Modelo generalizado de valores extremos aplicado para irradiação solar e análise de confiabilidade de sistemas fotovoltaicos residenciais.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2016 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG |
Texto Completo: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/20198 |
Resumo: | Diferentes modelos probabilísticos têm sido utilizados durante as últimas décadas para modelar radiação solar. Os procedimentos mais utilizados incluem modelos integrados de média móvel, modelos auto regressivos e distribuição de probabilidade Beta e Weibull que compõem um processo aleatório indexado no tempo. Nesta dissertação propõe-se uma nova metodologia de avaliação probabilística de produção de energia pelos painéis fotovoltaicos com base na distribuição generalizada de valores extremos, tal distribuição mostrou-se bastante flexível e foi capaz de modelar todos os horários de todas as estações em Campina Grande, PB. Além disso, foi efetuada a avaliação da confiabilidade do hardware que compõe o sistema fotovoltaico utilizando o Método Monte Carlo, neste trabalho foi realizado um estudo comparativo considerando a possibilidade ou não de o sistema falha, a diferença entre os valores de probabilidade de falha do sistema neste caso chegam a diferir em mais de 22%, conclui-se então que para análise de confiabilidade de sistemas fotovoltaicos, a avaliação da disponibilidade do equipamento em si se faz imprescindível para obtenção de resultados precisos. Por fim, os modelos de radiação solar e de disponibilidade do equipamento foram então combinados com o modelo de carga proposto pelo IEEE- Reliability Test System para finalmente avaliar a confiabilidade do sistema fotovoltaico residencial quando instalado em Campina Grande, PB. Ao comparar a capacidade de geração de energia dos painéis e a demanda por energia elétrica de uma residência, tem-se que, para um sistema composto por oito painéis, a probabilidade de falha se mantem inferior a 10% entre 9h e 13h. Já para um conjunto de quinze painéis, este mesmo resultado é estendido para o período compreendido entre as 9h e 14h. |
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Modelo generalizado de valores extremos aplicado para irradiação solar e análise de confiabilidade de sistemas fotovoltaicos residenciais.Generalized extreme value model applied to solar irradiation and reliability analysis of residential photovoltaic systems.Sistemas fotovoltaicos residenciaisIrradiação solarConfiabilidade de sistemas fotovoltaicosGeração de energia fotovoltaicaPainéis fotovoltaicosModelo de radiação solarMétodo de Monte CarloValores extremos - distribuição generalizadaResidential Photovoltaic SystemsSolar irradiationReliability of photovoltaic systemsPhotovoltaic power generationPhotovoltaic panelsSolar radiation modelMonte Carlo MethodExtreme values - generalized distributionEngenharia Elétrica.Diferentes modelos probabilísticos têm sido utilizados durante as últimas décadas para modelar radiação solar. Os procedimentos mais utilizados incluem modelos integrados de média móvel, modelos auto regressivos e distribuição de probabilidade Beta e Weibull que compõem um processo aleatório indexado no tempo. Nesta dissertação propõe-se uma nova metodologia de avaliação probabilística de produção de energia pelos painéis fotovoltaicos com base na distribuição generalizada de valores extremos, tal distribuição mostrou-se bastante flexível e foi capaz de modelar todos os horários de todas as estações em Campina Grande, PB. Além disso, foi efetuada a avaliação da confiabilidade do hardware que compõe o sistema fotovoltaico utilizando o Método Monte Carlo, neste trabalho foi realizado um estudo comparativo considerando a possibilidade ou não de o sistema falha, a diferença entre os valores de probabilidade de falha do sistema neste caso chegam a diferir em mais de 22%, conclui-se então que para análise de confiabilidade de sistemas fotovoltaicos, a avaliação da disponibilidade do equipamento em si se faz imprescindível para obtenção de resultados precisos. Por fim, os modelos de radiação solar e de disponibilidade do equipamento foram então combinados com o modelo de carga proposto pelo IEEE- Reliability Test System para finalmente avaliar a confiabilidade do sistema fotovoltaico residencial quando instalado em Campina Grande, PB. Ao comparar a capacidade de geração de energia dos painéis e a demanda por energia elétrica de uma residência, tem-se que, para um sistema composto por oito painéis, a probabilidade de falha se mantem inferior a 10% entre 9h e 13h. Já para um conjunto de quinze painéis, este mesmo resultado é estendido para o período compreendido entre as 9h e 14h.Stochastic prediction procedures have been used for the past several decades to model solar irradiance. The most widely used procedures include integrated moving averages, autoregressive models, Beta and Weibull distributions to model hourly radiation. This thesis proposes a new methodology for probabilistic assessment of Photovoltaic power system production based on the Generalized Extreme Value distribution which is quite flexible and was able to model every hour in every season in Campina Grande. Furthermore, a reliability assessment utilizing Monte Carlo Methods was conducted to evaluate the performance of the hardware composing a photovoltaic System, a comparative study was conducted between a vulnerable system that can fail and another system that is always available, the difference between the failure probabilities is greater than 22%, which demonstrates the importance in considering the system availability in order to gather accurate results. Finally, the solar irradiance model and the system availability model were then combined with the IEEEReliability Test System load model to finally measure the photovoltaic system reliability when installed in Campina Grande. When comparing the capacity of power generation of the panels and the demand for electricity of a residence, an eight panels photovoltaic system is able to maintain a less than 10% failure probability between 9 a.m. and 1p.m., a fifteen panel system, on the other hand, is able to maintain a less than 10% failure probability between 9 a.m. and 2 p.m..Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICAUFCGASSIS, Francisco Marcos de.ASSIS, F. M.http://lattes.cnpq.br/2368523362272656GURJÃO, Edmar Candeia.GURJÃO, E. C.http://lattes.cnpq.br/9200464668550566SOUZA, Benemar Alencar de.ALBERT, Bruno Barbosa.OLIVEIRA, Hélio Magalhães de.CORDEIRO, Ilis Nunes Almeida.2016-02-222021-07-22T18:37:56Z2021-07-222021-07-22T18:37:56Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/20198CORDEIRO, Ilis Nunes Almeida. Modelo generalizado de valores extremos aplicado para irradiação solar e análise de confiabilidade de sistemas fotovoltaicos residenciais. 2016. 74f. (Dissertação de Mestrado) Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2016. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/20198porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2021-07-22T18:38:27Zoai:localhost:riufcg/20198Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512021-07-22T18:38:27Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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