Avaliação da perda de desempenho por sujeira da usina experimental fotovoltaica TESLA

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Universidade Federal de Minas Gerais

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Dissertação de mestrado

Título alternativo

Evaluation of performance loss due to dirt in the TESLA experimental photovoltaic plant

Primeiro orientador

Membros da banca

Sidelmo Magalhães Silva
Thales Alexandre Carvalho Maia
Matheus Porto Pereira

Resumo

Nas ultimas duas décadas houve uma crescente demanda por energia elétrica, aliada ao incentivo governamental pela busca da diversificação da matriz energética nacional, levando muitos consumidores à utilização de módulos fotovoltaicos (FV) como fonte alternativa, estando presente tanto em pequena quanto em grande escala. Contudo, somente a implementação do sistema não é suficiente para garantir o máximo aproveitamento energético local ao longo de toda sua vida útil. Dentro dessa premissa, essa dissertação tem como objeto de estudo um sistema fotovoltaico instalado na Escola de Engenharia da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), localizado em Belo Horizonte - Minas Gerais, Brasil, propondo-se a demonstração dos impactos das condições ambientais como, umidade, temperatura e principalmente a sujeira sobre a unidade geradora. A utilização da universidade como ponto de partida desse estudo teve como base a busca dessa por interdependência da concessionária local em determinados horários do dia, aliado à análise sobre o desempenho das atuais condições de produção energética de uma usina após a sua instalação em 2016, tendo em vista o tempo de operação associado à baixa periodicidade de manutenção empregada. Dessa forma, são propostas uma avaliação qualitativa, por meio de inspeções visuais in loco, e uma análise quantitativa em que a principal métrica aplicada consiste na taxa de sujidade (SR), a qual apresentou valores 0, 91, 0, 92, e 0, 93, para o estado mais crítico, considerando valores de corrente.

Abstract

In the last two decades, there has been a growing electricity demand, combined with government incentives to diversify the national energy matrix, leading many consumers to use photovoltaic (PV) modules as an alternative source, both on a small and large scale. However, simply implementing the system is insufficient to ensure maximum local energy use throughout its useful life. Within this premise, this dissertation has as its object of study a photovoltaic system installed at the School of Engineering of the Federal University of Minas Gerais (UFMG), located in Belo Horizonte - Minas Gerais, Brazil, proposing to demonstrate the impacts of environmental conditions such as humidity, temperature and especially dirt on the generating unit. The use of the university as a starting point for this study was based on the search for the interdependence of the local concessionaire at certain times of the day, combined with the analysis of the performance of the current energy production conditions of a plant after its installation in 2016, considering the operating time associated with the low frequency of maintenance employed. Thus, a qualitative assessment is proposed, through on-site visual inspections, and a quantitative analysis where the main metric applied consists of the soiling rate (SR), which presented values of 0.91, 0.92, and 0.93, for the most critical state, considering current values.

Assunto

Engenharia elétrica, Eletrônica de potência, Análise térmica, Desempenho - Avaliação, Geração de energia fotovoltaica

Palavras-chave

Análise térmica, Curva IxV, Curva PxV, Módulo fotovoltaico, Sujidade

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