Sistema de energia autônomo - Stand-alone power system

Esquemas de um sistema híbrido

Um sistema de energia independente ( SAPS ou SPS ), também conhecido como fonte de alimentação de área remota ( RAPS ), é um sistema de eletricidade fora da rede para locais que não estão equipados com um sistema de distribuição de eletricidade . SAPS típicos incluem um ou mais métodos de geração de eletricidade , armazenamento de energia e regulação.

A eletricidade é normalmente gerada por um ou mais dos seguintes métodos:

O armazenamento é normalmente implementado como um banco de baterias , mas existem outras soluções, incluindo células de combustível . Energia consumida diretamente da bateria será de corrente contínua de tensão extra-baixa (DC ELV), e isso é usado especialmente para a iluminação, bem como para aparelhos DC. Um inversor é usado para gerar baixa tensão CA , com a qual aparelhos mais típicos podem ser usados.

Um sistema fotovoltaico solar autônomo típico em uma estação de tratamento de esgoto em Santuari de Lluc , Espanha

Os sistemas autônomos de energia fotovoltaica são independentes da rede elétrica e podem usar apenas painéis solares ou podem ser usados ​​em conjunto com um gerador a diesel, uma turbina eólica ou baterias.

Tipos

Os dois tipos de sistemas de energia fotovoltaica autônomos são sistema de acoplamento direto sem baterias e sistema autônomo com baterias.

Sistema de acoplamento direto

O modelo básico de um sistema de acoplamento direto consiste em um painel solar conectado diretamente a uma carga CC. Como não há bancos de baterias nesta configuração, a energia não é armazenada e, portanto, é capaz de alimentar aparelhos comuns como ventiladores, bombas, etc. apenas durante o dia. MPPTs são geralmente usados ​​para utilizar com eficiência a energia do Sol, especialmente para cargas elétricas como bombas d'água de deslocamento positivo. A correspondência de impedância também é considerada um critério de projeto em sistemas de acoplamento direto.

Sistema autônomo com baterias

Esquema de um sistema fotovoltaico autônomo com bateria e carregador

Em sistemas autônomos de energia fotovoltaica, a energia elétrica produzida pelos painéis fotovoltaicos nem sempre pode ser usada diretamente. Como a demanda da carga nem sempre é igual à capacidade do painel solar, geralmente são usados ​​bancos de baterias. As funções principais de uma bateria de armazenamento em um sistema fotovoltaico autônomo são:

  • Capacidade e Autonomia de Armazenamento de Energia : Armazenar energia quando houver sobra disponível e fornecê-la quando necessário.
  • Estabilização de tensão e corrente : Para fornecer corrente e tensão estáveis, eliminando transientes.
  • Correntes de surto de alimentação : para fornecer correntes de surto a cargas como motores, quando necessário.

Sistema híbrido

Veja também: poder híbrido , sistema de energia renovável híbrido , sistema de energia híbrido solar e sistema de energia híbrido Vento

A usina híbrida é um sistema completo de fornecimento de energia elétrica que pode ser facilmente configurado para atender a uma ampla gama de necessidades de energia remota. Existem três elementos básicos no sistema - a fonte de alimentação, a bateria e o centro de gerenciamento de energia. As fontes de energia híbrida incluem turbinas eólicas , geradores com motor a diesel, geradores termoelétricos e sistemas fotovoltaicos solares . A bateria permite operação autônoma compensando a diferença entre a produção e o uso de energia. O centro de gerenciamento de energia regula a produção de energia de cada uma das fontes, controla o uso de energia classificando as cargas e protege a bateria de serviços extremos.

Monitoramento do sistema

O monitoramento de sistemas fotovoltaicos pode fornecer informações úteis sobre o seu funcionamento e o que deve ser feito para melhorar o desempenho, mas se os dados não forem reportados corretamente, o esforço é perdido. Para ser útil, um relatório de monitoramento deve fornecer informações sobre os aspectos relevantes da operação em termos que sejam facilmente compreendidos por terceiros. Parâmetros de desempenho apropriados precisam ser selecionados e seus valores atualizados de forma consistente a cada nova edição do relatório. Em alguns casos, pode ser benéfico monitorar o desempenho de componentes individuais para refinar e melhorar o desempenho do sistema, ou ser alertado sobre a perda de desempenho a tempo de uma ação preventiva. Por exemplo, o monitoramento dos perfis de carga / descarga da bateria sinalizará quando a substituição for necessária, antes que ocorra o tempo de inatividade por falha do sistema.

Padrão IEC 61724

A IEC forneceu um conjunto de padrões de monitoramento denominado "Padrão para monitoramento de desempenho de sistemas fotovoltaicos" ( IEC 61724 ). Ele se concentra no desempenho elétrico do sistema fotovoltaico e não aborda os híbridos ou prescreve um método para garantir que as avaliações de desempenho sejam equitativas.

Avaliação de desempenho

A avaliação de desempenho envolve:

  • Coleta de dados, que é um processo direto de medição de parâmetros.
  • Avaliação desses dados de uma maneira que forneça informações úteis.
  • Divulgação de informações úteis ao usuário final.

Problemas relacionados à carga

A ampla gama de problemas relacionados à carga identificados são classificados nos seguintes tipos:

  • Seleção errada : Algumas cargas não podem ser usadas com sistemas fotovoltaicos autônomos.
  • Fiação da casa : Fiação inadequada ou de baixa qualidade e dispositivos de proteção podem afetar a resposta do sistema.
  • Baixa eficiência : cargas de baixa eficiência podem aumentar o consumo de energia.
  • Cargas stand-by: o modo stand-by de algumas cargas desperdiçam energia.
  • Inicialização : Alta corrente consumida por algumas cargas durante a inicialização Picos de corrente durante a inicialização podem sobrecarregar o sistema temporariamente.
  • Potência reativa : A corrente circulante pode diferir da corrente consumida quando cargas capacitivas ou indutivas são usadas.
  • Distorção harmônica : Cargas não lineares podem criar distorção da forma de onda do inversor.
  • Incompatibilidade entre a carga e o tamanho do inversor : Quando um inversor com classificação mais alta é usado para uma carga de capacidade mais baixa, a eficiência geral é reduzida.

Galeria

  • Parquímetro movido a energia solar

Veja também

Referências

links externos