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Suponhamos um parque solar com as seguintes
características:
- Localização: Valência (Espanha)
- Modo instalação painéis: fixos com inclinação de 30 º
e orientação Sul
- Número de painéis em série (“string”): 16
- Número de (“strings”): 33
- Temperatura ambiente máxima: 50 ºC
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Cabo a utilizar:
- Tecsun (PV) (AS) (cabo especial para fotovoltáica, vida útil 30 anos, manutenção zero)
Sistema de instalação:
- Em esteira à intempérie (sem influência térmica de outros circuitos à sua volta)
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Cabo Tecsun (PV) (AS) especialmente estudado para instalações fotovoltaicas. 30 anos de vida útil. Manutenção zero |
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Dados de cada painel:
- Potência nominal: 222 W
- Corrente no ponto de máxima potência: Ipmp = 7,44 A
- Tensão no ponto de máxima potência: Upmp = 29,84 V
- Corrente de curto-circuito: Icc = 7,96
Potência do inversor = potência nominal da instalação: 100 kW
Potência de pico da instalação: 16 x 33 x 222 W = 117216 W = 117,216 kW |
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Realiza-se uma divisão em três partes iguais (1, 2 y 3) de 11 “strings” de 16 painéis cada um para agrupar em três caixas de ligações (CCG1, CCG2 y CCG3) os cabos procedentes de cada “string” (ver figura para CCG1).
Centrar-nos-emos na linha principal de corrente contínua que liga a caixa de ligações do gerador CCG1 com o inversor. Esta linha recolhe as correntes geradas por cada “string” e canaliza-as até ao inversor com dois condutores a fim de poupar custos de cabos canalizações, mão-de-obra, etc. |
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Calculamos a tensão e a intensidade no ponto de máxima potência para obter a secção do cabo a usar:
Como os painéis estão ligados em série em cada “string” a tensão de cada “string”, e portanto a da linha principal de corrente contínua, será a soma das tensões no ponto de máxima potência de cada painel. |
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Caixa de ligações do gerador (CCG) |
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U = Upmp x 16 = 29,84 x 16 = 477,44 V
E igualmente a intensidade da linha será o produto das intensidades no ponto de máxima potência de cada painel multiplicado pelo número de “strings” (como sabemos os paneis em série são percorridos pela mesma intensidade).
I = Ipmp x 11 = 7,44 x 11 = 81,84 A
Agora já temos os dados de partida para obter a secção do condutor: |
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Critério da intensidade admissível |
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A intensidade máxima que em regime permanente vai circular pelo cabo vai ser 81,84 A. |
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Como a linha recebe a acção solar directa por estar à intempérie e para além disso a temperatura ambiente é de 50 ºC superior ao “standard” de 30 ºC para que estão calculadas as intensidades da tabela 52-C11 de instalações ao ar das Regras Técnicas das Instalações Eléctricas de Baixa Tensão, devemos aplicar também coeficientes de correcção por estes motivos.
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Instalação solar com painéis fixos |
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A tabela 52-D1 para temperatura ambiente de 50 ºC y cabo tipo Tecsun (termo estável) dá-nos um coeficiente de 0,82.
Para instalações expostas ao sol directamente aconselha-se aplicar o coeficiente 0,9. Pelo que aplicando todos os coeficientes temos:
I’ = 81,84 / (0,82 x 0,9) = 110,9 A
110,9 A é o valor corrigido com o que devemos ir à tabela 52-C11 para obter a secção. A intensidade inicial é de 81,84 A mas como estamos numa instalação a 50 ºC de temperatura ambiente e exposta ao sol aplicam-se os coeficientes de correcção 0,82 y 0,9 porque a nossa instalação difere do”standard” de intensidades obtidas na tabela seguinte que corresponde a valores de 30 ºC de temperatura ambiente e à sombra.
Por se tratar de uma instalação em esteira tipo grelha o sistema de instalação é tipo F (Regras Técnicas, pág. 62) e ao ser una instalação monofásica com cabo Tecsun (PV) (AS), termo estável de cobre (estanhado), devemos ver a coluna dos condutores carregados o que nos leva à secção de 25 mm2 (ver tabela de intensidades máximas admissíveis 52-C11, Regras Técnicas, pág. 106).
Secção por intensidade admissível = 25 mm2 |
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Nota:
realizando os cálculos para obter a intensidade da secção de 16 mm² obtemos I = 20,8 x 160,636 = 121,31 A (> 110,9 A) pelo que a secção de 16 mm² seria suficiente pelo critério da intensidade admissível ainda que a sua intensidade admissível não esteja tabelada. Ver procedimento de cálculo da intensidade admissível na página 94 das R.T.I.E.B.T. |
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Critério da queda de tensão
Suponhamos que na linha objecto do nosso cálculo limitamos a queda de tensão a 1 %. Pelo que a nossa queda de tensão máxima é:
e = 0,01 x 477,44 V = 4,77 V
Aplicando valores:  à 35 mm2
Por tanto a secção resultado é de 35 mm² ao ser a maior dos 2 critérios (intensidade admissível e queda de tensão). A fórmula com a qual obteremos a secção pelo critério da queda de tensão é a seguinte (o mesmo que em alterna monofásica com cos φ = 1):  , onde: |
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L: Comprimento da linha (positivo + negativo) à 2 x 45 = 90 m
I: intensidade nominal à 81,84 A
γ: condutividade do cobre (a 70 ºC*) à 46,82 m/Ω.mm2
e: queda de tensão máxima em à 4,77 V
* Tomamos 70 ºC como valor aproximado ao partir de um ambiente de 50 ºC aumentado pelo aquecimento do condutor por efeito Joule. (A hipótese mais desfavorável para regime permanente seria tomar o valor de 90 ºC quando a instalação recebesse uma radiação de 1000 W/m2 à γ = 44 m/Ω.mm2) |
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Os cabos Tecsun (PV) (AS) da Prysmian estão estudados para uma manutenção zero e por isso suportam uma vida útil de 30 anos nas condições das centrais fotovoltaicas, instalá-los é uma garantia inultrapassável. |
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