Iluminação pública solar: sistema de geração de energia fotovoltaica de pequeno porte

No mundo atual, marcado pela escassez de energia e pela crescente poluição ambiental, o desenvolvimento e a utilização plenos da energia solar representam uma decisão estratégica fundamental para o desenvolvimento sustentável, adotada por governos em todo o mundo. A iluminação pública solar está se tornando cada vez mais popular devido às suas vantagens: não exigir pessoal especializado para gerenciamento e controle, representar um investimento único sem custos futuros com eletricidade, dispensar a construção de linhas de transmissão ou a abertura de valas para cabos, e poder ser facilmente instalada em praças, campi universitários, parques, ruas e outros locais. Um sistema de iluminação pública solar é geralmente composto por diversas partes, como células solares, baterias, fontes de luz e controladores (fontes de luz CA também necessitam de inversores). Diferentemente das luminárias de rua convencionais, a iluminação pública solar utiliza células solares como única fonte de energia. Como o custo dos componentes das células solares ainda é relativamente alto, para reduzir os custos do sistema, é necessário utilizar fontes de luz eficientes. O LED é um dispositivo semicondutor emissor de luz que converte energia elétrica em luz visível. Nos últimos anos, a tecnologia LED apresentou avanços significativos, e sua relação custo-benefício também melhorou consideravelmente. Comparadas às fontes de luz tradicionais, as fontes de luz LED possuem alta eficiência luminosa. Com uma vida útil quase duas vezes maior que a das lâmpadas incandescentes, superior a 105 horas, as lâmpadas LED tradicionais consomem muita energia e, em sua maioria, operam sob alta tensão. O uso de inversores elevadores reduz o consumo de energia, enquanto os LEDs utilizam alimentação CC de baixa tensão. A segurança e o baixo custo do controle da fonte de luz permitem ajustar a intensidade da luz e a intensidade com frequência. Os sistemas de iluminação pública solar são geralmente pequenos sistemas fotovoltaicos. O padrão do Banco Mundial estabelece que a corrente de autoconsumo do controlador de um pequeno sistema fotovoltaico deve ser inferior a 1% da corrente nominal de operação. Portanto, o projeto do circuito controlador e a seleção de componentes de baixo consumo são cruciais. A iluminação pública solar utiliza um comparador de tensão composto por um amplificador operacional integrado como circuito de controle. Este circuito é um sistema de controle totalmente eletrônico, simples, confiável, de fácil manutenção, baixo custo e com consumo de energia extremamente baixo. Um circuito bem dimensionado. A chave deste tipo de circuito é projetar uma melhor homogeneidade de tensão de acordo com as características de carga e descarga da bateria. Ao mesmo tempo, a seleção do dispositivo deve ser confiável e, em conjunto com o circuito indicador de estado de carga e descarga composto por diodos emissores de luz (LEDs), torna-se um controlador com funções práticas. Ele tem a função de prevenir a descarga excessiva e a sobrecarga da bateria. O sistema adota o circuito controlador de carga e descarga de acoplamento direto. De acordo com as características de compatibilidade do LED e da bateria, ele pode alcançar a autoadaptação de potência. Nos meses em que a radiação solar é insuficiente, o estado de carga da bateria geralmente é baixo e a bateria está descarregada. A tensão nos terminais também é menor, de modo que a corrente de trabalho da carga é menor, a potência é menor e o sistema pode funcionar por mais tempo. Por outro lado, quando a radiação solar é suficiente, a carga tem uma corrente de trabalho maior, uma potência maior e uma luminosidade maior.