Um módulo fotovoltaico tem potência nominal de 460 W e coeficiente térmico da potência máxima informada no catálogo de
-0,35 \% /{ }^{\circ} \mathrm{C}.
Calcule a potência instantânea sob irradiância solar de 800 \mathrm{~W} / \mathrm{m}^{2} e temperatura do módulo de 60^{\circ} \mathrm{C}.

Passo 1

O enunciado pede: calcular a potência instantânea de um módulo fotovoltaico nas condições de irradiância \,800\\ \mathrm{W}/\mathrm{m}^2 e temperatura do módulo \,60^\circ\mathrm{C}.
Informações fornecidas:
  • Potência nominal (catálogo): P_{\text{nom}} = 460\\ \mathrm{W}.
  • Coeficiente térmico da potência máxima: \,\mathrm{TC} = -0{,}35\%/^\circ\mathrm{C}.
  • Irradiância no momento: G = 800\\ \mathrm{W}/\mathrm{m}^2.
  • Temperatura do módulo: T_{\text{mod}} = 60^\circ\mathrm{C}.
Observação (assunção padrão): a potência nominal do catálogo P_{\text{nom}} é dada em Condições Padrão de Teste (STC), ou seja, G_{\text{STC}}=1000\\ \mathrm{W}/\mathrm{m}^2 e temperatura de referência T_{\text{ref}}=25^\circ\mathrm{C}. Vou usar essa convenção (é a prática comum em catálogos).

Passo 2

Modelo físico e fórmulas que vamos usar (explicação didática):
  • A potência entregue por um módulo é, em primeira aproximação, proporcional à irradiância. Se a irradiância é menor que a de referência G_{\text{STC}}, a potência escala aproximadamente na mesma razão. A fórmula é:
P_{\text{irr}} = P_{\text{nom}}\cdot\frac{G}{G_{\text{STC}}}
onde
  • P_{\text{irr}} é a potência corrigida apenas pela irradiância,
  • G é a irradiância atual,
  • G_{\text{STC}}=1000\\ \mathrm{W}/\mathrm{m}^2 (referência).
  • O coeficiente térmico da potência informa a variação percentual da potência por grau Celsius em relação à temperatura de referência T_{\text{ref}}=25^\circ\mathrm{C}. Primeiro converte-se o percentual para fração decimal:
\mathrm{TC}_{\text{decimal}} = \frac{\mathrm{TC}\\ (\%/^\circ\mathrm{C})}{100}.
Então o fator de correção de temperatura é:
f_T = 1 + \mathrm{TC}_{\text{decimal}}\cdot\bigl(T_{\text{mod}}-T_{\text{ref}}\bigr).
  • A potência instantânea final é o produto da potência já corrigida pela irradiância pelo fator de temperatura:
P_{\text{inst}} = P_{\text{irr}}\cdot f_T.

Passo 3

Aplicando a correção de irradiância (passo a passo):
  • Calcula a razão de irradiância:
\frac{G}{G_{\text{STC}}}=\frac{800}{1000}=0{,}8.
  • Então
P_{\text{irr}} = 460\cdot 0{,}8 = 368\\ \mathrm{W}.
Explicação curta: com 80\% da irradiância de referência, a potência máxima esperada (antes do efeito da temperatura) é 80\% de 460\\ \mathrm{W}, ou seja 368\\ \mathrm{W}.

Passo 4

Aplicando a correção de temperatura (passo a passo):
  • Converter o coeficiente térmico de percentual para decimal:
\mathrm{TC}_{\text{decimal}} = -0{,}35\%/^\circ\mathrm{C} = -0{,}35/100\\ \text{por }^\circ\mathrm{C} = -0{,}0035\\ /^\circ\mathrm{C}.
  • Calcular a diferença de temperatura em relação à referência:
\Delta T = T_{\text{mod}}-T_{\text{ref}} = 60-25 = 35\\ ^\circ\mathrm{C}.
  • Calcular o fator de correção de temperatura:
f_T = 1 + \mathrm{TC}_{\text{decimal}}\cdot\Delta T = 1 + (-0{,}0035)\cdot 35.
  • Fazer a conta:
(-0{,}0035)\cdot 35 = -0{,}1225,
logo
f_T = 1 - 0{,}1225 = 0{,}8775.
Interpretação: devido à temperatura alta do módulo, a potência disponível diminui para aproximadamente 87{,}75\% do valor que teria se o módulo estivesse a 25^\circ\mathrm{C}.

Passo 5

Combinar as duas correções para obter a potência instantânea:
P_{\text{inst}} = P_{\text{irr}}\cdot f_T = 368\cdot 0{,}8775.
Fazendo a multiplicação passo a passo:
368\cdot 0{,}8775 = 322{,}92\\ \mathrm{W}.
Interpretação final: com irradiância reduzida para 800\\ \mathrm{W}/\mathrm{m}^2 e módulo quente a 60^\circ\mathrm{C}, o módulo entrega cerca de 322{,}92\\ \mathrm{W}, ou aproximadamente 323\\ \mathrm{W}.

Resposta

322{,}92\\ \mathrm{W}

Exercícios relacionados