Lei de Kirchhoff. Aplicação em painéis solares.

[Mega Blaster]

Saudações,

 

Como se aplica a lei de Kirchhoff numa ligação em série de placas solares? Li alguns artigos, mas não consegui assimilar a questão dos nós e malhas. Questionei um integrador da Weg referente às placas fabricadas por eles numa questão mal explicada referente a uma tensão de 1.500 Vcc. Vejam a descrição do site:

 

"Características

Sistemas de 1500Vcc

Tecnologia MULTIBUSBAR

Eficiência de 21,3%

Suporta 5400Pa de carga no frontal e 2400Pa de carga no posterior

Alta resistência ao efeito PID, conforme IEC 62804

Temperatura de operação de -40° a 85°C

Proteção anti-incêndio UL790 classe II

Dimensões de 2278x1134x30mm

Moldura de alumínio anodizado"

 

A resposta do integrador:

 

"a isolação máxima deles dos condutores é pra até 1500VCC, ou seja, aproximadamente 28 placas em série uma com a outra. pois série conforme as leis de kirchof somam-se as tensões e eleva-se as correntes"

 

Então, no site não fala de isolação e sim, sistema. Onde estou interpretando errado ou não entendendo a explicação?

 

https://www.weg.net/solar/produto/WPV-HMM1/

 

Me interessei pelas placas deles em função da eficiência, que é uma das mais altas (21,3%), pelo tipo da células (P) e pela potência (550 a 555 W). Em motor homes, pela questão do pouco espaço, principalmente em Kombis e vans, em geral, consegue-se de 2 a 4 com média de 150 a 250 W. A deles podem ser de 550 a 555 W, mas com tamanho grande (2278x1134x30mm, em Kombi, nem pensar. Van até vai e certeza para ônibus) . Em termos de área (ainda não fiz medições precisas), me parece que uma grande vale bem mais a pena do que várias menores de baixa potência. Tirando a questão da área de ocupação e o peso, queria opiniões sobre o que de fato realmente compensa, tendo vista o custo (não fiz orçamento, mas é Weg, então....). Também não fiz ainda um levantamento referente à modelos menores e que tem também, modelos flexíveis. Por ora, não entendi a questão da aplicação dessa lei.

 

Obrigado.

[aphawk]

@Mega Blaster

 

Desde quando dois painéis solares em série fazem aumento de corrente ??????????

Coitado do Kirchhoff.... Deve estar revirando no túmulo kkkkk

[Mega Blaster]

Não sei @aphawk . Não foi a pergunta. Quero entender a lei e como se aplica na resposta do integrador e opiniões sobre o que vale mais a pena. Uma placa grande como a da Weg ou varias menores? 

É o integrador que refere a tal lei. 

[.if]

Bem... se a teoria desta lei me pertenceu algum dia, não me pertence mais. E nada contra sua correta busca, claro. Mas se visão prática serve, vejamos seu resumo...

1 hora atrás, Mega Blaster disse:

o que vale mais a pena. Uma placa grande como a da Weg ou varias menores? 

Uma grande se der pau ou se levar um pau em cima - p.ex. um literal quebra dum galho - você vai levar um pau maior no bolso. Já a troca de uma pequena danificada é menos dolorida. Mas isso é óbvio d+ né? Digamos que você concorda em várias menores em série... neste caso elas devem ser de mesma potência. Se diferente como a corrente é a mesma (em série), a corrente final seria definida pela de menor capacidade. Imagine também se uma delas na sombra: ela é a mestra da corrente......... Sê bem quê... usa ter um diodo em anti paralelo com os painéis... Olhando mentalmente pra eles agora me vem a mente que sua função é pra manter a maior corrente do maior painel da série fluindo ao máximo mesmo com o painel dono do diodo no escuro.... você caro leitor e instalador ou teórico concorda com isso?  ?

Se em paralelo: você poderia colocar de 10W em paralelo como uma de 500 e teria 510W. .. este arranjo num tá nem aí pros diodos.

 

Em paralelo aumenta a corrente e mantém a tensão. Em série,.. o contrário.

 

Bem... foi só + uma tradicional tentada de unir a prática à uma réles e distante teoria que flutua num vácuo escuro de uma mente semi doentia.. ou total...

[Sérgio Lembo]

@Mega Blaster

Ao colocar 2 painéis em série temos 2x a tensão. Na mesma carga isso dobra a corrente também desde que o  gerador (painel solar no nosso caso) tenha potência para tal, caso contrário arreia. 

Sobre trabalhar com tensão de 1500V tenho cá minhas reservas. A instalação deixa de ser fácil e passa a ser complicada, a maioria dos cabos apodrece nessa tensão (efeito corona), deixa de ser aquela ligação simples sem grandes preocupações. A única vantagem é poder utilizar cabos de baixo calibre (cobre é caro) mas a mão de obra exige conhecimento nessa tensão elevada, viável apenas em grandes plantas para sustentar um corpo técnico de salário alto. Fazer uma topologia dessas em consumidores pequenos ou indústrias médias é muita sacanagem.

Se uma instalação pequena começa a ter funcionamento intermitente lá vai o leigo verificar se não há mau contato na instalação. Em baixa tensão (até 300V) tudo bem, o choque é forte mas dá para sobreviver, em alta tensão (1500V) o mesmo procedimento vai matar mesmo sem contato direto com o condutor.

[MOR_AL]

@Mega Blaster

Eu fiz um tutorial, com exemplos, que inclui a lei de Kirchhoff. 

Está em PDF. Não sei se o fórum aceita anexos em PDF.

Vou tentar incluir, mas se não der, me indique um modo de chegar às suas mãos.

MOR_AL

Conceitos Preliminares.pdf

[Mega Blaster]

@.if Sim, essa questão da dependência realmente é um grande risco, principalmente em ônibus. O que me incomoda nas placas pequenas é a baixa potência. Com os atuais inversores híbridos inteligentes, qualquer tensão de entrada a partir de 12 V é administrada para distribuir entre as baterias, o inversor AC e às alimentações diretas em 12/24 V, de forma que, pode ser alimentada pelo alternador do carro, placas, energia externa e gerador (diesel/gasolina). Se todas essas entradas estiverem fornecendo, o sistema administra equitativamente. Mas a ideia é nunca usar energia externa. Apenas placa e alternador e, eventualmente, gerador. Isto posto, 550 W gera uma tensão com potência satisfatória para carregar as baterias e alimentar o inversor AC. Corrija-me, por favor, se algo nessa ideia não esteja certo. Quanto a montagem a partir de 2 painéis, tem realmente que atentar para essas questões de sombreamento parcial. Não estudei energia solar ainda, então preciso entender essas nuances.

 

@Sérgio Lembo

3 horas atrás, Sérgio Lembo disse:

Ao colocar 2 painéis em série temos 2x a tensão. Na mesma carga isso dobra a corrente também desde que o  gerador (painel solar no nosso caso) tenha potência para tal

Isso é um grande problema. Cabos mais grossos, mais peso, custos e riscos de incêndio se mal executado.

 

3 horas atrás, Sérgio Lembo disse:

Sobre trabalhar com tensão de 1500V tenho cá minhas reservas.

O Integrador disse que o painel trabalha com tensão de 50,1 V e refere esses 1.500 Vcc à isolação máxima entre eles em série, fato onde menciona essa lei. Só que no site da Weg menciona sistemas de 1.500 Vcc, gerando então este tópico, afim de entender essa lei, descobrir se realmente essa tensão alta é aplicável (nova pergunta) e qual a melhor opção de montagem com aproveitamento da potência de geração. Arranjos a partir de 2 painéis é ruim por conta dos problemas no deslocamento. Ao ficar andando em estradas "fabulosas" pelo país, quanto mais coisas penduradas, mais chances de BO.

 

@MOR_AL

Obrigado pelo empenho. Vou estudar o material e ver se consigo absorver o conceito. Acho que o integrador quis fazer "balaca" mencionando Kircchoff. Talvez isso seja relevante numa fazenda de geração com dezenas ou centenas de placas.

[.if]

1 hora atrás, Mega Blaster disse:

2 painéis em série temos 2x a tensão. Na mesma carga isso dobra a corrente

Depende da carga... No seu caso suponho ser um inversor dc - ac. Sendo assim dependendo do tipo, a corrente cai pela metade.

1 hora atrás, Mega Blaster disse:

Cabos mais grossos,

De fato ao ligar em série dobra-se a tensão. Quanto à corrente esta cai pela metade pro caso de usar inversor pois ele age como algo como um regulador chaveado. Então o fio pode ser + fino. P.ex. no meu (meu) caso o inversor suporta - ou melhor - trabalha com tensões de 50 a 500Vdc. As placas estão em série. Se em paralelo, aí sim o fio tinha que ser mais grosso...

[aphawk]

11 horas atrás, Sérgio Lembo disse:

Ao colocar 2 painéis em série temos 2x a tensão. Na mesma carga isso dobra a corrente também desde que o  gerador (painel solar no nosso caso) tenha potência para tal, caso contrário arreia. 

 

Sergio, me permita explicar melhor para o colega que fez a pergunta ...

 

Um painel solar dimensionado para entregar 15V e 1A de corrente pode fornecer 15W .

 

Se colocar nele como carga um resistor de 15 ohms, vai passar exatamente 1A.

 

Agora, vamos colocar 2 painéis desse em série, e teremos a capacidade de fornecer 30W de potência, da forma de 30V com 1A de corrente.

 

Se ligar isso na mesma carga de15 ohms, o que vai acontecer ?

 

As células não conseguem fornecer mais de 1A no pico de potência, claro que o ponto de trabalho pode deslocar, com as duas células juntas entregando um total de 18V com uma corrente um pouco maior, por exemplo 1,2 A.

 

Isso ė bem diferente de se esperar que dobrando a tensão, a corrente também dobra !

 

Por este motivo é que o Sérgio fez no final uma observação sobre ter a potência necessária.

 

A curiosidade é que nesse exemplo que dei temos a possibilidade de se extrair 30W das células, mas para isso a resistência da carga tem de ser de 30 ohms. Com 15 ohms as células solares em série vão arreiar...