Análise matemática da potência gerada por sistemas fotovoltáicos e suas aplicações

Abstract

A radiação solar constitui-se numa inesgotável fonte energética, havendo um enorme potencial de utilização por meio de sistemas de captação e conversão em outra forma de energia. Para a conversão direta da energia solar em elétrica, são utilizadas células fotovoltaicas constituídas, que associadas constituem um módulo fotovoltaico, sendo que também quando agrupados, formam painéis fotovoltaicos. Estes painéis associados a outros equipamentos que transformam ou armazenam energia elétrica para que ela possa ser utilizada é chamado de sistema fotovoltaico. Neste trabalho, foram determinadas analiticamente formas de obtenção de curvas de corrente e potência fotovoltaicas, e também o ponto de potência máxima. Tais métodos foram aplicados no sistema fotovoltaico localizado na FCA/UNESP, sendo utilizado um sistema constituído por três módulos fotovoltaicos. Para o desenvolvimento das equações que regem a potência dos sistemas fotovoltaicos, procurou-se estudar o circuito elétrico de células fotovoltaicas, sendo necessária também a aplicação de métodos numéricos iterativos para a determinação de alguns parâmetros elétricos. De acordo com os teoremas apresentados, foi possível determinar as expressões analíticas da resistência série e do ponto de potência máxima de uma célula fotovoltaica, possibilitando a geração dos gráficos de tais funções com os dados obtidos experimentalmente. Comparando-se os valores obtidos pelas funções com os valores padrões do sistema fotovoltaico instalado, o valor calculado apresentou um erro de 1,03% em relação ao dado pelo fabricante, representando uma excelente aproximação. Desta forma, pode-se concluir que os métodos e teoremas dos sistemas fotovoltaicos apresentados podem servir de auxílio a futuros dimensionamentos para aplicações destes sistemas.