Quatro módulos FV de
estão ligados em série-paralelo para formar um arranjo fotovoltaico (GFV) com tensão de saída de
, o qual deve alimentar uma carga consumidora de
. Pede-se:
a) Tensão final do arranjo fotovoltaico;
b) Corrente máxima de saída do arranjo FV;
c) Potência de pico do arranjo fotovoltaico;
d) Qual a corrente fornecida à carga.
a) Tensão final do arranjo fotovoltaico;
b) Corrente máxima de saída do arranjo FV;
c) Potência de pico do arranjo fotovoltaico;
d) Qual a corrente fornecida à carga.
Passo 1
Vou listar com clareza o que o enunciado nos dá e o que ele pede (peguei estes dados diretamente do enunciado).
- Número de módulos: quatro.
- Cada módulo tem especificação
. - A tensão de saída do arranjo fotovoltaico é dada como
. - A carga consome
.
O que o enunciado pede:
a) tensão final do arranjo fotovoltaico;
b) corrente máxima de saída do arranjo FV;
c) potência de pico do arranjo fotovoltaico;
d) corrente fornecida à carga.
a) tensão final do arranjo fotovoltaico;
b) corrente máxima de saída do arranjo FV;
c) potência de pico do arranjo fotovoltaico;
d) corrente fornecida à carga.
Passo 2
Entendendo a especificação do módulo e o conceito de potência máxima:
- Quando um módulo é especificado como
, isso normalmente significa que no ponto de máxima potência ele fornece tensão e corrente . - A potência máxima de um módulo é dada por
Aqui
- Regra prática de ligação:
- Em série: as tensões somam e a corrente permanece igual à corrente do módulo (ex.: dois módulos
em série resultam em ). - Em paralelo: as correntes somam e a tensão permanece igual à tensão do módulo (ex.: dois módulos iguais em paralelo resultam em
).
- Em série: as tensões somam e a corrente permanece igual à corrente do módulo (ex.: dois módulos
Passo 3
Determinar a topologia compatível com a tensão de saída especificada:
- O enunciado afirma que a tensão de saída do arranjo é
. Para que a tensão do arranjo seja igual a (a mesma de um módulo), todos os módulos que compõem o arranjo devem estar, efetivamente, em paralelo (ou em combinações série-paralelo que deixem cada string com uma tensão de ; mas, com módulos iguais de , a forma mais direta que mantém é conectá‑los todos em paralelo). - Observação: se fossem montados dois módulos em série e depois duas strings assim em paralelo, a tensão seria
e não , logo essa configuração seria incompatível com o enunciado.
Passo 4
Calcular a corrente máxima de saída do arranjo (soma das correntes dos módulos em paralelo):
- Cada módulo fornece
no ponto de máxima potência. - Com quatro módulos todos em paralelo, a corrente máxima do arranjo é
- Substituindo,
Passo 5
Calcular a potência de pico (potência máxima) do arranjo:
- A potência de pico do arranjo pode ser obtida multiplicando a tensão do arranjo pela corrente máxima:
- Usando
e ,
- Verificação rápida: também vale
.
Passo 6
Calcular a corrente fornecida à carga de
alimentada a
:
- A corrente na carga é dada por
- Substituindo,
- Observação prática: essa corrente (
) é menor que a corrente máxima disponível do arranjo ( ), portanto o arranjo pode alimentar confortavelmente a carga (ficando margem disponível).
Resposta
a)
b)
c)
d)
b)
c)
d)