Os componentes de um sistema fotovoltaico dependem da aplicação considerada: habitação isolada ou proximidade da rede, utilização de baterias ou não, conversores de potência.

Os possíveis componentes de um sistema fotovoltaico são:

•  As células solares

•  As baterias

•  Os reguladores de carga

•  Os conversores

•  Outros componentes

Como as células solares são analisadas numa secção específica (ver Célula fotovoltaica), apresenta-se de seguida uma breve exposição sobre os outros componentes.

 

1.As baterias

Normalmente, o armazenamente de energia nos sistemas fotovoltaicos autónomos é assegurado por baterias. O seu dimensionamento é essencial para o bom funcionamento do sistema. O armazenamento de energia representa 13 a 15% do investimento inicial, considerando uma duração de vida de 20 anos.

Normalmente, são baterias do tipo chumbo-ácido.

As baterias utilizam-se nos casos em que a necessidade de energia não coincide temporalmente com a incidência solar. A escolha do tipo de bateria faz-se através de uma aproximação da potência média diária e do tempo de armazenamento necessário.

Figura 1  : Caractéristiques générateur photovoltaïque et batterie

Tal como evidenciado na figura anterior, a característica das baterias está bem adaptada à dos geradores fotovoltaicos, uma vez que elas funcionam a tensão quase constante. As baterias deverão ser dimensionadas para que o ponto de funcionamento se localize na potência máxima, uma vez que a tensão Upmax (tensão correspondente à potência máxima) varia relativamente pouco com a luminosidade.

 

 

2. Os reguladores de carga

Nos sistemas fotovoltaicos podem ser utilizados diversos reguladores. A função do regulador é a de controlar o fluxo de energia entre o gerador e a carga. Deverá proteger a bateria contra sobrecargas (solares) e descargas profundas (utilizador) e assegurar a monitorização e segurança da instalação.

Os reguladores de carga podem dividir-se em 3 grandes grupos principais:

•  Os reguladores série , que incorporam um interruptor entre o gerador e o acumulador, para interromper o fornecimento de energia à carga.

•  Os reguladores shunt (derivação) , onde o interruptor curto-circuita o gerador solar em fim de carga.

•  Os reguladores de ponto de potência máxima (MPPT ou Maximum Power Point Tracking), que utilizam um circuito electrónico especial de forma a poder captar sempre a potência máxima.

 

3 . Os conversores

Dependendo da aplicação, utiliza-se, normalmente, um conversor para adaptar a potência gerada às necessidades da carga.

Existem os conversores DC/DC que fornecem à carga uma tensão DC diferente da tensão gerada pelos painéis e os conversores DC/AC que produzem uma tensão alternada para cargas correspondentes.

 

4.Os outros componentes

Os últimos elementos indispensáveis ao bom funcionamento de um sistema fotovoltaico, são as protecções contra descargas atmosféricas, os disjuntores e os fusíveis.

Atendendo ao custo dos paineis fotovoltaicos, eles devem ser protegidos de forma a evitar o máximo de degradação. Os principais agentes são:

•  Perturbações induzidas pela comutação dos conversores de potência. Neste caso, podem ser introduzidos filtros de potência para eliminar as harmónicas.

•  Funcionamento como receptor: os painéis degradam-se rapidamente quando absorvem energia. Neste caso, podem ser instalados díodos para impedir a inversão do sentido da corrente.

•  Descargas atmosféricas.