PROJETO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO AUTÔNOMO PARA O
ABASTECIMENTO DA ENERGIA ELÉTRICA DE UMA RESIDÊNCIA
RURAL NA BAHIA
*Isaque da Silva Almeida, Gracieli Sartório Cardoso e Renata Branco Santoro *Universidade Federal do ABC. Alunos do Programa de Pós-Graduação (mestrado)
1. RESUMO
Este trabalho apresenta um projeto para implantação de um sistema elétrico isolado, através da energia fotovoltaica, em uma residência localizada a 7 km do município de Barra da Estiva, BA, que não recebe energia elétrica através do sistema de transmissão, sendo necessária geração de eletricidade no local para garantir que esta família tenha alguns benefícios oferecidos pela energia elétrica. O dimensionamento foi feito para duas situações: uma que atende apenas a iluminação e outra que permite uma eletrificação mais completa para aquela região. Entretanto, a implantação de novas tecnologias em lugares remotos requer dessas populações novas atitudes e formas de organizações para a adoção, gestão e manutenção do sistema escolhido, para isso, aspectos sociais da aceitação dessa tecnologia também são abordados.
2. ABSTRACT
This paper presents a project to establish one electrical system, isolated by photovoltaic energy, in a residence located approximately 7 km from the town of Barra da Estiva, BA, which do not receive electricity through the transmission system, necessitating generation of electricity on the spot to ensure that this family has some benefits offered by electricity. The scaling was done to two situations: one that serves only the lights and another that allows for a more complete electrification to the region. Meanwhile, the deployment of new technologies in remote places such stocks requires new attitudes and forms of organisations for the adoption, management and maintenance of the system chosen, therefore, social aspects of acceptance of this technology are also discussed.
3. INTRODUÇÃO
O alto custo para se estender a rede elétrica a regiões remotas e a necessidade das benfeitorias proporcionadas pelo fornecimento da eletricidade têm sido características promissoras para a utilização de tecnologias como os sistemas fotovoltaicos, sobretudo do ponto de vista ambiental, pois utilizam energia renovável como fonte primária (solar) e do ponto de vista econômico, já que o custo de implantação destes sistemas em residências isoladas é muito menor, se comparado ao custo elevado para levar a rede elétrica convencional (linha de transmissão mais transformadores), para atender a uma demanda de energia relativamente pequena nesses locais.
Porém, algumas dificuldades como: custos iniciais, aceitação de novas tecnologias, manutenção e operação do sistema para garantir a continuidade do serviço surgem quando se trata de abastecer energeticamente comunidades distantes dos centros urbanos, que na maioria das vezes são constituídas por moradores de baixa renda e/ou baixo nível de educação formal.
Quando se trata de lidar com questões sociais, não existem regras e se faz necessário realizar estudos para identificar as necessidades dos futuros usuários, portanto, antes mesmo de pensar em qualquer solução energética foi realizado um estudo de caráter sociológico para identificar as necessidades desta família em específico.
O tipo de fonte primária a ser utilizado deve variar de acordo com a realidade do local a ser atendido e a disponibilidade da própria fonte, sendo assim, a escolha neste caso, em específico, foi pelo sistema fotovoltaico por razões de características climáticas.
3.1 Objetivo Geral
Projetar o fornecimento de eletricidade através do sistema fotovoltaico para uma determinada família residente do município de Barra da Estiva, BA, Brasil.
3.2 Objetivos Específicos
• Discutir a importância do envolvimento social para o funcionamento da tecnologia;
• Atender as necessidades julgadas pela família como sendo importantes;
• Estimar o recurso energético (solar) na localidade em questão;
• Dimensionar a quantidade de energia necessitada;
• Dimensionar os componentes do sistema fotovoltaico. 4. METODOLOGIA
Para alcançar os objetivos propostos, foi realizada pesquisa bibliográfica relacionada com o tema proposto, assim como foi aproveitada a necessária colaboração inicial de Israel Almeida e Iran Almeida, irmãos de um dos integrantes da pesquisa e moradores próximos do local estudado. Através deles foi possível aplicar o questionário, tirar as fotografias e observar questões importantes sobre a realidade da família e da região, assim como estimar a necessidade quanto ao consumo energético para dimensionar o sistema fotovoltaico, e levantamento de custos praticados na região. O dimensionamento foi feito para duas situações: uma que atende apenas a iluminação e outra abordando a eletrificação mais completa de residência.
5. O USO DA ENERGIA EM LUGARES REMOTOS
Geralmente, o uso energético no meio rural tradicional está relacionado com a satisfação de necessidades do setor doméstico como: cocção, bombeamento, condicionamento da água, iluminação, conservação de alimentos – secagem e refrigeração, conforto térmico – climatização, ventilação, aquecimento, e
comunicação. Porém, de todos os usos, nas camadas de menores rendas, a cocção e a iluminação são os usos de alta prioridade (Serpa, 2001).
Para Grimoni (2004), a energia deve ser encarada como um serviço de abastecimento para atender às necessidades finais dos usuários, sejam atividades básicas de subsistência ou produtivas. Nos estudos realizados pelo autor, onde é feita uma análise de diversos autores observando o papel da energia no desenvolvimento econômico rural, conclui-se que, embora entre as décadas de 50 e 70 o acesso a fontes modernas de energia1 era visto como um aspecto fundamental no incentivo do desenvolvimento econômico dessas áreas, os resultados mostram que somente o fornecimento de energia é insuficiente, sendo necessários outros fatores de infra-estrutura que devem estar disponíveis, como: boas estradas e um sistema de transporte adequado; facilidade de acesso às linhas de crédito rural; instalação de postos de saúde; acesso à água potável e a melhores condições de higiene; e melhoria na educação e na qualidade das escolas na zona rural. Porém, muitos autores concluem que o acesso à energia incentiva a obtenção de fatores estruturais necessários para alavancar o desenvolvimento econômico de tais áreas.
Embora seja considerado um direito básico do cidadão, o acesso à energia nem sempre está disponível para todos. Em seu estudo, Trigoso (2004) aponta algumas das principais barreiras que dificultam o acesso da energia elétrica em comunidades rurais, sendo elas:
• Barreiras Econômicas:
• Barreiras Institucionais:
• Barreiras Culturais:
• Barreiras Técnicas:
• Barreiras Ideológicas:
5.1. O uso de energias renováveis em lugares remotos
O uso de energias renováveis tem sido bastante explorado para que sejam oferecidos os benefícios que a eletricidade proporciona também para as populações que moram em regiões de difícil acesso, onde o sistema convencional foi incapaz de ser oferecido. Para isso, é importante observar e respeitar a realidade de cada região, utilizando tecnologias convenientes, sendo obrigatório considerar a disponibilidade de todas as fontes regionais e locais. Neste contexto, diferentes opções tecnológicas, sozinhas ou combinadas, têm sido estudadas e oferecidas, como: geradores fotovoltaicos, geradores eólicos, pequenas centrais hidrelétricas, biodigestores, gasificadores de biomassa.
A utilização da opção fotovoltaica, quando se trata de atender comunidades isoladas e dispersas (onde outras opções estão longe de oferecer um bom serviço), se mostra vantajosa do ponto de vista da satisfação dos usuários e custo/benefício. Porém, esta ainda é uma tarefa que enfrenta grandes dificuldades, não só por questões tecnológicas, onde investimentos e estudos ainda caminham para alcançar um amadurecimento, como questões econômicas (grandes investimentos iniciais), de
1 O autor entende fontes modernas de energia como “os vários tipos de suprimento que propiciem o atendimento
das necessidades da população de forma mais eficiente, englobando o gás natural, derivados de petróleo, energia elétrica, aquecimento de água por coletores solares, entre outras.” (Grimoni, 2004 : 208)
logísticas, sociais, culturais, organizacionais, administrativas, de implantação do sistema, entre outras. Nesse contexto, se torna imprescindível o trabalho de equipes interdisciplinares – o que ainda não é muito comum nas experiências nacionais e internacionais, dificultando a disseminação desta tecnologia (Serpa, 2001).
6. CARACTERÍSTICAS DO LOCAL ESTUDADO E DA FAMÍLIA
A residência escolhida para o desenvolvimento do projeto situa-se na Fazenda Baixa Grande, s/nº, localizada a 7 km do município de Barra da Estiva, BA, cujo acesso é por estrada de terra. Essa região pertence à Chapada Diamantina.
Trata-se de uma casa simples de seis cômodos com estrutura de pau-a-pique com preenchimento das paredes de barro aplicado à mão, onde três pessoas residem, sendo dois adultos (um homem de 60 anos e uma mulher de 55 anos) sem escolaridade e um adolescente de 15 anos cursando ensino fundamental. A família dispõe de uma renda mensal de aproximadamente R$ 300,00, resultados do plantio e/ou diárias em atividades rurais.
Na zona rural deste município, as casas têm uma distância grande entre elas, como é o caso da Fazenda Baixa Grande, o que dificulta a distribuição de energia elétrica pela rede convencional. Os meios tradicionais de iluminação são lamparinas e, esporadicamente, lampiões a gás, o que corresponde a uma parte considerável dos gastos da família. As pilhas são bastante utilizadas em lanternas e rádios, os gastos mensais são altos em termos de custos por unidade de energia disponibilizada. É comum também a utilização de baterias automotivas de pequeno porte nesta região para a alimentação de aparelhos sonoros, principalmente rádios de pilha, que são carregadas na cidade em oficinas do tipo auto-elétricas mediante o pagamento de certa quantia.
A tabela a seguir apresenta os custos de alguns produtos encontrados no município de Barra da Estiva, utilizados na residência, e que seriam substituídos pela energia fotovoltaica.
Produto Preço [R$]
Pilha grande 1,40 cada
Querosene 4,99 o litro
Óleo diesel 1,89 o litro
Fonte: Pesquisa de mercado feita pelos irmãos Almeida, Barra da Estiva, BA. 7. A PARTICIPAÇÃO DOS USUÁRIOS NA IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA
Os módulos fotovoltaicos são totalmente desconhecidos pela família, neste caso, para que a implantação do sistema alcance o sucesso desejado, é de extrema importância ações práticas para a viabilidade, desde a pesquisa social inicial pra identificar os futuros consumidores e levar em consideração suas reais necessidades, como a participação dos usuários em todas as seguintes etapas do processo, permitindo que eles se familiarizem com os componentes do sistema, minimizando a passividade dos usuários em relação ao desconhecido; e o treinamento técnico mais detalhado para um dos usuários. Poderia ser elaborado um
manual de utilização dos sistemas fotovoltaicos e distribuídos para os usuários, desde que seja feito com uma linguagem de fácil entendimento dos usuários (Fedrizzi, 2003).
8. DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO
O critério para dimensionamento dos painéis fotovoltaicos foi baseado na menor radiação média mensal. Isto permite ao sistema continuar atendendo a demanda elétrica mesmo nos meses com menores radiações solares. Já o critério para o dimensionamento da bateria (ou banco de baterias) foi baseado na possibilidade de não haver o recurso solar por até cinco dias consecutivos, situação em que a bateria (ou banco de baterias) deverá descarregar no máximo 30% da sua capacidade. Estes critérios elevam o custo do sistema, porém, aumenta a confiabilidade, eficiência ou combinação destes fatores. No entanto, foi considerado que os painéis devam operar inclinados. Isto otimiza o uso dos painéis e, consequentemente, reduz um pouco o custo de implantação do sistema.
O critério de escolha dos componentes do sistema deve considerar, além do dimensionamento, a robustez e facilidade de instalação e manutenção devido às condições do ambiente e localização remota.
8.1 Avaliação do recurso solar
Para o projeto do gerador fotovoltaico é necessário se conhecer o comportamento da radiação solar global incidente sobre a região em questão. Uma forma de representar esta variável é através do valor acumulado de energia solar ao longo de um dia considerando o conceito de “horas de sol pleno”. Este valor é o número de horas necessárias para que uma radiação constante de 1000 W/m² produza a mesma quantidade da energia acumulada ao longo do dia no local em questão.
Foi usado o Atlas Solarimétrico do Brasil para a obtenção dos valores da radiação solar no plano horizontal. Como neste Atlas não há dados para a cidade de Barra da Estiva, foram usados os dados relativos à cidade de Ituaçu, também na Bahia, a vinte e cinco quilômetros de Barra da Estiva, e com localização geográfica:
Latitude: -13° 49’; Longitude: - 41° 18’.
O mês de julho apresentou a menor radiação mensal média, com uma radiação igual a 14,7 MJ/m2/dia (no Atlas, foram escolhidas as fontes de referências brasileiras, que praticamente coincidem neste item).
Conversão de Unidades
Para facilitar o uso do valore da radiação no dimensionamento dos painéis fotovoltaicos é conveniente fazer uma conversão da unidade Mj para a unidade Wh.
1 Wh = 1 W x 1 h x 60 min/h x 60 s/min = 3,6 x 103 Ws = 3,6 x 103 J 14,7 MJ = 14,7 x 106 J = 14,7 x 106 J x 1 Wh/(3,6 x 103 J) = 4083,333 Wh Assim, o valor da radiação diária no plano horizontal é igual a 4083,333 Wh/m2.
No entanto, conforme dito antes, este valor é referente ao plano horizontal, e para melhor aproveitar a radiação solar, o painel solar deve estar inclinado, com um ângulo de inclinação numericamente igual à latitude, voltando o painel ao norte, se tratando de uma região no hemisfério sul do planeta. Assim foi feita a correção do valor para a inclinação 13,82°.
Correção do valor da radiação no plano horizontal em relação ao plano inclinado − + + + + = 2 cos 1 2 cos 1 1 ) (β R H β Hρ β H H H H d b d Onde:
H(β) = radiação diária total no plano inclinado de β em relação ao plano horizontal
H = radiação direta diária no plano horizontal Hd = radiação difusa diária no plano horizontal
ρ = refletividade δ φ π δ φ δ β φ π δ β φ sen sen w senw sen sen w w sen R s s s s b . . ). 180 / ( . cos . cos ) ( ). 180 / ( . cos ). cos( + + ′ + ′ + = Onde: + − − = ′ − − δ β φ δ φ tan ). tan( ( cos ) tan . tan ( cos min 1 1 s w φ = latitude
δ = declinação solar (ângulo compreendido pelo plano determinado pelo equador terrestre e o plano da eclítica variando constantemente ao longo do ano, entre os valores -23.45° < δ < +23.45°). ⋅ + × = 365 ) 284 ( 360 45 , 23 ) (o dn sen δ
Onde dn é o dia Juliano do ano, 1 < dn < 365, e o dia 1 corresponde ao primeiro dia do ano (Notas de aula da disciplina Energias Renováveis: Solar e
Eólica).
O terreno onde está a Fazenda Baixa Grande pode ser classificado como campo verde. Para este tipo de terreno, ρ varia entre 0,12 e 0,25. Foi adotado para ρ o valor 0,15.
H H
K d
d =
Adotou-se para o valor de Kd relativo ao mês de julho em Barra da Estiva o mesmo valor de Kd medido em São Paulo (0,27), por não haver dados relativos a essa região. A partir destes valores foi encontrada a radiação solar diária no plano inclinado: 603666 , 7002 ) 81 , 13 ( ° = H W/m2/dia
Portanto, a radiação diária no plano inclinado de 13,82° apontando para o norte geográfico é igual a 7002,604 Wh/m2, o qual corresponde a um ganho de 71,49% em relação à radiação no plano horizontal.
Determinação da HSP
Um painel fotovoltaico produz uma potencia Pp [W] (potencia nominal de pico) quando este recebe uma radiação de 1000 W/m2 (radiação padrão). Se for considerado que este painel receba 1000 W/m2 durante N horas, a energia gerada será: Pp x N [Wh]. Uma vez determinada a radiação diária em Wh, pode-se dividir este valor por 1000 W produzindo como resultado a HSP (hora solar plena). Então a energia diária deste painel pode ser calculada por: W/dia [Wh/dia] = Pmax.HSP. O cálculo da HSP para a radiação diária no plano inclinado resulta em:
002604 ,
7
=
HPS h
Calcula-se a potencia Pp do gerador fotovoltaico fazendo: PpxG x HPS = consumo diário da carga. Portanto,
HPS Wh a C da Diário Consumo PpG ] [ arg _ _ _ = [W] 8.2 Etapas do dimensionamento
Duas diferentes configurações de carga foram selecionadas para o dimensionamento do sistema.
• Caso 1: Somente iluminação
• Caso 2: Eletrificação completa menos Chuveiro.
Foi escolhida a configuração CA para ambos os casos, em razão da dificuldade de se encontrar lâmpadas fluorescentes de 12 VCC para uso residencial na região, o que dificultaria bastante a sua reposição, em caso de queima das mesmas.
CASO 1: Iluminação
Estimativa da carga elétrica
Considerou-se o uso de uma lâmpada por cômodo, mais uma lâmpada para iluminação externa, totalizando 7 lâmpadas. Foram adotadas lâmpadas fluorescentes compactas de 15 W cada.
Ptot = 7 x 15 = 105 W
Considerando um sobredimensionamento de 10% da carga: Ptot = 115,5 W ≅ 120 W
Estimando o uso de cada lâmpada em 3 horas diárias média, temos: 120 W x 3 horas = 360 Wh ou 0,36 kWh por dia.
Esta carga deve consumir em um mês 30 x 0,36 = 10,8 kWh.
41 , 51 max 002604 , 7 360 ⇔ = = G G P h Wh Pp W. Dimensionamento do Gerador
O gerador que atende este caso deve ter:
• Potencia de pico: 51,41 W
A escolha pela tensão nominal de 12 V foi motivada pela possibilidade de se utilizar apenas uma bateria de chumbo-ácido.
Assim, escolheu-se utilizar uma placa solar de silício monocristalino do fabricante Heliodinâmica. Segue tabela com o modelo escolhido e sua características técnicas.
Modelo HM-70D12
Potência máxima (W)* 70
Corrente em potência máxima (A)* 4,38
Tensão em potência. máxima (V)* 16,8
Corrente de curto-circuito (A)* 4,86
Tensão de circuito aberto (V)* 21
Dimensões (CxLxA em mm) 1246x487x34
Peso (kg) 8,6
Capacidade de geração (wh/dia) 295,2
*Especificações médias sob radiação solar de 1000W/m², AM 1,5 e temperatura de 25ºC, sujeitas a variação de 10%.
Foi imposto que a bateria deve ser capaz de alimentar a carga por até cinco dias com uma descarga máxima de 30% da sua capacidade (CB). Assim,
1800 360 . 5 100 30 = = B
C , logo, a capacidade da bateria é dada por:
30 100 . 1800 = B
C , o que equivale a dizer que CB = 6000 Wh. Como a tensão nominal escolhida para a bateria foi de 12 V, resulta em uma capacidade em Ah dada por:
V VAh 12 6000
, o que equivale a uma capacidade de 500 Ah. Não foi encontrada bateria automotiva com esta capacidade, então considerou-se associar 3 baterias de 150 Ah em paralelo, totalizando 450 Ah. Como o gerador sempre vai gerar alguma energia mesmo em um dia extremamente nublado, considera-se o valor de 450 Ah adequado.
Considerando um caso extremo em que todas as lâmpadas fiquem ligadas ao mesmo tempo durante as três horas diárias médias, a descarga média será de
= h V VAh 3 . 12 360
10 A. Assim, as baterias descarregariam em = A Ah 10 450
45 h. Especificação do banco de baterias:
• Quantidade: 3;
• Conexão: paralelo;
• Tensão nominal: 12 V;
• Capacidade: 150 Ah;
• C45
Foram escolhidas baterias da Ajax.
Especificação do controlador de carga
Pela corrente definida acima, foi definido o uso de controlador SLC-10, do fabricante Sun Lab Power, para 12V e 10A.
Especificação do Inversor
Dos produtos encontrados no mercado, foi escolhido o inversor de 150W (12VCC / 220 VCA) da linha Protec ST12 do fabricante Sun Lab.
CASO 2: Eletrificação completa menos Chuveiro
Estimativa da carga elétrica
Equipamentos considerados:
• Tv 21’: 108 W ligada e 1 W em standby;
• Aparelho de som Mini System: 110 W ligado e 0,5 W em standby;
• DVD: 12 W ligado e 0,8 W em standby;
• Ferro de passar: 1200 W;
• Receptor de antena parabólica: 10 W ligado e 5,5 W em standby;
• Refrigerador: 25,5 kWh/mês;
• Iluminação: 360Wh/dia.
Cálculo das Cargas:
TV:
O seu tempo de uso diário foi estimado em 6 horas. Portanto, o tempo em standby é de 18 horas. Portanto,
666 18 648 1 . 18 108 . 6 /dia= + = + = W Wh/dia. Mini System:
O seu tempo de uso diário foi estimado em 10 horas. Portanto, o tempo em standby é de 14 horas. Foi estimado também que o aparelho de som opere em ¼ da potencia nominal, já que a potência de consumo de um aparelho de som é proporcional ao volume sonoro e, normalmente não se usa este tipo de aparelho na potência nominal durante todo o tempo de uso. Assim, a potência media de uso é de 27,5 W. Logo, 282 7 275 5 , 0 . 14 5 , 27 . 10 /dia= + = + = W Wh/dia. DVD:
O seu tempo de uso diário foi estimado em 2 horas. Portanto, o tempo em standby é de 22 horas. Assim,
6 , 41 6 , 17 24 8 , 0 . 22 12 . 2 /dia= + = + = W Wh/dia. Ferro de Passar:
O seu tempo de uso diário foi estimado em 1 hora. Assim, 1200 1200 . 1 /dia= = W Wh/dia.
O seu tempo de uso deve ser igual ao tempo de uso da tv menos o tempo de uso do DVD. Logo, o seu tempo de uso é igual a 6 – 2 = 4 horas. Portanto, o tempo em standby é de 20 horas. Assim,
150 110 40 5 , 5 . 20 10 . 4 /dia= + = + = W Wh/dia. Refrigerador:
O consumo mensal médio de 25,5 kWh foi fornecido pelo fabricante. Assim, o
consumo diário médio é igual a 850
30 1 . 1 25500 = dias mês mês Wh Wh/dia. Iluminação:
O consumo para iluminação é o mesmo calculado para o caso 1, ou seja, 360
/dia=
W Wh/dia.
Carga Total:
A carga diária total (CT) é igual à soma de todas as cargas individuais. Assim, CT = 666 + 282 + 41,6 + 1200 + 150 + 850 + 360
CT = 3549,6 Wh/dia.
Calculando a porcentagem relativa ao uso do ferro de passar: % 8 , 33 % 100 . 6 , 3549 1200 = = Pc
Este resultado significa que mais de um terço da energia será gasta em apenas uma hora de funcionamento diário de um único equipamento (o ferro de passar).
O valor de CT foi arredondado, ou seja, CT = 3550 Wh/dia
Esta carga deve consumir em um mês 30 x 3550 = 106500 Wh ou 106,5 kWh. 96 , 506 max 002604 , 7 3550 ⇔ = = G G P h Wh Pp W. Dimensionamento do Gerador
O gerador que atende este caso deve ter:
• Tensão nominal: 48 V;
• Potencia de pico: 506,96 W
A escolha pela tensão nominal de 48 V foi motivada pelo fato da corrente de pico apresentar valor de aproximadamente 11 A.
Assim, escolheu-se utilizar quatro placas solares em série de silício monocristalino do fabricante Heliodinâmica, para se atingir 48V e potência acima de 506,96W (560W). Segue tabela com o modelo escolhido e suas características técnicas.
Modelo HM-140D12¹
Potência máxima (W)* 140
Corrente em potência máxima (A)* 8,76
Tensão em potência. máxima (V)* 16,8
Corrente de curto-circuito (A)* 9,72
Tensão de circuito aberto (V)* 21
Dimensões (CxLxA em mm) 1590x790x34
Peso (kg) 17,2
Capacidade de geração (wh/dia) ND
*Especificações médias sob radiação solar de 1000W/m², AM 1,5 e temperatura de 25ºC, sujeitas a variação de 10%.
Dimensionamento da bateria:
Foi imposto que o banco de baterias deve ser capaz de alimentar a carga por até cinco dias com uma descarga máxima de 30% da sua capacidade (CB). Assim,
17750 3550 . 5 100 30 = = B
C , logo, a capacidade do banco de baterias é dada por:
30 100 . 17750 = B
C , o que equivale a dizer que CB = 59166,67 Wh. Como a tensão nominal escolhida para o banco de baterias foi de 48 V, resulta em um banco composto por 6 strings de 4 baterias em série, sendo que cada uma deve ter uma capacidade em Ah dada por:
V VAh 12 . 4 . 6 67 , 59166
, o que equivale a uma capacidade individual de 205,44 Ah. Considerou-se utilizar baterias automotivas comerciais de 200 Ah.
Considerando que o ferro de passar exige muita energia, foi imposta uma restrição para o uso do sistema no momento em que o ferro estiver sendo utilizado, ou seja, neste momento só poderá estar ligado, além do ferro, a geladeira e as luzes. Assim, a maior corrente de descarga do banco de baterias será igual a
= + + V W 48 ] [ 120 200 1200
31,7 A. Assim, cada bateria descarregaria em
= A Ah 7 , 31 200 . 4 . 6 151,42 h.
Especificação do banco de baterias:
• Quantidade de baterias: 24;
• Conexão: 6 x (4 em série);
• Tensão nominal: 12 V;
• Capacidade: 200 Ah;
• C155,54
Foram escolhidas baterias da Ajax.
Especificação do controlador de carga
Pela corrente definida acima, definimos o uso de controlador CE40, do fabricante Sun Lab Power, para 48V e 40A.
Dos produtos encontrados no mercado, foi escolhido o inversor de 800W (48VCC / 220 VCA) da linha Protec SI48 do fabricante Sun Lab.
9. APRESENTAÇÃO DOS CUSTOS
Determinados os equipamentos a serem utilizados, foi feita uma pesquisa de presos. No entanto, o preço de muitos dos produtos selecionados não foram encontrado. Assim, considerou-se valores de equipamento similares para o cálculo da ordem de grandeza total de ambos os sistemas. Os valores são mostrados a seguir.
CASO 1: Iluminação
Quantidade Equipamento Preço Total
1 Painel sola de 70 W R$ 1.100,00 R$ 1.100,00 3 Baterias de 150 Ah R$ 270,00 R$ 810,00 1 Controlador de carga 10A e 12V R$ 100,00 R$ 100,00 1 Inversor 150 W, 12Vcc/220Vca R$ 210,00 R$ 210,00
Valor total R$ 2.220,00
CASO 2: Eletrificação completa menos Chuveiro
Quantidade Equipamento Preço Total
4 Painel sola de 140 W R$ 2.000,00 R$ 8.000,00 24 Baterias de 200 Ah R$ 360,00 R$ 8.640,00 1 Controlador de carga 40A e 48V R$ 400,00 R$ 400,00 1 Inversor 800 W, 48Vcc/220Vca R$ 800,00 R$ 800,00
Valor total R$ 17.840,00
Analisando os valores totais pode-se perceber a inviabilidade do segundo sistema, considerando as características da família a ser atendida. A maior discrepância desse caso é a inserção do ferro de passa roupas no projeto. Por ser uma carga com característica de aquecimento, exige uma potência muito alta. O ideal seria encontrar um novo conceito para passar roupas sem fazer uso da eletricidade.
Outro fator que colaborou para o elevado preço do segundo caso foi o fato se trabalhar com um alto fator de segurança, considerando 5 dias sem produção de eletricidade pelo gerador devido ao mau tempo (o que é característico do lugar) e a pequena descarga considerada para as baterias.
10. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Com o custo de implantação que esta tecnologia exige, famílias como a apresentada neste trabalho não tem condições de investir na eletrificação de sua residência (mesmo para o primeiro caso de projeto), o que reforça a idéia de necessidade de políticas de incentivo para o desenvolvimento de famílias e comunidades afastadas dos centros urbanos. E é válido considerar que o cuidado
com esta parte da população reflete na “saúde” das grandes cidades, evitando migrações e o êxodo rural.
Este trabalho mostrou a importância da abordagem interdisciplinar. Projeto técnico, como este, não faz sentido sem um estudo adequado das características das famílias e do local onde se pretende instala-lo. É importante que haja um acompanhamento dos usuários e aos usuários. Em situações como a discorrida aqui, é preciso apresentar a tecnologia a eles, orientá-los no uso e manutenção do sistema, assim como também auxiliá-los no sentido de aproveitarem melhor o recurso.
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Ferro de passar Black and Decker
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Receptor antena parabólica Century
http://www.mundomax.com.br/antenas_receptores_satelite/receptor_de_satelite_anal ogico_controle_prata_century Refrigerador Brastemp http://www.brastemp.com.br/portal/control/bs/br/s1/catalogo?action=detalheModelo&c odModeloSelecionado=14427&codLinhaSelecionada=20&codCategoriaSelecionada= 3&codCategoriaPai=0&codSubCategoria=15996
Fontes dos dados referentes aos equipamentos do sistema de geração, todos acessados em 11/12/2007:
Heliodinâmica, Tecnologia Solar Brasileira http://www.heliodinamica.com.br/
Brasil Hobby
http://www.brasilhobby.com.br/listagemi.asp?NSubCat=319 Ajax, Soluções em Energia
http://www.ajax.com.br/ Sun Lab Power
http://www.sunlab.com.br/controler.htm Sol & Vento Energia Alternativa http://www.energia-alternativa.com.br/
