jornadas isep 2010

1

A Democratização da Energia

“A Solução Fotovoltaica”

3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo

2 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo

- Apresentação da Goosun

- Situação da energia eléctrica em Portugal

- Micro geração em Portugal e objectivos

- Soluções fotovoltaicos (ligação à rede)

- Optimização da produção fotovoltaica

Índice

3 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo

Apresentação da Goosun

- Empresa fundada em 2008;

- Unidade de Produção de painéis fotovoltaicos cristalinos em Santa Maria da

Feira (desde de Fev. 2009);

- Painéis fotovoltaicos certificados pela TUV Intercert;

- Em fase de certificação ISO 9001 pela TUV Rheinland;

- Tolerância de potência de +/- 2,5Wp;

- Garantias: 10 anos sobre o produto

10 anos sobre 90% da potência máxima

25 anos sobre 80% da potência máxima

4 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo

Apresentação da Goosun

Enervento, SGPS

75% 25%

- Promotora de energias renováveis

(parques eólicos e biomassa)

- Detentora de licenças de parques fotovoltaicos

9 MW Madeira (cristalino)

1 MW Santa Maria da Feira (CIGS thin film)

10 MW Ferreira do Alentejo (cristalino)

4 MW Ferreira do Alentejo (CIGS thin film)

- Unidade de produção de painéis de thin film

CIGS (em fase de implementação)

5 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo

Situação da energia eléctrica em Portugal

6 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo

Situação da energia eléctrica em Portugal

7 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo

Situação da energia eléctrica em Portugal

8 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo

Situação da energia eléctrica em Portugal

9 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo

PRODUÇÃO (GWh) 2009

Produção total (Prod. bruta +

saldo Importação): 52.808

Energia Renovável: 18.556

- Hídrica total: 8.717

- Eólica: 7.440

- Biomassa*+Resíduos: 1.968

- Biogás: 80

- Fotovoltaica: 160

Situação da energia eléctrica em Portugal

* c/ e s/ cogeração

potência fotovoltaica instalada

96 MW (1625 kWh/kW)

0,86% da energia renovável

0,30% da energia total

10 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo

CONSUMO (GWh)

Situação da energia eléctrica em Portugal

* c/ e s/ cogeração

11 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo

Situação da energia eléctrica em Portugal

CONSUMO (GWh)

Consumo médio por consumidor:

Doméstico: 2.513 kWh (~ 2 kW fotovoltaico)

ca. 20 m2

Indústria: 156.291 kWh (~110 kW fotovoltaico)

ca. 1100 m2

12 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo

Incentivos à Microprodução

Primeiro passo para o caminho certo: DL 367/2007 “renováveis na hora”

- Unidades de microprodução (BT)

- Potência das unidades: até 3,68 kVA p/ “Bonificado” (16 A monofásicos)

até 5,75 kVA p/ “Geral” (25 A monofásicos)

- Tarifa de venda à rede: 0,65€/kWh (2008); neste momento 0,55€/kWh

Efeitos do DL das “renováveis na hora”:

- Grande procura de clientes aos registos (interesse na ordem dos 40 MW)

- Tarifa de venda MUITO ELEVADA

- Preços finais dos sistemas MUITO MUITO ELEVADO

- Dificuldade de acesso às licenças (número de registos limitado; 10 MW)

- Resultados:

Potência instalada: 37,5 MW até ao final 2010

Nº de instalações: 10.656

Energia produzida: 52.500.000 kWh (52,5 GWh) por ano

corresponde a 0,4% do consumo doméstico!!!!)

CONCLUSÃO: Necessidade de alteração do DL !!!

13 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo

Soluções Fotovoltaicas Residências

18 a 20 painéis de 230Wp (GS230mono)

Inversor “string” SMA 3800 V

Potência entrada: 3.900 Wp

Tensão de entrada, MPP: 200-400V

Nº de entradas (paralelo): 3

Nº MPPT: 1

Potência saída: 3.680 W

Eficiências: 95%

Considerações:

- Limitações no dimensionamento dos sistemas

- Perdas devido:

Efeitos de mismatch do painéis

Efeitos de sombra dos painéis

- Tempo de vida limitada (garantia 5 anos)

14 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo

Limitações nos sistemas actuais de conversão

Arquitectura actual de um sistema fotovoltaico residencial /comercial

- Tensões de entrada elevada (200 a 750V)

- Nº limitado de painéis ligados em série

(string) até no máximo 10 a 24 painéis

- Nº limitado de strings em paralelo

entre 2 a 3 entradas

- Em geral “Maxium Power Point” Comum

15 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo

Perdas nos sistemas actuais de conversão

- Mismatch nos painéis fotovoltaicos

Painéis tem tolerâncias entre 1-3% na

potência máxima (Pmax).

Ao ligar os painéis em série (string), o

inversor vai determinar uma corrente

eléctrica, (IMPP) do string correspondente a

potência máxima média “MPP médio”.

Pmax médio ≠ P1 + P2 + P3

Perdas: até 5%

16 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo

Perdas nos sistemas actuais de conversão

- Sombreamento parcial de painéis

Sombreamento parcial num conjunto de painéis

ligados em série (string) pode resultar em perdas até 50%

17 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo

Perdas nos sistemas actuais de conversão

- Sombreamento parcial de painéis

Sombreamento parcial num

conjunto de painéis

ligados em série (string) pode

resultar em perdas até 50%

18 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo

Perdas nos sistemas actuais de conversão

- Eficiência do sistema de Max Power Point (MPP)

Perdas estáticas e dinâmicas:

Incapacidade do algoritmo de MPP encontrar e acompanhar o

movimento do ponto máxima do MPP do string/sistema fotovoltaico.

Perdas: até 10%

19 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo

Arquitectura alternativa

DC/AC MPP INVERSOR STRING

(tipo SMA 3800V)

DC/AC

MPP

MPP

MPP

MPP

MPP

MPP

Arquitectura alternativa

20 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo

Solução: Goosun / Solaredge

21 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo

Solução: Goosun / Solaredge

PowerBox SE3300

SE4000 POR

SE5000

SE10000 (trifásico) GS230mono

Monitorização

Webportal

Garantia: 12 anos Garantia: 25 anos

22 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo

Principio de funcionamento da solução Solaredge

23 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo

Principio de funcionamento da solução Solaredge

Tensão de saída de cada Powerbox: 200W/5A= 40 V

Cenário 1: Ideal

Tensão de entrada do Inversor: 400 V

Corrente de entrada: 5 A

Tensão de entrada de cada Powerbox: Vmpp=32V

Corrente de entrada na Powerbox: 200W/32V = 6,25 A

24 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo

Principio de funcionamento da solução Solaredge

Tensão de saída de cada

Powerbox (sem sombra):

200W/4,6A= 43,50 V

Cenário 2: Um painel com sombra parcial

Tensão de entrada do Inversor: 400 V

Corrente de entrada: 4,6 A

Tensão de saída de cada

Powerbox (sem sombra):

40W/4,6A= 8,70 V

Tensão de entrada do inversor: 9x43,5V+ 1x8,7V = 400 V

25 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo

Principio de funcionamento da solução Solaredge

sombra parcial ideal

26 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo

FIM