Análise das Curvas Características de Células Solares em LTSPICE

Resumo

A simulação computacional de células solares tornou-se fundamental para determinar seus parâmetros e condições de funcionamento. A simulação possibilita analisar o comportamento dos dispositivos inerentes ao sistema, estimando sua eficiência fotovoltaica, além de outras características fundamentais como a tensão de circuito aberto, a corrente de curto circuito, o fator de preenchimento, a resistência série e a resistência em paralelo do dispositivo. A simulação solar pode ser usada para vários fins, como por exemplo, analisar e estudar o comportamento dos conversores de energia anexados ao sistema, e simular o comportamento para o rastreamento do ponto de máxima potência do sistema fotovoltaico como um todo. Além disso, a simulação também pode ser usada para várias condições operacionais, como o sombreamento parcial, mudança de irradiação e condições de falha. O presente trabalho apresenta dois modelos de circuitos equivalentes, utilizados para avaliar os efeitos dos parâmetros elétricos nas curvas características do painel fotovoltaico usado por Gnoatto et al. (2005), que as determinou experimentalmente em condições de campo. A simulação foi plenamente satisfatória, uma vez que o erro relativo foi baixo em comparação com os dados experimentais obtidos em campo, em torno de 3,45% para primeira simulação e desprezível para a segunda simulação.  Por fim, foram obtidos os parâmetros das células fotovoltaicas convencionais feitas de silício, através da simulação dos circuitos equivalentes das células solares, utilizando-se o software Ltspice.