CONTROLE DE CARGA DE BANCOS DE BATERIAS DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS UTILIZANDO UMA ARQUITETURA SEGMENTADA

Resumo

O amplo uso de sistemas fotovoltaicos isolados operando em baixa tensão (12 ou 24 Volts) levou à disponibilidade de controladores de carga e inversores off-grid de boa qualidade e baixo custo para estas faixas de tensão de operação. A adoção de bancos de baterias operando com tensões mais elevadas enfrenta uma menor disponibilidade de produtos, além de custos proporcionalmente mais altos. Contudo, eficiências mais elevadas podem ser alcançadas com tensões mais altas devido às menores correntes e, consequentemente, menores perdas ôhmicas, além de possivelmente melhores eficiências dos inversores. Este artigo descreve uma experiência de implantação de um sistema fotovoltaico com o uso de cinco controladores 12/24 V para gerenciar a carga de um banco de baterias com tensão nominal de 108 V, com 9 unidades Chumbo-ácido 12 V em série. Este objetivo foi alcançado com a segmentação do painel fotovoltaico em subpainéis operando em potencial flutuante. A referida estratégia foi adotada na reforma do carrinho elétrico do Cresesb/Cepel, movido por um motor de indução trifásico, acionado por um inversor de frequência, e alimentado com energia solar. O objetivo principal do uso da tensão DC de 108 V foi alimentar diretamente o inversor de frequência, o que não se mostrou viável, exigindo assim também o uso de um inversor de tensão. A estratégia foi testada e mostrou-se adequada e suficientemente robusta no que tange ao controle de carga do banco, permitindo operá-lo nesta tensão não convencional, utilizando equipamentos comercialmente disponíveis, demonstrando que esta pode ser uma opção tecnicamente viável. Ensaios de longo prazo são necessários para avaliar seu desempenho e prováveis vantagens. Um sistema de aquisição de dados foi projetado para operar embarcado no carrinho e encontra-se em fase final de testes. Dados correspondentes a um dia de operação são mostrados e analisados.