Modelo de avaliação de desempenho de operação e manutenção de usinas fotovoltaicas de minigeração distribuída
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Manancial - Repositório Digital da UFSM |
Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/29379 |
Resumo: | With the increasing demand for electrical energy, it is important that power generation plants are managed efficiently and economically. Among the options for generating electricity, one of the fastest growing worldwide is generation using photovoltaic (PV) technology. Based on a careful evaluation of the performance of the PV plants, it is observed that there is an opportunity for improvement through the indirect addition of capacity. This process consists of reducing as much as possible the losses that can be mitigated through adequate operation and maintenance (O&M) strategies. As PV plants age, the need for efficient monitoring of O&M increases, helping to understand the situation of the plant, identifying problems and proposing solutions for the formation of future strategies. The objective of this study is to use a performance evaluation method built on a mathematical model capable of measuring the O&M performance level of PV plants, classified as distributed mini-generation, with installed power between 75 kW and 5 MW. A set of key performance indicators (KPIs) was established through the systematic literature review (SLR) methodology, associated with the Delphi method, and allocated into three categories: Energy Performance, O&M Services and Operational Finance. Mathematical modeling proposed the use of the SWARA method to differentiate the level of importance and complexity of measuring KPIs under the judgment of industry experts. By obtaining this information, an effort and impact matrix was constructed, contemplating the proposed set of KPIs. The study presents a comprehensive set of 30 KPIs capable of quantitatively measuring the O&M performance of a PV plant. The results show that the KPIs "Performance rate" and "Availability of spare parts" are the most important in this evaluation, and that the KPI "Contractual availability" presents greater complexity in measuring its parameters. By viewing the impact effort matrix, it is possible to verify that the KPI “compliance rate with the preventive maintenance schedule” stands out compared to the others, presenting a high level of importance and low level of complexity in its measurement. The design of the formulation for measuring performance relates a KPI to the fulfillment of the established goal, in order to verify the performance of the plant in that aspect. The information resulting from this work seeks to help PV plant managers to select the appropriate KPIs to measure the status of the PV plant's O&M management. |
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Modelo de avaliação de desempenho de operação e manutenção de usinas fotovoltaicas de minigeração distribuídaEvaluation model of operation and maintenance performance for distributed mini-generation photovoltaic plantsEnergia solarMinigeração distribuídaMensuração de desempenhoIndicadores-chave de desempenhoProcesso de apoio à tomada de decisãoSolar energyPhotovoltaic power plantRestrictive factorsDeterminant factorsGeographic information systemMulticriteria decision aidCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAOWith the increasing demand for electrical energy, it is important that power generation plants are managed efficiently and economically. Among the options for generating electricity, one of the fastest growing worldwide is generation using photovoltaic (PV) technology. Based on a careful evaluation of the performance of the PV plants, it is observed that there is an opportunity for improvement through the indirect addition of capacity. This process consists of reducing as much as possible the losses that can be mitigated through adequate operation and maintenance (O&M) strategies. As PV plants age, the need for efficient monitoring of O&M increases, helping to understand the situation of the plant, identifying problems and proposing solutions for the formation of future strategies. The objective of this study is to use a performance evaluation method built on a mathematical model capable of measuring the O&M performance level of PV plants, classified as distributed mini-generation, with installed power between 75 kW and 5 MW. A set of key performance indicators (KPIs) was established through the systematic literature review (SLR) methodology, associated with the Delphi method, and allocated into three categories: Energy Performance, O&M Services and Operational Finance. Mathematical modeling proposed the use of the SWARA method to differentiate the level of importance and complexity of measuring KPIs under the judgment of industry experts. By obtaining this information, an effort and impact matrix was constructed, contemplating the proposed set of KPIs. The study presents a comprehensive set of 30 KPIs capable of quantitatively measuring the O&M performance of a PV plant. The results show that the KPIs "Performance rate" and "Availability of spare parts" are the most important in this evaluation, and that the KPI "Contractual availability" presents greater complexity in measuring its parameters. By viewing the impact effort matrix, it is possible to verify that the KPI “compliance rate with the preventive maintenance schedule” stands out compared to the others, presenting a high level of importance and low level of complexity in its measurement. The design of the formulation for measuring performance relates a KPI to the fulfillment of the established goal, in order to verify the performance of the plant in that aspect. The information resulting from this work seeks to help PV plant managers to select the appropriate KPIs to measure the status of the PV plant's O&M management.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESCom a crescente demanda por energia elétrica, é importante que as usinas de geração de energia sejam gerenciadas de maneira eficiente e econômica. Entre as opções de produção de energia elétrica, a que mais cresce em todo o mundo é a produção por meio da tecnologia fotovoltaica (FV). Com base em uma avaliação criteriosa do desempenho das usinas FV, observa-se uma oportunidade de melhoria por meio da adição indireta de capacidade. Esse processo consiste em reduzir ao máximo as perdas que podem ser mitigadas por meio de estratégias adequadas de operação e manutenção (O&M). Conforme as usinas FV envelhecem, aumenta a necessidade de um monitoramento eficiente da O&M, auxiliando no entendimento da situação da usina, na identificação dos problemas e proposição de soluções para a formação de estratégias futuras. O objetivo deste estudo consiste na utilização de um método de avaliação de desempenho construído sobre uma modelagem matemática capaz de mensurar o nível de desempenho de O&M de usinas FV, classificadas como de minigeração distribuída, com potência instalada entre 75 kW e 5 MW. Foi estabelecido um conjunto de indicadores chave de desempenho (KPIs) por meio de uma revisão sistemática de literatura (RSL), associada ao método Delphi, e alocados em três categorias: Desempenho Energético, Serviços de O&M e Financeiros Operacionais. A modelagem matemática utilizou o método SWARA para a diferenciação do nível de importância e complexidade de mensuração dos KPIs sob julgamento de especialistas do setor. Com a obtenção dessas informações, foi construída uma matriz de esforço e impacto contemplando o conjunto de KPIs proposto. Este estudo apresenta um conjunto abrangente com 30 KPIs capazes de mensurar quantitativamente o desempenho de O&M de uma usina FV. Os resultados evidenciam que os KPIs “Taxa de desempenho” e “Disponibilidade de peças sobressalentes” são os mais importantes nessa avaliação e que o KPI “Disponibilidade contratual” apresenta maior complexidade na mensuração de seus parâmetros. Com a visualização da matriz de esforço de impacto, é possível verificar que o KPI “Taxa de cumprimento do cronograma de manutenções preventivas” se destaca frente aos demais, apresentando alto nível de importância e baixo nível de complexidade em sua mensuração. A concepção da formulação para mensuração do desempenho relaciona cada KPI ao cumprimento da meta estabelecida, de modo a verificar o desempenho da usina naquele aspecto. As informações resultantes deste estudo buscam auxiliar os gestores de usinas FV e prestadores de serviço de O&M a selecionar os KPIs apropriados para medir o desempenho de O&M da usina FV.Universidade Federal de Santa MariaBrasilEngenharia de ProduçãoUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de ProduçãoCentro de TecnologiaMichels, Leandrohttp://lattes.cnpq.br/9232567042677107Siluk, Julio Cezar MairesseZilles, RobertoRüther, RicardoRibeiro, Jose Luis DuarteRosa, Carmen BrumRediske, Graciele2023-06-13T12:15:16Z2023-06-13T12:15:16Z2023-03-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/29379porAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2023-06-13T12:15:16Zoai:repositorio.ufsm.br:1/29379Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2023-06-13T12:15:16Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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