AULA EXP 01 EXPERIMENTOS COM PAINÉIS FOTOVOLTAICOS 1

Aula EXP 01 – Experimentos com painéis fotovoltaicos
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETRÔNICA
CURSO TÉCNICO DE ELETRÔNICA
Eletrônica de Potência
AULA EXP 01
EXPERIMENTOS COM PAINÉIS FOTOVOLTAICOS
1
INTRODUÇÃO
Esta aula de laboratório tem por objetivo consolidar os conhecimentos obtidos nas
aulas teóricas referentes ao estudo de energia fotovoltaica, especificamente sobre curvas de
painéis fotovoltaicos. Para tanto, serão usados equipamentos de laboratório, software para
desenho de curvas e o simulador PSIM.
Em síntese, objetiva-se:
§ Ensaiar um painel fotovoltaico;
§ Desenhar a curva V x I do painel;
§ Obter o modelo de circuito elétrico do painel;
§ Comparar os resultados obtidos utilizando diferentes métodos.
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PRÉ-LABORATÓRIO
Leia atentamente as orientações para execução desta aula de laboratório e estude a
aula teórica correspondente.
Responda as seguintes questões:
a) Por que a curva corrente versus tensão (V x I) de um painel fotovoltaico tem
comportamento não-linear?
b) De que forma a variação da temperatura afeta a curva V x I de um painel
fotovoltaico?
c) De que forma a variação da radiação incidente no painel fotovoltaico afeta a sua
curva V x I?
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CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS DO PAINEL FOTOVOLTAICO
Conecte o painel fotovoltaico no traçador de curvas e registre os dados medidos na
tabela 1 abaixo.
Tabela 1 – Dados do painel medidos com traçador de curvas.
Parâmetro
Valor medido
Tensão de circuito aberto (Voc)
Corrente de curto circuito (Isc)
Tensão de máxima potência (Vmpp)
Corrente de máxima potencia (Impp)
Resistência série (Rs)
Resistência paralela (Rp)
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ENSAIO DO PAINEL FOTOVOLTAICO
Interligue os elementos do sistema adequadamente, ou seja, conecte o painel no
circuito eletrônico para levantamento da curva característica. Em seguida verifique se tudo
está funcionamento adequadamente.
A seguir, faça a variação da carga aplicada ao painel, anotando os valores de tensão e
corrente na tabela 2. A variação de carga é realizada ajustando o potenciômetro do circuito
eletrônico que emula uma carga para o painel. Note que o amperímetro e o voltímetro
mostrados na figura 1 são implementados pelo circuito do kit didático para ensaios de painéis
fotovoltaicos.
Figura 1 – Circuito para ensaio do painel.
Tabela 2 – Dados medidos com painel sob iluminação artificial intensa.
Parâmetro
Valor medido
Tensão de circuito aberto (Voc)
Corrente de curto circuito (Isc)
Tabela 3 – Dados medidos com painel sob iluminação artificial intensa.
Tensão do painel
Corrente do painel
Potência calculada
[V]
[mA]
[mW]
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
14,5
15,0
15,5
16,0
16,5
17,0
17,5
18,0
18,5
19,0
20,0
5
TRAÇADO DAS CURVAS CORRENTE VERSUS TENSÃO
A partir das medições realizadas, trace as curvas de corrente versus tensão do painel,
utilizando para isso software adequado. Trace na mesma curva, a potência do painel em
função de sua tensão.
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MODELO ELÉTRICO DO PAINEL
Utilizando as medições no painel sob iluminação intensa, determine o circuito elétrico
equivalente do mesmo, conforme mostrado na figura 2.
Figura 2 – Modelo equivalente do painel ensaiado.
Iph = Isc = __________
VD = Voc = __________
Rs =
Rp =
Voc − Vmpp
I mpp
=
Voc
=
I cc − I mpp
Preencha a tabela 4 abaixo a partir dos dados obtidos em laboratório. A seguir, com
base mesma, compare os valores obtidos com o ensaio utilizando o kit didático daqueles
obtidos com o traçador de curvas. Compare também com os dados do fabricante.
Tabela 4 – Resumo dos dados do painel obtidos de diferentes formas.
Método utilizado
Parâmetro
Valor medido/calculado
Traçador de curvas
Kit didático
Fabricante
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Tensão de circuito aberto (Voc)
Corrente de curto circuito (Isc)
Tensão de máxima potência (Vmpp)
Corrente de máxima potencia (Impp)
Resistência série (Rs)
Resistência paralela (Rp)
Tensão de circuito aberto (Voc)
Corrente de curto circuito (Isc)
Tensão de máxima potência (Vmpp)
Corrente de máxima potencia (Impp)
Resistência série (Rs)
Resistência paralela (Rp)
Tensão de circuito aberto (Voc)
Corrente de curto circuito (Isc)
Tensão de máxima potência (Vmpp)
Corrente de máxima potencia (Impp)
Resistência série (Rs)
Resistência paralela (Rp)
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