Jornadas Isep 2010

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Presentation at the 3rd Jornadas Electrotécnicas do ISEP (in Portuguese)

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Jornadas Isep 2010

  1. 1. A Democratização da Energia “A Solução Fotovoltaica” 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo 1
  2. 2. Índice - Apresentação da Goosun - Situação da energia eléctrica em Portugal - Micro geração em Portugal e objectivos - Soluções fotovoltaicos (ligação à rede) - Optimização da produção fotovoltaica 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo 2
  3. 3. Apresentação da Goosun- Empresa fundada em 2008;- Unidade de Produção de painéis fotovoltaicos cristalinos em Santa Maria daFeira (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 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo 3
  4. 4. Apresentação da Goosun 75% 25% Enervento, SGPS - Promotora de energias renováveis - Detentora de licenças de parques fotovoltaicos (parques eólicos e biomassa) 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) 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo 4
  5. 5. Situação da energia eléctrica em Portugal 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo 5
  6. 6. Situação da energia eléctrica em Portugal 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo 6
  7. 7. Situação da energia eléctrica em Portugal 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo 7
  8. 8. Situação da energia eléctrica em Portugal 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo 8
  9. 9. Situação da energia eléctrica em Portugal 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 potência fotovoltaica instalada 96 MW (1625 kWh/kW) 0,86% da energia renovável 0,30% da energia total * c/ e s/ cogeração 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo 9
  10. 10. Situação da energia eléctrica em PortugalCONSUMO (GWh) * c/ e s/ cogeração 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo 10
  11. 11. Situação da energia eléctrica em PortugalCONSUMO (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 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo 11
  12. 12. 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 !!! 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo 12
  13. 13. Soluções Fotovoltaicas Residências18 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) 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo 13
  14. 14. Limitações nos sistemas actuais de conversãoArquitectura 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 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo 14
  15. 15. Perdas nos sistemas actuais de conversão- Mismatch nos painéis fotovoltaicosPainéis tem tolerâncias entre 1-3% na Ao ligar os painéis em série (string), opotência máxima (Pmax). inversor vai determinar uma corrente eléctrica, (IMPP) do string correspondente a potência máxima média “MPP médio”. Pmax médio ≠ P1 + P2 + P3 Perdas: até 5% 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo 15
  16. 16. 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% 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo 16
  17. 17. Perdas nos sistemas actuais de conversão- Sombreamento parcial de painéisSombreamento parcial numconjunto de painéisligados em série (string) poderesultar em perdas até 50% 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo 17
  18. 18. 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 omovimento do ponto máxima do MPP do string/sistema fotovoltaico. Perdas: até 10% 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo 18
  19. 19. Arquitectura alternativa INVERSOR STRING MPP DC/AC (tipo SMA 3800V) Arquitectura alternativa MPP MPP MPP MPP DC/AC MPP MPP 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo 19
  20. 20. Solução: Goosun / Solaredge 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo 20
  21. 21. Solução: Goosun / Solaredge PowerBox SE3300 Monitorização SE4000 POR Webportal SE5000 GS230mono SE10000 (trifásico) Garantia: 25 anos Garantia: 12 anos 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo 21
  22. 22. Principio de funcionamento da solução Solaredge 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo 22
  23. 23. Principio de funcionamento da solução SolaredgeCenário 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 Tensão de saída de cada Powerbox: 200W/5A= 40 V 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo 23
  24. 24. Principio de funcionamento da solução SolaredgeCenário 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): 200W/4,6A= 43,50 V 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 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo 24
  25. 25. Principio de funcionamento da solução Solaredge ideal sombra parcial 3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo 25
  26. 26. FIM3ª Jornadas Electrotécnicas, ISEP - Manuel Azevedo 26

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