Heuristic Simplifications

O campo de testes é formado por 3 bases metálicas projetados para o suporte e posicionamento dos módulos fotovoltaicos. Essas bases possuem um sistema de variação da inclinação permitindo simulações para diversos posicionamentos, porém durante todo o período de teste os módulos foram mantidos a uma inclinação de 7,0 ° e orientados para o Norte. A fixação dos módulos é feita por um sistema de trilhos que permite a sua transladação, além de garantir encaixe para diferentes tamanhos de módulos. A Figura 2.2 mostra as 3 bases metálicas no campo de testes.

Figura 2.2 – Bases metálicas de suporte dos módulos.

Fonte: Elaboração própria.

Além dos módulos, a estrutura conta com dois sensores de irradiância tipo célula fotovoltaica. Um desses sensores é mostrado na Figura 2.3.

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Figura 2.3 – Sensor de irradiância instalado no campo.

Fonte: Elaboração própria.

Os sensores de temperatura dos módulos são do tipo PT1000, e estão colados na parte posterior dos módulos. Para medição de grandezas ambientais há ainda uma estação responsável pela medição de velocidade do vento, umidade do ar, temperatura, entre outras grandezas relacionadas a variáveis ambientais. Os sensores de temperatura e a estação meteorológica são mostrados na Figura 2.4.

Figura 2.4 – (a)Sensores de temperatura (b) estação meteorológica.

36 A ligação dos módulos, dos sensores tipo PT1000 e as células fotovoltaicas são realizadas dentro de quadros localizados abaixo das estruturas metálicas. Cada quadro possui uma identificação no seu terminal de conexão com o módulo. Essa identificação é feita com uma etiqueta que contém o prefixo BEMS seguidos dos números de 01 a 14. Essa identificação é importante, pois o ambiente virtual do sistema utiliza essa nomenclatura. Essa referência também é utilizada para definir o posicionamento dos módulos deste trabalho.

O campo de testes possui 7 quadros que podem ser visualizados na Figura 2.5. Cada quadro tem capacidade para medição de dois módulos com seus respectivos sensores de temperatura, além de dois sensores de irradiância. Dentro de cada quadro há encaixe para duas placas de aquisição, dois dataloggers e uma fonte.

Figura 2.5 – Detalhamento dos quadros de conexão.

Fonte: Elaboração própria.

As placas de aquisição possuem importância fundamental no processo, pois são responsáveis pela medição das grandezas elétricas dos módulos, dos sensores de temperatura e o levantamento da curva IV dos módulos através de uma carga eletrônica. Elas são conectadas diretamente ao datalogger que armazena os valores medidos. O datalogger da instalação possui capacidade de aproximadamente 20 dias de informação, que é armazenada em um cartão de memória tipo Compact Flash. A Figura 2.6 ilustra como funciona a conexão entre os componentes nos quadros.

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Figura 2.6 – Detalhamento dos quadros de conexão.

Fonte: Elaboração própria.

Na entrada das borneiras identificadas com o número 1 são conectados os cabos que vem dos sensores de temperatura da parte posterior do módulo e dos sensores de irradiância. Na parte direita dessa borneira é ligada a placa da parte superior do quadro e na esquerda a placa inferior.

Os sensores de temperatura são ligados a dois fios, sendo preto positivo e marrom negativo. A ligação do sensor de irradiância se dá a quatro fios, sendo dois para medição da temperatura do sensor (alaranjado - vermelho +) e dois para a irradiância ( marrom + preto-).

Nas placas de medição se conecta os seguintes cabos: - Módulos fotovoltaicos, representado em azul;

38 - Alimentação, representados por verde. Sendo a três fios (amarelo -15, branco +15 V e marrom 0 V);

- Entrada de dados de irradiância e temperatura do módulo fotovoltaico da borneira “1”, representados por rosa. Esses dados são transmitidos a 6 fios (cinza - e amarelo + do sensor de temperatura do módulo; verde – e rosa + do sensor de irradiância; e marrom - e branco + do sensor de temperatura do sensor de irradiância);

- Saída de dados que vai para o datalogger, representado por vermelho. Essa saída é feito por um cabo múltiplo de dados;

- Saída de temperatura da placa, representado por branco. Essa comunicação é a dois fios (marrom - e branco + );

Nos dataloggers são conectados:

- Sensores de temperatura das placas de medição, representados em branco; - Entrada de dados da placa de medição, representado por vermelho;

- Saída de dados para o borne 2 e alimentação do datalogger, representado em preto. Essa comunicação é a 6 fios e é feita com a fonte e com o datacenter, localizado na parte interior das dependências do GEDAE;

Cada datalloger é ligado a um datacenter através de cabos subterrâneos. O sistema possui 4 datacenters que estão localizados no servidor do laboratório, sendo 3 destinados a monitoração dos módulos e um para a estação meteorológica. Os datacenters realizam a comunicação dos dataloggers com os computadores através da intranet. Cada um possui um ambiente virtual que disponibiliza em tempo real os dados medidos no campo de testes. A Figura 2.7 mostra a imagem do quadro interno ao prédio do GEDAE com os datacenters presentes na instalação.

39 Figura 2.7 – Quadro interno do GEDAE.

Fonte: Elaboração própria.

Os dados gerados pelos datacenters são enviados para os switches que por sua vez mandam as informações para o roteador wireless. Assim as informações provenientes dos

datacenters ficam disponíveis para visualização na rede interna do GEDAE.

Todo aparato de equipamentos abordado até aqui tem por objetivo a medição, armazenamento e transferência de dados para o usuário. A Figura 2.8 ilustra simplificadamente como ocorre a ligação entre esses equipamentos.

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Figura 2.8 – Esquema de ligação entre os dispositivos.

Fonte: Elaboração própria.

Na Figura 2.8 fica claro como se dá o esquema de ligação de cada quadro, sendo possível visualizar o percurso da informação desde a medição até seu armazenamento em um computador. Na Figura 2.9 é mostrado de uma maneira mais abrangente como se dá a ligação entre os equipamentos do sistema.

Figura 2.9 – Esquema geral de interligação dos componentes.

Módulo Fotovoltaico

Datacenter

Quadro

Fonte: Elaboração própria.

Nesse desenho cada linha pontilhada representa dados de medição de um módulo. Nota-se que os datacenters das extremidades estão ligados a 6 módulos, que é sua capacidade máxima, enquanto o datacenter central está gerenciando apenas dois módulos. Então a capacidade de medição total dos datacenters é de 18 módulos, porém a de medição está limitada a 14 módulos por haver apenas 7 quadros externos.