Sistemas Fotovoltaicos - Funcionamento e Componentes Essenciais

3 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA QUENTE 31 O QUE É UM SISTEMA FOTOVOLTAICO Um sistema fotovoltaico é um conjunto de dispositivos e componentes projetados para capturar a energia do sol e convertêla em eletricidade utilizável Esse sistema é composto principalmente por painéis solares inversor e diversos componentes elétricos interconectados A tecnologia fotovoltaica é baseada em células solares que são feitas geralmente de silício e têm a capacidade de transformar a luz solar em eletricidade de corrente contínua CC Essas células são agrupadas em módulos e os módulos são instalados em painéis solares que são então montados em telhados suportes terrestres ou sistemas de rastreamento solar para maximizar a exposição à luz solar Uma característica essencial do sistema é o inversor que desempenha um papel fundamental na conversão da corrente contínua gerada pelos painéis solares em corrente alternada CA que é o tipo de eletricidade usado em residências e empresas O inversor também controla o funcionamento do sistema garantindo que a eletricidade seja entregue de forma eficiente e segura Além dos painéis solares e do inversor há outros componentes como cabos disjuntores e um sistema de montagem que mantém os painéis no lugar e garante a estabilidade e a segurança do sistema Em algumas instalações pode ser adicionado um medidor bidirecional que registra a quantidade de eletricidade gerada pelo sistema e a quantidade de eletricidade consumida da rede elétrica Isso permite que os proprietários monitorem o desempenho do sistema e até vendam o excesso de eletricidade de volta para a rede obtendo créditos na conta de energia Em sistemas mais avançados é possível incluir baterias de armazenamento que permitem que a eletricidade gerada durante o dia seja armazenada para uso durante a noite ou em dias nublados Isso aumenta a independência em relação à rede elétrica convencional e permite uma utilização mais eficiente da energia solar Portanto um sistema fotovoltaico é uma tecnologia incrível que utiliza a energia do sol para gerar eletricidade limpa e renovável Ele oferece benefícios ambientais como a redução das emissões de carbono e econômicos como a diminuição das contas de energia ao longo do tempo Além disso contribui para a sustentabilidade e a autossuficiência energética tornandose uma escolha cada vez mais popular e relevante em um mundo que busca soluções de energia mais limpas e sustentáveis 32 DADOS DE PROJETOS Para realizar o dimensionamento do sistema vamos considerar as seguintes cargas que precisam ser alimentadas Cargas Potência W Frequência de uso horasdia Chuveiro 8000 1 Torneira Elétrica 7500 1 Tendo como base a tabela XX calculase a consumo em kWh de cada equipamento no mês consumo kWh mês Potência W nhoras por dia hn dias 1000 Chuveiro consumochuveiro kWh mês 9000130 1000 270kWh Torneira Elétrica consumochuveiro kWh mês 7600130 1000 228 kWh Consumototalchuveirotoneira elétrica270228495kWh500kWh 33 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO 331 Levantamento da necessidade e disponibilidade Informações provenientes do cliente Localização Treviso Varginha Rede disponível 220 Vca 60Hz CEMIG Consumo médio 500 kwh Distribuição em 2 águas 2 MPPT PV E kWh mês GSTC kW m 2 HTOTAL kWh m 2diaTD PV 5001 53008 PV416kWpmensal Onde Egeração desejada para aquecer o chuveiro de 9 kW e a torneira elétrica de 7600 kW Gstc irradiância em condições normais de ensaio da placa solar Irradiânciavarginha5 kWh m 2dia Dias30 Taxa dedesempenhoesperada80 Quantidade de painéis necessários Nmódulos PV kWp PMOD 1000 Nmódulos 4 16 555 1000 Nmódulos751 Nmódulos8 painéis 332 Dimensionamento do sistema 3321 Tensão máxima V OCmax N MOD Nstring V OC MOD1 coef tempVOC 100 25Tem pmín V OCmax8 24541 032 100 250 1962V 3322 Tensão mínima V OCmax N MOD Nstring V m pmod1 coe f tem pVmp 100 25Tem pmáx V OCmax12 2 3711 038 100 258011738V 3323 Escolha do inversor Inversor WEG SIW200G M060 3324 Dimensionamento do cabo CC A distância entre os módulos e o inversor é de 10 metros Abaixo estão os critérios de dimensionamento I Mínimo de 4 mm 2 II Informações do fabricante dos módulos 4m m 2 III Queda de tensão admissível E2comprimentopotênciasérieresistividad ecobre vmp 2 Scond E210416000178 297 24 100 E041 Cabo escolhido Condumax Solarmax 061 kV 4 mm 2 encordoamento classe 5 cobre estanhado fino Temp90 contínuo e proteção UV Preto para negativo Vermelho para positivo 3325 Dimensionamento do cabo CA A distância entre o inversor e o quadro CA é de 15 metros segundo a NBR5410 é recomendável um cabo com seção mínima de 25 m m 2 e queda de tensão máxima de 4 Abaixo estão os critérios de dimensionamento IV Mínimo de 4 mm 2 V Informações do fabricante dos módulos 4m m 2 VI Queda de tensão admissível E2comprimentopotênciasérieresistividad ecobre vmp 2 Scond E2152202000178 220 26 100 E081 Cabo escolhido Cabo PVC 500V 6m m 2 Preto para Fase Azul para Neutro e Verde para Terra O Kit Solar é composto por 8 módulos de 555 Wp Conectores MC4 Estruturas de fixação para telha metálica Cabos PVC 500V 6m m 2 Condumax Solarmax 061 kV 4 mm 2 encordoamento classe 5 cobre estanhado fino Temp90 contínuo e proteção UV 1 inversor solar WEG SIW200G M060 De acordo com a WEG Solar um kit fotovoltaico especificado acima custa R1700000 considerando que a média do valor de homologação e instalação é de R300000 o valor total é de R2000000 3326 Sistema de Compensação de Crédito da CEMIG O sistema de compensação de energia solar da CEMIG se dá conforme abaixo I A Tarifa de energia TE é compensada integralmente ou seja para cada kWh consumido será compensado 1 kWh II Em relação a Tarifa do Uso do Sistema de Distribuição TUSD está não é compensada integralmente pois é descontado o valor do ICMS cujo patamar em Minas Gerais é de 18 na tarifa do kWh injetado pelo sistema fotovoltaico na rede 3327 Retorno Financeiro Payback I O Investimento para o sistema fotovoltaico será de R2000000 II A energia produzida anualmente é calculada como Energi aanualn placaspotênciaplacasirradiaçã ovarginhaTD3012 Energiaanual8055550823012 Energiaanual655344 kWh III A inflação considerada foi de 10 ao ano IV Ainda se considerou que haverá um custo anual de R30000 anual para lavagem das placas V Portanto no quinto ano já haverá um lucro de R179023 e em oito anos R2099348 3328 Layout das placas no telhado com estrutura metálica PROJETO HIDRÁULICO E SANITÁRIO 100 PTS Grupo Ano 2023 Semestre 1º Sua equipe foi contratada para fazer um projeto hidrossanitário de uma edificação com 2 pavimentos no bairro Treviso em VarginhaMG No projeto da edificação consta area comercial e residencial corte mostrado na Figura 1 A edificação terá torneiras externas em quantidades suficientes para a limpeza das áreas O lote situa em um ponto do bairro cuja a pressão dinâmica da rede de abastecimento de água foi medida por um profissional concessionária local A entrada da edificação encontrase posicionada para o leste geográfico O hidrômetro geral será colocado na testada do muro próximo à entrada conforme as recomendações da concessionária local ver site da Copasa Após analisar o projeto arquitetônico e ler as informações sobre a edificação faça o dimensionamento dos sistemas de água fria água quente esgoto pluvial e incêndio OBS1 Faça o dimensionamento com base nas NBRs 56262020 81601999 108441989 NBR 137142000 NBR 160212011 NBR 168702020 e na IT 17 Corpo de Bombeiros MG OBS2 Considerem as recomendações técnicas da literatura e outras normas técnicas que forem importantes para o dimensionamento OBS3 Os layouts do projeto devem ser construídos utilizando o AutoCAD e apresentados nos formatos DWG e PDF Caso utilizem outro programa fazer a conversão para o AutoCAD OBS4 O memorial de cálculo e o orçamento dos materiais devem ser apresentados nos formatos PDF e XLS OBS5 O memorial descritivo deve ser apresentado no formato DOC e PDF Nele deve conter as informações sobre o projeto arquitetônico NBRs Tabelas e Ábacos equações tipo de materiais empregados modelo do reservatório e da bomba informações da cobertura laje telhado e as justificativas das escolhas do projetista OBS6 Considerem que o projeto estrutural da edificação foi elaborado juntamente com o hidrossanitário ou seja eles apresentam compatibilidade para execução OBS7 Qualquer mudança no projeto arquitetônico deve ser informada no memorial descritivo As Built OBS8 Estabeleça o consumo per capita em função do padrão da edificação escolhido e da disponibilidade hídrica local Varginha Estabeleça um critério para aproximar ao máximo das condições de Varginha OBS9 O projeto deve levar em consideração o atendimento das boas práticas de funcionamento do sistema hidrossanitário e o critério de sustentabilidade Para projeto de reúso de água cinzas não será necessário dimensionar o sistema de tratamento OBS10 A cobertura da edificação tem uma das faces com maior dimensão voltada para o norte geográfico Considerações específicas Grupo 1 pressão disponível 250 mca hidrômetro individualizado sistema de aquecimento solar aproveitamento de água de chuva com reservatório subterrâneo para limpeza de área externa Considerações específicas Grupo 2 pressão disponível 100 mca hidrômetro individualizado sistema fotovoltaico aproveitamento de água cinza clara com tratamento prévio para descarga no vaso sanitário residencial