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Este trabalho apresenta o resultado de uma simulação da análise de viabilidade económico-financeira para implantação de um sistema de energia solar fotovoltaico isolado. Um sistema de energia solar fotovoltaico pode ser usado como fonte alternativa e inesgotável de energia eléctrica, convertendo directamente a irradiação solar em electricidade. O processo de implementação de um sistema de energia solar fotovoltaico envolve a concepção, selecção e determinação das especificações dos diferentes componentes utilizados no sistema. O sucesso deste processo depende de uma variedade de factores, como a localização geográfica, condições climáticas, irradiação solar e o tipo de carga a ser alimentada. O projecto descreve os procedimentos utilizados na especificação de cada componente do sistema fotovoltaico. Palavras – chave: sistema fotovoltaico, geração, alternativa, semáforos, kilamba, módulo fotovoltaico, energias renováveis
Tipologia: Resumos
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Autor: Nelson Gombe Kutshi - 160263 O Orientador: Professor, Engº. Benvindo Queque Luanda, Setembro/ 2021
Autor: Nelson Gombe Kutshi - 160263 Monografia apresentada à Faculdade de Ciências de Engenharia e Tecnologias da Universidade Independente de Angola, como trabalho de fim de curso, para obtenção do grau de Licenciado em Engenharia Electrotécnica e Telecomunicações, na variante de Energia. O Orientador: Engº. Benvindo Queque Luanda, Setembro/ 2021
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Dedico a este trabalho a toda minha família, em especial aos meus pais, e ao meu irmão que sempre estiveram ao meu lado e acreditaram no meu sucesso. Sem esquecer dos amigos e colegas de formação, que sempre tiveram um papel fundamental no que diz respeito a motivação académica.
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Gráfico 2.1. Evolução da energia solar no mundo nos últimos 10 anos em (GW). ......... 9 Gráfico 4.1. Irradiança mensal ...................................................................................... 45
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FV – Fotovoltaico SFV – Sistema Fotovoltaico Wp – Watt pico FF – Factor de forma SFI – Sistema fotovoltaico isolado CC – Corrente Contínua CA – Corrente Alternada CE – Consumo de energia Isc – Corrente de curto – circuito do módulo VOC – Tensão de circuto aberto do módulo STC – Condições padrão de teste (Standard Test Conditions) MPPT – Seguidor do Ponto de Potência Máxima (Maximum Power Point Tracker) PWM – Modulação por Largura de Impulso (Pulse Width Modulation) CQ – Consumo de energia da carga Ah/ dia Qsist – Carga mínima do banco de baterias Ah NiCd – Níquel-Cádmio NiMH – Níquel-Hidreto Metálico p-Si – Polisilício mc-Si – Silício multi-cristalino
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This work presents the result of a simulation of the economic-financial feasibility analysis for the implementation of an isolated photovoltaic solar energy system. A photovoltaic solar energy system can be used as an alternative and inexhaustible source of electrical energy, directly converting solar radiation into electricity. The process of implementing a photovoltaic solar energy system involves the design, selection and determination of the specifications of the different components used in the system. The success of this process depends on a variety of factors, such as geographic location, weather conditions, solar radiation and the type of load to be fed. The project describes the procedures used in the specification of each component of the photovoltaic system. Keywords: photovoltaic system, generation, alternative, traffic lights, kilamba, photovoltaic module, renewable energies.
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AGRADECIMENTO.......................................................................................................... i DEDICATÓRIA ................................................................................................................. ii LISTA DE TABELAS ....................................................................................................... iii LISTA DE FIGURAS ....................................................................................................... iv LISTA DE GRÁFICOS..................................................................................................... v LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS .......................................................................... vi RESUMO ....................................................................................................................... vii ABSTRACT ................................................................................................................... viii PROBLEMÁTICA ............................................................................................................ x HIPÓTESE ...................................................................................................................... xi CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO ........................................................................................ 1 1.1. Considerações iniciais ......................................................................................... 2 1.2. Objectivos ............................................................................................................ 2 1.3. Procedimetos metodológicos ............................................................................... 3 1.4. Estrutura do Trabalho ......................................................................................... 6 CAPÍTULO 2 – ENERGIA SOLAR .................................................................................. 6 2.1. Origens Históricas ................................................................................................ 6 2.1.1. A evolução da energia solar fotovoltaica .................................................... 8 2.2. Recurso solar .................................................................................................... 11 2.2.1. Distribuição da radiação solar .................................................................... 12 2.2.2 radiação incidente ....................................................................................... 12 2.2.3 medição da radiação ................................................................................... 13 2.3. Células Fotovoltaicas ........................................................................................ 14 2.3.1. Célula monocristalina ................................................................................. 15
xii Recomendações……………………………………………………………………………… Anexos ......................................................................................................................... 69
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De acordo com a problemática encontrada no local, é possível solucionar o mesmo, com aplicação do sistema fotovoltaico para alimentar os semáforos, desenvolvido neste estudo científico para a região em estudo.
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1.1. Considerações Iniciais A energia solar pode ser convertida diretamente em eletricidade utilizando-se das tecnologias de células fotovoltaicas. É vista como uma tecnologia do futuro, visto que se utiliza uma fonte limpa e inesgotável que é o Sol. No atual estado desta tecnologia, ela encontra viabilidade econômica em aplicações de pequeno porte em sistemas rurais isolados (Iluminação, bombeamento de água etc), serviços profissionais (retransmissores de sinais, aplicações marítimas) e uso residencial. Porém, sabe-se que o mercado fotovoltaico é ainda uma fração do que poderia ser, visto que existe uma parcela significativa da população mundial, cerca de 1 bilhão de habitantes ou aproximadamente 20% da população mundial, localizadas principalmente nas áreas rurais, que não têm acesso a eletricidade. Tendo em vista o crescimento das energias renováveis por serem uma fonte de energia limpa e não poluente. O aproveitamento da energia gerada pelo Sol, como fonte de calor quanto de luz, é hoje, sem sombra de dúvidas, uma das alternativas energéticas mais promissoras. A energia eléctrica é considerada um bem de primeira necessidade para as populações. O crescimento económico de um país está vinculado ao potencial energético disponível. O sector energético influência praticamente todos aspectos da vida humana, abrangendo todos os sectores importantes tais como, a indústria, a educação e a saúde. Angola possui um potencial para a produção de energia solar fotovoltaica, tendo em conta o nível de irradiação solar existente no país.
3 1.3. Procedimentos Metodológicos a) Delimitação Projectar um sistema de emergência para semáforos da centralidade do kilamba com base a uma geração Fotovoltaica. b) Tipos de pesquisa Para o desenvolvimento deste trabalho, optou-se por uma pesquisa exploratório- descritiva, utilizando o seguinte procedimento para colecta de dados: ❖ Pesquisa bibliográfica A pesquisa bibliográfica referiu-se ao desenvolvimento do referencial teórico e da análise dos dados, a partir de informações colectadas em livros, teses, artigos científicos, além de buscas na internet, com a finalidade de revisar a literatura nacional e internacional produzida no campo da disciplina relativo à problemática em estudo. Dessa forma, buscou-se estudos sobre a energia solar no contexto mundial que sistematizam os principais debates relacionados a este sector.
4 c) Justificativa Atendendo a falha de energia elétrica, podemos implementar um sistema de alimentação através de painéis solares que mantenham o tráfego de veículos fluindo normalmente mesmo em situações de falta de energia elétrica, devido a boa incidência da irradiação solar na cidade de Luanda. .
