8/9/2019 AL 1.2 Energia elctrica fornecida por um painel
fotovoltaico
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Prof Isabel Silva
Fsica e Qumica A 10 AnoContedos :
AL 1.2 Energia elctrica fornecida
por um painel fotovoltaico
FSICA
1 Unidade
Objecto do ensino Radiao solar na produo de energia elctrica
painel fotovoltaico
Objectivos de aprendizagemEsta actividade permitir ao() aluno(a)
saber:
Explicitar que a converso fotovoltaica de energia solar consiste
na transformaode energia radiante numa diferena de potencial entre
os plos do painelfotovoltaico.
Determinar a potncia elctrica fornecida por um painel
fotovoltaico. Identificar a existncia de uma resistncia exterior
que optimiza o rendimento de
um painel fotovoltaico. Explicar que, para maximizar o
rendimento de um painel fotovoltaico, este deve
estar orientado de forma a receber o mximo de radiao incidente
(orientao asul e inclinao conveniente
Caractersticas das clulas fotovoltaicasA corrente e a tenso em
que opera o dispositivo fotovoltaico so determinados pelaradiao
solar incidente, pela temperatura ambiente, e pelas caractersticas
da cargaconectadas ao mesmo.Para optimizar a produo de energia
elctrica:No Hemisfrio Norte as clulas devem estar voltadas a Sul,
com uma inclinao quedepende da latitude. Para painis fixos o ngulo
de inclinao deve ser aproximadamenteigual ao da latitude do
local.
Material e equipamento Painel fotovoltaico Resistncia varivel
Ampermetro Voltmetro
Fonte luminosa Fios de ligao
Procedimento experimental1. Registe, para cada um dos aparelhos
de medida utilizados, o alcance, a natureza e o erroabsoluto de
leitura. Mea o comprimento e a largura do painel.2. Faa a montagem
indicada no esquema seguinte.
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3. Disponha a lmpada, que est colocada num candeeiro, e o painel
de modo a que a luzincida perpendicularmente na superfcie do
painel, medindo a distncia a que a lmpadaest do painel.4. Desloque
o cursor do restato de modo a que a resistncia seja mxima
(comprimento defio mximo). Ligue o interruptor. Mea os valores
indicados no voltmetro e no
ampermetro.5. Modifique sucessivamente a posio do cursor e mea a
tenso e a intensidade dacorrente at conseguir 10 pares de
medidas.6. Construa uma tabela de valores que tenha, a tenso (V),
em mV, a intensidade dacorrente (I), em mA, a resistncia de carga
(R), em e a potncia (P), em x 10-6 W.7. Repita a experincia de modo
a que seja diferente:- o ngulo de incidncia da radiao no painel;- a
distncia da lmpada ao painel.
Resultados obtidosOs ensaios foram planeados tendo em ateno as
variveis a controlar em cada um deles e
de modo a:1. calcular a potncia elctrica cedida pelo painel,
para diferentes valores de resistncia;2. estudar a influncia da
inclinao do painel na potncia elctrica cedida pelo painel e a
resistncia elctrica utilizada.
Resultados experimentais obtidosPosio: inclinao de 0Distncia :
8,7 cm
Posio: inclinao de 45Distncia : 8,7 cm
U (V) I (A) U(V) I(A)0,2950 0,0253 0,2690 0,0188
0,3220 0,0246 0,2930 0,0183
0.3440 0,0236 0,3150 0,0176
0,3630 0,0225 0,3260 0,0172
0,3800 0,0213 0,3360 0,0166
0,3890 0,0205 0,3510 0,0159
0,3980 0,0195 0,3570 0,0154
0,4060 0,0186 0,3630 0,0149
0,4110 0,0177 0,3690 0,0146
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AplicaoA partir dos dados apresentados.1. Calcular e apresentar
num quadro :a) a resistncia exterior do circuito elctrico;b) a
potncia elctrica fornecida pelo painel fotovoltaico.
2. Apresentar um grfico, P=f(R) , para cada uma das situaes
3. Identificar a potncia mxima para cada situao ( resistncia e
inclinao ).
FormulrioR = U/I P= UI
R -Resistncia do condutor ( Unidade SI ohm, )U Diferena de
potencial aos terminais do condutor ( Unidade SI volt, V)
I Intensidade da corrente ( Unidade SI ampere, A )P Potncia (
Unidade SI watt, W )
Questo ps-laboratorial
Um painel solar situado em Lisboa, virado a Sul e com a inclinao
de 34, produzdiariamente cerca de 0,7 kWh por metro quadrado. Supe
que na tua habitao o consumode electricidade ( na factura da EDP )
de 630 kWh por ms.
Calcula a rea de painis fotovoltaicos necessrios para produzir a
electricidade utilizadana tua habitao.
3.Considere uma piscina com 40 m2 de rea que contm gua com uma
profundidade de 1m.Se a potncia absorvida da radiao solar, por
unidade de rea, for igual a 836 W / m 2 ,determine o tempo de
exposio necessrio para aumentar a temperatura da gua de 2C. ( gua =
1,0 kg / dm 3 ; c gua = 4,186 x 10 3 J/ kg C
