sistema de gestão de base de dados (SGBD), que utiliza a linguagem SQL
(Linguagem de Consulta Estruturada, do inglês Structured Query Language) como interface,
sendo esta, actualmente, uma das mais populares bases de dados.
Nuno Filipe Gomes Soares
59
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS LIGADOS À REDE
CAPÍTULO 4
O servidor Apache é o servidor livre de páginas HTTP mais bem-sucedido. O servidor
Apache é capaz de executar código em PHP, ASP e pode actuar como servidor FTP, HTTP,
entre outros. A sua utilização mais conhecida é a que combina o Apache com a linguagem
PHP e uma base de dados MySQL.
4.7.4. Acesso à Aplicação
Para se aceder à aplicação existem dois métodos diferentes. O primeiro e mais aconselhado é
aceder ao endereço web http://www.sgfotovoltaico.pt.vu/ ou então instalar a aplicação no
seu PC. Esta está presente no CD anexo ao presente relatório, para isso consulte o Anexo I,
para saber como instalar e aceder aos dados de login. Com a instalação directa no PC, referida
anteriormente é perdida toda a possibilidade de acesso a base de dados a partir da internet.
Figura 4.17 - Aspecto da página inicial da aplicação
Devido à elevada complexidade e quantidade de formulários constituintes da aplicação de
dimensionamento de sistemas fotovoltaicos ligados à rede, foi elaborado um manual de
utilizador. Este manual pode ser consultado no Anexo I do presente documento.
Nuno Filipe Gomes Soares
60
PROJECTO DE SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
CAPÍTULO 5
CAPíTULO 5 - PROJECTO DE SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
LIGADO À REDE ELÉCTRICA COM SEGUIDOR SOLAR
Nos capítulos anteriores foram descritos os vários componentes de um sistema fotovoltaico,
os vários equipamentos a dimensionar bem como as suas principais características. Neste
capítulo será levado à pratica todas essas demonstrações e apresentações, bem como testado o
software devenvolvido durante o decorrer do estágio e já abordado no quarto capítulo.
Este capítulo apresenta um projecto de um sistema solar fotovoltaico com ligação à rede
eléctrica com seguidor solar, onde se expõe a configuração geral de uma instalação solar
fotovoltaica, as selecções e especificações dos equipamentos, bem como os respectivos
dimensionamentos.
5.1 Procedimentos Iniciais
Durante a visita ao local da instalação do sistema fotovoltaico o técnico responsável deve
especificar ao máximo o sistema a ser implementado, a sua orientação, inclinação, área
disponível, tipo de montagem, sombreamento, comprimento de cabos, localização do
inversor, dos contadores de consumo e produção e da portinhola, bem como a potência de
consumo contratada ao distribuidor de energia. Com estas especificações, será determinada a
potência a instalar e a potência contratada, de acordo com a área disponível bem como o
número de módulos que podem ser instalados.
A instalação em causa situa-se em Mogofores, distrito de Aveiro, esta é constituída por um
seguidor solar instalado nas traseiras da habitação. Durante o levantamento das características
da envolvente não foi observado qualquer tipo de sombreamento que pudesse por em causa a
exposição solar do equipamento durante todo o ano. Relativamente, às características da
instalação, o contador de produção e a portinhola serão instalados no muro relativo a frente de
estrada, situados a 60 m do equipamento fotovoltaico.
Nuno Filipe Gomes Soares
61
PROJECTO DE SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
CAPÍTULO 5
Figura 5.1 - Local de Implementação do Sistema Fonte: (Mapas, 2012)
5.2 Configuração da Instalação
Para esta instalação foi verificado que o cliente possuía uma potência de consumo contratada
de 6,9 kVA, logo a partir do Artigo 4º do Decreto-Lei n.º 118-A/2010 de 25 de Outubro, a
potência contratada da unidade de microprodução não poderá exceder os 3,45 kVA.
Nesta caso, está-se perante um projecto com uma potência instalada de 4,14 kWp em
condições standard e 3,45kVA de potência nominal no inversor. Esta instalação fotovoltaica
será composta por 18 módulos fotovoltaicos de 230 Wp cada um, a ser instalados num
seguidor solar.
Os valores anteriormente apresentados serão todos justificados nos itens apresentados a
seguir.
5.3 Selecção e Especificação dos Módulos e do Inversor
Fotovoltaico.
5.3.1 Módulos Fotovoltaicos
Os módulos fotovoltaicos seleccionados para a instalação, possuem todos, uma potência de
230 Wp, tendo como modelo “Open 230-PC60” da “Open Renewables”, e possuem as
seguintes características.
Nuno Filipe Gomes Soares
62
PROJECTO DE SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
Fabricante
Modelo
Potência
Tecnologia
VMPP
IMPP
VOC
ICC
Coef. Temp.
Dimensões
Eficiência
CAPÍTULO 5
Open Renewables
Open 230-PC60
230Wp
Policristalino
29.44V
7.81A
37.09V
8.3A
-0.319 %/°C
1.651x0.988 (m2)
14.6%
Tabela 4 - Características do Módulo
Figura 5.2 - “Open 230-PC60”
Fonte: (Open Renewables, 2012)
Fonte: (Open Renewables, 2012)
Na Fig. 5.2, pode-se observar a organização do módulo solar fotovoltaico seleccionado, onde
é possível visualizar as suas 60 células solares policristalinas assim como a sua distribuição.
5.3.2 Inversor
Relativamente ao inversor, foi seleccionado um inversor de 3,45 kVA da marca KACO, com
o modelo “Powador 4200”, com seguimento do ponto de máxima potência, protecção contra
sobretensões e corte geral DC. Como se irá verificar no seguimento deste capítulo, este
inversor é compatível com os módulos anteriormente seleccionados.
Fabricante
Modelo
Max. Potência DC
Tensão min. VMPP
Tensão max. VMPP
Tensão max. VOC
Corrente max. DC
Potência max. Saída AC
Eficiência
Cos φ
KACO
Powador 4200
4200W
350V
600V
800V
11,5A
3450VA
96%
0.8
Tabela 5- Características do Inversor
Fonte: (KACO, 2012)
a) Local da Instalação do Inversor.
As distâncias entre os módulos fotovoltaicos e o inversor devem ser as mais curtas possível,
com o objectivo de reduzir perdas de energia que ocorrem através dos cabos DC, assim como
para reduzir custos de instalação. Por outro lado, também é necessário que o inversor esteja
Nuno Filipe Gomes Soares
63
CAPÍTULO 5
PROJECTO DE SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
protegido contra condições climatéricas desfavoráveis, como a temperatura, chuva e a
radiação solar directa. Por estes motivos, em instalações em que a estrutura de apoio do
sistema é um seguidor solar, o inversor é instalado no fuste ao lado da caixa de controlo do
próprio seguidor.
Figura 5.3 - “KACO Powador 4200”
b) Escolha da Tensão de Entrada
A amplitude da tensão no inversor corresponde ao somatório das tensões de saída individual
dos módulos lidados em série numa string. Esta tensão tem de estar dentro dos limites
admissíveis pela tensão de entrada do inversor. Por outro lado, a tensão do módulo e a tensão
total do gerador fotovoltaico dependem da temperatura de cada módulo. Estas tensões são
determinadas a partir das situações de operação em condições climatéricas extremas.
 Número Máximo de Módulos Ligados em Série
Na determinação do número máximo de módulos ligados em série tem-se de ter em atenção a
tensão de funcionamento do módulo na estação fria (temperatura extrema de ‒100C), pois esta
aumenta em função da descida de temperatura da célula até ao limite máximo da tensão de
circuito aberto (GREENPRO, 2004). Para se determinar o número máximo de módulos
ligados em série numa string tem-se de utilizar as equações indicadas no capítulo 4.
(
)
(
)
O número de módulos máximo a colocar em série em cada string é então de 19.
Nuno Filipe Gomes Soares
64
CAPÍTULO 5
PROJECTO DE SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
 Número Mínimo de Módulos Ligados em Série
Na determinação do número mínimo de módulos ligados em série tem-se de ter em atenção à
tensão de funcionamento do módulo na estação quente (temperatura extrema de 70 0C), pois
esta diminui em função da subida de temperatura da célula. Para se determinar o número
mínimo de módulos ligados em série numa string tem-se de utilizar as equações mostradas no
Capítulo 4.
(
)
(
)
O número de módulos mínimo a colocar em série em cada string é de 14.
 Número Máximo de String’s
Relativamente à determinação do número máximo de string’s admissíveis pelo inversor,
deve-se verificar se a correte do gerador fotovoltaico ultrapassa o limite máximo da corrente
de entrada do inversor. Para isso, tem-se de recorrer à relação indicada em (4.7):
⇔
⇔
Logo, pode-se concluir que não poderá existir mais do que uma string de módulos.
5.4.2 Constituição do Sistema Fotovoltaico
Concluídos os cálculos, verifica-se a seguinte composição final do sistema fotovoltaico:





N.° Módulos: 18
N.° Módulos em serie: 18
N.° String’s em paralelo: 1
Potência total instalada: 4.14 kWp
Superfície de painéis: 30 m2
Nuno Filipe Gomes Soares
65
PROJECTO DE SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
CAPÍTULO 5
Os parâmetros da instalação fotovoltaica, podem ser confirmados no quadro seguinte, onde se
pode observar que foram cumpridos todos os valores limites dados pelo fabricante do
inversor. Em conclusão, a disposição dos equipamentos no sistema fotovoltaico vai ser de
uma string única constituída por 18 módulos.
Instalação
Limites
529.9V
600V
Max. Tensão MPP
453.8V
350V
Min. Tensão MPP
742.2V
800V
Max. Tensão Voc
4140W
4200W
Max. Potência DC
8,3A
11,5A
Max. Corrente DC
Tabela 6 - Verificação dos parâmetros da instalação
Resultado
OK
OK
OK
OK
OK
5.5 Dimensionamento dos Cabos
No dimensionamento da instalação fotovoltaica tem-se de ter especial atenção à queda de
tensão existente em cada cabo. O processo de dimensionamento da secção dos cabos deve
tomar em consideração a necessidade de reduzir ao máximo as perdas resistivas. Para isso, a
queda de tensão no circuito DC e AC não deve exceder o 1%.
5.5.1 Dimensionamento do Cabo de Corrente Contínua
Neste caso e visto que só se está na presença de uma string, o cabo DC será igual ao cabo de
string, que por sua vez será igual ao cabo que equipa os módulos fotovoltaicos. Neste caso,
será utilizado um cabo DC com uma secção de 4 mm2. Assim, só se terá de verificar as
quedas de tensão no cabo DC, para confirmar se realmente se encontra dentro na margem
de 1%. Como se utilizou um cabo DC com as mesmas características dos cabos utilizados nos
módulos fotovoltaicos e como só está-se na presença de uma string, a corrente máxima da
srting é igual a corrente de curto-circuito do módulo, logo pode-se garantir que o cabo DC é
capaz de transportar 1,25 vezes a corrente de curto-circuito do gerador.
⇔
Nuno Filipe Gomes Soares
66
CAPÍTULO 5
PROJECTO DE SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
Como se pode verificar a queda de tensão é inferior a 1%.
As perdas relativas ao cabo DC são de :
L (m)
Cabo DC
40
P (w)
I (A)
I*1.25(A)
S (mm2)
Iadm (A) 2
ΔU (%)
55
0.7
38.6
8.3
10.4
4
Tabela 7 - Queda de Tensão e Perdas no cabo DC
5.5.2 Dimensionamento dos Cabos de Corrente Alternada
Para a determinação da secção dos cabo AC assume-se uma queda de tensão máxima
admissível de 1% relativamente à tensão nominal da rede. Para além da queda de tensão
admissível vai-se também considerar a tensão da rede de 230V, a potência de saída do
inversor de 3450 VA, um cosφ de 1 e um comprimento de cabo de 60 m.
Sabendo a corrente nominal AC, determina-se a secção necessária.
Para um comprimento de cabo de 60 m será necessário um cabo com 16 mm2 de secção.
Posto isto, é necessário verificar se a queda de tensão é inferior a 1%.
⇔
2
Fonte: (Enco, 2012)
Nuno Filipe Gomes Soares
67
CAPÍTULO 5
PROJECTO DE SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
Como se pode verificar, pelo resultado anterior, a queda de tensão é inferior a 1%.
As perdas relativas ao cabo AC são:
L (m)
P (w)
I (A)
S (mm2)
Iadm (A) 3
ΔU (%)
60
30,1
15
16
100
0,9
Cabo AC
Tabela 8 - Queda de Tensão e Perdas no cabo AC
5.7. Dimensionamento das protecções de Pessoas e da Instalação
Todas as instalações eléctricas deverão integrar dispositivos que assegurem a protecção das
instalações e das pessoas, logo nas instalações fotovoltaicas também se terá de dar especial
atenção a este ponto.
Nos pontos seguintes ir-se-á descrever todas as medidas de protecção que têm de ser
implementados nesta instalação específica.
5.7.1. Protecção Relativas a Contactos Directos
Neste ponto, tem-se de garantir que os materiais utilizados terão características adequadas de
isolamento quer por construção, quer através de utilização de invólucros. Por este facto, foi
escolhido para caixa de protecção AC, o equipamento da marca “Hager” com o modelo
“VE106F”, garantindo assim que as partes activas permaneçam fechadas. Por outro lado, este
equipamento garante um grau de protecção de IP 54 e IP 64, garantindo assim que partes
activas estejam protegidas num invólucro com um grau de protecção superior IP 44, pois esta
instalação encontra-se ao ar livre.
3
Fonte: (RTIEBT,2006)
Nuno Filipe Gomes Soares
68
PROJECTO DE SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
CAPÍTULO 5
Figura 5.4 - “Hager - VE106F”
5.7.2. Protecção Relativas a Contactos Indirectos
A protecção relativa a contactos indirectos do lado DC é acautelada pela utilização cabos que
garantem uma tensão máxima de 1,5 kV (Enco, 2012), o que está bem acima dos 853,5 V
esperados (V = Voc x 1,15 x n.º módulos), garantindo também um nível de isolamento de
2 kV (Enco, 2012).
Em relação à protecção contra contactos indirectos relativos ao lado AC, deverá garantir
através de aparelho sensível à corrente diferencial-residual de média sensibilidade, para isso,
foram seleccionados dois disjuntores diferenciais com corrente diferencial de 300 mA (visto
que o valor da resistividade da terra no local, ser inferior a 166 Ω) e corrente nominal de
25 A, visto que a partir do catálogo do fabricante do cabo AC chega-se a um valor de 81 A
(Policabos, 2012) para a corrente máxima admissível para um cabo XV-3G16 (16 mm2 de
secção transversal). São utilizados dois disjuntores diferenciais visto que um é utilizado para
proteger o circuito de produção, o outro é utilizado para protecção do circuito relativo ao
controlo do seguidor solar.
⇔
5.7.2.1. Ligação à Terra
Outra medida de protecção importante é a ligação das armaduras dos módulos bem como as
subestruturas metálicas ao condutor de protecção, visto que se está na presença de uma
instalação com uma área fotovoltaica superior a 10 m2 (GREENPRO, 2004). O condutor de
protecção que deverá ser utilizado terá que ter uma secção transversal mínima de 4 mm2, dado
que os condutores de protecção dos geradores fotovoltaicos situados em edifícios que não
possuam sistema de protecção contra descargas atmosféricas, como é o caso, devem ter a
mesma secção transversal que o cabo principal DC (GREENPRO, 2004).
Nuno Filipe Gomes Soares
69
PROJECTO DE SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
CAPÍTULO 5
Figura 5.5 - Ligação das armaduras dos módulos à terra
5.7.3. Protecção Contra Sobreintensidades
O cabo DC é dimensionado para que possa dispensar aparelhos de protecção contra
sobreintensidades relativas ao lado DC, pois, a corrente máxima admissível pelo cabo DC tem
de ser superior a 1,25 x IccSTC. Esse facto é garantido, pois a corrente admissível máxima
pelo cabo DC é de 55 A (Enco, 2012), muito acima dos 10,4 A necessários para garantir essa
protecção. Se pretendemos uma protecção adicional teremos que instalar um fusível com no
mínimo 12 A de corrente nominal de corte e inferior a 50 A.
Relativamente à protecção do cabo AC, tem-se em conta dois aspectos no dimensionamento
da protecção contra sobreintensidades, garantir protecção contra sobrecargas e
curtos-circuitos. O poder de corte dos aparelhos de protecção é determinado tendo em conta
as correntes de curto-circuito máximas previsíveis, que regra geral, um poder de corte de 3 kA
será suficiente para o dispositivo de protecção (Certiel, 2008). Já a protecção contra
sobrecargas tem de ser determinada seguindo as normas presentes nas RTIEBT. A partir do
catálogo do fabricante do cabo AC chega-se ao valor de 81 A para a corrente máxima
admissível para um cabo XV-3G16 (16 mm2 de secção transversal). Foi então, seleccionado
um disjuntor com corrente nominal de corte de 20 A, visto que:
⇔
5.7.4. Protecção Contra Sobretensões
O inversor seleccionado já possui protecção contra sobretensões, logo não é necessário
dimensionar a protecção, mas se se preferir a instalação de uma protecção adicional esta terá
que ser um descarregador de sobretensões de classe II com corrente nominal de descarga
superior a 1 kA por cada unidade de potência instalada (kWp), logo terá de ser de superior a
4,14 kA.
Nuno Filipe Gomes Soares
70
CAPÍTULO 5
PROJECTO DE SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
5.8. Cálculo Energético e Financeiros do Sistema
Para se poder estimar a energia produzida é necessário calcular a potência total do sistema
correspondente a radiação incidente, esta pode ser obtida a partir dos modelos matemáticos
descritos na Secção 3.1 e na Secção 4.6 do presente relatório. Para se poder calcular a
potência obtida a partir dos módulos fotovoltaicos é necessário conhecer a radiação solar
incidente para Mogofores, bem como a temperatura da ambiente para o mesmo local.
A partir das características do módulo fotovoltaico seleccionado para as condições de
referência é possível calcular a sua corrente inversa de referência ( ), bem como o seu factor
de idealidade do díodo (m).
(
(
)
)
Como exemplo do processo de cálculo, vai-se tomar como referencia o mês de Janeiro onde a
radiância média para Mogofores é 193 W/m2 (PVGIS, 2012) e a temperatura ambiente média
é aproximadamente +100C (PVGIS, 2012). É necessário então calcular em primeiro lugar a
temperatura da célula para as condições atmosféricas em causa:
Para estas condições de temperatura e radiância, tem-se:
(
)
Nuno Filipe Gomes Soares
(
)
(
)
(
)
71
CAPÍTULO 5
PROJECTO DE SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
(
)
(
)
Potência DC total:
2
0
G (W/m )
Tc ( C)
ICC (A)
IMPP (A)
I0 (A)
Vr (V)
VMPP (V)
PDC (W)
E (kWh)
-6
0,025
27,3
740,4
529
-6
0,025
27,3
901,5
582
-6
0,025
26,9
1109,8
793
-6
0,026
26,5
1257,5
869
-5
0,026
26,0
1346,2
962
-5
0,026
25,1
1467,8
1.016
-5
0,027
24,7
1522,0
1.087
-5
0,027
24,5
1410,6
1.008
-5
0,026
25,1
1225,8
847
-6
0,026
25,8
953,
681
-6
0,025
26,6
743,5
514
-6
0,025
27,0
664,8
475
Janeiro
193
16
1,60
1,51
3,9x10
Fevereiro
235
18
1,95
1,84
4,8x10
Março
Abril
Maio
Junho
Julho
Agosto
Setembro
Outubro
Novembro
Dezembro
294
22
338
25
369
28
417
33
438
35
409
35
348
31
263
25
199
19
175
16
2,44
2,81
3,06
3,46
3,64
3,39
2,89
2,18
1,65
1,45
2,30
2,64
2,88
3,26
3,42
3,19
2,72
2,05
1,55
1,37
7,0x10
9,3x10
1,2x10
1,9x10
2,3x10
2,3x10
1,6x10
9,3x10
5,2x10
3,9x10
kWh
1500 9 - Resultados anuais relativos a energia produzida
Tabela
1000
500
0
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Figura 5.6 - Energia Produzida pelo Sistema
Como se pode ver no gráfico e no quadro anterior a energia total provável produzida pelo
sistema ao fim do ano é de 9.361 kWh. Sabendo que, a partir do despacho do DGEG de 26 de
Dezembro de 2011, a tarifa de referencia para 2012 foi fixada em 0,326€/kWh para os
primeiros 8 anos e 0,185€/kWh para os 7 anos seguintes, podemos então calcular a
renumeração total provável do sistema, sendo esta de 36.536€. No gráfico da Fig. 5.7 está
representado a respectiva remuneração anual.
Nuno Filipe Gomes Soares
72
CAPÍTULO 5
PROJECTO DE SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
400,00 €
300,00 €
200,00 €
Primeiros 8 anos
100,00 €
7 anos seguintes
Dez
Nov
Out
Set
Ago
Jul
Jun
Mai
Abr
Mar
Jan
Fev
0,00 €
Figura 5.7 - Remuneração Anual do Sistema
Para se poder ter uma ideia do período de retorno do investimento tem-se de saber qual é o
valor de investimento inicial. Para isso, vai-se considerar um valor de 4,15 € (Sasenergia,
2012) por Wp instalado, logo teremos um valor aproximado de 21.130 € (valor já com IVA a
23%), sendo o período de retorno de investimento de 7 anos.
20.000 €
10.000 €
0€
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15
-10.000 €
Anos
-20.000 €
Figura 5.8 - Retorno de investimento
5.9. Escolha da Estrutura
Para esta instalação foi escolhido um seguidor solar de dois eixos da marca “Metalogalva”
com o modelo “SS2X02”.
Este equipamento foi o escolhido porque é uma estrutura que garante uma menor utilização de
espaço disponível, um maior rendimento fotovoltaico, uma maior rentabilidade da exposição
solar, manutenção reduzida e de fácil montagem,
O fabricante disponibiliza, os esquemas de montagem devidamente documentados. Trata-se
de uma estrutura com um reduzido número de ligações e com possibilidade da ajustes e
afinações de acordo com o terreno de implantação, possuindo qualidade nos matérias
utilizados, apresenta compatibilidade com os módulos fotovoltaicos escolhidos e por fim
apresenta um excelente apoio técnico e respectiva documentação técnica de manutenção em
Português.
Nuno Filipe Gomes Soares
73
CAPÍTULO 5
PROJECTO DE SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
Figura 5.9- Seguidor Solar SS2X02 da Metelogalva
Fonte: (Metalogalva, 2012)
5.9.1. Principais elementos constituintes do seguidor
A constituição de um seguidor solar é composta por quatro grupos de equipamento distintos:
 Estrutura metílica de suporte
Figura 5.10- Fuste e cabeça rotativa
 Equipamento movimentação
Figura 5.12- Roda de coroa e veio
sem-fim (movimento de rotação).
Nuno Filipe Gomes Soares
Figura 5.11- Viga central, madres e
cantoneira do suporte do painel
Figura 5.13- Actuador linear
(movimento de basculamento).
74
CAPÍTULO 5
PROJECTO DE SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
 Equipamento eléctrico de medição
Figura 5.14- Sensor indutivo
(1 fim-curso rotação).
Figura 5.16- Sensores
indutivos (2 fim-curso de
basculamento).
Figura 5.15- Anemómetro
 Equipamento eléctrico protecção e comando
Figura 5.17- Quadro eléctrico e de comando
Figura 5.18- Caixa de distribuição
5.9.2. Funcionamento do Seguidor
Desde que esteja alimentado com energia eléctrica, sendo este alimentado pelo gerador
fotovoltaico, o seguidor solar tem funcionamento automático, não necessitando assim de
intervenção humana, após estar parametrizado e colocado em ciclo automático.
Nuno Filipe Gomes Soares
75
PROJECTO DE SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
CAPÍTULO 5
No seu funcionamento o seguidor solar encontrasse num dos ciclos seguintes:
 Ciclo diário:
Desde o nascer ao pôr-do-sol, o seguidor solar através de cálculo astronómico
reconhece a posição do sol acima e abaixo do horizonte, apontando para o mesmo,
com um desvio de até ±2º, a cada 16 minutos o seguidor efectuando uma
movimentação de 4º, ou seja um impulso. Quando o sol se põe, o seguidor assume
a posição de segurança horizontal (para o caso de ocorrência de ventos fortes
durante a noite) e volta-se para a posição do nascer do sol do dia seguinte ficando
assim a espera.
 Ciclo de falta e retorno de energia de alimentação:
Quando ocorre falha de energia, o seguidor solar ficará parado (excepto o relógio
interno). Quando a energia volta, o seguidor faz um ciclo até encontrar os fim-decurso de início de rotação e basculamento de modo a colocar a zero a contagem da
rotação e basculamento. Após este procedimento, retorna para a posição de
seguimento automático.
 Ciclo de segurança em caso de ventos fortes:
Em caso de ventos fortes (acima de 60 km/h durante 5 segundos), o seguidor
assume a posição horizontal. Quando o vento se mantiver durante 5 minutos
abaixo de 40 km/h, o seguidor volta ao ciclo diário normal.
 Ciclo de manutenção:
Este ciclo é efectuado de acordo com o software de parametrização, que coloca o
painel na posição definida na programação inicial para permitir a manutenção dos
painéis.
5.10 Instalação do Sistema
Aquando da entrada em obra, as primeiras tarefas a serem realizadas são a limpeza, desaterro
e construção das fundações. As fundações deverão cumprir as normas referidas no manual de
instalação do seguidor fotovoltaico, bem como os desenhos técnicos fornecidos pelo
fabricante. Durante a construção das fundações, a colocação dos chumbadouros (parafusos
chumbados ao betão que fixam o fuste na sua posição) é dos procedimentos mais
sensíveis/exigentes durante a sua construção. Estes deverão ser bem posicionados de modo a
Nuno Filipe Gomes Soares
76
PROJECTO DE SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
CAPÍTULO 5
garantir boa fixação ao betão, cumprimento de cotas entre furos, o aprumo e orientação
correcta do fuste. Durante a construção da fundação deve ser colocada a tubagem eléctrica
que deverá sair no centro do fuste.
Figura 5.19- Sapata de seguidor fotovoltaico
5.10.1. Montagem
O primeiro passo da montagem do seguidor consiste na colocação do fuste sobre os
chumbadouros de forma a orientar as ranhuras da flange de topo e da flange de base para sul.
Neste processo é necessário ter em atenção a verticalidade do fuste. Quando este processo
estiver concluído ter-se-á de apertar o motoredutor à flange superior do fuste, juntamente com
a chapa e parafuso fim-de-curso de rotação. De seguida deve-se efectuar a montagem da
cabeça rotativa, aparafusar as chapas de suporte de sensor, instalar o actuador linear na cabeça
rotativa e aparafusar a caixa de derivação no exterior da cabeça rotativa (este processo deverá
ser realizado no chão e de seguida elevada a estrutura).
Figura 5.20- Fuste, motoredutor e cabeça rotativa
Quando o procedimento anterior estiver terminado seguir-se-á a montagem de toda a asa de
suporte dos painéis, neste ponto é necessário ter bastante atenção ao aperto de todos os
parafusos, pois caso isso não seja acautelado poderão existir vibrações indesejadas em dias de
vento, podendo levar à destruição de todos os painéis. De seguida serão colocados os módulos
Nuno Filipe Gomes Soares
77
CAPÍTULO 5
PROJECTO DE SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
no seu devido lugar, neste ponto da instalação, deverá ser contabilizado uma distribuição
equilibrada de carga (distribuição simétrica de módulos em relação ao fuste) para garantir a
estabilidade da estrutura.
Figura 5.22- Instalação dos módulos na
asa
Figura 5.21- Asa com módulos instalados
Após esta tarefa estar concluída, é necessário colocar a asa na posição definitiva, isto é,
instalada na cabeça rotativa. Esta é a tarefa mais delicada de toda a instalação, pois toda a asa
será elevada a vários metros de altura com o auxílio de uma grua. Aconselha-se que quando
esta tarefa for realizada não exista qualquer vento, pois pode levar à perda de todo o
equipamento.
Figura 5.23- Instalação da asa na cabeça de rotação
Depois da asa estar instalada na cabeça de rotação, para finalizar a instalação do seguidor
basta instalar e ligar o inversor, o quadro de protecção da instalação, o contador, a portinhola,
bem como todas as calhas e cablagem constituintes da instalação. Findo isto o seguidor está
pronto para ser configurado e efectuados os primeiros testes de funcionamento. Para o
seguidor entrar definitivamente em funcionamento contínuo bastará aguardar pela inspecção
Nuno Filipe Gomes Soares
78
CAPÍTULO 5
PROJECTO DE SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
final por parte da Certiel bem como a posterior ligação por parte da EDP à rede de
distribuição.
Figura 5.24- Finalização da instalação
Figura 5.25- Seguidor Finalizado em
Posição de Segurança
5.10.2. Parametrização Inicial do Seguidor
Após a instalação do seguidor há que o parametrizar. A parametrização é o garante que todo o
software fica ajustado às condições locais, para que se consiga retirar o máximo rendimento
do sistema e que ficará a funcionar em condições de segurança.
O software utilizado é o “Solar Track Controller”, disponibilizado a todos os instaladores que
comercializem seguidores deste fabricante. A acompanhar este software vêm também todos
os manuais e desenhos técnicos de instalação e configuração do sistema.
Configuração: a comunicação entre o PC e a unidade de controlo do armário do seguidor solar
é feita através de um cabo de dados RS232, podendo a partir do software “Solar Track
Controller” visualizar, configurar e controlar o seguidor solar em qualquer fase de operação
do sistema.
Figura 5.26- Unidade de controlo com o cabo de dados ligado
Nuno Filipe Gomes Soares
79
PROJECTO DE SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
CAPÍTULO 5
Quando se inicia o software e após a configuração da porta COM de comunicação com o PC
irá surgir a seguinte janela, onde será necessário clicar em “Configuração” para dar início há
parametrização do sistema.
Figura 5.27- Menu inicial
Fonte: Software “Solar Track Controller”
O menu de configuração é composto por 5 passos que têm que ser confirmados um a um até
que todo o processo esteja validado. Após a confirmação do último passo deverá aparecer
uma mensagem “CONFIGURAÇÃO FEITA COM SUCESSO”.
O primeiro passo permite gravar na unidade de controlo as coordenadas GPS do local da
instalação.
Figura 5.28- Gravação de coordenadas GPS
Fonte: Software “Solar Track Controller”
Nuno Filipe Gomes Soares
80
CAPÍTULO 5
PROJECTO DE SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
O segundo passo apenas é necessário para enviar um comando para o seguidor se movimentar
para as posições iniciais. O painel deverá ir até ao limite do fim de curso de rotação (orientado
para nascente) e fim de curso horizontal (posição horizontal).
Figura 5.29- Zerar Painel
Fonte: Software “Solar Track Controller”
O terceiro passo, é usado para corrigir as referências absolutas das posições dos fins de curso.
Primeiro deverá ser feito um posicionamento manual usando as setas que correspondem ao
movimento desejado. A forma mais fácil de realizar esta tarefa é deslocar o painel até que a
sombra de um parafuso colocado na vertical sobre o painel desapareça, como é ilustrado na
Fig. 5.30, desta forma ter-se-á a certeza que o painel se encontra perpendicular ao sol. Após o
painel estar orientado com o Sol deverá ser feita a confirmação através do botão “Confirmar”.
Figura 5.31- Orientar o painel ao Sol
Fonte: Software “Solar Track”
Controller”
Nuno Filipe Gomes Soares
Figura 5.30- Orientar o painel ao Sol
utilizando um parafuso
81
PROJECTO DE SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
CAPÍTULO 5
O quarto passo permite configurar:
 O limite mínimo da altitude do nascer do Sol. Define que o Seguidor só irá iniciar
o movimento após o sol estar a uma altura superior ao valor definido.
 O limite mínimo da altitude do Pôr-do-Sol. Define que o Seguidor irá parar o
seguimento do Sol após a altitude deste ficar abaixo do valor definido. Quando
esta condição acontecer o seguidor posiciona-se rodando para a posição
correspondeste ao nascer do Sol do dia seguinte e fica em repouso na posição
horizontal.
Esta funcionalidade tem como objectivo evitar o seguimento quando se verificar
sombreamento permanente ao nascer ou pôr-do-sol.
Figura 5.32- Configuração dos valores mínimos de altitude mínima
Fonte: Software “Solar Track”
Por fim, o quinto e último passo permite gravar na memória interna da unidade de controlo a
posição de manutenção pretendida para a estrutura de painéis solares (asa). Neste ponto devese movimentar o seguidor através dos botões até à orientação pretendida. Primeiro, é
orientado o seguidor para a posição de manutenção pretendida e depois é confirmada a
posição, seleccionado o botão “Confirmar Posição”, ficando assim, a parametrização
concluída.
Nuno Filipe Gomes Soares
82
PROJECTO DE SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
CAPÍTULO 5
Figura 5.33- Confirmar a Posição de Manutenção
Fonte: Software “Solar Track
Após a parametrização estar concluída é aconselhado que se coloque o seguidor em posição
de manutenção, por norma deverá ser na posição de segurança (painel na horizontal e
orientado para nascente), até que este entre em funcionamento contínuo e automático.
5.11. Registo de Sistema e Ligação à Rede
O primeiro passo consiste no registo do microprodutor no Sistema de Registo de
Microprodução, disponível on-line através do endereço www.renovaveisnahora.pt. Para
efectuar este registo, o microprodutor deverá preencher o formulário disponibilizado no site,
garantindo antecipadamente a actualização dos seus dados na base de dados do
comercializador, com quem o produtor, na qualidade de cliente, celebrou contrato de
fornecimento de energia eléctrica. Caso reúna as condições necessárias para a instalação de
uma unidade de microprodução, ficara aceite provisoriamente o seu registo. Aceite este no
Sistema de Registo de Microprodução (SRM), dever-se-á proceder ao pagamento da taxa
correspondente. No prazo de 120 dias úteis, à aceitação do registo no Sistema de Registo
deverá garantir-se a instalação da unidade de Microprodução.
Após a instalação da Unidade de Microprodução, o produtor deverá requerer o certificado de
exploração, no SRM, indicando a entidade instaladora, o técnico responsável pela instalação
eléctrica ao serviço da entidade instaladora e os equipamentos instalados.
Na sequência do pedido de certificado de exploração, será realizada, a inspecção pela Certiel.
Não havendo inconformidades, é entregue ao produtor ou ao técnico responsável presente, o
respectivo relatório e posteriormente será remetido ao produtor pela Certiel o certificado de
exploração.
Nuno Filipe Gomes Soares
83
PROJECTO DE SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
CAPÍTULO 5
Após a emissão do certificado, a entidade responsável pelo SRM notifica o seu
comercializador, e este, envia ao produtor o contrato de compra e venda de electricidade, que
depois de assinado e enviado ao comercializador, permitirá a ligação à rede e assim iniciar o
fornecimento de energia.
Nuno Filipe Gomes Soares
84
MONITORIZAÇÃO E MANUTENÇÃO DE SISTEMAS
CAPÍTULO 6
CAPíTULO 6 - MONITORIZAÇÃO E
MANUTENÇÃO
SISTEMAS DE ENERGIAS RENOVÁVEIS
DE
A monitorização e a manutenção de um sistema fotovoltaico representam dois dos
procedimentos mais importantes depois do sistema estar implementado e em funcionamento,
visto que um equipamento sem monitorização e manutenção pode levar à não rentabilidade do
mesmo. Por este, facto a monitorização de funcionamento, é aconselhado que seja constante e
regular, pois um sistema desligado é um sistema não produtivo.
Já a manutenção do sistema solar fotovoltaico deverá ser mais preventiva do que correctiva,
uma vez que este tipo de equipamento tem um elevado tempo de vida útil.
Neste capítulo vai-se abordar alguns procedimentos de manutenção periódica, bem como a
utilização de equipamento auxiliar à monitorização de uma instalação fotovoltaica.
6.1 Monitorização de Sistemas Fotovoltaicos
A monitorização do sistema é um facto bastante importante quando se fala em fiabilidade de
sistemas fotovoltaicos, pois por diversos motivos, um sistema pode ficar fora de serviço.
Quanto mais rápido o proprietário do equipamento e o serviço ou empresa responsável pela
manutenção for avisado de que o equipamento se encontra fora de serviço, mais rápido é
realizada a manutenção correctiva e mais rapidamente entrará de novo em funcionamento,
levando assim a um menor prejuízo.
Com o intuito de aumentar a fiabilidade dos equipamentos instalados pela Enernatura, foi
desenvolvido para o efeito, um equipamento de monitorização. Este equipamento é um
protótipo criado exclusivamente pela Enernatura para este fim.
Este equipamento recebe sinais de alerta nas suas entradas e emite avisos de avaria
automáticos por meio de SMS e Email para o proprietários e para a entidade responsável pela
manutenção.
Figura 6.1- Princípio de Funcionamento de Equipamento de Monitorização
Nuno Filipe Gomes Soares
85
MONITORIZAÇÃO E MANUTENÇÃO DE SISTEMAS
CAPÍTULO 6
O equipamento em causa é controlado por uma PIC 32MX575H, que tem como principal
característica possuir um microcontrolador de 32 bits com 80 MHZ de velocidade de
processamento. Este microcontrolador é responsável pelo controlo das 8 entradas e 4 saídas
do equipamento. Quando uma entrada é activada ou desactivada, consoante a configuração do
sistema, este envia uma mensagem de alerta por SMS e por email, para os números de
telemóvel e email’s relativos a entrada em causa.
Figura 6.2- Protótipo Enernatura
Esta aplicação pode ser uma mais-valia para a instalação, pois avisa, quando o gerador
fotovoltaico ou o seguidor solar se encontra fora de serviço. Para isso, vai-se necessitar para
além do equipamento, de mais dois relés. Quando a corrente eléctrica deixa de percorre as
espiras das bobines dos relés, estes fecham os seus contactos, activando assim as respectiva
entradas e levando o equipamento a enviar um alerta por email e SMS para os contactos
pré-configurados.
O equipamento permite duas formas distintas de ser parametrizado, a primeira corresponde à
introdução das configurações por meio do display LCD, utilizando o teclado presente no
equipamento, para configurar é só seguir as instruções que o display vai indicando, e uma
segunda a partir do envio de SMS para o equipamento.
Nuno Filipe Gomes Soares
86
MONITORIZAÇÃO E MANUTENÇÃO DE SISTEMAS
CAPÍTULO 6
6.2. Manutenção de Sistemas Fotovoltaicos
Para além da monitorização do sistema, a manutenção é outro dos aspectos impotentes a ter
em conta num equipamento fotovoltaico.
Todas as operações de inspecção e manutenção terão que ser feitas sem tensão e após serem
tomadas todas as precauções para evitar acidentes, por entaladelas, por quedas em altura ou
por electrocussão. Estas operações deverão ser efectuadas por pessoas especializadas,
equipadas com equipamento de protecção adequado e tomando as precauções indispensáveis
para evitar acidentes e garantindo o afastando de pessoas não intervenientes.
É de referir também que é aconselhado uma inspecção periódica ao equipamento a cada seis
meses, garantindo assim o bom funcionamento do mesmo, como é aconselhado pelos manuais
dos vários fabricantes.
6.2.1. Manutenção do Gerador e do Inversor Fotovoltaico
Como já foi referido anteriormente é aconselhada uma manutenção semestral aos módulos
fotovoltaicos, que coincida com a mudança de estação, para evitar a perda de rendimento
devido a sujidade presente nos módulos. Esta manutenção é aconselhada ser realizada logo
pela manhã bem cedo, para garantir assim que os vidros temperados constituintes dos
módulos não sejam danificados aquando da sua limpeza com água com detergente. Deve-se
também verificar se não há projecção de sombras de objectos próximos ou de vegetação em
nenhum sector dos módulos entre as 9 e as 17 horas. Por fim, deve-se verificar também se as
ligações eléctricas estão bem ajustadas e sem sinais de oxidação.
Relativamente ao inversor, deve-se realizar uma limpeza aos equipamentos que fazem a
dissipação do calor, caso esta esteja obstruída devido a sujidades nas coberturas das grelhas de
ventilação, nos ventiladores, nos dissipadores de calor ou no espaço entre o inversor e a
parede ou fuste do seguidor. Antes de desligar a instalação da tensão para realizar a respectiva
manutenção, tem-se de ter em atenção as indicações dos leds e display do inversor para
detectar alguma anomalia referenciada pelo equipamento.
Por fim, aconselha-se se possível o operador da instalação realizar as diferentes intervenções a
diferentes horas do dia sob várias condições de radiação, especialmente no primeiro ano após
instalar o sistema, visto que, é possível detectar erros de dimensionamento ou de instalação
ocultos e assegurar um funcionamento correcto do sistema fotovoltaico.
Nuno Filipe Gomes Soares
87
MONITORIZAÇÃO E MANUTENÇÃO DE SISTEMAS
CAPÍTULO 6
6.2.2. Manutenção do Seguidor Solar
No caso da manutenção do seguidor solar, esta também é bastante importante visto que,
facilmente este equipamento pode ficar fora de serviço ou com um funcionamento não
desejado, ficando assim o gerador orientado de forma incorrecta levando a uma menor
rentabilidade do sistema. Neste tipo de equipamentos, tem-se em atenção a quatro aspectos
importantes:
 O primeiro está relacionado com uma observação regular por parte do proprietário do
equipamento durante o período de funcionamento do mesmo, visto ser um
equipamento mecânico, pode a qualquer momento apresentar um comportamento
anómalo, tendo que ser reportado ao responsável pela manutenção o mais rápido
possível, pois podemos estar perante um problema relacionado com o automatismo ou
o controlo do equipamento.
 Outro aspecto a ter em conta é a realização de uma inspecção semestral à lubrificação
tanto do motor de rotação, como de todas as articulações do sistema.
 É aconselhado também que anualmente seja realizado um reaperto de todas as ligações
aparafusadas, evitando assim que a estrutura vá ganhando folgas ao longo do tempo.
 Por fim, durante todas as manutenções deve ser dado especial atenção à verificação do
estado de toda a cablagem existente no equipamento, bem como ao estado de
conservação de todos os sensores presentes no equipamento.
Realizando todos estes procedimentos correctamente está-se a garantir um prolongamento da
vida do equipamento e uma diminuição da probabilidade do mesmo ficar fora de serviço.
Nuno Filipe Gomes Soares
88
OUTROS TRABALHOS REALIZADOS
CAPíTULO 7 -
CAPÍTULO 7
OUTROS TRABALHOS REALIZADOS
Durante a realização do estágio curricular, para além dos trabalhos já referidos nos capítulos
anteriores, foram realizados também outros trabalhos de auxílio a colaboradores da empresa.
Foram realizados acompanhamentos a outras obras não referidas atrás, acções de manutenção,
visitas comerciais, bem como o acompanhamento de levantamento no âmbito do
Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios (RCCTE).
Relativamente ao acompanhamento de outras obras em curso, e com o intuito de me
familiarizar com outro tipo de instalações, visto que estas referem-se às instalações de
microgeração com estruturas fixas de planos inclinados, bem como um seguidor solar de dois
eixos de grandes dimensões (fuste com sete metros de altura), tendo potências instaladas entre
os 3,45 kW e os 3,6 kW, composto por 18 a 20 módulos de 230 Wp.
Figura 7.1- Seguidor de grandes dimensões de 3,6 kW
Relativamente ao acompanhamento das equipas de manutenção foram realizadas diversas
tarefas de manutenção, onde se destacam a substituição do cabo de controlo e a substituição
do autómato do seguidor solar.
Durante este período é de destacar um seguidor solar que apresentou várias anomalias
técnicas. Como foi referido no capítulo anterior um dos procedimentos fundamentais para a
identificação de anomalias está relacionado com uma observação constante do
comportamento do equipamento por parte do proprietário. Foi nessas circunstâncias que foi
identificado uma avaria num seguidor (Fig. 7.2), este por vezes apresentava um
comportamento estranho relativo ao seu movimento azimutal. Depois de se efectuarem vários
testes, tais como, a troca do encoder responsável pelo controlo do movimento azimutal,
chegamos a conclusão que o problema se encontrava no autómato. Este ao ser enviado para o
fabricante, foi-nos reportado que o problema consistia num bloqueio de software, em que um
dos estados do sistema estaria bloqueado.
Nuno Filipe Gomes Soares
89
CAPÍTULO 7
OUTROS TRABALHOS REALIZADOS
Com este episódio, deu para perceber as vulnerabilidades destes sistemas, pois devido ao
facto do software presente no autómato, estar bloqueado com palavra-passe, levou a que o
seguidor estivesse parado mais de uma semana sem necessidade, pois o procedimento de
correcção dessa anomalia, era um procedimento fácil e rápido de executar mesmo no local da
instalação, sem haver a necessidade de retirar o da mesma.
Figura 7.2- Seguidor intervencionado que
apresentava diversos problemas de controlo
Relativamente ao acompanhamento da equipa de comerciais também foi uma tarefa que
valorizou o estágio curricular, pois para além da componente técnica, esta actividade veio
proporcionar outro tipo de experiencias. Durante este acompanhamento destaca-se a entrega
de orçamentos a clientes e o levantamento de características do local de instalação.
Dos levantamentos realizados durante o estágio destaca-se o levantamento de um projecto
inovador, este projecto consistia na instalação de sistema fotovoltaico para a alimentação de
bombas em furos de captação de água no subsolo para o enchimento de charcas e bebedouros,
alimentando assim os cavalos selvagens do parque natural “Faia Brava” no vale do Coa.
Figura 7.3- Charca para alimentar a partir de
energia solar fotovoltaica
Fonte: (Infogerminal, 2011)
Nuno Filipe Gomes Soares
Figura 7.4- Esquema de princípio da
instalação de bomba solar
Fonte: (Grundgos, 2012)
90
OUTROS TRABALHOS REALIZADOS
CAPÍTULO 7
Outra das tarefas realizada foi o um levantamento das características térmicas de edifícios no
âmbito do Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios
(RCCTE). Este consiste em estabelecer requisitos de qualidade para os novos edifícios de
habitação e de pequenos edifícios de serviços sem sistemas de climatização, nomeadamente
ao nível das características da envolvente, limitando as perdas térmicas e controlando os
ganhos solares. Este regulamento impõe limites aos consumos energéticos para climatização e
produção de águas quentes, num claro incentivo à utilização de sistemas eficientes e de fontes
energéticas com menor impacto em termos de energia primária.
Este levantamento consistiu, na visita a um edifício situado na Figueira da Foz, acompanhando
assim o perito qualificado de RCCTE. Durante esta visita foram recolhidas as informações
necessárias para a elaboração do respectivo certificado energético. Esta tarefa consiste na recolha
prévia de documentos, no levantamento dimensional do edifício e no levantamento dos sistemas
de climatização e AQS. Sendo assim, à posteriori, possível ao perito qualificado a realização da
análise do comportamento térmico do edifício, resultando na emissão do certificado energético do
mesmo.
Nuno Filipe Gomes Soares
91
CONCLUSÃO
CAPíTULO 8 -
CONCLUSÕES E TRABALHOS FUTUROS
Após o período de estágio efectuado na empresa Enernatura, Lda, e o consequente
desenvolvimento de um número considerável de actividades, descritas nos capítulos
anteriores, é agora possível extrair algumas conclusões.
Durante o estágio curricular o aluno adquiriu competências, conhecimentos e experiências
relativos à produção de energia eléctrica fotovoltaica.
As actividades que envolveram o dimensionamento e instalação de sistemas fotovoltaicos
possibilitaram a aquisição de conhecimentos sobre os sistemas mais solicitados e mais utilizados.
Relativamente às actividades no âmbito desta tarefa verificou-se que um correcto
dimensionamento do sistema pode evitar sérios problemas a médio e longo prazo. Mas estes
podem não ser os únicos problemas durante o planeamento e execução de uma obra, visto que
existe actualmente no mercado uma grande normalização dos sistemas implementados. Este facto
pode levar a que em muitas situações, as propostas comerciais realizadas pela empresa, concorram
com outras propostas realizadas por outros instaladores, onde os sistemas poderão não ser os mais
adequados, ou em que os equipamentos utilizados sejam de fraca qualidade, podendo assim
originar problemas no futuro, mas que no entanto possuem menor custo de aquisição. Por este
facto é necessário acompanhar todas as propostas realizadas de um estudo e especificações
técnicas que comprovem a qualidade das propostas e das soluções preconizadas. Por este motivo o
controlo do tempo despendido na realização das propostas é essencial, uma vez que pode por em
causa a adjudicação da mesma. Pelas razões apresentadas a aplicação informática desenvolvida
durante o estágio, poderá possibilitar uma significativa economia de tempo, podendo facilitar
deste modo uma redução de custos e celeridade na realização de propostas técnicas e
comerciais.
Numa perspectiva geral, considera-se terem sido atingidos todos os objectivos que foram
propostos pela empresa, no que diz respeito à aquisição de conhecimentos à experiência
adquirida na realização das actividades propostas. O estágio possibilitou ainda o
enquadramento dos conhecimentos adquiridos no mestrado no contexto das actividades
realizadas.
Em síntese, o aluno considera-se bastante satisfeito pelo trabalho desenvolvido durante o
decorrer do estágio, bem como o bom nível de conhecimentos adquiridos. Os diversos temas
abordados possibilitaram adquirir conhecimentos importantes, em diversas áreas, que virão
certamente a ser úteis na vida profissional.
Considera-se, ainda, que a realização do estágio foi uma etapa bastante importante na
formação académica e profissional, visto que frequentemente se foi confrontado com
dificuldades e novos desafios, colocando constantemente à prova a autonomia individual. O
Estágio revelou-se também um momento fundamental de aprendizagem nesta etapa da vida
académica e início de vida profissional, sendo opinião do aluno que esta é a melhor forma de
realizar esta transição para a vida activa.
Nuno Filipe Gomes Soares
93
CONCLUSÃO
Relativamente a trabalhos futuros, por falta de apoio por parte a empresa que construiu o
equipamento referido no Capítulo 6, este não chegou a ser testado em nenhuma instalação em
particular. Por este facto, e como ponto de partida para trabalhos futuros será interessante
colocar o que foi idealizado em prática, bem como estudar a possibilidade do mesmo poder
interagir com a aplicação de dimensionamento desenvolvida durante o estágio, podendo
monitorizar um conjunto mais alargado de dados provenientes de situações reais obtidas das
instalações.
Nuno Filipe Gomes Soares
94
CONCLUSÃO
8.1. Actualização de Dados Presentes no Relatório
Depois da data de entrega inicial do presente relatório de estágio, foram disponibilizadas
novas actualizações referentes a estatísticas e legislação relativas ao enquadramento Nacional
das energias renováveis na generalidade e da energia solar fotovoltaica em particular. Por este
facto, e com o intuito de manter o presente documento actualizado, decidiu-se acrescentar este
subcapítulo às conclusões.
8.1.1. Actualização de Estatísticas Nacionais Relativas às Energias
Renováveis
Conforme se pode verificar nos gráficos da Fig. 8.1, tanto no ano de 2011 como no ano de
2012 verificaram-se condições hidrológicas extremamente desfavoráveis, bem como um
desinvestimento significativo nas energias renováveis, levando assim a uma queda de 6% no
ano de 2011 em relação ao ano de 2010 e 9% no ano de 2012 em relação ao ano de 2011 na
produção de energia eléctrica de origem renovável Relativamente ao ano de 2012, a produção
de origem renovável abasteceu 37% do consumo, com a eólica a atingir a quota mais elevada
de sempre, 20%, a hídrica 11% e outras renováveis 6% (REN, 2012)
Figura 8.1- Repartição da produção de Energia em Portugal
Fonte: (REN, 2012)
Nuno Filipe Gomes Soares
95
CONCLUSÃO
Figura 8.2- Contribuição das energias renováveis para o balanço energético de Portugal
Fonte: (Pordata, 2012)
Figura 8.3- Produção bruta de energia Eléctrica em Portugal
Fonte: (Pordata, 2012)
Nuno Filipe Gomes Soares
96
CONCLUSÃO
8.1.2. Actualização do Enquadramento Político Nacional
O PNAER 2020 foi definido em função do cenário actual de oferta decorrente de uma redução
da procura, de forma a adaptar e minimizar os custos inerentes, tendo por objectivo principal
rever o peso relativo de cada uma das Fontes de Energia Renováveis (FER) no mix energético
nacional e respectivas metas a atingir em 2020, de acordo com o seu custo de produção e
consequente potencial de funcionamento em regime de mercado. Foi estabelecido uma
selecção mais criteriosa dos apoios, que devem ser direccionados para as FER com maior
maturidade tecnológica e racionalidade económica para Portugal.
A aposta nas FER, num quadro de desenvolvimento de baixo carbono, tem de ser enquadrada
à conjuntura actual. As novas projecções da economia nacional, definias no final de 2011,
perspectivam um PIB em 2020 inferior em pelo menos 8% ao assumido no PNAER 2010,
exigindo uma revisão dos pressupostos de consumo de energia primária e final e,
consequentemente, das necessidades reais em termos de eficiência energética e energias
renováveis para o cumprimento das metas europeias.
Linhas de acção:
 Transportes:
o Promoção de veículos eléctricos;
o Aumento de incorporação de biocombustíveis de 1.ª geração (biodiesel e
bioetanol).
 Electricidade:
o Uma análise de potencial técnico das tecnologias mais competitivas revela a
existência de um potencial comprovado de 4 GW de potência FER para além
dos licenciamentos previstos.
 Aquecimento e Arrefecimento:
o É expectável que os níveis de introdução de FER aumentem até 2020 sem
necessidade de investimentos públicos adicionais, pela natural substituição de
equipamentos e consequente redução do consumo energético ou pela
continuidade de algumas políticas ainda em vigor (RCCTE e RSECE –
instalação de painéis solares em toda e qualquer nova construção e em
remodelações de valor superior a 25% do imóvel).
Nuno Filipe Gomes Soares
97
CONCLUSÃO
Um grande número de medidas que constam do PNAER 2010 é objecto de revisão,
nomeadamente medidas relacionadas com os incentivos à instalação de potência adicional em
fontes de energia renovável, sobretudo em tecnologias ainda pouco competitivas:
 Redefinição dos mecanismos de apoio associados às tecnologias emergentes ou menos
maduras;
 Revisão das metas e objectivos da micro e miniprodução de electricidade;
 Substituição de medidas de elevado investimento no sector do Aquecimento e
Arrefecimento;
 Continuação do esforço de promoção das medidas no sector dos Transportes,
nomeadamente as associadas à incorporação de biocombustíveis e outros combustíveis
renováveis;
 Estímulo ao desenvolvimento da utilização energética da biomassa, sobretudo
florestal.
8.1.3. Actualização do Enquadramento Legislativo Nacional
Relativamente à revisão da legislação relativa à produção de energia eléctrica a partir de
unidades de micro e minigeração, foi publicado o Decreto-Lei n.º 25/2013, de 19 de Fevereiro
que procede à alteração ao Decreto-Lei n.º 118-A/2010 de 25 de Outubro, que estabelece o
regime jurídico aplicável à produção de electricidade por intermédio de unidades de
microprodução, e à alteração ao Decreto-Lei n.º 34/2011, de 8 de Março, que estabelece o
regime jurídico aplicável à produção de electricidade por unidades de miniprodução.
Relativamente a portarias, foi publicado a Portaria n.º 431/2012, de 31 de Dezembro que
estabelece o valor da redução anual da tarifa de referência para a produção de electricidade a
partir de fonte solar com utilização de tecnologia fotovoltaica.
Foi também publicado o Despacho da DGEG, de 2 de Janeiro de 2013 que divulga o valor da
tarifa aplicável no ano de 2013 e a quota de potência de ligação a alocar nesse ano relativas a
unidades de micro e minigeração
Nuno Filipe Gomes Soares
98
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Nuno Filipe Gomes Soares
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Nuno Filipe Gomes Soares
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Nuno Filipe Gomes Soares
Disponível
em:
101
Manual de Instruções da Aplicação Dimensionamento de Sistemas Fotovoltaicos
ANEXO I
ANEXO I
Manual de Instruções da Aplicação Desenvolvida Para o Dimensionamento de Sistemas
Fotovoltaicos Ligados à Rede
Versão 1.0
Nuno Filipe Gomes Soares
103
Manual de Instruções da Aplicação Dimensionamento de Sistemas Fotovoltaicos
ANEXO I
1. Introdução
Esta aplicação é uma ferramenta, desenhada e desenvolvida para facilitar o dimensionamento
de um sistema fotovoltaico ligados a rede de distribuição eléctrica, através de uma interface
Web. É uma plataforma criada para a utilização de todos os intervenientes no projecto e
instalação do sistema.
Nesta aplicação é possível dimensionar os módulos fotovoltaicos a utilizar, bem como os
inversores, o tipo de condutores o seu comprimento e secção, o tipo de instalação e as
protecções utilizadas. Para além disso é também possível realizar uma análise da rentabilidade
económica do sistema, bem como o respectivo orçamento.
O presente manual destina-se a explicar o funcionamento básico da aplicação, sendo esta
muito simples e intuitiva.
2. Instalação
2.1.
Instalação no PC
Não é necessário nenhuma instalação em particular, basta executar o ficheiro
Enernatura_Setup.exe, presente no CD anexo ao presente relatório e clicar seguinte em todos
os passos.
Para executar a aplicação basta clicar no atalho que é instalado no ambiente de trabalho com o
nome Enernatura. Ao iniciar irão surgir e desaparecer duas janelas, não se preocupe, é normal.
Quando surgir a imagem seguinte, não a feche, esta janela tem de permanecer aberta durante a
execução da aplicação, caso contrário a mesma não irá funcionar.
Nuno Filipe Gomes Soares
104
Manual de Instruções da Aplicação Dimensionamento de Sistemas Fotovoltaicos
ANEXO I
Quando aparecer o aviso seguinte clicar em SIM.
Após isto irá então entrar na aplicação, bastando só esperar alguns segundos para que a
mesma carregue na totalidade.
Nuno Filipe Gomes Soares
105
Manual de Instruções da Aplicação Dimensionamento de Sistemas Fotovoltaicos
2.2.
ANEXO I
Aceder Online
Em alternativa é possível aceder à aplicação sem realizar qualquer instalação. Para isso basta
aceder
ao
endereço
electrónico
http://www.sgfotovoltaico.pt.vu/
ou
http://www.gestaosistemafotovoltaico.webuda.com.
A aplicação está optimizada para correr sem problemas nos browser Firefox, Chrome e Safari.
Relativamente ao Internet Explorer, não é aconselhável a sua utilização pois poderão ocorrer
alguns erros de visualização.
3. Sistema de Autenticação
A aplicação por questões de segurança, visto conter informação confidencial, está protegida
com um sistema de login. Para se ter acesso a mesma o utilizador terá de estar registado no
sistema. O registo de novos utilizadores só está acessível ao administrador da aplicação,
garantindo assim a confidencialidade de todos os dados presentes na base de dados.
A quando da instalação, por defeito e dependendo do tipo de conta, os dados de acesso são:
Administrador
User: admin
Pass: 12345
4
Engenharia
User: eng
Pass: 12345
Técnico
User: tecnico
Pass: 12345
Comercial
User: comercial
Pass: 12345
DAF4
User: daf
Pass: 12345
Departamento Financeiro
Nuno Filipe Gomes Soares
106
Manual de Instruções da Aplicação Dimensionamento de Sistemas Fotovoltaicos
ANEXO I
É aconselhável que sejam alterados depois da instalação.
Este procedimento serve também para diferenciar os utilizadores consoante os seus privilégios
de acesso. Como se pode observar no quadro seguinte, diferentes utilizadores, têm privilégios
diferentes.
Administrador
Engenharia
Técnico
Comercial
DAF



Consultar Clientes


Inserir Clientes


Apagar Clientes
Consultar Dimensionamento






Apagar Dimensionamento
Realizar Orçamentos





Consultar Orçamentos
Consultar Rentabilidade
Inserir Novos Utilizadores







Consultar e Inserir Material


Realizar Dimensionamento



4. Funcionamento da Aplicação
Após efectuar o login é apresentada a página inicial, onde encontramos o primeiro menu de
selecção:
4.1.
Menu de Clientes
Ao clicar no menu “Clientes” terá acesso aos dados relativos à base de dedos de clientes, onde
poderá inserir, consultar ou apagar um cliente.
Nuno Filipe Gomes Soares
107
Manual de Instruções da Aplicação Dimensionamento de Sistemas Fotovoltaicos
ANEXO I
Para inserir um novo cliente basta preencher o formulário e clicar em inserir.
Relativamente a consulta de clientes, é possível realizar a consulta utilizando dois métodos,
introduzindo o número de contribuinte do cliente ou o nome, caso não saiba nenhum destes
elementos, basta clicar em consultar e serão listados todos os clientes que estão registados na
base de dados.
Relativamente a eliminar clientes por questões de segurança terá sempre que saber qual é o
número de contribuinte do cliente.
4.2.
Menu de Dimensionamento de Sistemas Fotovoltaicos
Ao clicar no menu “Dimensionamento” terá acesso aos dados relativos à base de dedos de
dimensionamentos, onde poderá inserir, consultar ou apagar um dimensionamento.
Nuno Filipe Gomes Soares
108
Manual de Instruções da Aplicação Dimensionamento de Sistemas Fotovoltaicos
4.2.1.
ANEXO I
Consultar e Eliminar Dimensionamento Fotovoltaico
Se seleccionar consultar um dimensionamento terá sempre de saber qual é o seu id, caso não o
saiba tem a possibilidade de clicar em “Consultar ID” onde será listado todos os
dimensionamentos presentes na base de dados. Ao visualizar um dimensionamento poderá
também consultar a sua lista de material.
Relativamente a apagar um dimensionamento é igual ao procedimento para eliminar um
cliente.
4.2.2.
Realizar um Dimensionamento Fotovoltaico
Este é o menu mais importante de toda aplicação, visto ser o motivo da construção da mesma.
O primeiro passo no dimensionamento de um sistema fotovoltaico consiste na escolher do que
pretende introduzir inicialmente: a potência contratada do sistema ou a área de ocupação.
Nuno Filipe Gomes Soares
109
Manual de Instruções da Aplicação Dimensionamento de Sistemas Fotovoltaicos
ANEXO I
De seguida ser-lhe-á apresentado o formulário de escolha de módulo, onde serão apresentados
todos os módulos presentes na base de dados.
No formulário seguinte terá que escolher o(s) inversor(s) que deseja instalar no sistema. A
aplicação, neste ponto aconselha o número de inversores a utilizar, dependendo dos
equipamentos presentes na base de dados, podendo esse número ser alterado posteriormente,
bastando para isso clicar em adicionar ou remover inversor.
Nuno Filipe Gomes Soares
110
Manual de Instruções da Aplicação Dimensionamento de Sistemas Fotovoltaicos
ANEXO I
De seguida será apresentado um resumo de todo o dimensionamento realizado até este ponto,
se não for apresentada nenhuma mensagem de erro e se todos os valores se encontrarem a
verde, isso significa que até ao momento não foi detectado nenhum erro de dimensionamento.
Neste ponto poderá também, caso o deseje, redefinir alguma configuração introduzida
anteriormente.
De seguida irá surgir o formulário de introdução do número de strings, número de módulos
por strigs e comprimento de cada cabo para cada inversor, bem como, o tipo de cabo, tipo de
instalação, método de referência e resistência da terra para toda a instalação.
Para continuar e necessário validar os dados introduzidos neste ponto.
Nuno Filipe Gomes Soares
111
Manual de Instruções da Aplicação Dimensionamento de Sistemas Fotovoltaicos
ANEXO I
Ao clicar em validar irá aparecer o formulário de controlo de erros. Caso todos os valores
estejam a verde e não haja mensagens de erro a vermelho, é sinal de que não existem erros de
dimensionamento até este momento, sendo assim possível continuar.
Caso existirem valores a vermelho ou mensagens de erro, não é possível continuar, será
necessário corrigir todos os erros e validar novamente.
Nuno Filipe Gomes Soares
112
Manual de Instruções da Aplicação Dimensionamento de Sistemas Fotovoltaicos
ANEXO I
No passo seguinte irá surgir o formulário de configuração das secções das cablagens do
sistema para os vários inversores. Os valores apresentados para selecção correspondem aos
valeres presentes na base de dados que correspondam ao tipo de cabo, tipo de instalação e
método de referência introduzidos anteriormente, bem como, à secção mínima admissível.
Ao clicar em continuar, surgirá um passo em que não terá de introduzir nenhum valor. Neste
ponto serão apresentados os valores das perdas e das quedas de tensão em cada cabo, bem
como, todas as protecções necessárias, para cada inversor.
No fim da página podemos encontrar o valor do fusível da protecção geral instalado na
portinhola e o valor da secção do cabo de ligação do sistema à rede.
Nuno Filipe Gomes Soares
113
Manual de Instruções da Aplicação Dimensionamento de Sistemas Fotovoltaicos
ANEXO I
O formulário seguinte corresponde à configuração do tipo de estrutura de suporte dos
módulos fotovoltaicos.
Dependido do tipo de estrutura escolhida irá surguir um dos seguintes formulários.
Nuno Filipe Gomes Soares
114
Manual de Instruções da Aplicação Dimensionamento de Sistemas Fotovoltaicos
ANEXO I
Neste ponto o formulário que pode apresentar mais dúvidas é o formulário relativo à estrutura
plana. Neste caso teremos de definir a inclinação total do painel, a inclinação da superfície de
apoio (ex. ângulo de inclinação do telhado) e a disposição do painel.
Caso seja alterada alguma configuração neste ponto, os valores da distância mínima entre
duas filas painéis, o ângulo do painel em relação a superfície de apoio e a área total da
instalação têm de ser recalculado antes de continuar.
<!> Atenção Caso não clique em recalcular, ao clicar em continuar, serão assumidos
os valores antigos e não os introduzidos posteriormente.
No final do dimensionamento será apresentado um resumo de todas as configurações
atribuídas, bem como de todos os valores calculados.
Neste ponto é possível consultar a lista de material necessária para a execução do projecto.
Caso seja necessário imprimir ou guardar o relatório em disco existe a possibilidade de criar
um pdf com toda a informação.
<!> Atenção se clicar em sair sem o desejar, toda a informação será perdida sem
possibilidade de ser recuperada. Para recuperar a informação terá de realizar um novo
dimensionamento.
Nuno Filipe Gomes Soares
115
Manual de Instruções da Aplicação Dimensionamento de Sistemas Fotovoltaicos
ANEXO I
Para gravar o dimensionamento na base de dados terá de clicar em gravar. Ao clica irá surgir
um formulário onde terá de introduzir o id do cliente. Caso não o saiba poderá clicar em
consular clientes, ao clicar irá abrir um novo separador no seu browser com o formulário
“consultar clientes”. Caso queira criar um novo cliente pode também clicar em inserir
clientes, ao clicar irá abrir um novo separador no seu browser com o formulário “inserir
clientes”
Nuno Filipe Gomes Soares
116
Manual de Instruções da Aplicação Dimensionamento de Sistemas Fotovoltaicos
4.2.3.
ANEXO I
Lista de Material
A lista de material pode ser consultada de duas formas. Quando se encontra na página relativa
ao resumo do dimensionamento ou quando consulta um dimensionamento presente na base de
dados. Tem também a possibilidade neste momento de guardar a lista de matéria em pdf ou
numa folha de cálculo do Excel.
Por vezes poderá ter alguns problemas ao abrir a lista de material no Excel, por isso
aconselhamos que guarde o ficheiro em disco primeiro e só depois o abra a partir do Excel,
mesmo assim poderá aparecer o erro seguinte, onde terá que clicar em “SIM”.
Para evitar que volte a ter problemas com o ficheiro é aconselhado o guarde de novo depois
de aberto com outro nome.
4.3.
Menu de Análise de Projecto
Quando clicar no menu “Análise de Projecto” terá a possibilidade de simular a rentabilidade
económica do sistema ou realizar o respectivo orçamento rápido.
4.3.1.
Rentabilidade Económica
Ao escolher “Rentabilidade” terá acesso a um formulário onde encontrará duas opções:
efectuar a simulação relativa a um projecto guardado na base de dados (para isso será
necessário introduzir o id do dimensionamento desejado) ou então realizar uma simulação
introduzindo a potência instalada e o módulo fotovoltaico escolhido.
Nuno Filipe Gomes Soares
117
Manual de Instruções da Aplicação Dimensionamento de Sistemas Fotovoltaicos
ANEXO I
Dependendo da escolha efectuada no formulário anterior irá surgir de seguir um dos seguintes
formulários:
Por fim será apresentado o resultado da simulação, onde é possível analisar uma estimativa da
energia produzida, uma estimativa da remuneração do sistema, bem como, uma estimativa
para o tempo de retorno de investimento. Para visualizar basca clicar no botão respectivo.
Nuno Filipe Gomes Soares
118
Manual de Instruções da Aplicação Dimensionamento de Sistemas Fotovoltaicos
ANEXO I
Nuno Filipe Gomes Soares
119
Manual de Instruções da Aplicação Dimensionamento de Sistemas Fotovoltaicos
ANEXO I
Neste momento é também possível guardar o relatório em pdf.
4.3.2.
Orçamento Rápido
Ao escolher “Orçamento Rápido” terá acesso a um formulário onde encontrará duas opções:
efectuar ou consultar o orçamento relativo a um projecto de minigeração ou microgeração.
Nuno Filipe Gomes Soares
120
Manual de Instruções da Aplicação Dimensionamento de Sistemas Fotovoltaicos
ANEXO I
Ao efectuar a selecção anterior irá surgir o formulário seguinte:
Caso deseje realizar um novo orçamento terá de introduzir o número do cliente, a que deseja
associar esse novo orçamento, no formulário correspondente à realização do orçamento. De
seguida é só preencher os formulários que vão sendo apresentados ao longo do processo.
No formulário relativo a factura eléctrica, será necessário introduzir o valor da potência
contratada de consumo de energia.
Por fim será apresentado o relatório final respectivo ao orçamento desejado.
Nuno Filipe Gomes Soares
121
Manual de Instruções da Aplicação Dimensionamento de Sistemas Fotovoltaicos
4.4.
ANEXO I
Menu Pessoal
No menu pessoal poderá consultar e alterar os seus dados pessoais do utilizador. Neste menu
terá acesso também a uma zona onde podem ser trocadas mensagens entre os utilizadores da
plataforma, sendo esta de funcionamento idêntico ao email.
4.5.
Menu de Administrador
Caso tenha privilégios para tal ao clicar no menu “Administrador” terá acesso a um segundo
menu.
Na área de administração da plataforma poderá adicionar, consultar ou eliminar um utilizador,
bem como, adicionar, consultar ou apagar, todo a equipamento presente na base de dados e
utilizado durante os dimensionamentos.
Nuno Filipe Gomes Soares
122
Relatórios Produzidos a Partir da Aplicação Desenvolvida
ANEXO II
ANEXO II
Relatórios Produzidos a Partir da Aplicação Desenvolvida e Relativa a Instalação Descrita
Anteriormente
Nuno Filipe Gomes Soares
123
Relatórios Produzidos a Partir da Aplicação Desenvolvida
Nuno Filipe Gomes Soares
ANEXO II
124
Relatórios Produzidos a Partir da Aplicação Desenvolvida
Nuno Filipe Gomes Soares
ANEXO II
125
Relatórios Produzidos a Partir da Aplicação Desenvolvida
Nuno Filipe Gomes Soares
ANEXO II
126
Relatórios Produzidos a Partir da Aplicação Desenvolvida
Nuno Filipe Gomes Soares
ANEXO II
127
Relatórios Produzidos a Partir da Aplicação Desenvolvida
Nuno Filipe Gomes Soares
ANEXO II
128
Relatórios Produzidos a Partir da Aplicação Desenvolvida
Nuno Filipe Gomes Soares
ANEXO II
129
Relatórios Produzidos a Partir da Aplicação Desenvolvida
Nuno Filipe Gomes Soares
ANEXO II
130
Relatórios Produzidos a Partir da Aplicação Desenvolvida
Nuno Filipe Gomes Soares
ANEXO II
131
Relatórios Produzidos a Partir da Aplicação Desenvolvida
Nuno Filipe Gomes Soares
ANEXO II
132
Esquema de Ligação Eléctrica de Instalações
ANEXO III
ANEXO III
Esquema de Ligação Eléctrica de Instalação Fotovoltaica Referente ao Capitulo 6
Nuno Filipe Gomes Soares
133
Fichas Técnicas de Modulo e Inversor Solar
ANEXO V
ANEXO IV
Fichas Técnicas de Seguidor Solar
Nuno Filipe Gomes Soares
135
Fichas Técnicas de Modulo e Inversor Solar
Nuno Filipe Gomes Soares
ANEXO V
136
Fichas Técnicas de Modulo e Inversor Solar
Nuno Filipe Gomes Soares
ANEXO V
137
Fichas Técnicas de Modulo e Inversor Solar
Nuno Filipe Gomes Soares
ANEXO V
138
Fichas Técnicas de Modulo e Inversor Solar
Nuno Filipe Gomes Soares
ANEXO V
139
Fichas Técnicas de Modulo e Inversor Solar
Nuno Filipe Gomes Soares
ANEXO V
140
Fichas Técnicas de Modulo e Inversor Solar
Nuno Filipe Gomes Soares
ANEXO V
141
Fichas Técnicas de Modulo e Inversor Solar
Nuno Filipe Gomes Soares
ANEXO V
142
Fichas Técnicas de Modulo e Inversor Solar
Nuno Filipe Gomes Soares
ANEXO V
143
Fichas Técnicas de Modulo e Inversor Solar
Nuno Filipe Gomes Soares
ANEXO V
144
Fichas Técnicas de Modulo e Inversor Solar
Nuno Filipe Gomes Soares
ANEXO V
145
Fichas Técnicas de Modulo e Inversor Solar
Nuno Filipe Gomes Soares
ANEXO V
146
Fichas Técnicas de Modulo e Inversor Solar
ANEXO V
ANEXO V
Fichas Técnicas de Modulo e Inversor Solar
Nuno Filipe Gomes Soares
147
Fichas Técnicas de Modulo e Inversor Solar
Nuno Filipe Gomes Soares
ANEXO V
148
Fichas Técnicas de Modulo e Inversor Solar
Nuno Filipe Gomes Soares
ANEXO V
149
Dados Solares – Radiação Solar e Temperatura Ambiente
ANEXO VI
ANEXO VI
Dados Solares – Radiação Solar e Temperatura Ambiente
Plano Inclinado
Janeiro
Fevereiro
Estragar
Abril
Maio
Junho
Julho
Agosto
Setembro
Outubro
Novembro
Dezembro
Lisboa
Viana
Castelo
154
188
237
260
269
286
300
299
271
218
172
146
126
170
219
242
258
275
282
281
256
190
142
119
Braga Bragança
127
170
217
234
250
271
283
281
257
188
141
125
120
176
223
240
260
292
307
300
265
195
143
123
Vila
Real
Porto
Aveiro
68
147
214
228
252
283
298
295
261
175
98
33
141
182
230
254
269
280
288
282
264
204
153
129
148
184
232
254
265
276
286
282
263
205
156
138
Viseu Coimbra
139
179
220
230
252
278
297
290
259
198
151
133
Castelo
Branco
146
178
220
236
248
267
285
280
255
201
155
135
147
190
238
255
270
298
315
305
275
215
164
137
(Unidades: w/m2) (Fonte: http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/)
Janeiro
Fevereiro
Estragar
Abril
Maio
Junho
Julho
Agosto
Setembro
Outubro
Novembro
Dezembro
Leiria
Portalegre
Évora
Santarém
Setúbal
Beja
Faro
Guarda
147
176
224
241
251
271
285
280
257
203
158
135
149
187
233
248
263
293
311
300
268
211
163
136
165
201
244
259
265
292
308
301
271
225
184
153
152
190
235
256
268
289
304
300
269
215
171
141
155
193
240
265
272
289
301
298
275
223
178
147
168
200
245
261
267
293
310
303
272
233
190
158
175
211
254
277
280
295
303
301
279
241
199
164
131
178
221
238
255
289
310
301
265
197
147
125
(Unidades: w/m2) (Fonte: http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis)
Nuno Filipe Gomes Soares
151
Dados Solares – Radiação Solar e Temperatura Ambiente
ANEXO VI
Seguidor Solar
Lisboa
Janeiro
Fevereiro
Estragar
Abril
Maio
Junho
Julho
Agosto
Setembro
Outubro
Novembro
Dezembro
Viana
Braga Bragança
Castelo
195
240
304
354
382
442
463
429
366
280
224
190
164
220
287
335
378
429
429
407
346
246
185
155
161
218
283
319
359
416
429
406
345
242
179
160
150
225
290
324
367
442
463
429
351
248
181
155
Vila
Real
Porto
Aveiro
Viseu
Coimbra
66
164
274
301
353
425
446
416
345
213
105
22
184
237
305
356
396
438
438
410
360
266
198
169
193
239
307
357
390
429
438
412
357
268
203
179
180
232
287
317
360
429
458
425
350
258
195
174
184
223
280
317
346
401
429
398
338
255
196
172
(Unidades: w/m2) (Fonte: http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/)
Janeiro
Fevereiro
Estragar
Abril
Maio
Junho
Julho
Agosto
Setembro
Outubro
Novembro
Dezembro
Castelo
Branco
Leiria
Portalegre
Évora
Santarém
Setúbal
Beja
Faro
186
239
306
347
389
463
488
442
368
273
209
173
183
218
284
321
351
409
425
391
343
254
200
170
188
238
300
333
378
446
479
438
355
270
208
173
216
264
330
365
400
471
496
454
370
298
242
200
195
243
303
350
382
446
467
433
363
277
225
183
197
246
309
362
390
450
463
429
368
286
232
190
218
261
328
368
401
471
496
454
373
308
248
206
228
273
340
393
425
475
483
450
383
318
263
212
(Unidades: w/m2) (Fonte: http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/)
Nuno Filipe Gomes Soares
152
Dados Solares – Radiação Solar e Temperatura Ambiente
ANEXO VI
Temperatura Ambiente
Janeiro
Fevereiro
Estragar
Abril
Maio
Junho
Julho
Agosto
Setembro
Outubro
Novembro
Dezembro
Lisboa
Viana
Castelo
Braga
Bragança
Vila
Real
Porto
Aveiro
11
11
14
15
18
21
23
24
21
18
14
11
10
11
13
14
16
19
21
21
19
16
13
11
10
10
13
14
16
19
21
21
19
16
12
10
6
7
10
12
15
20
22
22
18
14
9
6
8
9
12
13
16
20
22
22
19
16
11
9
10
11
13
14
16
20
21
21
19
17
12
10
10
11
13
14
17
20
21
22
20
17
13
10
Viseu Coimbra
8
9
12
13
16
20
22
22
20
16
11
9
10
11
13
14
17
21
22
23
20
17
13
10
(Unidades: ºC) (Fonte: http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/)
Janeiro
Fevereiro
Estragar
Abril
Maio
Junho
Julho
Agosto
Setembro
Outubro
Novembro
Dezembro
Castelo
Branco
Leiria
Portalegre
9
10
13
14
17
22
24
24
21
17
12
9
10
11
13
15
17
21
22
23
21
18
13
11
9
10
13
15
18
22
25
25
22
18
13
10
Évora Santarém
10
12
14
16
19
23
25
25
22
19
14
11
10
11
14
15
18
21
23
24
21
18
14
11
Setúbal
Beja
Faro
Guarda
11
12
14
16
18
22
23
24
22
19
14
11
11
12
15
16
19
23
25
25
22
19
14
12
12
13
15
16
19
22
24
24
22
19
15
13
6
8
10
12
15
20
22
22
19
15
10
7
(Unidades: ºC) (Fonte: http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/)
Nuno Filipe Gomes Soares
153