Modelagem matemática de uma usina fotovoltaica de pequeno porte: proposição de modelos intra-horários, direto e reverso, avaliados sob diferentes condições de nebulosidade

• Autor(a) principal: João Vitor de Navarro Moreira
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-AZ3LDN
• topic: Geração distribuída; Modelagem matemática; Validação experimental; Energia fotovoltaica; Geração de energia fotovoltaica; Modelagem matemática; Engenharia mecânica

A tecnologia fotovoltaica é uma das alternativas de geração de eletricidade que mais tem contribuído para o crescimento da componente renovável da matriz elétrica mundial. A fonte é incentivada em muitos países. O governo do Brasil promove a expansão da tecnologia por meio de leilões, além de, recentemente, ter regulamentado a modalidade de produção descentralizada de energia elétrica por parte do consumidor. A chamada geração distribuída tem experimentado um crescimento exponencial no país, tendo a energia fotovoltaica como a fonte utilizada na maioria dos projetos.O presente trabalho está inserido nesse contexto,apresentando a modelagem matemática da parte de geração de uma usina fotovoltaica através de dois modelos. O primeiro, chamado de modelo direto, é aplicado para estimar a potência elétrica produzida pelo módulo fotovoltaico a partir de parâmetros ambientais, incluindo a radiação solar. O modelo pode ser utilizado no monitoramento, em tempo real, do desempenho de usinas fotovoltaicas. O segundo, chamado de modelo reverso, é aplicado para estimar a radiação solar a partir de tensão e corrente do módulo fotovoltaico. O modelo é uma forma alternativa de obter a radiação solar incidente em locais que não dispõem de outros meios para medir a grandeza. Ambos os modelos, propostos para uma resolução temporal maior que horária, são avaliados sob diferentes condições de nebulosidade através de dados de uma usina fotovoltaica de pequeno porte localizada na cidade de Belo Horizonte, Brasil. O resultado indica que os modelos direto e reverso são adequados aos objetivos propostos de estimar potência elétrica e radiação solar.O erro não sistemático é inferior 15% para condições de céu claro e céu parcialmente nublado. O valor é maior apenas para condição de céu nublado. O resultado também indica tendências opostas para a resposta de cada modelo. O erro sistemático é positivo para o modelo direto e negativo para o modelo reverso, revelando que o primeiro tende a sobrestimar a resposta ao passo que a resposta tende a ser subestimada pelo segundo. Os dois modelos ainda apresentam resultados que são semelhantes. Os valores de erro sistemático, erro não sistemático, erros absolutos médio e máximo e desvio padrão são próximos, indicando que a estimativa da radiação solar a partir de tensão e corrente do módulo fotovoltaico é tão possível quanto é possível estimar potência elétrica produzida pelo módulo fotovoltaico a partir de parâmetros ambientais