O documento discute sistemas de energia renovável para suprir as demandas energéticas de duas classes de residências no Rio Grande do Norte. É apresentado o dimensionamento de sistemas fotovoltaicos e solares térmicos para gerar eletricidade e água quente, respectivamente. As demandas de energia elétrica e térmica são calculadas com base no número de moradores e hábitos de consumo de cada residência.

1. TAI IV
TECNOLOGIAS DE SUPRIMENTO ENERGÉTICO II
Canto do Amaro
Monique e Raphael 01 de junho de 2016
CONVERSÕES ENERGÉTICAS I

2. FLUXO ENERGÉTICO - RN
unidade - 10 tep
6
FONTE: BALANÇO ENERGÉTICO
CONSOLIDADO DO RN

3. FLUXO ENERGÉTICO - RN
unidade - 10 tep
6
FONTE: BALANÇO ENERGÉTICO
CONSOLIDADO DO RN

4. GLP
Usina Térmica
Energia
elétrica
RADIAÇÃO SOLAR
Coletores
solares
Energia
térmica
Módulos
fotovolt.
Energia
elétrica
DIESEL
Motor a
combustão
Energia
mecânica
ESQUEMA TAI IV

5. GLP
Usina Térmica
Energia
elétrica
DIESEL
Motor a
combustão
Energia
mecânica
ESQUEMA TAI IV
RADIAÇÃO SOLAR
Coletores
solares
Energia
térmica
Módulos
fotovolt.
Energia
elétrica

6. Crescimento do sistema
fotovoltaico:

7. Crescimento do sistema
fotovoltaico:
6730 % em 10 Anos

8. Crescimento do sistema
fotovoltaico: China
Europa
Japão64%:
23 GW11%:
3,7 GW
5%:
1,8 GW
1

9. IRRADIAÇÃO SOLAR MÉDIA MENSAL
Fonte: CRESESB

10. IRRADIAÇÃO SOLAR MÉDIA MENSAL

11. IRRADIAÇÃO SOLAR MÉDIA MENSAL
Mês Jan. Fev. Mar. Abril Mai. Jun. Jul. Ago. Set. Out. Nov. Dez. Média
Irradiação
(Wh/m²dia)
5390 5360 5080 4820 5000 4670 5060 5890 6030 6390 6390 5920 5500
H.S.P. (h/dia) 5:23 5:33 5:05 4:50 5:00 4:40 5:03 5:53 6:01 6:23 6:23 5:55 5:30

12. IRRADIAÇÃO SOLAR MÉDIA MENSAL
Mês Jan. Fev. Mar. Abril Mai. Jun. Jul. Ago. Set. Out. Nov. Dez. Média
Irradiação
(Wh/m²dia)
5390 5360 5080 4820 5000 4670 5060 5890 6030 6390 6390 5920 5500
H.S.P. (h/dia) 5:23 5:33 5:05 4:50 5:00 4:40 5:03 5:53 6:01 6:23 6:23 5:55 5:30

13. DEMANDA DE ENERGIA ELÉTRICA

14. CLASSE A CLASSE B
Consumo de energia diário:
15,3 kWh
Consumo de energia diário:
7,6 kWh
DEMANDA DE ENERGIA ELÉTRICA

15. SISTEMA FOTOVOLTAICO

16. Especificações técnicas do módulo fotovoltaico
Material Silício poli cristalino
Área 1,94 m²
Tensão 36,9 V
Corrente 7,97 A
Potência 290W
Eficiência (máxima) 16%
Inversor Senoidal
Epsolar SHI3000-22
Especificações técnicas do inversor
Potência máxima de saída 3900W
Tensão de entrada (faixa) 250 V (+/- 20%)
Tensão de saída (nominal) 380 V (+/- 3%)
Frequência de saída 50/60 +/- (0,2%)
Eficiência (máxima) 95%
+
-
Módulo Fotovoltaico
ALPER ALP290P-72

17. nº módulo * HSP * potmódulo = 1,25 * Demanda A
nº módulo * 5,5 h * 290 W = 1,25 * 15312 Wh
nº módulo = 12
Dimensionamento do nº
de módulos:
nº módulo * HSP * potmódulo = 1,25 * Demanda B
nº módulo * 5,5 h * 290 W = 1,25 * 7656 Wh
nº módulo = 6

18. - + - + - + - + - + - +
- + - + - + - + - + - +
Arranjos das residências
de classe A:
+-
6 módulos em série = 221,4 V
2 strings em paralelo = 15, 94 A
V x A = 3,5 kW

19. - + - + - + - + - + - +
Arranjos das residências
de classe B:
+-
6 módulos em série =
221,4 V e 7,97 A
V x A = 1,76kW

20. DEMANDA DE ENERGIA TÉRMICA

21. Temperatura ambiente: 24ºC
Temperatura média do boyler: 60ºC
Volume de água quente gasto por banho: 35 litros
DEMANDA DE ENERGIA TÉRMICA

22. Temperatura ambiente: 24ºC
Temperatura média do boyler: 60ºC
Volume de água quente gasto por banho: 35 litros
DEMANDA DE ENERGIA TÉRMICA
CLIMATE-DATA

23. Temperatura ambiente: 24ºC
Temperatura média do boyler: 60ºC
Volume de água quente gasto por banho: 35 litros
CLASSE A CLASSE B
Número de banhos por dia: 6
Volume gasto por dia: 210 litros
Energia diária consumida: 31,6 MJ
Energia mensal : 263,3 kWh
Número de banhos por dia: 4
Volume gasto por dia: 140 litros
Energia diária consumida: 21 MJ
Energia mensal : 175,7 kWh
DEMANDA DE ENERGIA TÉRMICA

24. SISTEMA FOTOTÉRMICO

25. Transferir energia para um corpo: Trabalho
CALOR
Condução Convecção Radiação

26. Transferir energia para um corpo: Trabalho
CALOR
Condução Convecção Radiação
diferença de temp.
(meio sólido)
natural forçada
eletromagnéticadiferença da dens.
(líquidos ou gases)

27. Transferir energia para um corpo: Trabalho
CALOR
diferença de temp.
(meio sólido)
natural forçada
Condução Convecção Radiação
eletromagnéticadiferença da dens.
(líquidos ou gases)

28. Coletor solar:
perdas e ganhos de calor

29. Isolamento térmico
Placa de metal com tubos
transportadores de fluido
Condução
(minimizada pelo isolamento térmico)
O ar aprisionado perde
energia por convecção
Coletor solar:
perdas e ganhos de calor

31. Inclinação FIXA
média anual
|Latitude| + 10º
NORTE
inverno
|Latitude|
ou 5º

32. Coletor solar:
dimensionamento
Especificações técnicas do coletor solar
Área 1 m²
Eficiência 66,5%
Irradiação (Wh/m²dia)
4400
Classe A B
Demanda kWh/dia 8,7 5,8
Nº de coletores 3 2
A
B
AQUAPRIME 1.0