Sendo 2 módulos fotovoltaicos de
, cada um, faça uma ligação série dos módulos para formar um arranjo fotovoltaico (gerador FV), o qual deve alimentar uma carga consumidora de 100 W . Pede-se:
a) Qual a tensão final do arranjo fotovoltaico;
b) Corrente máxima de saída do arranjo FV;
c) Potência de pico do gerador fotovoltaico;
d) Corrente fornecida à carga.
a) Qual a tensão final do arranjo fotovoltaico;
b) Corrente máxima de saída do arranjo FV;
c) Potência de pico do gerador fotovoltaico;
d) Corrente fornecida à carga.
Passo 1
O enunciado pede quatro resultados sobre o arranjo fotovoltaico formado por dois módulos ligados em série e a carga de
. Perguntas:
- (a) Qual a tensão final do arranjo fotovoltaico?
- (b) Qual a corrente máxima de saída do arranjo FV?
- (c) Qual a potência de pico do gerador fotovoltaico?
- (d) Qual a corrente fornecida à carga?
Informações relevantes dadas no enunciado e visíveis na figura (peguei estes valores da imagem/enunciado):
- Cada módulo tem tensão característica
e corrente característica . - Os dois módulos são ligados em série para formar o arranjo.
- A carga consumidora exige potência
.
Passo 2
Entender a ligação em série e as grandezas que mudam: numa conexão em série entre módulos fotovoltaicos (ou entre fontes em geral),
- a corrente que passa por todos os componentes em série é a mesma,
- as tensões se somam.
Explicando devagar: se cada módulo tem tensão nominale e eles estão em série, a tensão total vale
Aqui
e
, portanto aplicando a fórmula:
Passo 3
Corrente máxima do arranjo em série: como a corrente é a mesma em todos os módulos em série, a corrente máxima que o arranjo pode fornecer é limitada pelo menor valor de corrente que cada módulo consegue fornecer nas suas condições (aqui ambos têm o mesmo valor). Logo, a corrente máxima do conjunto é igual à corrente nominal de um módulo:
Passo 4
Potência de pico do gerador FV: potencia elétrica (instantânea) é dada por produto de tensão pela corrente:
Para o pico (assumindo que a tensão e corrente nominais podem ser atingidas simultaneamente), usa-se
e
:
Comentário prático: isso significa que, nas condições de teste que geram
e
por módulo, o arranjo atinge até
. Na prática real a potência varia com irradiância/temperatura, mas para este exercício usamos os valores fornecidos.
Passo 5
Corrente fornecida à carga de
: se a carga consome
e está ligada ao arranjo cuja tensão de operação é
, a corrente consumida pela carga é dada por
Substituindo os valores:
Como número decimal aproximado:
Passo 6
Verificação rápida de consistência: a corrente pedida pela carga
é menor que a corrente máxima do arranjo
. Portanto, o arranjo é capaz de suprir a carga (pelo menos em termos de corrente nominal). Também a potência da carga
é menor que a potência de pico teórica do arranjo
, reforçando a viabilidade no cenário ideal do enunciado.
Resposta
(a)
(b)
(c)
(d)
(b)
(c)
(d)