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Revisão Geral Sistema Fotovoltaico Um painel fotovoltaico também chamado de painel solar é um equipamento utilizado para converter a luz do sol em energia elétrica Ele é composto por várias células fotovoltaicas feitas geralmente de silício um material semicondutor Funciona assim quando a luz solar atinge as células fotovoltaicas os fótons da luz estimulam os elétrons no material gerando uma corrente elétrica contínua Essa eletricidade pode ser utilizada diretamente armazenada em baterias ou convertida em corrente alternada para uso em residências empresas e indústrias Principais características dos painéis fotovoltaicos Sustentáveis produzem energia limpa sem emissão de poluentes Modulares podem ser instalados em diferentes tamanhos e quantidades de acordo com a necessidade Duráveis têm vida útil média de 20 a 30 anos com manutenção relativamente baixa Módulo Fotovoltaico Um módulo fotovoltaico é o componente responsável pela conversão da radiação solar em energia elétrica corrente contínua Imagem 1 Ilustração básica para entendimento superficial Geração Distribuída GD Definição Geração Distribuída é a produção de energia elétrica realizada próxima ou no próprio local de consumo conectada diretamente à rede de distribuição Características Elétricas Potência Pequena a média de alguns kW até 5 MW no Brasil conforme regulamentação da ANEEL Observação importante A relação entre 5 MW AC megawatts em corrente alternada e cerca de 7 MWp megawattspico acontece principalmente no contexto de usinas fotovoltaicas solar Essa diferença existe porque MWp megawattspico referese à potência máxima que os módulos solares podem gerar em condições ideais de teste STC Standard Test Conditions MW AC referese à potência efetivamente entregue na forma de corrente alternada à rede elétrica após passar por inversores e considerando perdas do sistema Por que MWp é maior que MW AC 1 Perdas nos Inversores Os inversores convertem corrente contínua DC em corrente alternada AC e sempre têm alguma perda de eficiência normalmente entre 2 e 5 2 Dimensionamento com Overdimensionamento DCAC Ratio Para otimizar o investimento é comum instalar uma capacidade maior em painéis solares do que a capacidade nominal dos inversores Por exemplo para um inversor de 5 MW AC podese instalar 7 MWp em painéis resultando num fator DCAC de 14 7 5 14 3 Variabilidade da Geração Solar Como os módulos nem sempre operam em sua potência máxima aumentar o DCAC ratio ajuda a aproveitar melhor o inversor durante as várias condições de radiação solar Resumo direto 5 MW AC 7 MWp porque existe um fator de sobredimensionamento intencional DCAC ratio para maximizar a eficiência econômica da usina considerando perdas e variabilidade de geração Tensões de Operação o Baixa tensão 127 V 220 V 380 V o Média tensão 138 kV 345 kV Equipamentos Inversores em sistemas solares microturbinas geradores a biomassa pequenas hidrelétricas Fluxo de Energia Bidirecional energia pode ser consumida localmente e o excedente é injetado na rede pública Aspectos Energéticos Energia Ativa kWh Gerada principalmente para autoconsumo Energia Reativa kVArh o Muitos inversores modernos têm controle de fator de potência contribuindo com a rede o Correção de fator de potência local se necessário Qualidade da Energia o Controle de harmônicas sobretensões variações de frequência e tensão o Regras específicas normatizadas ex NBR 16149 16150 16151 Observação Importante A geração distribuída contribui para a descentralização da matriz elétrica e para a sustentabilidade mas exige planejamento para manter a estabilidade da rede local Imagem 2 Ilustração básica para entendimento superficial Geração Centralizada GC Definição Geração Centralizada é a forma tradicional de produção de energia elétrica em grandes usinas localizadas longe dos centros de consumo conectadas às redes de transmissão Características Elétricas Potência Alta de dezenas de megawatts até vários gigawatts Tensões de Operação o Alta tensão 69 kV 138 kV o Extraalta tensão 230 kV 500 kV ou mais Equipamentos o Geradores síncronos grandes o Transformadores elevadores o Disjuntores e outros equipamentos de alta tensão Fluxo de Energia Unidirecional da usina para o consumidor final Aspectos Energéticos Energia Ativa Suprimento em larga escala para grandes regiões Energia Reativa o Controlada centralizadamente para garantir estabilidade do sistema o Utilização de bancos de capacitores reatores equipamentos FACTS Qualidade da Energia o Controle rigoroso de frequência e tensão o Operação supervisionada por órgãos como o ONS Imagem 3 Ilustração básica para entendimento superficial Aspecto Geração Distribuída GD Geração Centralizada GC Potência Pequena a média kW a 5 MW Alta MW a GW Tensão de Operação Baixa ou média tensão Alta e extraalta tensão Distância até o consumo Próxima ou no local do consumo Longa centenas de km Controle de energia reativa Local via inversores e controladores Centralizado com equipamentos dedicados Qualidade de Energia Controle local foco em harmônicas e tensão Alta exigência por estabilidade do sistema Equipamentos principais Inversores microgeradores Geradores síncronos transformadores grandes Dependência da rede Reduzida com foco em autoconsumo Essencial para levar energia até consumidores Perdas elétricas Menores devido à proximidade Maiores principalmente em transmissão O que é um tracker Um tracker solar é um sistema que ajusta automaticamente a posição dos módulos fotovoltaicos para acompanhar o movimento do sol aumentando a eficiência da captação de energia Benefícios Gerais de Trackers Aumento da geração de energia entre 15 e 25 em comparação a sistemas fixos dependendo do local Melhor aproveitamento do recurso solar Otimização do layout da planta fotovoltaica O que é uma string Definição Em um sistema fotovoltaico uma string é um conjunto de módulos painéis fotovoltaicos conectados em série Por Que Usar Strings Ao ligar os módulos em série somamse as tensões de cada módulo enquanto a corrente elétrica permanece constante Isso é necessário para atingir as faixas de tensão de entrada dos inversores fotovoltaicos que normalmente exigem tensões relativamente altas para operar com eficiência por exemplo entre 600 V e 1500 V CC dependendo do inversor Conceitos elétricos envolvidos Tensão Total da String V VstringVmo duloNmo dulosV extstring V extmódulo imes ˊ ˊ N extmódulos Exemplo 10 módulos de 40 V cada 400 V na string Corrente da String I É igual à corrente de um único módulo a menor corrente da série define o valor total Potência da String P PVstringIstringP V extstring imes I extstring Número de Strings Várias strings podem ser conectadas em paralelo para aumentar a potência total do sistema e adequar à entrada do inversor Importante compatibilidade com inversores Cada inversor tem um Intervalo de Tensão de Operação Faixa mínima e máxima em que ele consegue converter energia Corrente Máxima por Entrada MPPT Limita quantas strings podem ser conectadas em paralelo Exemplo prático Se um inversor aceita de 500 V a 1000 V CC e cada módulo tem 40 V precisaremos entre 13 e 25 módulos por string Como as Strings Se Relacionam com Trackers Strings Por Tracker Cada estrutura de tracker geralmente comporta um número específico de módulos conectados em série uma ou mais strings Desafios Técnicos o Ao movimentarse o tracker pode criar pequenas diferenças de irradiância entre strings sombreamento parcial o Por isso é importante projetar strings dentro de um mesmo tracker e não misturar strings entre trackers diferentes conectados ao mesmo MPPT do inversor evitando perdas por mismatch Configurando Strings em Trackers o O comprimento máximo da string é limitado tanto pela tensão de operação quanto pelas características físicas do tracker exemplo comprimento da fileira de módulos o É comum definir o layout elétrico junto com o layout mecânico dos trackers para otimizar cabos conexões e perdas Configuração dos trackers Tracker 1x60 monolinha com 60 módulos Descrição Uma fileira com 60 módulos dispostos em série ou em strings divididas Configuração elétrica típica o Se cada string for limitada a 30 módulos por tensão 2 strings de 30 módulos em série cada ligadas em paralelo no mesmo tracker Tensão e Corrente de Exemplo o Módulo 40 V e 10 A o String 30 módulos 40 V 1200 V tensão total da string dentro do limite de muitos inversores até 1500 V CC o Corrente total 10 A por string 2 strings em paralelo 20 A Aplicação Usinas de médio porte onde se busca simplificação de layout e controle Tracker 2x60 dual row com 2 fileiras de 60 módulos cada Descrição Duas fileiras montadas lado a lado com 60 módulos em cada Configuração elétrica o Normalmente cada fileira é subdividida em strings de 30 módulos o Assim 2 fileiras 2 strings de 30 módulos 4 strings por tracker Aspectos importantes o O ideal é manter fileiras idênticas em comprimento e número de módulos para evitar mismatch o Pode exigir estruturas elétricas mais robustas maior quantidade de cabos CC mais caixas de junção string boxes Aplicação Usinas de grande porte com foco em otimização de área e redução de motores por número de módulos Tracker 1x30 monolinha curta ou meio tracker Descrição Uma única fileira com apenas 30 módulos usada em situações onde o comprimento ou altura da estrutura precisa ser reduzido Configuração elétrica o Normalmente uma única string de 30 módulos conectada diretamente ao inversor Aspectos importantes o Pode ser necessário mais inversores ou mais trackers para cobrir a mesma potência instalada em comparação com configurações maiores o Maior flexibilidade em terrenos irregulares ou limitados Aplicação Projetos com limitações físicas de espaço ou projetos de menor escala Configuração Nº de Fileiras Módulos por Fileira Strings por Tracker Situação Ideal 1x60 1 60 2 30 módulos cada Médio porte simplificação estrutural 2x60 2 60 4 2 por fileira Grande porte otimização de terreno 1x30 1 30 1 Pequeno porte terrenos restritos O que é pitch em trackers fotovoltaicos Pitch é a distância entre o centro de uma fileira de módulos tracker e o centro da fileira adjacente Por que o Pitch é importante Energeticamente O objetivo é evitar sombreamento entre fileiras principalmente no início da manhã e no final da tarde quando o sol está baixo Eletricamente Sombreamento parcial de uma string reduz a corrente total já que em sistemas em série o menor valor de corrente determina a corrente da string Balanceamento técnico o Pitch menor maior densidade de potência por área mas maior risco de sombreamento e perda por mismatch o Pitch maior menor densidade de potência mas mais geração por unidade instalada Cálculo típico de Pitch Depende da latitude do local altura dos módulos ângulo máximo de inclinação do tracker e altura da estrutura Exemplo em usinas no Brasil Pitch entre 45 m e 8 m O que é backtracking em trackers Backtracking é uma estratégia de controle que ajusta o ângulo dos trackers para evitar sombreamento entre fileiras mesmo que isso signifique não seguir exatamente o ângulo de incidência ideal do sol Como funciona Durante o começo da manhã e final da tarde em vez de o tracker buscar o ângulo solar exato ele reduz o ângulo de inclinação posicionando os módulos de forma menos inclinada Isso reduz a energia momentaneamente gerada mas evita perdas maiores por sombreamento entre fileiras Relação com aspectos elétricos e energéticos Sombreamento parcial Perda de Corrente Strings em série afetadas por sombreamento têm redução de corrente Um único módulo sombreado pode limitar toda a produção da string aumentando as perdas MPPT e Backtracking Durante o backtracking o inversor e o tracker ajustam a geração para manter a operação dentro da faixa ideal de tensãocorrente do inversor sem prejudicar o rastreamento de máxima potência MPPT Dimensionamento elétrico do sistema Um layout com pitch insuficiente e sem backtracking precisa de mais cuidado com dispositivos de bypass otimizadores ou microinversores para compensar sombreamentos Energeticamente falando o Sem backtracking Menor custo estrutural pitch menor mas maiores perdas por sombreamento o Com backtracking Produção mais estável e controlada evitando perdas em dias de baixa inclinação solar Termo Função Principal Relação Elétrica Impacto na Energia Pitch Distância entre fileiras Evita sombreamento e mismatch Influencia densidade e eficiência Backtracking Ajuste automático de ângulo dos trackers Minimiza perdas por sombreamento Garante produção otimizada durante manhã e tarde Especificação Técnica ARRAY STI H250 Dualrow Características Mecânicas Tipo Single Axis Tracker 1 eixo horizontal Dualrow Dualrow Um motor movimenta duas fileiras conectadas reduzindo o número de atuadores por MW instalado Material Estrutural Aço galvanizado com resistência a corrosão projetado para durabilidade de mais de 25 anos Componente Especificação Técnica Observação Motor Drive Unit DC 24V ou 48V reversível com redutor Corrente máxima informada em projeto varia de 515 A dependendo do modelo e carga Controlador Tracker Sistema local inteligente Configurações via Modbus RTUTCP Limites backtracking alarmes Painéis de Controle Incluem DPS disjuntores relés Proteção contra sobrecarga e surtos Sensores Anemômetro Encoder de Posição Windstow ativado automaticamente Comunicação Modbus RTUTCP RS485 ou fibra ótica Integração com SCADA e EMS Componente Especificação Técnica Observação Alimentação Elétrica Normalmente proveniente da rede auxiliar da planta CA 230V CC 24V48V com fontes ou painéis dedicados Importante prever sistema de backup para controle em emergências Itens de Configuração Essenciais para o ARRAY STI H250 Parâmetros de Setup Importantes Ângulo Máximo e Mínimo de Inclinação o Exemplo típico de 55 a 55 ajustável conforme projeto Velocidade de Windstow o Configuração padrão trackers entram em posição de segurança quando o anemômetro detecta vento acima de 1820 ms Backtracking o Algoritmo configurável para evitar sombreamento em horários críticos Velocidade de Movimento o Controlável pelo sistema para otimizar consumo de energia e reduzir esforços mecânicos Procedimentos de Comissionamento Calibração dos sensores de posição encoder Teste de comunicação com SCADA Teste de failsafe simulação de vento forte para validação de windstow Componente Função Principal Observações Técnicas Importantes Motor DC Movimentação dos eixos Alimentação direta via painel com proteção individual Control Box Alimentação Proteção Comando Deve conter proteção contra curto e sobretensão Tracker Controller Lógica e controle de movimento Programação local ou remota via software específico Sensor de Vento Segurança Windstow Necessário testar resposta periódica para manutenção Encoder Feedback de posição Crítico para evitar desalinhamento ou Componente Função Principal Observações Técnicas Importantes erros de operação Sistema de Comunicação Integração SCADAEMS Deve prever redundância se exigido pelo projeto Proteções Recomendadas Boas Práticas Disjuntores em Corrente Contínua dimensionados para proteger os motores considerar corrente de partida DPS em todas as entradas e saídas dos painéis de controle Aterramento em Toda a Estrutura seguindo norma ABNT NBR 5419 e equivalente internacional IEC 62305 Cabos com Blindagem e UV Protection para garantir durabilidade e evitar interferência Diferenciais Técnicos do STI H250 em Relação a Outros Trackers Dualrow Drive Reduz em média 3040 o número de motores por MW instalado em comparação com trackers singlerow Otimização de Layout Flexibilidade para terrenos irregulares e usinas de médio a grande porte Sistema Modular Facilita expansão e manutenção Cada seção pode operar independentemente Menor Consumo Elétrico Motores acionados somente em períodos específicos do dia baixo duty cycle Observações de Engenharia e Projeto Dimensionamento de Cabos o Fundamental calcular seção dos cabos em função da distância entre painéis de controle e motores considerando quedas de tensão admissíveis exemplo 23 máximo em corrente contínua Plano de Manutenção o Lubrificação periódica dos redutoresmotores se aplicável o Teste funcional dos sensores e sistemas de controle o Verificação visual de estrutura mecânica e elétricos especialmente conectores Integração SCADA o É recomendável mapear cada tracker com endereços Modbus organizados para facilitar diagnóstico o Relatórios automáticos de alarmes e status dos motores ajudam no OM Operação e Manutenção Itens de comunicação P4Q Rede de Comunicação Visão Geral do Fluxo de Comunicação Componentes RSU Remote Sensor Unit Sensor ambiental vento neve temperatura NCU Network Control Unit Unidade central de controle e decisão TCU Tracker Control Unit Controla o movimento físico dos painéis SCADA opcional Sistema de supervisão e controle da planta solar Fluxo de Dados e Comandos Passo a Passo 1 Detecção RSU O RSU detecta condições ambientais adversas como o Vento acima do limite seguro o Acúmulo de neve Não toma decisões Apenas envia dados brutos RSU envia dados para NCU Meio de comunicação ZigBee ou RS485 2 Decisão NCU O NCU recebe os dados do RSU e toma decisões com base em regras pré configuradas o Se vento 60 kmh então ativar modo stow o Se neve 10 cm colocar painéis em posição vertical A lógica está toda no NCU ele decide o que fazer com os trackers Também Agrupa trackers Agenda limpeza Armazena logs Sincroniza horário com NTP se habilitado NCU envia comandos para TCUs Meio de comunicação ZigBee ou RS485 3 Ação TCU O TCU de cada tracker recebe comandos do NCU como o Entre em stow posição de segurança o Alinhe para limpeza o Ajuste para ângulo X Y O TCU comanda o motor do tracker e monitora sensores locais como posição corrente falhas O TCU também reporta status para NCU que pode Reenviar comandos Diagnosticar falhas Acionar alarmes 4 Supervisão opcional via SCADA O NCU pode se conectar a um sistema SCADA via EthernetModbus TCP Assim operadores humanos visualizam o Status dos trackers o Alarmes ativos o Histórico de eventos e comandos Resumo em Forma de Rede Sensores RSU ZigBee RS485 NCU Inteligência Central ZigBee RS485 TCUs Controladores dos Trackers local Trackers físicos Motores SCADA opcional via Ethernet ou Modbus TCP Tecnologias Usadas Função Tecnologia Comunicação RSU NCU ZigBee sem fio ou RS485 Comunicação NCU TCU ZigBee em malha ou RS485 NCU SCADA Ethernet Modbus TCP Sincronismo de horário NTP Network Time Protocol 1 Sobre a P4Q A P4Q é uma empresa global especializada em desenvolvimento e fabricação de eletrônica industrial de alta confiabilidade com forte atuação nos setores de Energia solar Dispositivos médicos medtech Transporte ferroviário Seu diferencial está em soluções tecnológicas customizadas como a linha Suntrack voltada ao controle de trackers solares em usinas fotovoltaicas 2 Linha de Produtos Suntrack A linha Suntrack é composta por unidades inteligentes que otimizam a operação de painéis solares com rastreamento TCU Tracker Control Unit Controla o movimento de um ou mais trackers baseado em algoritmos astronômicos e comandos de rede RSU Remote Sensor Unit Mede dados ambientais como vento neve e outros alarmes climáticos Envia sinais ao sistema NCU Network Control Unit É o cérebro da operação Centraliza dados dos TCUs e RSUs coordena ações emite comandos como stow e se conecta ao SCADA da planta 3 Comunicação entre os Componentes A arquitetura de comunicação do sistema Suntrack é robusta segura e adaptável a redes cabeadas ou sem fio RSU envia dados climáticos NCU decide ações TCU statusposição NCU NCU comandos stow limpeza TCU NCU integração via Ethernet ou Modbus SCADA Protocolos usados ZigBee RS485 Modbus TCP NTP sincronismo Topologia Hierárquica com grupos de trackers sensores e lógica distribuída 4 Premissas de Alocação no Layout Distância 1 A distância ideal entre os itens dentro do layout pode variar muito em relação aos desafios que o layout vai impor 2 A distância entre a NCU e os trackers não deve superar a distância máxima 60m de algum elemento da rede ZigBee 3 Dentro do raio de 60 metros é importante alocar a maior quantidade de trackers possíveis 4 A RSU deve ser posicionado no ponto mais alto da usina 5 Comunicação NCU Trackers NorteSul deve respeitar 4 saltos LesteOeste deve respeitar 21 trackers de distância Sombreamento 1 Pelo menos a uma distância que minimize o sombreamento nos painéis fotovoltaicos Redes Norte e Sul Redes Leste e Oeste Gateway 1 Trackers ao Norte da usina Gateway 2 Trackers ao Sul da usina Gateway 1 Trackers à Leste da usina Gateway 2 Trackers à Oeste da usina 5 Especificidades de cada item TCU Tracker Control Unit RSU Remote Sensor Unit Anemômetro de Cubetas RS485 Anemômetro Ultrassônico Especificações Fonte de alimentação 524Vdc Consumo de energia 24V 20mA Temperatura 30ºC a 75ºC Grau de proteção IP65 Velocidade do vento 050 ms Especificações Fonte de alimentação 730Vdc Temperatura 40ºC a 70ºC Grau de proteção IP65 Velocidade do vento 060 ms Direção 360º NCU Network Control Unit NCU Network Control Unit Especificações Dimensões mm 500 x 400 x 200 Peso 525 kg Tensão de entrada 100 240 Vac Comunicações ZigbeeEthernet Grau de proteção IP66 Temperatura 20ºC a 60ºC Quantidade de trackers 200 Sinais monitorados pela NCU Posição atual do tracker Posição solar atual Modo de operação do tracker Auto Manual Corrente do motor do tracker Estado da carga da bateria apenas na opção autoalimentação Alarmes eixo bloqueado sobrecorrente baixa velocidade alarmes de bateria etc Premissa Alcança até 21 trackers nos sentidos LO Alcança até 4 saltos de comunicação sentido NS Comunicação de até 1KM em visada direta e de 60 metros para áreas urbanas Label Description 1 Central system 2 Expandable digital input array 3 Power Supply with battery charger 4 Gateway Ethernet to ZigbeeRS485 5 Unmanaged managed Ethernet network switch 6 Protection devices 7 Batteries 8 Distribution terminal blocks 9 Connection service terminal blocks 10 RF Power divider 2 Posição de Segurança STI Norland STI A STI Norland fundada em 1996 na Espanha é fabricante líder de sistemas de rastreamento solar trackers agora integrada à Array Technologies tornandose a maior fabricante global de trackers Produtoschave SNC IWC e TSC 1 TSC Tracking Smart Controller O que é Controlador inteligente montado diretamente no tracker STiH250 DualRow etc Funções Controla posição modos estacionário limpeza monitora bateria alarmes condições de comunicação inclui lógica de abanderamento com base em alarmes da IWC Comunicação o Local via RS485 cabo USBRS485 o Interface com aplicação STI VisualApp ou SCADA por Modbus 2 IWC Intelligent Weather ControllerSensor O que faz Detecta dados ambientais vento neve e gera alarmes para proteção dos trackers Integração Comunica sinais de alarme para a rede de controladores TSCNCU A lógica de reação abanderamento é coordenada pelo TSC e NCU 3 SNC Solar Network Controller Função Atua como o NCU da STI centraliza dados dos TSC e IWC executa lógica de agrupamento e comando de stow e interface com supervisão SCADA Comunicação o Com TSCIWC via RS485 bus hierárquico o Conexão remota com sistemas SCADA via Modbus TCPEthernet o Logs sincronismo de tempo firmware e configuração são gerenciados aqui Rede de Comunicação dos Equipamentos IWC envia alarmes ambientais TSC local TSC statusalarmetráfego SNC central SNC comandos stow sincronismo manutenção TSCs SNC dados e logs SCADA via Modbus TCPEthernet IWC TSC Sinais de vento neve parâmetros climáticos TSC SNC Status do tracker alarmes e telemetria local SNC TSC Comandos de segurança stow limpeza ajustes operacionais SNC SCADA Monitoramento global logs comandos de planta Tecnologias de Comunicação Usadas Função Tecnologia IWC TSC RS485 via cabo TSC SNC RS485 nó mestre e vários nós Função Tecnologia SNC SCADA Ethernet Modbus TCP Interface TSC AppPC USB RS485 App STI Visual Ferramentas USBRS485 Javabased STI Visual protocolos padrão do setor Como isso se integra em um projeto real O IWC identifica vento forte envia sinal ao TSC local que pode iniciar abanderamento O TSC reporta ao SNC vento detectado ação executada status O SNC avalia se toda a linha deve entrar em stow ou aguarda outros sinais e envia comandos Via SCADA técnicos visualizam alertas histórico e performance da planta podendo intervir Resumo IWC sensores ambientais fornecem alarmes TSC controlador local no tracker executa comandos e monitora SNC controlador central Network Controller coordenação em escala e integração com supervisão Essa rede RS485 em modo hierárquico com interface Modbus TCP garante automação confiável segurança e visibilidade operacional Premissas de Alocação no Layout Distância 1 A distância ideal entre os itens dentro do layout pode variar muito em relação aos desafios que o layout vai impor 2 A distância entre a SNC e os trackers não deve superar a distância máxima 60m de algum elemento da rede ZigBee 3 Dentro do raio de 60 metros é importante alocar a maior quantidade de trackers possíveis 4 A IWC deve ser posicionado no ponto mais alto da usina 5 Comunicação SNC Trackers NorteSul deve respeitar 4 saltos LesteOeste deve respeitar 21 trackers de distância Sombreamento 1 Pelo menos a uma distância que minimize o sombreamento nos painéis fotovoltaicos Redes Norte e Sul Redes Leste e Oeste Gateway 1 Trackers ao Norte da usina Gateway 2 Trackers ao Sul da usina Gateway 1 Trackers à Leste da usina Gateway 2 Trackers à Oeste da usina Tipos de Layout a Básicos Simples 1 SNC e 1 IWC Layout quadrado ponto mais alto centralizado até 1 SNC e 2 IWCs Layout quadrado ponto mais alto não centralizado b Intermediários 1 SNC e 2 IWCs até 2 SNCs e 2 IWCs A DEPENDER DA EXTENSÃO DO LAYOUT SNC NCU IWC RSU c Desafiadores 2 SNCs e 2 IWCs até 3 SNCs e 3 IWCs E N E R G I A E N E R G I A Estudantes A S U P E R A S U P E R DO S OL DO S OL META MOSTRAR COMO O SOL ACENDE A LUZ DAS NOSSAS CASAS O SOL É UM SUPER HERÓI QUE NOS MANDA UM PRESENTE TODOS OS DIAS A LUZ Para que serve a luz do Sol Para aquecer para as plantas crescerem e para fazer energia A placa solar é um PegaLuz gigante que colocamos no telhado ou no campo Como funciona Ela é feita de um material mágico Silício que transforma a luz do Sol em eletricidade É como uma minifábrica que só precisa de luz para trabalhar A MÁGICA DA PLACA SOLAR O PEGALUZ ELETRICIDADE NO FIO COMO CHEGA EM CASA A energia que o PegaLuz faz é especial Para a TV e o computador funcionarem a energia precisa ser traduzida pelo Inversor O Inversor é o Tradutor Mágico que transforma a energia do Sol para que a nossa casa entenda Às vezes as placas ficam na nossa casa ou bem pertinho Se a gente usa menos energia do que produz o que sobra vai para a rua para ajudar o vizinho É como se a sua casa mandasse um presente de energia para a rede da cidade O CAMINHO DA ENERGIA USINA PERTO DE VOCÊ A USINA GIGANTE O GRANDE JARDIM DE SOL As usinas solares são grandes campos cheios de PegaLuzes Elas produzem energia para uma cidade inteira Pergunta Como os painéis da usina seguem o Sol já que ele se move O RASTREADOR O Rastreador é um sistema superinteligente que move as placas solares para que elas olhem para o Sol o dia todo como se fossem girassóis gigantes Benefício Isso faz com que a usina pegue muito mais luz e energia POR QUE AMAMOS A ENERGIA DO SOL 1 Energia Limpa O Sol é um amigo da natureza Ele faz energia sem poluir sem fumaça e sem sujar o planeta 2 Economia Se você tem placa em casa a conta de luz fica mais barata 3 É para Sempre O Sol está lá todos os dias e podemos usálo por muito muito tempo Desafio Final OBRIGADO Onde usamos a energia solar Em quais coisas a luz do Sol pode ajudar a ligar
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Revisão Geral Sistema Fotovoltaico Um painel fotovoltaico também chamado de painel solar é um equipamento utilizado para converter a luz do sol em energia elétrica Ele é composto por várias células fotovoltaicas feitas geralmente de silício um material semicondutor Funciona assim quando a luz solar atinge as células fotovoltaicas os fótons da luz estimulam os elétrons no material gerando uma corrente elétrica contínua Essa eletricidade pode ser utilizada diretamente armazenada em baterias ou convertida em corrente alternada para uso em residências empresas e indústrias Principais características dos painéis fotovoltaicos Sustentáveis produzem energia limpa sem emissão de poluentes Modulares podem ser instalados em diferentes tamanhos e quantidades de acordo com a necessidade Duráveis têm vida útil média de 20 a 30 anos com manutenção relativamente baixa Módulo Fotovoltaico Um módulo fotovoltaico é o componente responsável pela conversão da radiação solar em energia elétrica corrente contínua Imagem 1 Ilustração básica para entendimento superficial Geração Distribuída GD Definição Geração Distribuída é a produção de energia elétrica realizada próxima ou no próprio local de consumo conectada diretamente à rede de distribuição Características Elétricas Potência Pequena a média de alguns kW até 5 MW no Brasil conforme regulamentação da ANEEL Observação importante A relação entre 5 MW AC megawatts em corrente alternada e cerca de 7 MWp megawattspico acontece principalmente no contexto de usinas fotovoltaicas solar Essa diferença existe porque MWp megawattspico referese à potência máxima que os módulos solares podem gerar em condições ideais de teste STC Standard Test Conditions MW AC referese à potência efetivamente entregue na forma de corrente alternada à rede elétrica após passar por inversores e considerando perdas do sistema Por que MWp é maior que MW AC 1 Perdas nos Inversores Os inversores convertem corrente contínua DC em corrente alternada AC e sempre têm alguma perda de eficiência normalmente entre 2 e 5 2 Dimensionamento com Overdimensionamento DCAC Ratio Para otimizar o investimento é comum instalar uma capacidade maior em painéis solares do que a capacidade nominal dos inversores Por exemplo para um inversor de 5 MW AC podese instalar 7 MWp em painéis resultando num fator DCAC de 14 7 5 14 3 Variabilidade da Geração Solar Como os módulos nem sempre operam em sua potência máxima aumentar o DCAC ratio ajuda a aproveitar melhor o inversor durante as várias condições de radiação solar Resumo direto 5 MW AC 7 MWp porque existe um fator de sobredimensionamento intencional DCAC ratio para maximizar a eficiência econômica da usina considerando perdas e variabilidade de geração Tensões de Operação o Baixa tensão 127 V 220 V 380 V o Média tensão 138 kV 345 kV Equipamentos Inversores em sistemas solares microturbinas geradores a biomassa pequenas hidrelétricas Fluxo de Energia Bidirecional energia pode ser consumida localmente e o excedente é injetado na rede pública Aspectos Energéticos Energia Ativa kWh Gerada principalmente para autoconsumo Energia Reativa kVArh o Muitos inversores modernos têm controle de fator de potência contribuindo com a rede o Correção de fator de potência local se necessário Qualidade da Energia o Controle de harmônicas sobretensões variações de frequência e tensão o Regras específicas normatizadas ex NBR 16149 16150 16151 Observação Importante A geração distribuída contribui para a descentralização da matriz elétrica e para a sustentabilidade mas exige planejamento para manter a estabilidade da rede local Imagem 2 Ilustração básica para entendimento superficial Geração Centralizada GC Definição Geração Centralizada é a forma tradicional de produção de energia elétrica em grandes usinas localizadas longe dos centros de consumo conectadas às redes de transmissão Características Elétricas Potência Alta de dezenas de megawatts até vários gigawatts Tensões de Operação o Alta tensão 69 kV 138 kV o Extraalta tensão 230 kV 500 kV ou mais Equipamentos o Geradores síncronos grandes o Transformadores elevadores o Disjuntores e outros equipamentos de alta tensão Fluxo de Energia Unidirecional da usina para o consumidor final Aspectos Energéticos Energia Ativa Suprimento em larga escala para grandes regiões Energia Reativa o Controlada centralizadamente para garantir estabilidade do sistema o Utilização de bancos de capacitores reatores equipamentos FACTS Qualidade da Energia o Controle rigoroso de frequência e tensão o Operação supervisionada por órgãos como o ONS Imagem 3 Ilustração básica para entendimento superficial Aspecto Geração Distribuída GD Geração Centralizada GC Potência Pequena a média kW a 5 MW Alta MW a GW Tensão de Operação Baixa ou média tensão Alta e extraalta tensão Distância até o consumo Próxima ou no local do consumo Longa centenas de km Controle de energia reativa Local via inversores e controladores Centralizado com equipamentos dedicados Qualidade de Energia Controle local foco em harmônicas e tensão Alta exigência por estabilidade do sistema Equipamentos principais Inversores microgeradores Geradores síncronos transformadores grandes Dependência da rede Reduzida com foco em autoconsumo Essencial para levar energia até consumidores Perdas elétricas Menores devido à proximidade Maiores principalmente em transmissão O que é um tracker Um tracker solar é um sistema que ajusta automaticamente a posição dos módulos fotovoltaicos para acompanhar o movimento do sol aumentando a eficiência da captação de energia Benefícios Gerais de Trackers Aumento da geração de energia entre 15 e 25 em comparação a sistemas fixos dependendo do local Melhor aproveitamento do recurso solar Otimização do layout da planta fotovoltaica O que é uma string Definição Em um sistema fotovoltaico uma string é um conjunto de módulos painéis fotovoltaicos conectados em série Por Que Usar Strings Ao ligar os módulos em série somamse as tensões de cada módulo enquanto a corrente elétrica permanece constante Isso é necessário para atingir as faixas de tensão de entrada dos inversores fotovoltaicos que normalmente exigem tensões relativamente altas para operar com eficiência por exemplo entre 600 V e 1500 V CC dependendo do inversor Conceitos elétricos envolvidos Tensão Total da String V VstringVmo duloNmo dulosV extstring V extmódulo imes ˊ ˊ N extmódulos Exemplo 10 módulos de 40 V cada 400 V na string Corrente da String I É igual à corrente de um único módulo a menor corrente da série define o valor total Potência da String P PVstringIstringP V extstring imes I extstring Número de Strings Várias strings podem ser conectadas em paralelo para aumentar a potência total do sistema e adequar à entrada do inversor Importante compatibilidade com inversores Cada inversor tem um Intervalo de Tensão de Operação Faixa mínima e máxima em que ele consegue converter energia Corrente Máxima por Entrada MPPT Limita quantas strings podem ser conectadas em paralelo Exemplo prático Se um inversor aceita de 500 V a 1000 V CC e cada módulo tem 40 V precisaremos entre 13 e 25 módulos por string Como as Strings Se Relacionam com Trackers Strings Por Tracker Cada estrutura de tracker geralmente comporta um número específico de módulos conectados em série uma ou mais strings Desafios Técnicos o Ao movimentarse o tracker pode criar pequenas diferenças de irradiância entre strings sombreamento parcial o Por isso é importante projetar strings dentro de um mesmo tracker e não misturar strings entre trackers diferentes conectados ao mesmo MPPT do inversor evitando perdas por mismatch Configurando Strings em Trackers o O comprimento máximo da string é limitado tanto pela tensão de operação quanto pelas características físicas do tracker exemplo comprimento da fileira de módulos o É comum definir o layout elétrico junto com o layout mecânico dos trackers para otimizar cabos conexões e perdas Configuração dos trackers Tracker 1x60 monolinha com 60 módulos Descrição Uma fileira com 60 módulos dispostos em série ou em strings divididas Configuração elétrica típica o Se cada string for limitada a 30 módulos por tensão 2 strings de 30 módulos em série cada ligadas em paralelo no mesmo tracker Tensão e Corrente de Exemplo o Módulo 40 V e 10 A o String 30 módulos 40 V 1200 V tensão total da string dentro do limite de muitos inversores até 1500 V CC o Corrente total 10 A por string 2 strings em paralelo 20 A Aplicação Usinas de médio porte onde se busca simplificação de layout e controle Tracker 2x60 dual row com 2 fileiras de 60 módulos cada Descrição Duas fileiras montadas lado a lado com 60 módulos em cada Configuração elétrica o Normalmente cada fileira é subdividida em strings de 30 módulos o Assim 2 fileiras 2 strings de 30 módulos 4 strings por tracker Aspectos importantes o O ideal é manter fileiras idênticas em comprimento e número de módulos para evitar mismatch o Pode exigir estruturas elétricas mais robustas maior quantidade de cabos CC mais caixas de junção string boxes Aplicação Usinas de grande porte com foco em otimização de área e redução de motores por número de módulos Tracker 1x30 monolinha curta ou meio tracker Descrição Uma única fileira com apenas 30 módulos usada em situações onde o comprimento ou altura da estrutura precisa ser reduzido Configuração elétrica o Normalmente uma única string de 30 módulos conectada diretamente ao inversor Aspectos importantes o Pode ser necessário mais inversores ou mais trackers para cobrir a mesma potência instalada em comparação com configurações maiores o Maior flexibilidade em terrenos irregulares ou limitados Aplicação Projetos com limitações físicas de espaço ou projetos de menor escala Configuração Nº de Fileiras Módulos por Fileira Strings por Tracker Situação Ideal 1x60 1 60 2 30 módulos cada Médio porte simplificação estrutural 2x60 2 60 4 2 por fileira Grande porte otimização de terreno 1x30 1 30 1 Pequeno porte terrenos restritos O que é pitch em trackers fotovoltaicos Pitch é a distância entre o centro de uma fileira de módulos tracker e o centro da fileira adjacente Por que o Pitch é importante Energeticamente O objetivo é evitar sombreamento entre fileiras principalmente no início da manhã e no final da tarde quando o sol está baixo Eletricamente Sombreamento parcial de uma string reduz a corrente total já que em sistemas em série o menor valor de corrente determina a corrente da string Balanceamento técnico o Pitch menor maior densidade de potência por área mas maior risco de sombreamento e perda por mismatch o Pitch maior menor densidade de potência mas mais geração por unidade instalada Cálculo típico de Pitch Depende da latitude do local altura dos módulos ângulo máximo de inclinação do tracker e altura da estrutura Exemplo em usinas no Brasil Pitch entre 45 m e 8 m O que é backtracking em trackers Backtracking é uma estratégia de controle que ajusta o ângulo dos trackers para evitar sombreamento entre fileiras mesmo que isso signifique não seguir exatamente o ângulo de incidência ideal do sol Como funciona Durante o começo da manhã e final da tarde em vez de o tracker buscar o ângulo solar exato ele reduz o ângulo de inclinação posicionando os módulos de forma menos inclinada Isso reduz a energia momentaneamente gerada mas evita perdas maiores por sombreamento entre fileiras Relação com aspectos elétricos e energéticos Sombreamento parcial Perda de Corrente Strings em série afetadas por sombreamento têm redução de corrente Um único módulo sombreado pode limitar toda a produção da string aumentando as perdas MPPT e Backtracking Durante o backtracking o inversor e o tracker ajustam a geração para manter a operação dentro da faixa ideal de tensãocorrente do inversor sem prejudicar o rastreamento de máxima potência MPPT Dimensionamento elétrico do sistema Um layout com pitch insuficiente e sem backtracking precisa de mais cuidado com dispositivos de bypass otimizadores ou microinversores para compensar sombreamentos Energeticamente falando o Sem backtracking Menor custo estrutural pitch menor mas maiores perdas por sombreamento o Com backtracking Produção mais estável e controlada evitando perdas em dias de baixa inclinação solar Termo Função Principal Relação Elétrica Impacto na Energia Pitch Distância entre fileiras Evita sombreamento e mismatch Influencia densidade e eficiência Backtracking Ajuste automático de ângulo dos trackers Minimiza perdas por sombreamento Garante produção otimizada durante manhã e tarde Especificação Técnica ARRAY STI H250 Dualrow Características Mecânicas Tipo Single Axis Tracker 1 eixo horizontal Dualrow Dualrow Um motor movimenta duas fileiras conectadas reduzindo o número de atuadores por MW instalado Material Estrutural Aço galvanizado com resistência a corrosão projetado para durabilidade de mais de 25 anos Componente Especificação Técnica Observação Motor Drive Unit DC 24V ou 48V reversível com redutor Corrente máxima informada em projeto varia de 515 A dependendo do modelo e carga Controlador Tracker Sistema local inteligente Configurações via Modbus RTUTCP Limites backtracking alarmes Painéis de Controle Incluem DPS disjuntores relés Proteção contra sobrecarga e surtos Sensores Anemômetro Encoder de Posição Windstow ativado automaticamente Comunicação Modbus RTUTCP RS485 ou fibra ótica Integração com SCADA e EMS Componente Especificação Técnica Observação Alimentação Elétrica Normalmente proveniente da rede auxiliar da planta CA 230V CC 24V48V com fontes ou painéis dedicados Importante prever sistema de backup para controle em emergências Itens de Configuração Essenciais para o ARRAY STI H250 Parâmetros de Setup Importantes Ângulo Máximo e Mínimo de Inclinação o Exemplo típico de 55 a 55 ajustável conforme projeto Velocidade de Windstow o Configuração padrão trackers entram em posição de segurança quando o anemômetro detecta vento acima de 1820 ms Backtracking o Algoritmo configurável para evitar sombreamento em horários críticos Velocidade de Movimento o Controlável pelo sistema para otimizar consumo de energia e reduzir esforços mecânicos Procedimentos de Comissionamento Calibração dos sensores de posição encoder Teste de comunicação com SCADA Teste de failsafe simulação de vento forte para validação de windstow Componente Função Principal Observações Técnicas Importantes Motor DC Movimentação dos eixos Alimentação direta via painel com proteção individual Control Box Alimentação Proteção Comando Deve conter proteção contra curto e sobretensão Tracker Controller Lógica e controle de movimento Programação local ou remota via software específico Sensor de Vento Segurança Windstow Necessário testar resposta periódica para manutenção Encoder Feedback de posição Crítico para evitar desalinhamento ou Componente Função Principal Observações Técnicas Importantes erros de operação Sistema de Comunicação Integração SCADAEMS Deve prever redundância se exigido pelo projeto Proteções Recomendadas Boas Práticas Disjuntores em Corrente Contínua dimensionados para proteger os motores considerar corrente de partida DPS em todas as entradas e saídas dos painéis de controle Aterramento em Toda a Estrutura seguindo norma ABNT NBR 5419 e equivalente internacional IEC 62305 Cabos com Blindagem e UV Protection para garantir durabilidade e evitar interferência Diferenciais Técnicos do STI H250 em Relação a Outros Trackers Dualrow Drive Reduz em média 3040 o número de motores por MW instalado em comparação com trackers singlerow Otimização de Layout Flexibilidade para terrenos irregulares e usinas de médio a grande porte Sistema Modular Facilita expansão e manutenção Cada seção pode operar independentemente Menor Consumo Elétrico Motores acionados somente em períodos específicos do dia baixo duty cycle Observações de Engenharia e Projeto Dimensionamento de Cabos o Fundamental calcular seção dos cabos em função da distância entre painéis de controle e motores considerando quedas de tensão admissíveis exemplo 23 máximo em corrente contínua Plano de Manutenção o Lubrificação periódica dos redutoresmotores se aplicável o Teste funcional dos sensores e sistemas de controle o Verificação visual de estrutura mecânica e elétricos especialmente conectores Integração SCADA o É recomendável mapear cada tracker com endereços Modbus organizados para facilitar diagnóstico o Relatórios automáticos de alarmes e status dos motores ajudam no OM Operação e Manutenção Itens de comunicação P4Q Rede de Comunicação Visão Geral do Fluxo de Comunicação Componentes RSU Remote Sensor Unit Sensor ambiental vento neve temperatura NCU Network Control Unit Unidade central de controle e decisão TCU Tracker Control Unit Controla o movimento físico dos painéis SCADA opcional Sistema de supervisão e controle da planta solar Fluxo de Dados e Comandos Passo a Passo 1 Detecção RSU O RSU detecta condições ambientais adversas como o Vento acima do limite seguro o Acúmulo de neve Não toma decisões Apenas envia dados brutos RSU envia dados para NCU Meio de comunicação ZigBee ou RS485 2 Decisão NCU O NCU recebe os dados do RSU e toma decisões com base em regras pré configuradas o Se vento 60 kmh então ativar modo stow o Se neve 10 cm colocar painéis em posição vertical A lógica está toda no NCU ele decide o que fazer com os trackers Também Agrupa trackers Agenda limpeza Armazena logs Sincroniza horário com NTP se habilitado NCU envia comandos para TCUs Meio de comunicação ZigBee ou RS485 3 Ação TCU O TCU de cada tracker recebe comandos do NCU como o Entre em stow posição de segurança o Alinhe para limpeza o Ajuste para ângulo X Y O TCU comanda o motor do tracker e monitora sensores locais como posição corrente falhas O TCU também reporta status para NCU que pode Reenviar comandos Diagnosticar falhas Acionar alarmes 4 Supervisão opcional via SCADA O NCU pode se conectar a um sistema SCADA via EthernetModbus TCP Assim operadores humanos visualizam o Status dos trackers o Alarmes ativos o Histórico de eventos e comandos Resumo em Forma de Rede Sensores RSU ZigBee RS485 NCU Inteligência Central ZigBee RS485 TCUs Controladores dos Trackers local Trackers físicos Motores SCADA opcional via Ethernet ou Modbus TCP Tecnologias Usadas Função Tecnologia Comunicação RSU NCU ZigBee sem fio ou RS485 Comunicação NCU TCU ZigBee em malha ou RS485 NCU SCADA Ethernet Modbus TCP Sincronismo de horário NTP Network Time Protocol 1 Sobre a P4Q A P4Q é uma empresa global especializada em desenvolvimento e fabricação de eletrônica industrial de alta confiabilidade com forte atuação nos setores de Energia solar Dispositivos médicos medtech Transporte ferroviário Seu diferencial está em soluções tecnológicas customizadas como a linha Suntrack voltada ao controle de trackers solares em usinas fotovoltaicas 2 Linha de Produtos Suntrack A linha Suntrack é composta por unidades inteligentes que otimizam a operação de painéis solares com rastreamento TCU Tracker Control Unit Controla o movimento de um ou mais trackers baseado em algoritmos astronômicos e comandos de rede RSU Remote Sensor Unit Mede dados ambientais como vento neve e outros alarmes climáticos Envia sinais ao sistema NCU Network Control Unit É o cérebro da operação Centraliza dados dos TCUs e RSUs coordena ações emite comandos como stow e se conecta ao SCADA da planta 3 Comunicação entre os Componentes A arquitetura de comunicação do sistema Suntrack é robusta segura e adaptável a redes cabeadas ou sem fio RSU envia dados climáticos NCU decide ações TCU statusposição NCU NCU comandos stow limpeza TCU NCU integração via Ethernet ou Modbus SCADA Protocolos usados ZigBee RS485 Modbus TCP NTP sincronismo Topologia Hierárquica com grupos de trackers sensores e lógica distribuída 4 Premissas de Alocação no Layout Distância 1 A distância ideal entre os itens dentro do layout pode variar muito em relação aos desafios que o layout vai impor 2 A distância entre a NCU e os trackers não deve superar a distância máxima 60m de algum elemento da rede ZigBee 3 Dentro do raio de 60 metros é importante alocar a maior quantidade de trackers possíveis 4 A RSU deve ser posicionado no ponto mais alto da usina 5 Comunicação NCU Trackers NorteSul deve respeitar 4 saltos LesteOeste deve respeitar 21 trackers de distância Sombreamento 1 Pelo menos a uma distância que minimize o sombreamento nos painéis fotovoltaicos Redes Norte e Sul Redes Leste e Oeste Gateway 1 Trackers ao Norte da usina Gateway 2 Trackers ao Sul da usina Gateway 1 Trackers à Leste da usina Gateway 2 Trackers à Oeste da usina 5 Especificidades de cada item TCU Tracker Control Unit RSU Remote Sensor Unit Anemômetro de Cubetas RS485 Anemômetro Ultrassônico Especificações Fonte de alimentação 524Vdc Consumo de energia 24V 20mA Temperatura 30ºC a 75ºC Grau de proteção IP65 Velocidade do vento 050 ms Especificações Fonte de alimentação 730Vdc Temperatura 40ºC a 70ºC Grau de proteção IP65 Velocidade do vento 060 ms Direção 360º NCU Network Control Unit NCU Network Control Unit Especificações Dimensões mm 500 x 400 x 200 Peso 525 kg Tensão de entrada 100 240 Vac Comunicações ZigbeeEthernet Grau de proteção IP66 Temperatura 20ºC a 60ºC Quantidade de trackers 200 Sinais monitorados pela NCU Posição atual do tracker Posição solar atual Modo de operação do tracker Auto Manual Corrente do motor do tracker Estado da carga da bateria apenas na opção autoalimentação Alarmes eixo bloqueado sobrecorrente baixa velocidade alarmes de bateria etc Premissa Alcança até 21 trackers nos sentidos LO Alcança até 4 saltos de comunicação sentido NS Comunicação de até 1KM em visada direta e de 60 metros para áreas urbanas Label Description 1 Central system 2 Expandable digital input array 3 Power Supply with battery charger 4 Gateway Ethernet to ZigbeeRS485 5 Unmanaged managed Ethernet network switch 6 Protection devices 7 Batteries 8 Distribution terminal blocks 9 Connection service terminal blocks 10 RF Power divider 2 Posição de Segurança STI Norland STI A STI Norland fundada em 1996 na Espanha é fabricante líder de sistemas de rastreamento solar trackers agora integrada à Array Technologies tornandose a maior fabricante global de trackers Produtoschave SNC IWC e TSC 1 TSC Tracking Smart Controller O que é Controlador inteligente montado diretamente no tracker STiH250 DualRow etc Funções Controla posição modos estacionário limpeza monitora bateria alarmes condições de comunicação inclui lógica de abanderamento com base em alarmes da IWC Comunicação o Local via RS485 cabo USBRS485 o Interface com aplicação STI VisualApp ou SCADA por Modbus 2 IWC Intelligent Weather ControllerSensor O que faz Detecta dados ambientais vento neve e gera alarmes para proteção dos trackers Integração Comunica sinais de alarme para a rede de controladores TSCNCU A lógica de reação abanderamento é coordenada pelo TSC e NCU 3 SNC Solar Network Controller Função Atua como o NCU da STI centraliza dados dos TSC e IWC executa lógica de agrupamento e comando de stow e interface com supervisão SCADA Comunicação o Com TSCIWC via RS485 bus hierárquico o Conexão remota com sistemas SCADA via Modbus TCPEthernet o Logs sincronismo de tempo firmware e configuração são gerenciados aqui Rede de Comunicação dos Equipamentos IWC envia alarmes ambientais TSC local TSC statusalarmetráfego SNC central SNC comandos stow sincronismo manutenção TSCs SNC dados e logs SCADA via Modbus TCPEthernet IWC TSC Sinais de vento neve parâmetros climáticos TSC SNC Status do tracker alarmes e telemetria local SNC TSC Comandos de segurança stow limpeza ajustes operacionais SNC SCADA Monitoramento global logs comandos de planta Tecnologias de Comunicação Usadas Função Tecnologia IWC TSC RS485 via cabo TSC SNC RS485 nó mestre e vários nós Função Tecnologia SNC SCADA Ethernet Modbus TCP Interface TSC AppPC USB RS485 App STI Visual Ferramentas USBRS485 Javabased STI Visual protocolos padrão do setor Como isso se integra em um projeto real O IWC identifica vento forte envia sinal ao TSC local que pode iniciar abanderamento O TSC reporta ao SNC vento detectado ação executada status O SNC avalia se toda a linha deve entrar em stow ou aguarda outros sinais e envia comandos Via SCADA técnicos visualizam alertas histórico e performance da planta podendo intervir Resumo IWC sensores ambientais fornecem alarmes TSC controlador local no tracker executa comandos e monitora SNC controlador central Network Controller coordenação em escala e integração com supervisão Essa rede RS485 em modo hierárquico com interface Modbus TCP garante automação confiável segurança e visibilidade operacional Premissas de Alocação no Layout Distância 1 A distância ideal entre os itens dentro do layout pode variar muito em relação aos desafios que o layout vai impor 2 A distância entre a SNC e os trackers não deve superar a distância máxima 60m de algum elemento da rede ZigBee 3 Dentro do raio de 60 metros é importante alocar a maior quantidade de trackers possíveis 4 A IWC deve ser posicionado no ponto mais alto da usina 5 Comunicação SNC Trackers NorteSul deve respeitar 4 saltos LesteOeste deve respeitar 21 trackers de distância Sombreamento 1 Pelo menos a uma distância que minimize o sombreamento nos painéis fotovoltaicos Redes Norte e Sul Redes Leste e Oeste Gateway 1 Trackers ao Norte da usina Gateway 2 Trackers ao Sul da usina Gateway 1 Trackers à Leste da usina Gateway 2 Trackers à Oeste da usina Tipos de Layout a Básicos Simples 1 SNC e 1 IWC Layout quadrado ponto mais alto centralizado até 1 SNC e 2 IWCs Layout quadrado ponto mais alto não centralizado b Intermediários 1 SNC e 2 IWCs até 2 SNCs e 2 IWCs A DEPENDER DA EXTENSÃO DO LAYOUT SNC NCU IWC RSU c Desafiadores 2 SNCs e 2 IWCs até 3 SNCs e 3 IWCs E N E R G I A E N E R G I A Estudantes A S U P E R A S U P E R DO S OL DO S OL META MOSTRAR COMO O SOL ACENDE A LUZ DAS NOSSAS CASAS O SOL É UM SUPER HERÓI QUE NOS MANDA UM PRESENTE TODOS OS DIAS A LUZ Para que serve a luz do Sol Para aquecer para as plantas crescerem e para fazer energia A placa solar é um PegaLuz gigante que colocamos no telhado ou no campo Como funciona Ela é feita de um material mágico Silício que transforma a luz do Sol em eletricidade É como uma minifábrica que só precisa de luz para trabalhar A MÁGICA DA PLACA SOLAR O PEGALUZ ELETRICIDADE NO FIO COMO CHEGA EM CASA A energia que o PegaLuz faz é especial Para a TV e o computador funcionarem a energia precisa ser traduzida pelo Inversor O Inversor é o Tradutor Mágico que transforma a energia do Sol para que a nossa casa entenda Às vezes as placas ficam na nossa casa ou bem pertinho Se a gente usa menos energia do que produz o que sobra vai para a rua para ajudar o vizinho É como se a sua casa mandasse um presente de energia para a rede da cidade O CAMINHO DA ENERGIA USINA PERTO DE VOCÊ A USINA GIGANTE O GRANDE JARDIM DE SOL As usinas solares são grandes campos cheios de PegaLuzes Elas produzem energia para uma cidade inteira Pergunta Como os painéis da usina seguem o Sol já que ele se move O RASTREADOR O Rastreador é um sistema superinteligente que move as placas solares para que elas olhem para o Sol o dia todo como se fossem girassóis gigantes Benefício Isso faz com que a usina pegue muito mais luz e energia POR QUE AMAMOS A ENERGIA DO SOL 1 Energia Limpa O Sol é um amigo da natureza Ele faz energia sem poluir sem fumaça e sem sujar o planeta 2 Economia Se você tem placa em casa a conta de luz fica mais barata 3 É para Sempre O Sol está lá todos os dias e podemos usálo por muito muito tempo Desafio Final OBRIGADO Onde usamos a energia solar Em quais coisas a luz do Sol pode ajudar a ligar