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Workshop GTZ EletrobrsPhotovoltaics in Rural Electrification Experiences, Opportunities and Challenges

1INSTITUTO DE ELETROTCNICA E ENERGIA - LABORATRIO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS

PADRES TCNICOS PARA SISTEMAS FOTOVOLTAICOS DOMICILIARES NO BRASIL CONCEPO E EXEMPLO DE APLICAO

TECHNICAL STANDARDS FOR SOLAR HOME SYSTEMS IN BRASIL CONCEPTUAL DESIGN AND APPLICATION EXAMPLE

Roberto Zilles



50 Wp

3,7 kWh/ms

A regulamentao de sistemas fotovoltaicos domiciliares para eletrificao de comunidades isoladas

(premissa de 4,0 kWh/m2.dia)



Contador de

fornecimento

Quadro eltricoPadro de entrada

Interruptor de

Controle de Potncia(ICP)

Quadro dedistribuio

Interruptor Geral

Generador fotovoltaico

SISTEMA FOTOVOLTAICO DOMICILIAR

ESQUEMA UNIFILAR SISTEMA CC

Sistema de acumulao

Controlador de Carga



75 Wp

5,6 kWh/ms


(premissa de 4,0 kWh/m2.dia)



Abrigo comacumuladores

Gerador fotovoltaico

100 Wp

(premissa de 4,0 kWh/m2.dia)7,5 kWh/ms





Interruptor GeralGenerador fotovoltaico


ESQUEMA UNIFILAR SISTEMA CC + CA

Sistema de acumulao


Contador de

Fornecimento CC

Interruptor de

Controle de Potncia (ICP)

Quadro dedistribuio

Contador deFornecimento CA

Interruptor de

Controle de Potncia (ICP)

Quadro dedistribuio

Conversor CC/CA



Contador de

fornecimento


Interruptor de

Controle de Potncia(ICP)

Quadro dedistribuio

Interruptor GeralGenerador fotovoltaico


ESQUEMA UNIFILAR

As protees e as funes do controlador de carga podero estar integradas no conversor CC/CA*

ProteesConversor CC/CA

UNIDADE DE CONDICIONAMENTODE POTNCIA

*

Sistema de acumulao


Resoluo ANEEL N0. 83, SIGFI Sistema de Gerao de Energia Eltrica com Fontes Intermitentes



Resoluo ANEEL N0. 83, SIGFI Sistema de Gerao de Energia Eltrica com Fontes Intermitentes

648 horas = 27 diasDIC anual

216 horas = 9 diasDIC mensal

Padro de referncia (horas)INDICADOR

PADRES DE QUALIDADE, SIGFI

Especificaes tcnicas gerais dos SIGFI.Classe de

atendimento Consumo dirio de

Referncia (Wh/dia)

Autonomia mnima (dias)

Potncia mnima disponibilizada*

(W)

Disponibilidade mensal (kWh)

SIGFI13 435 2 250 13 SIGFI30 1000 2 500 30 SIGFI45 1500 2 700 45 SIGFI60 2000 2 1000 60 SIGFI80 2666 2 1250 80

* a tenso de sada, VCA, obedecer aos padres das localidades prximas atendidas pela rede.



Sistemas Fotovoltaicos DomiciliaresProjeto CT-ENERG/MME/CNPq 03/2003 - Processo CNPq 504601/2003-2

Instituto DE Desenvolvimento sustentvel mamirau

Laboratrio de Sistemas FotovoltaicosInstituto de Eletrotcnica e Energia - USP

EXEMPLO DE APLICAO



Implementar um modelo de gesto, operao e manuteno dos sistemas

Instalar Sistemas Fotovoltaicos Domiciliares com disponibilidade mensal de 13 kWh/ms

Atendimento em corrente alternada: 127 Vac, senoidal

Monitorar as taxas de falhas e interrupo do servio (DIC mensal e anual)

Monitorar o nvel de satisfao dos usurios

Dar subsdios aos programas de eletrificao usado SIGFI em comunidades ribeirinhas

Divulgar amplamente os resultados

O ProjetoEletrificao de 19 residncias em uma comunidade ribeirinha da Amaznia utilizando Sistemas Fotovoltaicos Domiciliares, tais sistemas se enquadram na Classe de Atendimento SIGFI13, conforme a Resoluo Normativa ANEEL N 83/2004.

Objetivos especficos



Vila Alencar

S. Francisco do Aiuc

So Francisco do Aiuc

19 domiclios

Populao 126 habitantes



Configurao Utilizada: Sistemas Fotovoltaicos Domiciliares

Disjuntor10A

2 Painis(100 Wp cada)

Disjuntor32 A

2 Bateriasem Srie

(150 Ah cada)

+ _ + _

Controladorde carga 20 A

=~

*Inversor de 250 W

conversor CC/CA Protees InterruptorDiferencial

30 mA

Medidor de Ah

InterruptorGeral 3 A

Cargas



Relacionamento com a Comunidade: Discusses sobre o Consumo de EletricidadeConsumos em kWh/Ms - SFD1

9

14

9 10

13

6

91012

0

2

4

6

8

10

12

14

16

ago/05 set out nov dez jan/06 fev mar abr

k

W

h

/

M

s

13 kWh/Ms

Consumo em kWh/Ms - SFD17

79 9

8

57

9

13 13

02468

10121416


k

W

h

/

M

s

13 kWh/Ms

Consumos em kWh/Ms - SFD3

3 3 21

43 2

42

0

2

4

6

8

10

12

14

16


k

W

h

/

M

s

13 kWh/Ms

Consumo em kWh/Ms - SFD7

2

5

2 1

78

5 56

0

2

4

6

8

10

12

14

16


k

W

h

/

M

s

13 kWh/Ms



Maior que 16.5112.192.2680SFD19

< 16.6011.331.5755SFD18

Maior que 18.8813.487.26198SFD17

Maior que 18.1411.165.67300SFD16

Maior que 18.0711.385.55197SFD15

Maior que 17.8911.174.79211SFD14

< 17.7714.590130SFD13

< 17.2611.841.95125SFD12

Maior que 14.998.900199SFD11

< 110.4715.467.18314SFD10

< 14.527.430161SFD9

< 15.5112.422.67185SFD8

< 15.138.351.2985SFD7

< 19.5214.385.43175SFD6

< 12.784.940.8570SFD5

< 11.392.810.4370SFD4

< 12.763.721.4955SFD3

< 17.639.474.47166SFD2

< 19.8414.226.15106SFD1

Consumo de gua das Baterias(Litros)

Consumo Mensal Mdio (kWh/ms)

Consumo Mensal Mximo (kWh/ms)

Consumo Mensal Mnimo

(kWh/ms)

Carga Instalada

(W)



LmpadasTrocadas

Interrupes do Servio

DIC mensal (horas)

DIC anual (horas)

SFD1 SFD2 3 x 20W SFD3 1 x 15W SFD4 Disjuntor diferencial 120 120 (5 dias) SFD5 1 x 15W SFD6 1 x 15W Corte automtico 24 24 SFD7 SFD8 1 x 15W SFD9 2 x 20W SFD10 1 x 20W SFD11 SFD12 1 x 20W Corte automtico 24 24 SFD13 1 x 15W Conexo no quadro 168 168 (7 dias) SFD14 Corte automtico 24 24 SFD15 SFD16 1 x 15W Corte automtico 24 24 SFD17 1 x 20W Corte automtico 24 24 SFD18 SFD19 1 x 15W

Quantidade de lmpadas trocadas, interrupes no servio de eletricidade e DIC mensal e anual dos 19 SFDs entre Agosto de 2005 e Agosto de 2006.



Objetivos do curso de capacitao dos usurios:

1. Saber identificar os componentes do Sistema Fotovoltaico e suas funes. 2. Identificar as ferramentas e sua utilidade nas tarefas de instalao e manuteno.3. Conhecer as grandezas eltricas: tenso, corrente, resistncia e potncia.4. Conhecer os cuidados e procedimentos de segurana (choque eltrico, materiais isolante, condutores).5. Utilizar o multmetro para medir tenso e continuidade.

1. Verificar com o multmetro os valores de tenso no quadro eltrico, nas tomadas e nas lmpadas do SFD.2. Aplicar as tarefas associadas manuteno preventiva (reposio da gua da bateria, limpeza e orientao dos painis, desarmar o interruptor DR, limpeza e ajuste dos terminais das baterias).3. Solucionar problemas de lmpada queimada, circuito aberto, mau contato, curto-circuito, disjuntor desligado

1.Substituio de baterias.

1.Instalao de sistemas.

1. Identificar os sinais no controlador e inversor.2. Identificar falhas no quadro eltrico; disjuntores, controlador e inversor.3. Substituir equipamentos do quadro eltrico, disjuntores, controlador e inversor.4. Saber identificar quais os equipamentos eltricos recomendados para utilizar nos sistemas instalados



- Qual o custo de operao e manuteno?

IC 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

(540)

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

= 181512963 )1(1600

)1(1600

)1(1600

)1(1600

)1(1600

)1(1600

iiiiiiLCC

00,21020,25020,29860,35440,42240,503 +++++=LCC

LCCiiiiALCC n

n

+

+=

1)1()1(

80,038.2=LCC

80,038.20871,0 =ALCC

R$/ms 1457,166 =ALCC



Nmero de Sistemas 19 Valor da Mensalidade 15 reais Nmero de meses 11 Depsito Inicial da Comunidade 2850 reais Arrecadado com Mensalidades 2921 reais Total em Julho de 2006 5771 reais Valor esperado em Julho de 2006 5985 reais Inadimplncia total 214 reais Inadimplncia mdia por domiclio 11,3 reais

Valores referentes ao fundo de O&M dos 19 SFDs na comunidade So Francisco do Aiuc em Agosto de 2006.



Sugestes de aperfeioamento Resoluo ANEEL N0. 83, SIGFI

DAS DEFINIES

III - Consumo dirio de referncia: quantidade de energia que o SIGFI capaz de fornecer diariamente calculada a partir da Disponibilidade Mensal Garantida;

IV Disponibilidade Mensal Garantida: quantidade mnima de energia que o SIGFI capaz de fornecer, em qualquer ms, unidade consumidora;

III - Consumo dirio de referncia: quantidade de energia que o SIGFI capaz de fornecer diariamente calculada a partir da Disponibilidade Diria Mdia Anual;

IV Disponibilidade Diria Mdia Anual: quantidade de energia primria disponvel para converso em energia eltrica;

A

t

u

a

i

s

N

o

v

a

r

e

d

a

o



0

0, 2

0, 4

0, 6

0, 8

1

Jan M ar M ai Jul S et Nov

C ol unas 3D 1

C ol unas 3D 2

C ol unas 3D 3

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez0

1

2

3

4

5

6

Disponibilidade diria mdia, pior ms, 4,1 kWh/m2.dia (10 graus)

Disponibilidade diria mdia anual, 4,5 kWh/m2.dia (10 graus)

= 10o



Controlador deCarga

Acumulador

GeradorFotovoltaico

Disponibilidade diria mdia mdiaanual, 4,5 kWh/m2.dia

Consumo dirio de referncia

! CERTIFICADO DE DISPONIBILIDADE ENERGTICA !



DAS CONDIES GERAIS DE ATENDIMENTO

1o A concessionria poder utilizar SIGFI com Disponibilidade Mensal Garantida superior a 80 kWh/ms, desde que garantida uma autonomia mnima de 2 dias.

2o Os componentes do SIGFI e demais equipamentos necessrios para o fornecimento de energia eltrica unidade consumidora devem ser fornecidos e instalados sob a responsabilidade e s expensas da concessionria, de acordo com regulamentao vigente que estabelece a responsabilidade pelo atendimento a pedidos de fornecimento.

3o Os componentes do SIGFI devem atender s exigncias das normas expedidas pelos rgos oficiais competentes, pelo Programa Brasileiro de Etiquetagem do Instituto Nacional de Metrologia(INMETRO) ou outra organizao credenciada pelo Conselho Nacional de Metrologia, Normalizao e Qualidade Industrial(CONMETRO).

4o O SIGFI dever possuir certificado de aprovao em teste operacional de comprovao da disponibilidade energtica conforme especificado pelo Programa Brasileiro de Etiquetagem do Instituto Nacional de Metrologia(INMETRO) ou outra organizao credenciada pelo Conselho Nacional de Metrologia, Normalizao e Qualidade Industrial(CONMETRO)..

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