Análise e comparação de modelos matemáticos per-unit na estimação de parâmetros fotovoltaicos

• Autor(a) principal: Portugal, João Pedro Alves
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.6/11990
• topic: Métodos Metaheurísticos; Estimação de Parâmetros Fotovoltaicos; Método de Newton-Raphson; Modelos Clássicos; Modelos Per-Unit; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletromecânica

A produção de energia amiga do ambiente é um dos principais desafios deste século para alcançar a sustentabilidade energética. Assim, o incremento da produção de energia por fontes renováveis é essencial para cumprir as metas climáticas sem desacelerar o crescimento económico e reduzir o bem-estar. Particularmente, a redução dos custos das tecnologias de produção fotovoltaica está a permitir o aumento da capacidade instalada, contribuindo para uma transição energética menos dispendiosa. Portanto, utilizar ferramentas que permitam monitorizar e controlar continuamente os sistemas fotovoltaicos é uma tarefa crucial que assume uma importância cada vez maior. Esta dissertação, avalia o desempenho de modelos matemáticos clássicos e per-unit ao estimar a curva caraterística corrente-tensão que descreve o comportamento de células ou módulos fotovoltaicos. Concretamente, é realizado um estudo comparativo que considera os modelos comummente usados na literatura (modelos de um, dois e três díodos), na sua formulação clássica e per-unit, na estimação dos parâmetros fotovoltaicos. Para avaliar adequadamente a precisão e fiabilidade dos diferentes modelos clássicos e per-unit foram desenvolvidos algoritmos de otimização que utilizam métodos metaheurísticos em combinação com o método de Newton-Raphson. O problema de estimação dos parâmetros fotovoltaicos considerou dados experimentais de dois casos de estudo, sendo que o primeiro se refere a uma célula fotovoltaica e o segundo a um módulo fotovoltaico ambos amplamente usados na literatura. Os resultados revelaram que a precisão, fiabilidade e custo computacional com ambas as abordagens de modelação formam muito similares. Assim, a utilização de modelos per-unit na resolução do problema de estimação dos parâmetros fotovoltaicos através de métodos metaheurísticos, pode ser uma alternativa válida aos modelos clássicos.