Metodologia para inspeção de sistemas fotovoltaicos através da termografia
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/55228 |
Resumo: | Toda energia gerada durante o ciclo de vida de uma usina solar dependerá da forma em que ocorre a manutenção e operação, da disponibilidade da irradiação solar e da degradação do módulo fotovoltaico (FV). Então, para otimizar o desempenho de uma usina FV (fotovoltaica) é necessário conhecer e diagnosticar preventivamente potenciais anomalias funcionais. Portanto, foram testados e verificados procedimentos termográficos e elétricos para diagnósticos térmicos e elétricos de modulos e sistemas FV. Foram testados dois arranjos FV constituídos de duas tecnologias distintas de módulos fotovoltaicos. O primeiro arranjo constituído por módulos FV policristalinos PWX 500 (Photowatt® International S.A.) e o segundo com módulos monocristalinos IS- 75 S/12 (Isofotón©). Os módulos dos dois arranjos apresentavam 15 anos e 10 anos de prévia operação, respectivamente. A análise dos termogramas, realizadas tanto no solo quanto embarcados em drone, mostraram que são totalmente consistentes e identificaram as mesmas células quentes nos diversos módulos dos arranjos. Em síntese, permitiu identificar um subconjunto de módulos mais gravemente afetados que no caso de uma inspeção preventiva seriam prioritariamente testados do ponto de vista elétrico. Dos quinze módulos Photowatt® testados, nenhum apresentou gradiente de temperatura maior que 20°C (ponto quente), quatorze apresentarem um gradiente de temperatura entre 10-20°C (célula aquecida) e somente uma unidade menor que 10°C (célula normal). Esse lote de módulos foi filtrado anteriormente de um lote inicial total de trinta, dos quais quinze foram eliminados. Cabe lembrar que no caso de módulos com ponto quente, a recomendação IEA é sua substituição e no caso de módulos com células aquecidas, manter um registro para acompanhamento nas próximas inspeções termográficas. Quanto aos módulos Isofotón©, apenas uma unidade apresentou gradiente acima de 20°C e outro abaixo 10°C. As outras dez unidades apresentaram gradiente entre 10-20°C. Este lote também tinha cerca de trinta unidades das quais vinte unidades não foram testadas. As taxas de degradação dos módulos Photowatt® e Isofotón© situaram respectivamente nas faixas de 0,60%/ano a 1,31%/ano e 0,97%/ano a 1,48/ano. As taxas de degradação medidas foram altas com referência a um estudo experimental com duas tecnologias FV, fabricados antes de 2012 (ou seja, com uma relativa contemporaneidade com os tratados aqui) que relatou uma taxa de degradação média resultante de 0,5%/ano. |
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Portanto, foram testados e verificados procedimentos termográficos e elétricos para diagnósticos térmicos e elétricos de modulos e sistemas FV. Foram testados dois arranjos FV constituídos de duas tecnologias distintas de módulos fotovoltaicos. O primeiro arranjo constituído por módulos FV policristalinos PWX 500 (Photowatt® International S.A.) e o segundo com módulos monocristalinos IS- 75 S/12 (Isofotón©). Os módulos dos dois arranjos apresentavam 15 anos e 10 anos de prévia operação, respectivamente. A análise dos termogramas, realizadas tanto no solo quanto embarcados em drone, mostraram que são totalmente consistentes e identificaram as mesmas células quentes nos diversos módulos dos arranjos. Em síntese, permitiu identificar um subconjunto de módulos mais gravemente afetados que no caso de uma inspeção preventiva seriam prioritariamente testados do ponto de vista elétrico. Dos quinze módulos Photowatt® testados, nenhum apresentou gradiente de temperatura maior que 20°C (ponto quente), quatorze apresentarem um gradiente de temperatura entre 10-20°C (célula aquecida) e somente uma unidade menor que 10°C (célula normal). Esse lote de módulos foi filtrado anteriormente de um lote inicial total de trinta, dos quais quinze foram eliminados. Cabe lembrar que no caso de módulos com ponto quente, a recomendação IEA é sua substituição e no caso de módulos com células aquecidas, manter um registro para acompanhamento nas próximas inspeções termográficas. Quanto aos módulos Isofotón©, apenas uma unidade apresentou gradiente acima de 20°C e outro abaixo 10°C. As outras dez unidades apresentaram gradiente entre 10-20°C. Este lote também tinha cerca de trinta unidades das quais vinte unidades não foram testadas. As taxas de degradação dos módulos Photowatt® e Isofotón© situaram respectivamente nas faixas de 0,60%/ano a 1,31%/ano e 0,97%/ano a 1,48/ano. As taxas de degradação medidas foram altas com referência a um estudo experimental com duas tecnologias FV, fabricados antes de 2012 (ou seja, com uma relativa contemporaneidade com os tratados aqui) que relatou uma taxa de degradação média resultante de 0,5%/ano.CNPqAll energy generated during the life cycle of a solar panel depend on the way in wich maintenance and operation take place, on the availability of solar radiation and on the photovoltaic (PV) module. So, to optimize the performance of a PV plant it is necessary to know and diagnose potential anomalies preventively. Thus, thermographic and eletrical procedures for thermal and eletrical diagnostics of PV modules and systems were tested and verified. Two PV arrays consisting of two different PV module technologies were tested. The first array was assembled with polycristalline PV modules PWX 500 (Photowatt® International S.A.) and the second with monocrystalline PV modules IS-75 S/12 (Isofotón©). The modules had 15 years and 10 years of prior operation, respectively. This analysis of the thermograms, carried out both on the ground and on a board drone, showed that they are completely consistent and identified the same hot cells in the different modules of the arrays. In short, it made it possible to identify a subset of the most seriously affected modules that, in the case of a preventive inspection, would be primarily tested from an eletrical point of view. Of the fifteen Photowatt® modules tested, none showed a temperature gradient greater than 20o C (hot spot), fourteen showed a temperature gradient between 10-20o C (heated cell) and only one unit less han 10o C (normal cell). This batch of modules was previously filtered out of a total initial batch of thirty, of wich fifteen were dropped. It should be remembered that in the case of the modules with a hot spot, the IEA recommendation is to replace them and in the case of modules with heated cells, keep a record for follow-up in the next thermographic inspections. A for the the Isofotón© modules, only one unit had a gradient above 20o C and another below 10o C. The other ten units showed a gradient between 10-20o C. This batch also had about thirty units of which twenty units were untested. The degradation rates o the Photowatt® and Isofotón© modules ranged from 0.06%/year to 1.31%/year and 0.9%/year to 1.48%/year, respectively. The measured degradation rates were high with reference to an experimental study with two PV technologies, manufactured before 2012 (i.e. with relative comtemporaneity with those treated here) which reported a resulting average degradation rate of 0.5%/year.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Tecnologias Energeticas e NuclearUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia de energia solarGeração distribuídaUsina solarManutençãoTermografiaDroneCaracterização elétricaMetodologia para inspeção de sistemas fotovoltaicos através da termografiainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALDISSERTAÇÃO Luiz Carlos Pires de Souza Junior.pdfDISSERTAÇÃO Luiz Carlos Pires de Souza Junior.pdfapplication/pdf5626283https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/55228/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Luiz%20Carlos%20Pires%20de%20Souza%20Junior.pdfc26d30457c6d83edefc1013ea1d2686aMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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