Bancada Didática de Energia Solar Fotovoltaica, Controlado por Computador Edibon EESFC

A Unidade de Energia Solar Fotovoltaica Controlada por Computador (EESFC) inclui equipamentos que usam a lei de foto-conversão para a conversão direta de radiação solar em eletricidade. A energia absorvida é fornecida por radiação solar simulada, que no nosso caso é fornecida por um painel com fontes de luz potentes (lâmpadas solares).

A unidade contém:

 Painéis solares fotovoltaicos.

 Simulador solar composto por lâmpadas solares.

 Sistema de ventilação.

 Regulador de carga DC e carregador de bateria.

 Carregador de bateria auxiliar.

 Bateria.

 Módulo de Cargas DC.

 Sensores (temperatura, radiação luminosa, corrente contínua e tensão contínua).

Esta Unidade Controlada por Computador é fornecida com o Sistema de Controle de Computador EDIBON (SCADA) e inclui: A própria unidade + uma Caixa de Interface de Controle + uma Placa de Aquisição de Dados + Pacotes de Software de Controle de Computador, Aquisição de Dados e Gerenciamento de Dados, para controlar o processo e todos parâmetros envolvidos no processo.

Opcional (NÃO incluído no fornecimento mínimo):

 - EE-KIT. Kit de Simulação de Conversão e Consumo (CA):

 Inversor monofásico.

 Módulo de cargas CA:

 3 lâmpadas, 1 ventilador compacto axial com proteções plásticas e seletor de 4 posições.

 Sensores de tensão e corrente CA.

 -EE-KIT2. Kit de inversor de conexão à rede:

 Inversor de conexão à rede.

 Simulador de grade (ESR).

POSSIBILIDADES PRÁTICAS:

1.- Identificação e familiarização com todos os componentes da unidade e como eles estão associados à sua operação.

2.- Determinação dos parâmetros característicos do painel solar.

3.- Estudo dos materiais que compõem a célula solar.

4.- Estudo dos lados p e n de uma célula solar.

5.- Estudo das curvas I-V e P-V.

6.- Estudo da corrente inversa ou da corrente de saturação.

7.- Estudo de V, I e W de acordo com diferentes cargas.

8.- Medição da tensão de circuito aberto e da corrente de curto-circuito para um painel solar com carga.

9.- Medição da potência máxima para um painel solar com carga.

10.-Estudo da relação entre energia gerada e energia de radiação solar.

11.-Estudo da potência máxima do painel solar.

12.-Estudo da influência da temperatura na tensão do painel solar.

13.-Determinação da eficiência da foto-conversão.

14.-Estudo da eficiência dos painéis solares conectados em paralelo.

15.-Estudo da eficiência dos painéis solares conectados em série.

16.-Estudo da eficiência, dependendo da temperatura, do sistema fotovoltaico conectado em paralelo.

17.-Estudo do funcionamento do sistema de geração fotovoltaica fornecendo energia para diferentes cargas CC sem bateria auxiliar.

18.-Estudo do funcionamento do sistema de geração de energia fotovoltaica com bateria auxiliar e fornecimento de diferentes cargas CC / CA.

19.-Estudo do funcionamento do sistema fotovoltaico em série / paralelo com conexão de diferentes cargas e sem o apoio da bateria de armazenamento.

20.-Estudo da operação do sistema fotovoltaico em série / paralelo com conexão de diferentes cargas CC e com o apoio da bateria de armazenamento.

Possibilidades práticas adicionais:

21.-Calibração dos sensores.

22.-Estudo do perfil de iluminação das lâmpadas.

23.-Determinação da resistência de uma célula solar conectada em série e em paralelo.

24.-Estudo dos parâmetros que definem a qualidade de uma célula solar.

25.-Estudo da dependência da tensão do circuito aberto (V∞) nos lúmens.

Práticas a serem realizadas com o KIT OPCIONAL “EE-KIT”:

26.-Estudo do funcionamento do sistema fotovoltaico em série / paralelo com conexão de diferentes cargas e sem o apoio da bateria de armazenamento.

27.-Estudo do funcionamento do sistema fotovoltaico em série / paralelo com conexão de diferentes cargas CA e com o apoio da bateria de armazenamento.

28.-Estudo da conexão de cargas a uma tensão alternada de 220V.

Práticas a serem realizadas com o KIT OPCIONAL “EE-KIT2”:

29.-Estudo do inversor conectado ao simulador de rede.

Outras possibilidades a serem feitas com esta unidade:

30.-Muitos estudantes visualizam resultados simultaneamente.

 Visualizar todos os resultados em tempo real na sala de aula por meio de um projetor ou um quadro branco eletrônico.

31.-Open Control, Multicontrol e Real Time Control.

 Esta unidade permite intrinsecamente e / ou extrinsecamente alterar o alcance, ganhos; parâmetros proporcionais, integrais, derivativos; etc, em tempo real.

32.-O Sistema de Controle de Computador com SCADA permite uma simulação industrial real.

33.-Esta unidade é totalmente segura, pois utiliza dispositivos de segurança mecânicos, elétricos / eletrônicos e de software.

34.-Esta unidade pode ser usada para realizar pesquisas aplicadas.

35.-Esta unidade pode ser usada para ministrar cursos de treinamento para indústrias, mesmo para outras instituições de ensino técnico.

36.-Controle do processo da unidade EESFC através da caixa da interface de controle sem o computador.

37.-Visualização de todos os valores dos sensores utilizados no processo da unidade EESFC.

ESPECIFICAÇÕES:

With this unit there are several options and possibilities:

 - Main items: 1, 2, 3, 4, 5 and 6.

 - Optional items: 7, 8, 9, 10 and 11.

Let us describe first the main items (1 to 6):

EESFC. Unit:

The “EESFC” unit is a computer controlled unit for the study of the conversion of solar energy into electric energy.

Anodized aluminum frame and panels made of painted steel.

The unit includes wheels to facilitate its mobility.

Main metallic elements made of stainless steel.

Diagram in the front panel with distribution of the elements similar to the real one.

The unit includes:

 Two photovoltaic solar panels (polycrystalline):

 Tempered glass modules with high level of transmissivity.

 Encapsulating material: modified ethylene-vinyl acetate.

 Output nominal power: 66 W.

 Area of the panel: 0.51 m².

 Max. current: 3.76 A. Max. voltage: 17.53 V.

 Thirty six cells, 156 x 156 mm each.

 Solar simulator composed of:

 Aluminum frame.

 Eight halogen lamps of 400W each one, distributed into two independent voltage regulated circuits.

 Electrically safe.

Ventilation system, computer controlled, that allows to analyze the temperature influence on the unit operation, formed by:

 Four axial compact fans with plastic guards.

 DC load and battery charger regulator:

 It regulates how power generated in the photovoltaic solar panels is distributed to and from the auxiliary battery and to the load. A display informs about the state of the charge, operating parameters and fault messages. The functions of the electronic protection are:

 Overvoltage disconnection, short circuit protection of load and module, overvoltage protection at module input, over-temperature and overload protection, and battery overvoltage shutdown.

 Auxiliary battery charger:

 It carefully assesses the battery and then delivers the optimum charge required.

 Battery:

 Nominal voltage: 12 V. Rated capacity (20 hours rate): 24A/H.

 DC loads module:

 Metallic box with diagram on the front panel.

 Two lamps of 24 V.

 DC motor: voltage: 36V, power: 5W.

 Rheostat of 500W.

 Independent connection for every load with the help of the 4 positions selector:

 Solar panels work at open-circuit.

 Rheostat and lamps are connected directly to the solar panels. These loads can be connected individually or in parallel with the aid of manual switches.

 The DC motor is directly connected to the solar panels.

 The DC load is disconnected and the solar panels are directly connected to the charge regulator.

 Sensors:

 Solar radiation sensor to study the behaviour of solar photovoltaic panels.

 Three “J” type temperature sensors to measure the environmental temperature, the temperature in the solar panel no. 1 and the temperature in the solar panel no. 2.

 DC current sensor and DC voltage sensor. The value of DC power can be visualized with the software.

 The connection of solar panels in parallel or series, the measurement of the voltage and the current before or after the regulator and the regulation of the light intensity of lamps of the two independent circuits are computer controlled. The unit includes four blinds to reduce a direct visual contact with the halogen lamps and to reduce the direct contact with the photovoltaic solar panels when the unit is working.

Optional (NOT included with the minimum supply): See the “Optional” section on page 6.

 - EE-KIT. Kit of Conversion and Consumption Simulation (AC):

 Single-phase inverter.

 AC Loads module:

 Three lamps, axial compact fan with plastic guards and 4 positions selector.

 AC voltage and current sensors.

 - EE-KIT2. Grid Connection Inverter Kit:

 Grid Connection Inverter.

 Grid Simulator (ESR).