Giulia Oliveira Santos. Carvalho,

    Energgia Fotovooltaica Ana Lu uísa do Am maral Batistta, Bruna Rezende R Loopes, Elisa Lefol Nanii Carvalho,, Giulia Oliveeira Santoss Medeiros,...
Author: Guest
1 downloads 0 Views 584KB Size
 

 

Energgia Fotovooltaica Ana Lu uísa do Am maral Batistta, Bruna Rezende R Loopes, Elisa Lefol Nanii Carvalho,, Giulia Oliveeira Santoss Medeiros, Lilian Elaaine Rosa, Natanael N de d Souza Figueiredo, Pedro P Henrique de Paula Carvalho, C R Renata Silv va Almeida C Fillho Proof. Dr. Joséé Maria de Carvalho

Segundo o Painel Interrgovernamenttal Sobre Mudança Clim M mática, se nãoo houver mudanças na u utilização de recursos, r prevvê-se um aum mento de c cerca de 3°C na temperatu ura atmosférica até o fi do séculoo XXI. Isto acarretaria mudanças fim m significativas no clima do planeeta que n níveis de chuva, c na agricultura e innfluenciaria nos n níveis de temperatura.. Uma das principais nos p m mudanças neceessárias é a diminuição d da emissão d CO2, isso de o implica nuum corte dráástico na d dependência d combustíveeis fósseis. Umas de U das p principais solu uções apresenttadas é a utilização de reecursos renovváveis para a substituição de d fontes n não-renovávei d energia [1]. s na geração de Para isso é preciso enttender a enerrgia, isto significa enten nder os recurssos energéticoos e suas b como as consequências liimitações, bem a ambientais da sua utilizaçãoo. Atualmentte, no cenárioo energético brrasileiro, p percebe-se um ma forte dep pendência da energia p provinda das hidroelétricas. Tal fato pode p ser o observado na Figura F 1.

Resumo - O pressente trabalh ho apresenta um estudo sobre Energia Fotovoltaica. O objetiivo é apressentar o paanorama da geraçção fotovoltaiica no Brasil e no Mundo bem como sua viabilidade econômica. Além m disso busca a-se explicar o modo de funcioonamento e os sistemass aos quais pode ser inserido,, mostrando quais são os probllemas na qualidade da energia elétrica podem ocorrer o e su uas possíveis soluçõões. Palavvras-Chave: energia e fotovooltaica, qualid dade da enerrgia elétrica.

I – INTRODUÇÃO N “ “A questão ambiental a se tornou uma das granddes preocupaçções de nosso tempo em tod do o munddo.” (CREA-M MG 2009). As A discussõees e iniciattivas aborddam cada vez mais a indispponibilidade de d recursos nãão-renováveis e as conseequências cauusadas pela sua utilizaação indisccriminada desde a revoluçãão industrial. Isso implicca em uma preocupação geral sobree os efeitos do aumentoo da populaçãão mundial, soobre mitação dos recursos r dispooníveis, poluição a lim industtrial, mudanças climáticas globais, e soobre os háábitos de deesperdício das sociedades de consuumo [1]. U Um dos probleemas mais sérrios ocorre devvido a preesença de certos gasess na atmosffera, princiipalmente os oriundos o do carbono que têêm a capaccidade de reterr calor, formaando uma cam mada o da terra (efeito estufa) que isoladdora em torno permiite a passaggem dos raioos solares, mas impedde que escape parte do caloor radiado da terra t [1].

    

Figura 1:: Matriz brasileeira de energia elétrica (GW W) Fonte ANEE EL (2011) [2]

1

S Sobre os recurrsos hídricos, apesar de seerem considderados renovváveis, constaata-se que desd de a décadda de 1930, a triplicação da populaçãoo da Terra fez com que a demaanda pela água á ntam aumenntasse seis vezzes. Hoje, estiimativas apon que o Mundo jáá está consum mindo 50% das reservvas de água potável p do Plaaneta, o que pode p chegaar a 75% em 2025, caso o paddrão desorddenado de connsumo seja maantido. T Também é sab bido que a escassez e de água á potável atinge, hoje, 2 bilhões de d pessoas, seendo d 1 bilhhão em áreass urbanas. Caaso a água doce ainda continue a ser encaradaa como um bem b ma das Naçõees Unidas parra o infinitto, o Program Meio Ambiente (Pnnuma) prevê que q 2,7 bilhõees de pessoas amargarão a sua falta atéé 2025 [3]. C Com esses dados d alarmaantes, valorizza-se ainda mais a necesssidade de um ma diversificaação mo da maatriz energéticca brasileira e mundial com uso reecursos renovááveis e não pooluentes. N Nesse contextoo o objetivo desse trabalh ho é detalhhar a utilizaçãão da energia solar como fonte fo alternnativa para gerração de energgia elétrica.

F Figura 2: Painééis voltaicos ressidenciais instaalados na cidadee de Freibourg, Alemanha [6].

B) China: Capacidade instalada em 2012 de 55,5 GW de potência p geraada. No totall, o país p possui 8% da energia solar do mundo e gera 8,3 G [4]. GW Neste ano o, o país deu início i a constrrução do q será, por enquanto, que e a maaior usina fotoovoltaica d mundo, coom capacidadde de 10 mill MW e do p pretende, nesste ano ain nda, começaar suas a atividades gerando 300 MW W, ilustrada na n figura a abaixo [7].

II – GERA AÇÃO FOTO OVOLTAICA II.1. P Panorama munndial (geraçãão instalada) O crescimentoo de energiaa solar tem sido exponnencial, passaando de 5GW W em 2005 para p quasee 200 GW (preevisão) até o final f de 2014. O continente europeu ainda a é o que conceentra a maio or capacidadee de geração e repressenta 55% do mercado globbal. A Aleman nha, Chinaa, Itália, Estados E Unnidos e Jaapão repressentaram quaase dois terçços do merccado global ou 21,3 GW W [4]. A A) Alemanhaa.: o país detém 35% do mercaado global e é o país com maior m capacid dade de pottência fotovolltaica instalada do mundo. E Em média, po or ano, a Aleemanha conseegue suprirr 20% das neecessidades de d eletricidadee na produução fotovoltaaica, pois o paaís tem uma forte f políticca de incentivvo e tarifas fixxas para estim mular a enerrgia solar e a instalação i de equipamentoss em casas particulares e empresas. A Figura 2 ap presenta a apliicação de paiinéis voltaiicos residenciaais na Alemannha [5].

    

Figura 3: Instalada na Xinjianng, a central dee geração F terá capaccidade de produuzir 10 mil MW W [7].

p C) Itália: é responsável por 16% da produção dda energia solar mundial. No N total, a cappacidade innstalada é de 16,3 GW da produção p globbal. o do contineente em O país é o segundo d desenvolvimen nto deste tipo de energia e responde r p 20% de tu por udo o que é produzido p na Europa. N que diz resspeito ao abasstecimento residencial No e industrial, a Itália lideraa, com 22% e 44%, reespectivamennte [4]. A Figuraa 4 apresennta a maiorr planta fo fotovoltaica daa Europa, locaalizada na Itáliia [8].

2

A figura abaixo moostra a usinna solar flutuante de Kaagoshima [10]. fl

Figura 6: Ussina solar flutuuante de Kagooshima [10]. F Figura 4: Maio or planta fotovooltaica da Europpa, localizada na Itália [8]

III.2 - Panoram ma nacional D D) Estados Unidos: U No ano a de 20122, a capaccidade instalad da gerada no país p ficou em m 3,3 I represennta 7% do merrcado global, com c GW. Isso, 7,7 GW W de potênciaa instalada [4]]. O Os Estados Unidos U apresennta a maior usina u solar fotovoltaica do d mundo, mostrada m na figgura d abaixoo, que foi conncluída no finnal de abril deste ano, no n Arizona. A instalação é composta por mais dde 5 milhões de painéis sollares e é capazz de gerar 290 MW [9].

A Figura 7 apresenta o perfil do Brasil B na inncidência de irradiação i solaar [11].

P de irrad diação solar [11]. Figura 7: Perfil Atualmentte, no país operam 1644 usinas solares, segundo a Agênciaa Nacional dee Energia E Elétrica (Aneeel), com capacidade c i instalada e estimada em 40MWp até 2013. Entreetanto, a p participação d energia sollar dentro daa energia da c consumida no país ainda é muito pequenna, sendo a maioria doss sistemas fotovoltaicos innstalados issolados da reede, cerca dee 90% da cappacidade innstalada estim mada. A maior usina u de enerrgia solar do Brasil, a U Usina Fotovoltaica Cidadee Azul, mosttrada na F Figura 8, com meçou a operaar comercialm mente no m de agostto de 2014. Ela se locaaliza em mês T Tubarão, no suul de Santa Caatarina e recenntemente fo conectada ao foi a Sistema Intterligado Naciional. São 19.4424 painéis solares s instalaados em u uma área de 10 1 hectares, gerando g 3 Megawatts a atualmente, o suficiente para p abasteceer 2.500 c casas todos os dias [12].

Fiigura 5: maiorr usina solar footovoltaica doo munndo, localizadaa no Arizona, Estados Unid dos [9].

E E) Japão : O Japão responnde por cercaa de 7% do d mercado mundial m de ennergia solar, com c capaccidade para gerar g 6,9 GW G de potênncia. Segunndo a Epia,, o aumentoo de 2012 foi impullsionado pelaa necessidade de incentivaar o investtimento em energia renoovável. Após o terrem moto e o tsu unami que attingiram a usina u nucleaar de Fukush hima, em marrço 2011, o país passouu a apostar em novas foontes de enerrgia, capazzes de superar a crise nucleaar [4]. O país constru uiu a maior usina u fotovolttaica flutuaante do munddo, com capaacidade de gerar g 70MW W e é compostta por 290 mill painéis solarres e é capaaz de alimentaar cerca de 22 mil residênciias.

    

3

material comeeça a conduziir eletricidadee, agindo m c como um conddutor. Ao recceber fótoons de radiação e eletromagnétic ca, com freequência denntro do e espectro da lu uz visível, os elétrons da banda b de v valência poddem passar paara a bannda de c condução, prooduzindo umaa corrente eléétrica no innterior da esttrutura cristallina do semiccondutor. Q Quando um ellétron deixa o seu lugar dee origem, fi um espaçoo vazio que é preenchido ppor outro fica e elétron, pelo efeito da recombinaçãão. Essa reecombinação de elétro ons faz coom que o cristal fique eletricamentee neutro. Para o poossível aproveeitamento da corrente e elétrica geradaa no interior de d um semiconndutor, é n necessário perrturbar a sua formação cristalina. c Issso é feito com m o processo de dopagem,, ou seja, a adiciona-se eleementos quím micos que atraapalharão a ligação atôm mica do semiccondutor. Deppendendo d tipo de maaterial adicionnado o materiial ficará do n negativamente e carregadoo, ou seja, um semicondutor do Tipo N. Já um semiccondutor d Tipo P ficarrá positivamen do nte carregado. A célula fotovoltaicaa (ou um diodo) d é fo formada pela união de d dois tippos de semicondutor. Na área daa união, cham mada de J Junção-PN, oss elétrons livvres do semiccondutor tiipo N migrarãão para o sem micondutor tippo P para o ocuparem essses espaços. Essa migraçção não o ocorre indefiniidamente, poiis forma-se um m campo e elétrico na área de junçãoo que impedee que os e elétrons continnuem fluindo. Ao recebberem fótonss de luz visível os e elétrons são energizados, e mas não connseguem fl fluir da camada N para a camada P. Por P isso, c conectando-se as duas caamadas externnamente, surge uma co orrente elétrica que flui de uma c camada para outra [15]. A Figura 9 demonstra o efeito da inncidência d raios solarres na junção PN. dos P

F Figura 8: Usina Cidade Azul [113 renata].

P Porém, ela não é a usinna com a maior m capaccidade instalad da. Segundo a Aneel, a usina u g até 5 MW M de Taauá, no Cearrá, poderá gerar quanddo operar em m toda sua capacidade [12]. [

III- ENERG GIA FOTOVOL LTAICA III.1 - História O efeito fotovvoltaico utilizaado na converrsão da eneergia solar em m energia elétrrica foi observvado por Edmond E Beqquerel em 1839. Porém,, as primeeiras células fotovoltaicas f industriais fooram constrruídas em 195 56. C Com a crise do petróleo em m 1973, a eneergia solar passou a attrair o intereesse do goveerno, devido a possibiliddade real do esgotamento das reservvas petrolíferaas. Isso se toornou um agente impullsionador dass pesquisas dessa tecnoloogia para aaplicações divversas. P Passada a crisee do petróleo, muitas empresas petrollíferas perd deram o interesse no desennvolvimento de d novas células, devido ao seu alto custo. Apessar disso, fatores f comoo o m dee defesa do meio m fortaleecimento do movimento ambieente e o desenvolvime d ento do graande mercaado da eletrificação rural prrincipalmente nos paísess subdesennvolvidos, continuaram a impullsionar a indússtria. U Um dos maiorees desafios quue o setor enfrenta é a reedução de custos dos sistem mas fotovoltaiicos. [14] III.2 - Efeito fotovooltaico O efeito fotovooltaico é o suurgimento de uma u tensãoo elétrica em m um material semiconduutor, quanddo é exposto à luz visível. M Materiais sem micondutores possuem uma u bandaa de valênciaa completameente cheia e uma u bandaa de condução o vazia. Isso faz com que um semiccondutor com mporte-se com mo um isolantte a zero Kelvin. K Com o aumento da d temperaturra o

    

Figura 9: Efeito da inciddência dos raioss solares na junção PN N [16].

4

III.3 - Célula fotovo oltaica O Os dispositivoos fotovoltaicoos, mostradoss na Figuraa 10, usam uma fina caamada de óxxido transpparente, que possui alta condutividdade elétricca. Também m pode-se utilizar u camaadas antirreeflexo para coobrir uma céluula fotovoltaicca. A As propriedaddes dos filmees policristalinos são diferentes d do silício norm mal, provando ser melhoores para criarr um campo elétrico e entre dois materriais semiconddutores diferenntes [14].

C) Terceirra geração Trata-se de d uma tecnoloogia em fase de d testes, a ainda não prroduzida em escala industrial. É c construída naa forma de películas p finaas sobre substratos flex xíveis. Essass células recorrem a d diferentes matteriais semicon ndutores com m gaps de e energia suucessivamentee mais baixos, p possibilitando um melhorr aproveitam mento do e espectro de raddiação solar. I IV.2 - Inversorr O inversoor transforma a tensão conntínua da saída do paainel em tennsão alternadda para a alimentação de cargas convencionaiss. Pode o operar em duas condições: A) Off-gridd Caracterizza sistemas issolados. São passíveis p d ter forma de onda bem distorcida de d com mparada a u uma senóide, mesmo obed decendo a vaalores de teensão RMS e frequência noominal. B) On-gridd Nesse mo odo de operaação, o inverrsor está o operando em paralelo p com a rede, portannto deve p produzir form ma de ondaa senoidal de boa q qualidade, bo om controlee da frequêência e a amplitude, além m da sincronizzação da fase. Do ponto de vista de seegurança, é im mportante q o inversorr se desligue em que e caso de intterrupção n rede a fim na m de não enerrgizar a instaalação da c concessionária a quando há manutenção. m

Figura 10: Célula fotovolttaica [17]

IIV- COMPON NENTES DO SISTEMA S FOT TOVOLTAICO O

IIV.3- Medidorees podem ser dootados de Sistemas fotovoltaicos f m medidores traadicionais de diversos tippos para a analisar as segguintes grandeezas: tensão, corrente, e espectro de frequências, f distorção harrmônica, teemperatura, ettc. A grande inovação que impacta esse sistema, p principalmente e na questãão econômicca, é o m medidor de eneergia bidirecioonal. Com o addvento da gerração de energgia local (M Micro-grid), o medidor de energia convvencional (uunidirecional)) não atende à tarefa de medir o q quanto o consumidor geraa, assim é neecessário h haver um medidor capaz de medir connsumo e fo fornecimento p agora produtorp de energia pelo c consumidor (m medidor bidireecional).

IV.1 - Módulo P Painéis fotoovoltaicos são s geralmente instalaados em connjunto, que see dá o nomee de móduulo [18]. A unidade bássica de cada painel é a céélula solar. Portanto sua compreensãoo é essencial para p entendder o funcionaamento do móódulo. IV V.1.1- Tipos de d células solaares E Essa geração abrange a a maaioria do merccado munddial. Por meio o de uma junçção PN de sillício cristallino, excitadaa por luz, um fluxo de elétrrons é forççado a passar gerando g corrennte elétrica. B B) Segunda gerração T Trata-se de um ma tecnologiaa em minoriaa no mercaado, ainda em m desenvolvimento, que usa materriais como a amorfo, sillício silício policrristalino ou microcristaliino, telureto de cádmiio e Cobre-Índio-Gálio-Sellênio na formaa de pelícuulas finas sobbre substrato rígido. r Dentree as tecnollogias de céluulas de silíciio cristalino, esta apreseenta menor custo, e também meenor eficiênncia [19].

    

I IV.4 - Controlaador de carga a Utilizado para controlaar o processo de carga e descarga da d bateria. Possui os seguintes s teerminais: enttrada para painéis p fotovvoltaicos, saída para bateerias e saída para carga (DC C).

5

IV V.4.1 - Tipos A A) PWM (Pulsee Width Moduulation) M Mantém a batteria em sua carga máxim ma e minim miza o proceesso de sulfaatação (parte do sulfato de chumbo não se carregaa) [20], [21]. B B) MPPT (Maxximum Powerr Point Trackeer) E Extrai máximaa energia posssível do móddulo solar, variando suaa tensão de operação, com m o objetiivo de maximiizar a potênciaa de saída.

V V.1 – Sistema Isolado I Esse sisttema é caraccterizado por não se c conectar à reede elétrica (off grid) e assim, fo fornecer energgia diretamennte aos aparellhos que n necessitam. Dessa D formaa são deviidamente c construídos coom propósito e local específico. Por issso, essa conffiguração é geeralmente utiliizada em loocais remotoss, onde representa a maneeira mais e econômica e prática de se obbter energia. Exemplos de uso são sistem mas de b bombeamento de água, eleetrificação dee cercas, g geladeiras paraa armazenar vacinas, v postees de luz, e estações repliccadoras de sinaal, etc [22]. É notável então, quee o sistema isolado n necessita de diisponibilidadee de energia e duração d descargas consideravelm de c mente altas. Paara isso é im mportante maanter a frequênncia de respossta, a fim d produzir uma de u grande qu uantidade de potência d durante um ceerto período de d tempo.Essee tipo de c controle é feitoo por armazennadores de eneergia que teenham elevadda capacidade de potência e que não teenham restriçção quanto ao o local de innstalação, c como é o caso o dos volantess de inércia, baterias b e supercapacitorres. A energia produzida é armazenada e garante o abastecimentto em períodoos sem sol.

IV V.4.2 - Funçõees principais A A) Controle dee carga P Permite que ass baterias sejaam carregadass ao máxim mo. B B) Controle dee descarga D Desconecta a carga caso a bateria essteja próxim mo ao seu valor limite de descarga. C C) Proteção co ontra correntee reversa D Desconecta painéis p para que esses não funcioonem como carga durannte a noite ou períoddos de sombreeamento. D D) Monitorameento do sistem ma C Compreendem m os medidorres, mostrado ores, indicaadores e sinaiss de advertênccia. E E) Proteção coontra sobrecorrrente P Protege o sisteema de correnttes sobrecorreente, usanddo disjuntores ou fusíveis. F F) Compensação de temperaatura S Se as baterias não n estão em área climatizzada, é neceessário regularr a tensão de saída s para a caarga em fuunção da temperatura ambieente.

V - Sistema interligado V.2 i A integraçção de sistemaas fotovoltaicoos à rede e elétrica é benééfica em vário os aspectos poois, além a aliviar os piicos de connsumo na reede das c concessionária as locais, tam mbém prolonga a vida ú do sistem útil ma de transm missão e distrribuição. A Além disso addiam os inveestimentos neccessários n construção de centrais eléétricas convenncionais. na Para ilusttrar essas vanntagens analissou-se o e efeito da interlligação de sisttemas fotovolttaicos na reegião central de Florianóppolis, como pode p ser v verificado na Figura F 11.

IV.5 - Bateria A bateria é neecessária em sistemas s isolaados, já quue não há geração no período da nooite, tornanndo necessáriaa uma geraçãoo maior duran nte o dia a ponto de ser armazenado o suficiente para p suprirr a necessidade noturna. É convenientee que sistem mas on-grid não usem bateria, quee é um compponente caro,, de pequeena vida útil e introduz mais perdass ao sistem ma. A enerrgia gerada que não seja consuumida no loccal é fornecida à rede e no períoddo da noite a carga é suuprida pela rede r conveencional da cooncessionária.

V CONFIGU VURAÇÃO DE SISTEMAS O Os sistemas fotovoltaicoos podem ser classificados em três categoorias princip pais: isoladdos, interligaddos e híbridoss. A aplicaçãoo de cada uma delas deepende da dissponibilidade dos recurssos de energia nos locais onde os sisteemas serão utilizados.

Figura 11: Contribuição C dee energia elétriica na demanda na região r central de d Florianópoliis [23].

Na Figurra 11 pode--se observar que a ddemanda de energia e elétricca se suaviza bastante c com a inserçção de geraação fotovolttaica no

    

6

sistem ma, ou seja, auuxilia no conttrole dos picos de demannda de energiia do sistema elétrico local.. No presennte caso, o ressultado obtidoo foi muito bom m já que, o horário de maior m geração fotovoltaica foi f o mesm mo do horário de pico de deemanda. Porém m, é percepptível que, se esses horários não coinciidirem, a con ntribuição deesse sistema não impaccta tanto. U Um aspecto im mportante a see considerar é que a tecnnologia usadaa na análise foi a de paiinéis baseados em filmes de silício am morfo, que é uma u das teecnologias meenos eficientess do mercadoo. Se fossem m usadas, por exemplo, paiinéis baseadoss em silícioo cristalino a geração seria dobrrada, diminnuindo mais significativam s mente o efeitoo de atenuaação do horário crítico [23]]. A compensaçãão tarifária noo Brasil confoorme a Resolução Normaativa Nº 482 diz d que a uniddade consuumidora que fornece eneergia gerada por fontess renováveis tem como crrédito em eneergia ativa a ser consum mida por um prrazo de 36 meses toda a energia ativva que forneece a rede e esta resoluução não se aplica a a consuumidores livrees e especiiais [24]. N Na Alemanhha as conncessionaria são obrigaadas a comprrar toda enerrgia gerada pelos p sistem mas fotovoltaaicos, paganndo uma taarifa prêmiio por issoo. O invesstimento deesses consuumidores é reccuperado em 10 1 a 12 anos, com c incenttivos que du uram 20 annos. Inicialmente deram m incentivos para construução de 100..000 telhaddos fotovoltaiccos em 1999 sem s taxa de juuros e com m financiamenttos de 10 anoss. N Na Espanha em e 2000 decrretou incentivvo a produução de ennergia renováável, assim as conceessionárias deeveriam compprar o excedente que foosse gerado por p esses conssumidores porr um preço um pouco superior s ao de mercado coomo formaa de incentivoo. O valor foi de 39,6 centaavos de eurro/kWh durannte 25 anos. Com C um limitee de potência instalada de 500MW/anno, para frearr um poucoo o grandee crescimento da geraação fotovooltaica [25].

Em geraal, os sisteemas híbriddos são eempregados em m sistemas dee médio a grannde porte d destinados a atender um m número maior m de u usuários. Devido à grande compllexidade de arrranjos e m multiplicidade de opções, a forma de otiimização d sistema torrna-se um esttudo particulaar a cada do c caso. Estas coonfigurações de d fontes de produção p são geralmentee de pequenaas dimensões podendo fu funcionar em modo isolado o, fornecendoo energia e zonas remootas. Por outroo lado, a integgração de em v várias fontes poderá dar origem a sistemas innterligados co om a rede elétrica, formanddo assim m micro redes. Este tipo de sistema é atualmente eestudado c com grande innteresse pela comunidade c c científica d devido à sua complexidade,, tanto pelas diferentes d o origens da proodução de en nergia, como também p pela utilização de fontes cujos recurrsos têm c comportament to variável. O recentte desenvolvvimento de sistemas h híbridos de eneergia é o resulltado de atividdades em v variados camp pos de investiigação. Desttaca-se o a avanço tecnollógico na árrea de eletrôônica de p potência, qu ue permite maior efficiência, v viabilidade e qualidade q do sistema. s Por exemplo, e o desenvolvim mento de contrroladores autoomáticos d carga, meelhoram a operação de o de sistemas h híbridos de ennergia e reduzzem a necessidade de m manutenção.

V.3 - Sistemas Híbbridos O Os sistemas híbridos h são aqueles que são desconectados da reede convencioonal e apresen ntam váriass fontes de geração g de ennergia como, por exempplo, turbinaas eólicas, geração dieesel, móduulos fotovoltaicos, entre outtras. Exemplos de tais coonfigurações podem p ser visstos na Figuraa 12. A utiilização de várias v formass de geraçãoo de energiia elétrica aumenta a a complexidade c do sistem ma e exige a otimização o do uso de cada uma u das foontes. Nesses casos, é necesssário realizarr um controole de todas as a fontes para que haja máx xima eficiênncia na entregga da energia para p o usuárioo.

    

F Figura 12: Conffiguração de um m sistema híbriido solareólico-diesel [26]

VI- REL LAÇÃO ENTR RE PVs E OS PROBLE EMAS DE QU UALIDADE DE E EN NERGIA ELÉ ÉTRICA

A utilizaação de sisstemas fotovvoltaicos cconectados à rede r (SFCR) pode gerar distúrbios d c comprometend do a qualidadde da energia elétrica. O principais distúrbios cauusados pela innstalação Os d PVs são: distorção harrmônica, muddança no de fa de potênccia e flutuaçõees de tensão. fator

7

inndividual deve d estar limitado aapresentado naa Tabela 1 [29 9]

VI.1 – Distorção haarmônica A distorção harmônica é causada c deviddo à eletrônica de potên ncia que se utiliza de elemenntos semiccondutores paara converterr e controlarr as tensõees e corren ntes a fim de atender as solicittações da redee. Esses elemeentos (inverso ores) não sãão lineares e por isso geram m harmônicos de dois tiipos: 1) Harmônico proveniente da sua bandaa de a de um m harmônico cuja atuaçãão: trata-se apenas ordem m varia de inveersor para invversor. 2) Harmônicos causados ppelo chaveameento ficativos do quue o dos innversores: são mais signifi primeeiro, pois geeram harmônnicos de váárias ordenns. O conteúddo harmônicoo gerado por um inverssor depende dos d ângulos dee disparo de seus s componentes.

Tabelaa 1 – Limite de distorção d harmônica determinado pelas p normas IE EEE-929 E IEC C-61727

O Ordem do Harrmônico 3ª a 9ª 11ª a 15ª 17ª a 21ª 23ª a 33ª Acima de d 33ª

Limite de disttorção < 4% %