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Princípios básicos de energia fotovoltaica

Funcionalidade de um sistema fotovoltaico
 
Geral   

A energia solar global recebida é de cerca de 1.540.000.000.000.000.000 kWh/ano (1.540 Peta kWh/ano). Isso é 15.000 vezes o consumo de energia. Nós parabenizamos você, que decidiu utilizar o maior reservatório ativo de energia no mundo. Aliás, a energia fotovoltaica foi descoberta pelo físico Alexandre-Edmond Becquerel em 1839. O nome fotovoltaica, que soa pouco estranho, vem da força por trás dessa tecnologia, o feixe de luz. O feixe de luz é composto de partículas incrivelmente pequenas, chamadas fótons.

Gerando energia a partir do telhado    

Para simplificar, vamos começar explicando uma célula solar de silício pura. Se lembrarmos o que aprendemos em nossas aulas de física, o silício possui quatro elétrons na camada eletrônica externa do núcleo atômico, chamados de elétrons de valência.  Os fótons, ou seja a luz do sol, bombardeiam as células solares e enriquecem os elétrons de valência com energia.  Os elétrons são finalmente dissolvidos pelo átomo de silício e deixam para trás um átomo positivo. Com isso, os elétrons livres fluem em uma direção e assim permitem que uma corrente possa ser gerada. As superfícies frontal e traseira da célula devem ser polarizadas de forma diferente. Assim, os átomos de silício na superfície da frente são dopados com uma quantidade menor de átomos de fósforo, apresentando elétrons de valência adicionais. Na superfície traseira da célula, no entanto, os átomos de boro, com apenas três elétrons de valência são adicionados aos átomos de silício. Isso estabelece uma diferença de tensão entre os polos positivo e negativo e permite que os elétrons fluam, gerando a corrente. Um grande número dessas células solares é agrupado e encapsulado com vidro, formando dessa forma um de seus módulos solares.

Energia convertida sob o telhado     

A corrente contínua gerada nos módulos solares pode ser utilizada em casa ou ser alimentada na rede pública de transmissão, desde que seja primeiro convertida em corrente alternada. Esta é a tarefa principal do retificador alternado Fronius.  Seu equipamento Fronius é um retificador solar alternado da geração mais recente.  Ele representa uma ligação altamente complexa entre os módulos solares e da rede de energia. Por isso, tem que cumprir uma série de tarefas altamente exigentes.

Conversão de CC em CA       

O retificador alternado Fronius converte a CC, gerada nos módulos solares, em CA.  Esta CA é sincronizada com a tensão da rede, no circuito de sua casa ou alimentada na rede de transmissão elétrica.  Os retificadores alternados Fronius foram desenvolvidos exclusivamente para aplicação em sistemas FV conectados à rede.  Mais informações sobre o conceito do circuito estão na respectiva instalação e manual de serviçoinstructions.  

Gestão de operação totalmente automática   

A operação dos retificadores alternados Fronius é feita de uma maneira totalmente automatizada.  Logo após o nascer do sol, energia suficiente é gerada pelos módulos solares, a unidade de controle e a regulagem começam a monitorar a tensão da rede e frequência, bem como a oferta de energia. Uma vez que a luz solar suficiente é recebida, o retificador solar alternado começa o fornecimento.  Dependendo do tipo de instalação, alguns watts de energia solar serão suficientes para fazer o trabalho! 

O retificador solar Fronius trabalha agora sempre assim, tirando o máximo de energia dos módulos solares.  Esta função é chamada MPPT (Rastreamento máximo de ponto de energia) e é executada com exatidão com taxa de superior a 99%.  Depois de escurecer, quando a energia oferecida não é mais suficiente para alimentar a rede, o retificador solar desconecta automaticamente a ligação à rede e para de funcionar. Todas as configurações e dados salvos permanecem é claro conservados.    

Transformação de tensão e de separação galvânica  

O Fronius IG é concebido para ser utilizado em painéis solares com uma ampla gama de tensão de entrada. Isso permite utilizar os mais variados tipos de módulos solares. Considere que os valores indicados para a tensão CC máxima (tensão total de todas as células solares ligadas) nunca devem ser ultrapassados.  Graças à sua estrutura e seu modo de funcionamento, o Fronius IG fornece um máximo de segurança, tanto para instalação e montagem como para a operação.  Como primeiro retificador solar alternado, o Fronius IG apresenta um transformador de AF (AF = alta frequência), que garante uma separação galvânica do lado CC da rede de transmissão.  Além disso, a concepção AF permite uma redução radical do tamanho do transformador, por isso, necessita de muito menos espaço e pesa muito menos.  Apesar da completa separação galvânica, os retificadores alternados Fronius alcançam um alto nível de eficiência graças à inovadora concepção do circuito.

Monitoramento da rede

Um retificador alternado da Fronius também assume a tarefa de monitorar a rede.  Aqui estão incluídas as medidas para a proteção de pessoas e dispositivos em caso de falha de energia. Nossos equipamentos são programados para interromper imediatamente sua operação em caso de condições irregulares de rede (por exemplo, desligamento da rede, interrupção) e para interromper a alimentação da rede.  Existe uma série de possibilidades de identificar um desligamento da rede:  

  • Monitoramento de tensão 
  • Monitoramento de frequência  
  • Medição a resistência da linha (apenas com o retificador alternado Fronius com ENS) 
  • Alimentação destinada de uma frequência ou tensão ligeiramente alterada

Neste contexto, é importante saber que os retificadores alternados Fronius são capazes de realizar os procedimentos de monitoramento aplicáveis específicos, sem outros dispositivos de medição eletrônica.  Isto reduz consideravelmente o trabalho de instalação e todos os custos relacionados.

Funções de visualização e comunicação de dados

A elevada complexidade técnica de novos retificadores alternados solares requer um formato de visualização perfeito de interface com o usuário.  O formato é projetado de modo intransigente para possibilitar uma fácil operação e disponibilidade permanente dos dados do sistema.  Retificadores alternados Fronius já possuem uma função básica de registro para gravação de dados sobre os valores mínimos e máximos diretamente na tela - em uma base diária, anual e um total. 

Como um recurso opcional, a tela permite indicar os dados meteorológicos relacionados a seguir: 

  • Dois diferentes valores de temperatura (por exemplo, temperatura nos módulos solares, temperatura externa à sombra)  
  • Radiação solar  
  • A velocidade do vento  
  • Pressão atmosférica  
  • Umidade relativa do ar 


Além das funções implementadas nos retificadores alternados Fronius, uma vasta gama de componentes para a comunicação de dados oferecidos fornecem um grande número de possibilidades para a gravação de dados e visualização.  As expansões do sistema necessárias são fáceis de instalar.  Junto a isso, o fácil acesso a todas as mídias atuais e novas é uma prioridade. Falamos de acesso à distância via modem, e-mail, Internet, SMS, fax, etc.   .

As vantagens

Quanto mais as tarefas acima do retificador alternado fotovoltaico forem possíveis, mais fácil e mais econômica será a instalação, pois não há mais periféricos adicionais necessários.  Graças a nossa experiência e tecnologias altamente inovadoras, os retificadores alternados Fronius podem lidar com todas essas tarefas ao mesmo tempo.  Além disso, os equipamentos Fronius atendem a uma série de requisitos para a proteção de pessoas, eletrodomésticos e do próprio retificador. Alguns desses requisitos são: Some of these requirements are:

  • Monitoramento da rede 
  • O tipo de corrente fornecida na rede 
  • Sensibilidade a interferências (por exemplo, celulares) 
  • Alimentação destinada de uma frequência ou tensão ligeiramente alterada