Avaliação de desempenho de usina de minigeração distribuída da UFES a partir de modelo matemático

Pignaton, Eduardo Godoy (2022)

dissertacao_mestrado

RESUMO: O setor de geração solar fotovoltaica tem demonstrado um grande desenvolvimento nos últimos anos, por este motivo, estudos que agreguem conhecimento, tecnologia e ferramentas para facilitar as etapas de projeto, operação e manutenção tornam-se importantes. O presente trabalho apresenta um modelo matemático para a simulação da produção de energia elétrica de um sistema fotovoltaico de geração distribuída. O modelo será validado através de dados meteorológicos medidos e dados da energia gerada por uma usina de 88,04 kWp instalada no campus de Goiabeiras da Universidade Federal do Espírito Santo (UFES) em Vitória. A validação consiste em comparar os dados de potência real produzidos pela usina fotovoltaica e os dados de potência obtidos através do modelo computacional implementado no software MATLAB. A simulação utiliza como dados de entrada o conjunto de dados meteorológicos da região próxima à usina, as especificações dos módulos e dos inversores, as características construtivas do sistema e as perdas obtidas através de software específico. O modelo matemático desenvolvido baseia-se em estudo existente, e propõe um aprimoramento com a inclusão de novos parâmetros intrínsecos do material da célula de silício cristalino, bem como de perdas e ajustes de irradiação solar e de perdas elétricas em corrente contínua e em corrente alternada. Resultados do estudo mostram que o modelo foi capaz de reproduzir de forma confiável o comportamento do sistema fotovoltaico real apresentando um MAPE de 8,8% entre dados reais e simulados.

ABSTRACT: The photovoltaic solar generation sector has shown great development in recent years, for this reason, studies that add knowledge, technology and tools to facilitate the design, operation and maintenance stages become important. This work presents a mathematical model for the simulation of the electric energy production of a distributed energy system. The model will be validated through measured weather data and energy data generated by an 88,04 kWp power plant installed on the Goiabeiras campus of the Federal University of Espírito Santo (UFES) in Vitória. The validation consists of comparing the real power data produced by the photovoltaic plant and the power data obtained through the computational model implemented in the MATLAB software. The simulation uses as input data the set of weather data from the region close to the plant, the specifications of the modules and inverters, the constructive characteristics of the system and the losses obtained through specific software. The mathematical model developed is based on an existing study, proposing an improvement with the inclusion of new intrinsic parameters of the crystalline silicon cell material, the inclusion of irradiation adjustments and losses and electric losses from direct current and alternating current systems. Study results show that the model was able to reliably reproduce the behavior of the real photovoltaic system presenting a MAPE of 8,8% between real and simulated data.


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