UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS CÂMPUS DE BOTUCATU Departamento de Engenharia Rural Curso de Pós-Graduação em Energia na Agricultura POTÊNCIA GERADA E EFICIÊNCIA DOS MÓDULOS FOTOVOLTAICOS EM FUNÇÃO DA RADIAÇÃO SOLAR GLOBAL PARA BOMBEAMENTO DE ÁGUA Autores: Carliane Diniz e Silva Odivaldo José Seraphim

INTRODUÇÃO OBJETIVOS Energia - vetor de desenvolvimento; Fontes Alternativas de Energia; Bombeamento de Água. OBJETIVOS Utilização de novas fontes renováveis de energia na Fazenda Lageado; Avaliar o potencial solar e potência gerada por módulos fotovoltaicos; Aplicação em bombeamento d’água.

MATERIAL E MÉTODO Característica Módulo SR100 SR90 SP75 SM55 SM50 HM45D12* Potência Nominal (Wp) 100 90 75 55 50 45 * Painel fabricado pela Heliodinâmica. Fonte: catálogos da Siemens e Heliodinâmica. Radiação solar global de 1987 a 1996. Precipitação média mensal de 1987 a 1996.

Tipos de Células e Módulos Célula Si-Mono. Célula Si-Poli. Módulo de células Si-Mono. Módulo de células Si-Poli.

Características elétricas dos módulos fotovoltaicos: As principais características elétricas dos módulos fotovoltaicos são as seguintes: Potência Nominal (Wp) Tensão de Circuito Aberto (Voc) Corrente de Curto Circuito (Icc) Potência Máxima (Pmax) Tensão de Potência Máxima (Vmp) Corrente de Potência Máxima (Imp) As condições padrão (STC - Standard Test Conditions) para se obter as curvas características dos módulos é definida como uma radiação de 1000W/m2 (radiação recebida na superfície da Terra em dia claro, ao meio dia), e uma temperatura de 25ºC na célula (a eficiência da célula é reduzida com o aumento da temperatura). Fatores que afetam as características elétricas dos módulos: Os principais fatores são Intensidade Luminosa e a Temperatura. Corrente gerada  quando a intensidade luminosa ; Eficiência  quando a temperatura .

Parâmetros de potência máxima.

Procedimento para determinar a eficiência do arranjo fotovoltaico:

Para verificar o “estado” dos módulos, instalados no campo, em relação aos parâmetros característicos fornecidos pelo fabricante, é necessário corrigir os dados medidos sob a condição de insolação e temperatura, para as condições de referência:

Na determinação do potencial solar fotovoltaico para bombeamento d’água, estima-se: Determinação da vazão de água bombeada, contra altura manométrica e eficiência dos mecanismos envolvidos.

Diagrama de sistemas fotovoltaicos em função da carga

Visualização de uma instalação de bombeamento solar fotovoltaico.

RESULTADOS E DISCUSSÃO Radiação Solar Global X Precipitação.

Potência elétrica gerada em CC, em função do Wp e da radiação solar.

Potência elétrica gerada em CA, em função do Wp e da radiação solar.

Vazão em função da altura manométrica e dos módulos fotovoltaicos em CC.

Vazão em função da altura manométrica e dos módulos fotovoltaicos em CA.

CONCLUSÕES As potências geradas nos módulos fotovoltaicos para alimentação direta da bomba em corrente contínua ou alternada apresentaram um percentual de 51,8 a 87,6% do valor da potência nominal, considerados aceitáveis. Porém em dias nublados esta potência assume valores baixos, comprometendo o sistema de bombeamento, devido o arranjo não prever conjunto de baterias. A radiação, quando aplicado sobre o plano do módulo, têm-se valores considerados adequados na geração de energia elétrica fotovoltaica em bombeamento de água, obtendo vazões médias diária suficiente para atender as necessidades do consumo humano, de animais ou de pequenos sistemas de irrigação, vazão esta que está diretamente relacionada com a altura manométrica e capacidade de geração dos módulos. A eficiência dos módulos está diretamente relacionada à radiação solar, entretanto, se aumentar a temperatura a eficiência tende a diminuir e, consequentemente, a potência gerada decresce. Para compensar estes fatores deve-se aumentar a área dos módulos, devido sua baixa eficiência.