Influência da temperatura na geração de energia elétria em uma usina solar fotovoltaica flutuante

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Sales, Felipe Emanuel, 1996-
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/10468
Resumo: Orientador: Ennio Peres da Silva
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spelling Influência da temperatura na geração de energia elétria em uma usina solar fotovoltaica flutuanteInfluence of temperature on electric power generation in a floating photovoltaic solar power plantGeração de energia fotovoltaicaSistemas de energia fotovoltaicaPhotovoltaic power generationPhotovoltaic energy systemsOrientador: Ennio Peres da SilvaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: No panorama energético mundial hodierno, a utilização de fontes não renováveis para a produção de energia e todos os malefícios atrelados ao seu uso, como o aumento das emissões de gases de efeito estufa e da temperatura média global, faz com que os objetivos para a promoção do desenvolvimento sustentável estejam cada vez mais aflorados na sociedade. Em meio às fontes de energia que vem mais ganhando destaque, a energia solar fotovoltaica flutuante, além de ser um recurso alternativo no contexto ambiental, minimiza a competição por terras agricultáveis, oportunizando também um maior desempenho frente aos sistemas fotovoltaicos constituídos em solo, em virtude do microclima local propiciado pelo corpo d’água, que influi no arrefecimento da temperatura de operação dos módulos. Estudos do impacto da temperatura na operação dessa tipologia de sistema são poucos difundidos na literatura, e, ainda, os softwares de simulação específicos para geração solar não são condicionados a realizar modelagens que representem os ganhos desse tipo de projeto. Vislumbrando contribuir na análise do impacto da temperatura na geração de energia elétrica de uma usina solar fotovoltaica flutuante, essa dissertação foi concebida. Para entender as tendências e as características construtivas das usinas flutuantes, foram catalogados 166 empreendimentos em operação no âmbito mundial. Também, foi analisado na literatura o ganho médio de usinas flutuantes, em trabalhos que confrontaram estas com usinas de solo em uma mesma região. Dispondo de uma usina fotovoltaica flutuante e outra de solo existentes na hidroelétrica de Furnas, em Itumbiara (GO), foi realizada uma análise comparativa entre a produção de energia simulada com o software PVSYST, com os dados obtidos através da memória de massa do seus respectivos inversores. Para contemplar o efeito da proximidade do sistema flutuante com o corpo da água, o coeficiente de transferência de calor do modelo térmico do software foi alterado. Dentre os resultados obtidos, dada a influência da temperatura, foi simulado um ganho médio anual de 3,5% na produção da energia da usina flutuante. Para minimizar interferências do sistema de ancoragem, amarração e flutuação, que possui caráter experimental, os resultados de maio de 2022 foram destacados, onde, a energia simulada para a usina de solo foi de 128,90 kWh/kWp e a energia simulada para a usina flutuante foi de 141,01 kWh/kWp (9,39% de ganho esperado pela influência da temperatura). Já os dados experimentais mostraram que a energia de solo produzida foi de 131,46 kWh/kWp e a flutuante de 140,73 kWh/kWp (7,05% de ganho como resultado pela influência da temperatura)Abstract: In the current energetic landscape, side-effects from non-renewable electricity generation, such as greenhouse-gas emissions and the consequent warming of the planet, drive the objectives of sustainable development to prominence. Floating photovoltaics (FPV) are one of the promising alternative energy sources. This renewable technology can also reduce competition for agricultural land. The water, in which the system floats, acts as a coolant for the photovoltaics (PV) modules, making the system more efficient compared to the conventional, on land. The literature is scarce about the impact temperature has on this type of system. Also, software used for solar generation simulation do not consider this effect for modelling. This dissertation thus aimed to analyze the impact temperature has on FPV systems. The trends and characteristics of 166 FPV plants operating worldwide were analyzed. Average gains for FPV were compared with conventional PV within the same region. A comparative analysis was carried between a FPV and a conventional PV located at the Furnas Hydroelectric Power Plant, in Itumbiara (GO-BR). Simulated energy production, carried in the PVSYST software, was compared with that obtained in the inverters’ mass memory. The software’s heat transfer coefficient was modified to account for the FPV modules proximity to the water. A 3.5% average annual increase in energy production, owed to temperature effects, was obtained. Due to the experimental nature of the anchorage, mooring and floating systems, results for May-2022 are highlighted, to minimize their interference. Simulated values for the FPV and PV plants were 141.01 kWh/kWp vs. 128.90 kWh/kWp, respectively (9.39 % gains due to the temperature effect). Experimental values were 140.73 kWh/kWp vs. 131.46 kWh/kWp (7.05 % gains)MestradoPlanejamento de Sistemas EnergéticosMestre em Planejamento de Sistemas EnergéticosCNPQ130406/2021-0[s.n.]Silva, Ennio Peres da, 1956-Silva, Demóstenes Barbosa daStrangueto, Karina MarettiUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Planejamento de Sistemas EnergéticosUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASSales, Felipe Emanuel, 1996-20232023-02-27T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (111 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/10468SALES, Felipe Emanuel. Influência da temperatura na geração de energia elétria em uma usina solar fotovoltaica flutuante. 2023. 1 recurso online (111 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/10468. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1339172Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2023-06-19T18:14:27Zoai::1339172Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2023-06-19T18:14:27Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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