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All figures are configurator-generated feasibility-level estimates; drawings are schematic deliverables pending refinement by a licensed design institute, not construction documents.
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Usina fotovoltaica de utilidade pública de 500 kW: 910 módulos de 550 Wp + 2 inversores string de 250 kW + subestação de caixa de 630 kVA Análise aprofundada

910×550 Wp · 2 inversores string de 250 kW · subestação tipo caixa a nível de string de 630 kVA (10 kV) · SVG de ±1 Mvar · exportação de 10 kV

1 · TL;DR Conclusion

Conclusão: esta usina fotovoltaica de utilidade pública de 500 kW utiliza 910 módulos de 550 Wp (500 kWp) + 2 inversores string de 250 kW → uma subestação de caixa em nível de string de 630 kVA (YB-630/10) → SVG de ±1 Mvar → exportação de 10 kV — total do configurador ≈ $390.830 (FOB), EPC ≈ $315.850, payback de 9 anos, TIR de 10,45%, ROI de 178% em 25 anos (nível de viabilidade).

  • •Módulos de 910×550 Wp (500 kWp), 34 strings (6–27 módulos/string), Voc a frio 55,4 V / Vmp a quente 36,6 V
  • •2 inversores string de 250 kW (MPPT 1500 V) em paralelo; subestação de caixa a nível de string 630 kVA (YB-630/10)
  • •SVG de ±1 Mvar (FP ±0,95 contínuo) + aparelhagem de alta tensão KYN28A-12 + RMU-SF6; exportação 10 kV
  • •Geração 507.600 kWh/ano (P50), P90 481.570 kWh, receita $40.608/ano @ $0,08/kWh PPA
  • •Economia: $315.850 EPC, payback 9 anos, TIR 10,45%, ROI 178% em 25 anos

2 · Solution Overview

Uma mega-base fotovoltaica de serviço público é um caso de geração-exportação de 100%: os módulos alimentam inversores de string (em nível de string, versus inversores centrais) que elevam a tensão para uma subestação de caixa, e então exportam via SVG e equipamentos de alta tensão. A 500 kW, o motor seleciona coleta/exportação de 10 kV; a ≥2500 kVA (multi-MW), ele passa para coleta de 35 kV — a topologia padrão de base de serviço público.

910 × 550 Wp (500 kWp)
Módulos
34 (6–27 módulos/string)
Strings
2 × 250 kW string
Inversores
630 kVA (YB-630/10)
Caixa de subnível de string
±1 Mvar
SVG
10 kV
Tensão de exportação
500 kW (100% renovável)
Capacidade instalada
$390,830 (FOB)
Total de equipamentos

3 · Design Process & Rationale

1. Identificação de requisitos

Megabase fotovoltaica de utilidade de 500 kW, 100% de exportação; o sinalizador explícito generationExport aciona o modo de exportação de geração.

2. Seleção de módulos

PERC mono de 550 Wp: 500 kWp ÷ 550 W = 910 módulos.

3. Projeto de strings

Faixa de strings corrigida por temperatura de 6–27 módulos/string, tomada em 27 → 34 strings; Voc a frio 55,4 V, Vmp a quente 36,6 V.

4. Seleção de inversores

No nível de string (vs central) 2×250 kW em paralelo, MPPT 1500 V, 500 kW no total.

5. Subestação em caixa no nível de string

500 kW ÷ 0,8 PF = 625 kVA → faixa de 630 kVA (YB-630/10); a subestação em caixa no nível de string é o ativo central de uma base de utilidade.

6. Reativo e exportação

SVG de ±1 Mvar (PF ±0,95) + painéis de alta tensão KYN28A-12 + RMU-SF6; 500 kW exportados a 10 kV.

7. Atualização da tensão do coletor

Com elevação ≥2500 kVA (multi-MW), o motor muda automaticamente para coleta em 35 kV — a topologia padrão de base de utilidade.

Pain Points → Solution → Evidence

Pain

Escolher errado entre inversores centrais e string causa perda por descasamento de MPPT — sombreamento/falhas reduzem a produção de todo o site.

Solution

Inversores string (2×250 kW) oferecem MPPT em nível de string; uma falha em um único string afeta apenas esse string.

Evidence

INV-250kW ×2, MPPT 1500 V, subestação de caixa em nível de string.

Pain

A flutuação da geração fotovoltaica faz com que os limites de reativo/tensão no ponto de conexão sejam ultrapassados — risco de penalidade ou desligamento da rede.

Solution

SVG de ±1 Mvar de reativo dinâmico contínuo (PF ±0,95) + proteção de conexão à rede.

Evidence

A lista de materiais inclui SVG ±1 Mvar; alinhado com GB/T 19964.

Pain

Nível errado da caixa de elevação sobrecarrega ou gera sobreinvestimento.

Solution

500 kW ÷ 0,8 = 625 kVA → nível padrão de 630 kVA.

Evidence

Subestação de caixa em nível de string de 630 kVA (YB-630/10).

4 · Key Parameter Deep-Read

ParameterValueBasisImpact & Boundary
Número de módulos910 × 550 Wp500 kWp ÷ 550 W = 910 módulosCapacidade CC de 500 kWp
Alterações na potência do módulo exigem recálculo
Projeto de strings34 strings · 27 módulos/string6–27 módulos/string corrigidos por temperaturaVoc a frio 55,4 V / Vmp a quente 36,6 V
Limitado pela janela de tensão MPPT do inversor
Inversores2 × 250 kW stringNível ≤250 kW em paraleloMPPT 1500 V, rastreamento no nível do string
Continuar o paralelismo acima de 250 kW
Subestação de caixa no nível do string630 kVA (YB-630/10)500 kW ÷ 0,8 PF = 625 → 630 kVAExportação com elevação para 10 kV
≥2500 kVA muda para coleta em 35 kV
Potência nominal do SVG±1 Mvar25% de 500 kW = 125 kvar → 1 MvarPF ±0,95, suporte de tensão
Piso do motor de ≥1 Mvar
P50 anual507.600 kWh500 kW × 1150 h × PR 0,8$40.608/ano @ $0,08/kWh
P90 = 481.570 kWh (CV 0,04)

5 · Drawing Deep-Read

Dwg 3/13Diagrama unifilar da usina de geração — Módulos → inversores de string → subestação de caixa em nível de string → SVG → exportação de 10 kV
Why: O esqueleto de geração-exportação — o caminho completo de inversor de string + subestação de caixa + exportação SVG.
Dwg 12/13Configuração de proteção fotovoltaica — Fusíveis CC + disjuntores CA + proteção de elevação
Why: Proteção escalonada de fusíveis CC e disjuntores CA — uma falha de string único não se propaga.
Dwg 13/13Livro de cálculo fotovoltaico — Capacidade do arranjo / projeto de string / geração P50-P90
Why: A base quantificada do projeto de string (corrigida por temperatura) e geração P50/P90.
Dwg 4/13Cálculo de curto-circuito — Níveis de falta no POI → dimensionamento de disjuntores
Why: Os níveis de falta no POI e na subestação de caixa dimensionam a capacidade de interrupção dos disjuntores.
Dwg 11/13Dados técnicos dos equipamentos principais — Subestação de caixa de elevação / inversores / parâmetros do arranjo
Why: Parâmetros nominais da caixa de 630 kVA e inversores de 2×250 kW em um relance.

The following drawings are shown for reference (full set in the configurator “View design document”):

Dwg 1 · Base de projeto elétricoDwg 2 · Legenda de símbolosDwg 5 · Códigos e normas aplicáveisDwg 6 · Requisitos de construção e ensaioDwg 7 · Avaliação da qualidade da energiaDwg 8 · Sistema de aterramentoDwg 9 · Proteção contra surtos e SPDDwg 10 · Configuração de proteção

6 · Operation Demo (Deep-Read)

Fluxo de energia

Módulos de 500 kWp → inversores string → caixa de 630 kVA → SVG → exportação de 10 kV, 100% online.

Design de strings

910 módulos em 34 strings (27/string), Voc a frio 55,4 V, Vmp a quente 36,6 V — a janela de tensão MPPT corrigida pela temperatura.

Reativos e qualidade de energia

±1 Mvar SVG reativo dinâmico contínuo, FP ±0,95, suporte de tensão sob flutuação fotovoltaica.

Economia

507.600 kWh/ano, $40.608/ano; $315.850 EPC, payback de 9 anos, TIR de 10,45%.

Other views (shown): LCC (custo do ciclo de vida) · Qualidade da energia e harmônicos · Perfil de tensão · Características do esquema · Derating ambiental

7 · Economics & Payback

Equipamento FOB ≈ $390.830 (módulos $150.000 + inversores string $63.705 + montagem $75.000 + subestação de caixa $29.500 + SVG $50.000 + quadros de alta tensão $16.750 + RMU $5.875); EPC ≈ $315.850. Anual 507.600 kWh → $40.608/ano @ $0,08/kWh PPA; retorno em 9 anos, TIR de 10,45%, ROI de 178% em 25 anos.

$315,850
Investimento EPC
9 anos
Retorno do investimento
10.45%
TIR
178%
ROI de 25 anos
508 MWh
Geração anual
$40,608
Receita anual

8 · FAQ

Qual subestação de caixa de elevação para 500 kW PV?
630 kVA (YB-630/10): 500 kW ÷ 0,8 PF = 625 kVA → nível padrão de 630 kVA, subestação de caixa no nível da string.
Inversores string vs central — como escolher?
String (2×250 kW aqui) fornece MPPT no nível da string, então sombreamento/falhas afetam apenas essa string; o central é adequado para grandes arranjos planos sem sombreamento.
Por que 10 kV e não 35 kV?
500 kW eleva para 630 kVA < 2500 kVA, então o motor usa 10 kV; em ≥2500 kVA (multi-MW) ele muda automaticamente para coleta de 35 kV.
De onde vêm os 910 módulos?
500 kWp ÷ 550 Wp = 909,1 → 910 módulos; 34 strings × 27 módulos/string (corrigido por temperatura 6–27).
Qual é o payback?
9 anos a $0,08/kWh PPA, TIR 10,45%, ROI de 25 anos 178%, sobre 507.600 kWh/ano (P50).
Por que um SVG é necessário?
A flutuação fotovoltaica impulsiona limites de reativo/tensão no ponto de conexão; o SVG de ±1 Mvar fornece reativo dinâmico contínuo (PF ±0,95) + suporte de tensão.
Quanta energia por ano?
507.600 kWh (P50), P90 481.570 kWh; estimado em 1150 horas de plena carga × PR 0,8.
O que $390.830 cobre?
Módulos $150.000 + inversores $63.705 + montagem $75.000 + caixa $29.500 + SVG $50.000 + equipamentos de alta tensão $16.750 + RMU $5.875 (FOB).
O que é uma subestação de caixa no nível da string?
Cada grupo de inversores string eleva para uma subestação de caixa (caixa no nível da string); é o ativo central que distingue uma base de utilidade do PV distribuído.

Special Considerations

  • A 500 kW, o motor seleciona coleta/exportação de 10 kV (subestação de caixa em nível de string YB-630/10); com elevação ≥2500 kVA (multi-MW), ele muda automaticamente para coleta de 35 kV — "coleta de 35 kV" é o padrão da base da concessionária, enquanto esta escala de demonstração de 500 kW é de 10 kV.
  • "Subestação de caixa em nível de string" reflete a topologia de inversor string (em vez de central): 2 inversores string de 250 kW fornecem rastreamento MPPT em nível de string, de modo que uma falha em um único string afeta apenas esse string.
  • Os cálculos do lado receptor (curto-circuito 10/0,4 kV, fluxo de carga, arco elétrico, N-1) estão desatualizados no modo de exportação de geração — ignore-os; os dados do lado da planta estão em genPlant.
  • A potência do módulo e a inclinação de montagem (25,9°) são padrões do motor — confirme com o instituto de design em relação à irradiância do local e à latitude.
  • A geração anual usa 1150 horas de plena carga × PR 0,8 (P50); a real depende fortemente da irradiância do local e da sujeira.

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