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Estudo e Caraterização de um painel fotovoltaico - Otimização 1/21
Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
Estudo e Caraterização de um painel fotovoltaico
Otimização
Projeto FEUP 1ºAno - MIEEC:
Manuel Firmino & Sara Ferreira J. N. Fidalgo & J. C. Alves
Equipa 3:
Supervisor: Vítor Grade Monitor Alexandre Truppel
Estudantes & Autores:
Francisco Parente [email protected] Inês Pinheiro [email protected]
Leonardo Ribeiro [email protected] Nuno Minhoto [email protected]
Tiago Couto [email protected]
Estudo e Caraterização de um painel fotovoltaico - Otimização 2/21
Resumo
Neste trabalho estivemos a analisar como se comporta uma fonte de energia elétrica,
mais propriamente um painel solar. O objetivo foi caraterizar o comportamento de um painel.
Esta caraterização foi feita através da variação de determinadas variáveis, neste caso a
fonte luminosa (Lâmpada Incandescente vs LED) para podermos verificar as diferenças na
exposição a diferentes tipos de energia luminosa, os níveis de iluminação (sombreamento)
para verificar como se altera a produção de energia elétrica com a variação das condições e
a resistência, de forma a conhecer a resistência ideal para um melhor aproveitamento.
Palavras-Chave
Painel Fotovoltaico; Energia Fotovoltaica; Resistências; Fontes Luminosas; Multímetro;
Otimização.
Estudo e Caraterização de um painel fotovoltaico - Otimização 3/21
Índice
Lista de figuras .................................................................................................................... 4
Lista de acrónimos .............................................................................................................. 5
Glossário.............................................................................................................................. 6
1. Introdução ........................................................................................................................ 7
2. Painel Fotovoltaico .......................................................................................................... 8
2.1 Evolução dos painéis solares .................................................................................... 8
3. Aspetos fundamentais de Circuitos ................................................................................ 9
3.1 Multímetro .................................................................................................................. 9
3.2 Lei de Ohm ................................................................................................................ 9
3.3 Placas de Montagem ............................................................................................... 10
4. Diferenciação dos dois tipos de fontes luminosas ....................................................... 11
4.1 Lâmpadas Incandescentes ..................................................................................... 11
4.2 LED .......................................................................................................................... 12
4. Procedimento experimentais ........................................................................................ 13
4.1 Materiais usados...................................................................................................... 13
4.2 Procedimentos ......................................................................................................... 13
4.3 Dados obtidos .......................................................................................................... 16
4.4 Gráficos.................................................................................................................... 17
4.5 Otimização de um Painel ........................................................................................ 18
4.6 Comparação ............................................................................................................ 19
5. Conclusão ...................................................................................................................... 20
Referências bibliográficas ................................................................................................. 21
Estudo e Caraterização de um painel fotovoltaico - Otimização 4/21
Lista de figuras
Figura 1 Painel Solar ........................................................................................................... 8
Figura 2 Multímetro ............................................................................................................. 9
Figura 3 Placa de Montagem ............................................................................................ 10
Figura 4 Potenciómetro ..................................................................................................... 10
Figura 5 Lâmpada Incandescente .................................................................................... 11
Figura 6 Lâmpada LED ..................................................................................................... 12
Figura 7 Gráfico IxV Lâmpada Incandescente ................................................................. 17
Figura 8 Gráfico IxV Lâmpada LED .................................................................................. 17
Figura 9 Gráfico PxV Lâmpada Incandescente ................................................................ 18
Figura 10 Gráfico PxV Lâmpada LED .............................................................................. 18
Figura 11 Gráfico IxV Painel Solar Comparação .............................................................. 19
Figura 12 Gráfico PxV Painel Solar Comparação ............................................................ 19
Estudo e Caraterização de um painel fotovoltaico - Otimização 5/21
Lista de acrónimos
P – Potência
I – Intensidade da Corrente
V – Tensão / Diferença de Potencial
LED - Light-Emitting Diode
R – Resistência
R.opt – Resistência Ótima
I.max – Intensidade Máxima
I.sc – Intensidade de curto circuito
V.oc – Tensão de Circuito Aberto
Estudo e Caraterização de um painel fotovoltaico - Otimização 6/21
Glossário
Junção PN - Estrutura fundamental dos componentes eletrônicos comumente
denominados semicondutores, principalmente díodos e transístores.
Diferença de Potencial ou Tensão (V) - Diferença de potencial elétrico entre dois
pontos ou a diferença em energia potencial elétrica por unidade de carga elétrica entre dois
pontos, sendo igual ao trabalho que deve ser feito, por unidade de carga contra um campo
elétrico para se movimentar uma carga qualquer.
Corrente Elétrica (I) - Fluxo "ordenado" de partículas portadoras de carga elétrica,
ou também, é o deslocamento de cargas dentro de um condutor, quando existe uma
diferença de potencial elétrico entre as extremidades, visa assim medir a quantidade de
carga por unidade de tempo que atravessa uma determinada secção de um fio elétrico.
Resistência Elétrica - É a capacidade de um corpo qualquer se opor à passagem
de corrente elétrica mesmo quando existe uma diferença de potencial aplicada.
Estudo e Caraterização de um painel fotovoltaico - Otimização 7/21
1. Introdução
No âmbito da unidade curricular Projeto FEUP, o grupo 3 da turma 8 do curso Mestrado
Integrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores, realizou um projeto prático cujo
tema é a caraterização de um painel fotovoltaico. Neste trabalho iremos explicar os
procedimentos utilizados, desde materiais usados, montagem, resultados obtidos e
conclusões, tendo como finalidade caraterizar um painel fotovoltaico em todas as suas
vertentes, tendo como propósito final otimizar a sua utilização de forma a maximizar o
rendimento.
Estudo e Caraterização de um painel fotovoltaico - Otimização 8/21
Figura 1 Painel Solar
2. Painel Fotovoltaico
Um painel solar é um conjunto de células solares capaz de
converter a luz proveniente do sol (energia solar) diretamente
em energia elétrica por intermédio do efeito fotovoltaico. Este
efeito fotovoltaico é a criação de uma corrente elétrica num
material devido à sua exposição à luz.
2.1 Evolução dos painéis solares
No seu aparecimento, estas células fotovoltaicas eram constituídas por várias laminas
de silício cristalino formando junções PN que funcionam como semicondutores, uma
estrutura fundamental deste componente eletrónico.
Posteriormente apareceu a segunda geração destes dispositivos na qual estes são
formados por filmes finos de semicondutores, reduzindo assim a quantidade de materiais
necessários para a sua contração assim como o seu custo de produção, diminuindo, no
entanto, o seu rendimento relativamente aos originais.
Os painéis solares são construídos dessas células cortadas em formas apropriadas,
protegidas da radiação e danos ao manusear pela aplicação de uma capa de vidro e
cimentada num substrato (seja um painel rígido ou um flexível). As conexões elétricas são
feitas em série e em paralelo, conforme se queiram obter maior tensão ou intensidade. A
capa que protege deve ser um condutor térmico, pois a célula aquece ao absorver a energia
infravermelha do Sol, que não é convertida em energia elétrica. Como o aquecimento da
célula reduz a eficiência de operação é desejável reduzir este calor.
Atualmente, as células fotovoltaicas apresentam eficiência de conversão da ordem de
16%. Existem células fotovoltaicas com eficiências de até 28%, fabricadas de arseneto de
gálio, mas o seu alto custo limita a produção dessas células solares para o uso da indústria
espacial.
Por não gerar nenhum tipo de resíduo, a célula fotovoltaica solar é considerada uma
forma de produção de energia limpa, sendo alvo de estudos em diversos institutos de
pesquisa ao redor do mundo.
Os painéis solares contribuem ainda muito pouco para a produção mundial elétrica, o
que atualmente se deve ao custo por watt ser cerca de dez vezes maior que o
dos combustíveis fósseis. Tornaram-se rotina em algumas aplicações, tais como as baterias
de suporte, alimentação de boias, antenas, dispositivos em estradas, desertos e em vários
sistemas que se encontram no espaço ou em outros planetas.
Estudo e Caraterização de um painel fotovoltaico - Otimização 9/21
Figura 2 Multímetro
3. Aspetos fundamentais de Circuitos
3.1 Multímetro
Um multímetro é um aparelho destinado a medir e avaliar grandezas elétricas. Dentro
do multímetro, usamos apenas 2 funções, o voltímetro e o amperímetro, sendo
responsáveis, respetivamente, pela medição da intensidade da corrente de um circuito e da
tensão deste. O amperímetro é colocado em serie num circuito e um voltímetro é colocado
em paralelo.
3.2 Lei de Ohm
Foi o físico alemão Georg Simon Ohm o primeiro homem a fazer investigações sobre a
condução da corrente elétrica. Em 1827 formulou uma lei que permite calcular a intensidade
de corrente elétrica.
Através de algumas experiencias conseguiu concluir que a intensidade da corrente (I) é
igual ao quociente entre as grandezas: diferença de potencial (V) e a resistência elétrica do
condutor (R).
I = V/R
Esta lei pode ser enunciada de outra forma: para determinados condutores metálicos, a
uma dada temperatura, a razão entre a diferença de potencial e a intensidade da corrente é
constante. Esta constante é a resistência do condutor.
R = V/I
Como o aquecimento dos condutores é diretamente proporcional ao aumento da
intensidade da corrente elétrica que os percorre, é necessário que a temperatura se
mantenha constante, para que a Lei de Ohm se verifique.
Os condutores ósmicos ou lineares são aqueles que obedecem a esta lei, como por
exemplo os metais.
Os condutores não óhmicos não cumprem os requisitos da lei, pois não apresentam
proporcionalidade direta entre a diferença de potencial nos seus extremos e a intensidade
de corrente que os percorre, como por exemplo os semicondutores.
Estudo e Caraterização de um painel fotovoltaico - Otimização 10/21
Figura 3 Placa de Montagem Figura 4 Potenciómetro
3.3 Placas de Montagem
As placas de montagem encontram-se divididas em 4 partes que são iguais duas a
duas, sendo, por isso, a placa simétrica em relação ao seu eixo central. As partes exteriores
da placa apresentam ligações verticais, estando os seus pontos ligados aos seus vizinhos
verticais. Estas partes são constituídas por um conjunto de colunas de pontos. As duas
partes interiores, ao contrário das anteriores, apresentam ligações horizontais, portanto os
pontos encontram-se ligados eletricamente aos seus vizinhos horizontais. Como as
anteriores, também apresentam colunas que percorrem a placa, mas em maior número.
Através do painel fotovoltaico é possível carregar eletricamente a placa o que permitiu criar
um circuito.
Na montagem de um circuito é sempre importante que se coloquem resistências, em
série, de modo a impedir a criação uma corrente de curto circuito. Este aspeto é essencial
ter em conta quando se pretende montar um circuito porque quando ocorre um curto circuito
a corrente apresenta-se com a sua maior intensidade, o que pode provocar problemas nos
aparelhos que se encontram ligados ao circuito.
Quando o circuito se encontra aberto a corrente nele não circula uma vez que o seu
caminho se encontra interrompido. Nestes casos a intensidade da corrente será mínima, e
por isso, podemos associar a zona aberta do circuito a uma resistência máxima que impede
toda a corrente de percorrer o circuito. Este tipo de corrente é denominado de corrente de
circuito aberto.
Existem ainda aparelhos, montados também em série, que são utilizados para fazer
oscilar os valores da resistência dentro de um circuito, de modo a permitir que sejam
avaliados os mais diferentes tipos de corrente consoante o valor de resistência desejado.
Estes aparelhos são denominados de potenciómetros.
Estudo e Caraterização de um painel fotovoltaico - Otimização 11/21
Figura 5 Lâmpada Incandescente
4. Diferenciação dos dois tipos de fontes luminosas
Neste trabalho usamos dois tipos de fontes luminosas, lâmpada incandescente e LED.
Tivemos como objetivo analisar a diferença de rendimentos conforme o tipo de fonte
luminosa.
4.1 Lâmpadas Incandescentes
A lâmpada incandescente funciona como qualquer outra resistência. Nesta situação a
resistência é um filamento de tungsténio envolto em num ambiente sem a presença de
oxigénio coberto por uma camada de vidro.
A lâmpada incandescente já existe desde o século XIX quando Thomas Edison a criou.
O maior problema aquando da criação era exatamente o material conveniente para o
filamento. Na altura usou-se carbono, atualmente usa-se o tungsténio pois possui um ponto
de fusão elevado (3422ºC).
São consideradas as menos eficientes de todos os equipamentos usualmente
encontrados nas residências. Apesar de ineficientes, continuam a ser muito usadas, para
além de baratas, são encontradas em várias formas e tamanhos, são adequadas a lugares
menores (divisões da casa) e são seguras.
No entanto, por causa da ineficiência e da durabilidade reduzida, um novo tipo de fonte
de luz tem ganho popularidade.
Estudo e Caraterização de um painel fotovoltaico - Otimização 12/21
Figura 6 Lâmpada LED
4.2 LED
Em alternativa a lâmpadas incandescentes surgiu o LED (Light-Emitting Diode), um
dispositivo que emite luz visível quando uma corrente elétrica o atravessa. Surgiu pela
primeira vez no mercado em 1962, atualmente é usado globalmente. A luz emitida é
monocromática, ou seja, emite uma só cor, no entanto não é particularmente forte.
Normalmente a luz varia entre o vermelho (comprimento de onda aproximadamente 700
nanómetros) e o azul/violeta (aproximadamente 400 nanómetros).
Um LED possui 2 materiais chamados semicondutores Tipo-P, que possuem “buracos”,
e semicondutores Tipo-N, que contêm partículas de carga negativa- eletrões livres. O díodo
é composto na zona de junção- Junção P-N. Na junção os eletrões livres preenchem os
“buracos” do material do tipo-P, criando assim uma zona vazia no meio do díodo.
Para se livrar da zona vazia liga-se o polo negativo de uma fonte de energia ao lado N,
e o positivo ao lado P. Tanto os eletrões livres como os “buracos” do material P são
repelidos e a zona vazia desaparece.
Os eletrões livres que se movem no díodo ao caírem nos buracos da zona P libertam
energia sob forma de fotões, produzindo assim luz. Isto acontece em qualquer díodo, mas
apenas em alguns a luz pode ser vista a olho nu.
Estudo e Caraterização de um painel fotovoltaico - Otimização 13/21
4. Procedimento experimentais
4.1 Materiais usados
Placa de Montagem;
Painel Fotovoltaico;
Resistências (22kΩ, 18kΩ, 12kΩ, 8k2Ω, 6k8Ω e 5k6Ω);
LED;
Lâmpada incandescente;
Multímetro;
Potenciómetro.
4.2 Procedimentos
Para caracterizarmos o painel solar foi necessário a realização de três procedimentos, o
primeiro referente á secção A (caraterizada por ser uma zona com uma regressão
aproximadamente linear, começando com a Intensidade mínima e Tensão máxima), o
segundo procedimento, referente à secção B e C, como forma de completar esta
caraterização desde a Intensidade máxima e Tensão mínima até se completar todo o
gráfico, e o terceiro relacionado com a oscilação das condições, neste caso o
sombreamento de um dos dois painéis.
1º Procedimento
Primeiramente colocamos a lâmpada incandescente no candeeiro e ligamos o mesmo
para que a temperatura deste e do painel estabilizassem. De seguida, enquanto
aguardávamos pelo candeeiro montamos o circuito na placa de montagem, colocando o
painel solar, o amperímetro e uma resistência em série e o voltímetro em paralelo nos
terminais do painel, com a ajuda de vários fios de ligação. Depois de o circuito estar
devidamente montado colocamos o painel em frente ao candeeiro de modo a receber o
máximo da luz do mesmo e registamos as suas posições para posteriormente podermos
repetir a experiencia com outros elementos, mas em condições equivalentes.
Inicialmente registamos os valores indicados pelo voltímetro e pelo amperímetro quando
a montagem se encontrava em curto circuito. Para este valor apenas retiramos a resistência
Estudo e Caraterização de um painel fotovoltaico - Otimização 14/21
da montagem ficando com resistência mínima. De seguida retiramos um fio do circuito
fazendo com que este ficasse aberto sendo assim a resistência máxima, e registamos estes
valores.
Seguidamente voltamos a montar o circuito inicial com uma resistência de valor
constante e registamos os valores indicados pelos dois aparelhos de medição. Após o
registo trocamos a resistência por uma de valor diferente e repetimos o procedimento.
Com os valores obtidos foi-nos possível contruir a tabela e o gráfico respetivos.
Posteriormente, apos a criação da tabela e do gráfico, trocamos a lâmpada do
candeeiro de uma incandescente para uma lâmpada LED e repetimos os procedimentos
que realizamos anteriormente, mantendo as condições previamente registadas, anotando
assim os valores para quando o circuito se encontra em curto circuito, circuito aberto e para
as varias resistências. No fim do registo também construímos a tabela e o gráfico com os
respetivos valores obtidos.
2ª Procedimento
Para fazer a característica completa do painel utilizamos um sistema semelhante ao
utilizado no procedimento anterior. Assim para este utilizamos o mesmo painel solar,
candeeiro e as mesmas lâmpadas, os dois multímetros no modo voltímetro e amperímetro
respetivamente, cabos de ligação, a placa de montagem, mas uma resistência variável de
4,7kΩ, de forma a caraterizar a secção C (aproximadamente linear) e B (transição entre a
secção A e B, zona de variação menos constante).
Ligamos o candeeiro com a lâmpada incandescente para que a temperatura
estabilizasse e de seguida montamos o circuito com o painel, a resistência variável, o
amperímetro em série e o voltímetro em paralelo nos terminais do voltímetro.
Retiramos a resistência e colocamos o painel em frente a lâmpada à mesma distancia
na qual colocamos no procedimento anterior para registar os valores indicados pelo
voltímetro e pelo amperímetro (curto circuito) e seguidamente retiramos um fio de modo a o
circuito ficar aberto e registamos os respetivos valores medidos pelo voltímetro e
amperímetro, através destes valores tentamos aproximar as condições às do procedimento
anterior, de forma a evitar a oscilação nos dados.
Voltamos a colocar a resistência variável no circuito e registamos os vários valores que
eram indicados para os diferentes valores que eram introduzidos pelos diferentes valores
que a resistência introduzia no circuito.
Os valores obtidos através deste procedimento foram adicionados ao gráfico dos
valores obtidos anteriormente com a mesma lâmpada de incandescência.
Estudo e Caraterização de um painel fotovoltaico - Otimização 15/21
Posteriormente retiramos a lâmpada incandescente e colocamos a lâmpada LED no
candeeiro e repetimos o método descrito acima com a mesma montagem, obtendo os
valores para curto circuito, circuito aberto e os diversos valores dados pela resistência
variável adicionando estes ao gráfico de valores que foi criado na experiencia realizada com
a lâmpada led anteriormente.
3º Procedimento
Com o objetivo de tirarmos conclusões sobre o funcionamento de agregações de
painéis e das alterações que ocorrem quando as condições de exposição se alteram,
realizamos um trabalho experimental no qual usamos dois painéis idênticos, um candeeiro
com uma lâmpada incandescente, dois multímetros, um no modo amperímetro e outro no
modo de voltímetro, uma placa de montagem, alguns fios de ligação e um led.
Primeiramente, ligamos o candeeiro para a temperatura da lâmpada estabilizar e
montamos o circuito posicionando os dois painéis em paralelo relativamente ao mesmo, o
voltímetro também em paralelo, nos terminais que conduzem aos dois painéis e o
amperímetro e o led em série. De seguida colocamos os painéis sob a luz do candeeiro e
observamos os valores indicados pelos multímetros. Seguidamente introduzimos alterações
nas condições de exposição dos painéis á luz do candeeiro, eliminando a luz que incidia
num desses painéis. Com isto pudemos observar que quando em paralelo, quando um dos
painéis deixa de estar exposto à luz, provoca uma diminuição na intensidade do led, e nos
valores do amperímetro e voltímetro, esta diminuição é muito ligeira pois estando os painéis
em paralelo a corrente continua a ser transmitida pelo painel que continua exposto à luz.
De seguida voltamos a montar um circuito semelhante mudando apenas a posição dos
painéis de paralelo para em série. Repetimos o procedimento quando os painéis a receber
luz diretamente e quando se encontravam sombreados e observamos que agora, estando
os painéis ligados em série, a diminuição da intensidade do led e dos valores do
amperímetro e voltímetro era mais abrupta, pois ao se eliminar a luz de um dos painéis todo
o sistema fica afetado devido a ser ligação em série.
Estudo e Caraterização de um painel fotovoltaico - Otimização 16/21
4.3 Dados obtidos
Através dos procedimentos anteriormente referidos obtivemos os seguintes valores.
Estes valores apresentam oscilações devido, primeiramente às medições terem sido
realizadas em dias diferentes (secção A no primeiro e secção B no segundo), pois apesar
de termos registado ângulos de incidência da lâmpada, distância, alinhamento e termos
verificado tensão de curto circuito e tensão de circuito aberto para melhor ajustarmos estas
condições existem sempre pequenas variações.
Lâmpada de Incandescência
Tensão(V) Intensidade(mA) Potência
(mW)
6,1 0 0
6,03 0,28 1,6884
6 0,34 2,04
5,98 0,51 3,0498
5,97 0,74 4,4178
5,96 0,89 5,3044
5,95 1,08 6,426
5,717 1,98 11,31966
5,65 2,91 16,4415
5,625 3,08 17,325
5,535 4,06 22,4721
5,442 4,99 27,15558
5,297 5,87 31,09339
5,106 6,94 35,43564
4,536 8,15 36,9684
4,466 8,3 37,0678
4,118 8,4 34,5912
3,501 8,51 29,79351
3,016 8,74 26,35984
2,246 8,78 19,71988
1,478 8,85 13,0803
1,091 8,88 9,68808
0,618 9,01 5,56818
0,163 9,08 1,48004
0,001 9,1 0,0091
LED
Tensão(V) Intensidade(mA) Potência (W)
4,714 0 0
4,58 0,21 0,9618
4,53 0,27 1,2231
4,447 0,38 1,68986
4,333 0,53 2,29649
4,262 0,64 2,72768
4,155 0,75 3,11625
4,076 1,18 4,80968
3,825 1,38 5,2785
3,502 1,67 5,84834
3,003 1,85 5,55555
2,633 1,95 5,13435
2,134 2,01 4,28934
1,777 2,02 3,58954
1,444 2,06 2,97464
1,081 2,06 2,22686
0,53 2,09 1,1077
0,039 2,1 0,0819
Estudo e Caraterização de um painel fotovoltaico - Otimização 17/21
y = -0,0422x4 + 0,3274x3 - 0,7327x2 + 0,2927x + 9,0772
-2
0
2
4
6
8
10
0 1 2 3 4 5 6 7
Inte
nsi
dad
e(m
A)
Tensão(V)
Lâmpada Incandescente
y = -0,0058x4 - 0,0086x3 + 0,1074x2 - 0,1732x + 2,1252
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
Inte
nsi
dad
e (m
A)
Tensão(V)
LED
Figura 7 Gráfico IxV Lâmpada Incandescente
Figura 8 Gráfico IxV Lâmpada LED
4.4 Gráficos
De seguida, com os dados anteriormente apresentados criamos os gráficos da
Intensidade (mA) em função da Tensão (V) de forma a traçar a caraterística. Para esta
caraterização criámos uma regressão polinomial, adaptada aos dados. Devido às condições
de oscilação dos dados esta regressão não é exata.
Estudo e Caraterização de um painel fotovoltaico - Otimização 18/21
y = 0,0431x6 - 0,5922x5 + 2,9601x4 - 6,74x3 + 6,8599x2 - 0,4503x + 0,113
0
1
2
3
4
5
6
7
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
Po
tên
cia
(mW
)
Tensão (V)
LED - Potência
y = -0,3258x4 + 2,7988x3 - 7,4349x2 + 14,783x - 0,5314
-10
0
10
20
30
40
0 1 2 3 4 5 6 7
Po
têm
nci
a (m
W)
Tensão (V)
Lâmpada Incandescente - Potência
Figura 10 Gráfico PxV Lâmpada LED
Figura 9 Gráfico PxV Lâmpada Incandescente
4.5 Otimização de um Painel
Para otimizarmos a utilização do painel, criámos um gráfico da Potência (I*V) em
função da Tensão (V), através da regressão polinomial do gráfico, calculamos o máximo e
assim, sabemos qual a Tensão (V) para uma Potência máxima. Com esta Tensão e através
do gráfico anterior (Intensidade em função da Tensão) chegamos ao valor da Intensidade.
Depois calculamos a Resistência ideal (V/I) para a otimização do painel.
Na lâmpada incandescente verificamos que a Potência é máxima, 8,83184 mW,
quando a Tensão é de 3,44461 V, o que corresponde a uma intensidade de 8,51 mA. Para
estas condições calculamos qual a resistência ideal para que se otimize a utilização de um
painel solar: R= V/I = 3,44461/0,00851 = 404,77Ω.
Na lâmpada LED verificamos que a Potência é máxima, 6,06632 mW, quando a
Tensão é de 3,33576 V, o que corresponde a uma intensidade de 1,71 mA. Para estas
condições calculamos qual a resistência ideal para que se otimize a utilização de um painel
solar: R= V/I = 3,33576/0,00171 = 1950,74Ω.
Estudo e Caraterização de um painel fotovoltaico - Otimização 19/21
Figura 11 Gráfico IxV Painel Solar Comparação
Figura 12 Gráfico PxV Painel Solar Comparação
4.6 Comparação
Para confirmarmos os nossos dados fizemos uma pesquisa e encontrámos dois
gráficos, Intensidade em função da Tensão e Potência em função da Tensão, de uma tese.
O primeiro mostra as três partes da caraterística de um painel solar, sendo que a
potência máxima se encontra na secção B, como nós demonstramos, correspondendo à
interseção da reta de declive 1/Ropt (Resistência Ótima) com o gráfico, maximizando a área
(IxV), ou seja, a Potência.
Com o segundo gráfico podemos mostrar que a Potência máxima corresponde ao
máximo do gráfico, comprovando toda a nossa atividade prática.
Estudo e Caraterização de um painel fotovoltaico - Otimização 20/21
5. Conclusão
Com este trabalho pudemos concluir que podemos maximizar a eficiência de um painel
solar, mas não existe uma resistência exata que maximiza a eficiência de todos os painéis
solares, esta resistência varia com o painel solar, com o tipo de fonte luminosa e com as
condições da utilização. Assim, a otimização de um painel solar é obtida através do cálculo
específico para cada.
Estudo e Caraterização de um painel fotovoltaico - Otimização 21/21
Referências bibliográficas
https://www.infopedia.pt/$lei-de-ohm
https://pt.wikipedia.org/wiki/Painel_solar_fotovoltaico
https://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula_solar
http://painelsolares.com/
http://www.electronica-pt.com/led
http://www.designrecycleinc.com/led%20comp%20chart.html
http://www.explainthatstuff.com/incandescentlamp.html
http://eartheasy.com/live_energyeff_lighting.htm
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Automática de um painel fotovoltaico” por Miguel Ângelo Silveiro Valente
