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http://hdl.handle.net/1843/37308
Tipo: | Monografia (especialização) |
Título: | Análise de desempenho e viabilidade econômica entre inversores do tipo string e otimizadores de potência instalados em sistemas fotovoltaicos sob diferentes condições de operação |
Autor(es): | Marcos Aurélio da Silva Pinheiro |
primer Tutor: | Sidelmo Magalhães Silva |
primer miembro del tribunal : | Luis Guilhere Monteiro de Oliveira |
Resumen: | As tecnologias de energia renovável fornecem energia limpa obtida a partir de recursos naturais, tais como: o sol, a água e o vento. O desenvolvimento tecnológico e a crescente competitividade dos sistemas de energia solar fotovoltaica fizeram com que a utilização dessa fonte apresentasse um crescimento considerável com potencial para se tornar a mais importante fonte de eletricidade para sistemas de energia no futuro. O principal desafio para a consolidação da energia solar fotovoltaica consiste em reduzir as perdas na conversão de energia e aumentar sua eficiência, de modo a torná-la cada vez mais competitiva em relação às demais fontes de energias. Otimizadores de potência são conversores modulares c.c.-c.c., cuja função é extrair a máxima potência de cada módulo fotovoltaico e otimizar a conversão de energia do sistema. Desta forma, os otimizadores ajudam a mitigar os problemas relacionados a condições adversas de operação, como sombreamentos parciais, além de eliminar as perdas por mismatch. Neste trabalho foi realizado o projeto e a modelagem de um sistema de geração fotovoltaico através da ferramenta computacional Helioscope, onde são executadas simulações e examinadas as perdas por sombreamento parcial e incompatibilidade elétrica entre os módulos fotovoltaicos. Objetivou-se, assim, avaliar o impacto do uso de otimizadores de potência em sistemas submetidos a condições de sombreamento, comparados a sistemas utilizando a arquitetura de inversores string, e utilizar esta metodologia para demonstrar o potencial aumento da produção de energia. Como resultado, nas simulações da performance, foram verificados ganhos da ordem 8,86% a 10% na eficiência da geração. De posse dos resultados de desempenho, realizou-se uma análise de viabilidade econômica através do software SAM (System Advisor Model). Os resultados demonstraram, através da análise do Custo Nivelado de Energia, que nos cenários onde há a presença de sombreamento, o custo da energia dos sistemas que utilizam otimizadores de potência se equipara ao custo da energia dos sistemas convencionais, que utilizam inversores string. |
Abstract: | Renewable energy technologies provide clean energy obtained from natural resources, such as: the sun, water and wind. The technological development and the increasing competitiveness of solar photovoltaic energy systems have meant that the use of this source has shown considerable growth with the potential to become the most important source of electricity for energy systems in the future. The main challenge for the consolidation of solar photovoltaic energy is to reduce losses in energy conversion and increase its efficiency, in order to make it increasingly competitive in relation to other sources of energy. Power optimizers are modular c.c.-c.c. converters, whose function is to extract the maximum power from each photovoltaic module and optimize the energy conversion of the system. In this way, the optimizers help to mitigate problems related to adverse operating conditions, such as partial shading, in addition to eliminating losses due to mismatch. In this work, the design and modeling of a photovoltaic generation system was carried out using the computational tool Helioscope, where simulations are performed and the losses due to partial shading and electrical incompatibility between the photovoltaic modules are examined. The objective was, thus, to evaluate the impact of the use of power optimizers in systems subjected to shading conditions, compared to systems using the string inverter architecture, and to use this methodology to demonstrate the potential increase in energy production. As a result, in performance simulations, gains in the order of 8.86% to 10% were seen in generation efficiency. With the performance results in mind, an economic feasibility analysis is carried out through the software SAM (System Advisor Model). The results showed, through the analysis of the Levelized Energy Cost, that in the scenarios where there is the presence of shading, the energy cost of the systems that use power optimizers is equivalent to the energy cost of the conventional systems, which use string inverters. |
Asunto: | Engenharia elétrica Energia renovável Geração de energia fotovoltaica |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Sigla da Institución: | UFMG |
Departamento: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA |
Curso: | Curso de Especialização em Fontes Renováveis: Geração, Operação e Integração |
Tipo de acceso: | Acesso Aberto |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/37308 |
Fecha del documento: | 10-feb-2021 |
Aparece en las colecciones: | Especialização em Fontes Renováveis: geração, operação e integração |
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