Estudo de modelos matemáticos para análise da radiação solar e desenvolvimento de ferramenta para modelagem e simulação de sistemas fotovoltaicos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Michelle Kitayama da, 1990-
Data de Publicação: 2019
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/20.500.12733/1637347
Resumo: Orientador: Marcelo Gradella Villalva
id UNICAMP-30_683c4873751dfaf2f0bba8006d215fcb
oai_identifier_str oai::1094100
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Estudo de modelos matemáticos para análise da radiação solar e desenvolvimento de ferramenta para modelagem e simulação de sistemas fotovoltaicosStudy on mathematical models for the analysis of solar radiation and development of a modeling and simulation tool for photovoltaic systemsRadiação solarEfeito fotovoltaicoSistemas de energia fotovoltaicaEnergia renovávelSolar radiationPhotovoltaic effectPhotovoltaic energy systemsRenewable energyOrientador: Marcelo Gradella VillalvaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: The energy generated by a photovoltaic system varies according to climatic changes such as irradiance and temperature. Thus, obtaining reliable meteorological and irradiance data is one of the most important steps in the performance analysis of photovoltaic systems. Non-accurate irradiance information leads to a significant increase in uncertainties in the final energy output. This occurs not only due to imprecisions of the input data but also due to the progressive increase of uncertainties in the conversion of the irradiance from the horizontal plane to the inclined surface of the photovoltaic modules. Thus, the objective of this work is to evaluate the accuracy of several solar irradiance modeling methods, such as the decomposition models of Erbs, DISC and DIRINT, Liu and Jordan, Klucher, Hay and Davies, Reindl and Perez transposition models, and a simplified analysis of the hourly synthesis model of Aguiar and Collares-Pereira. The models were implemented in Python and are part of the design and simulation tool of Photovoltaic Systems Connected to the Electrical GRID (SFCRE) that is being developed. The results of the hourly synthesis, decomposition and transposition models were compared with irradiance data measured in Golden, Colorado, by NREL, and the results of the energy estimation were compared with energy data collected in Araçariguama - SP. The results showed that different databases present irradiance variations for the same locality. The combination of the DIRINT decomposition model and Perez transposition model showed the best results for the Golden locality, with a mean error of -1.61% and mean square error of 3.18% per year. In general, the developed tool presented satisfactory results for the simulation of photovoltaic systems and the estimation of energy generated, compared to measured energy data and simulation results using PVSYST®. The mean square error of the simulation results compared to the PVSYST ® using the Perez transposition model was 2.52%, and 6.94% compared to measured dataAbstract: The energy generated by a photovoltaic system varies according to climatic changes such as irradiance and temperature. Thus, obtaining reliable meteorological and irradiance data is one of the most important steps in the performance analysis of photovoltaic systems. Non-accurate irradiance information leads to a significant increase in uncertainties in the final energy output. This occurs not only due to imprecisions of the input data but also due to the progressive increase of uncertainties in the conversion of the irradiance from the horizontal plane to the inclined surface of the photovoltaic modules. Thus, the objective of this work is to evaluate the accuracy of several solar irradiance modeling methods, such as the decomposition models of Erbs, DISC and DIRINT, Liu and Jordan, Klucher, Hay and Davies, Reindl and Perez transposition models, and a simplified analysis of the hourly synthesis model of Aguiar and Collares-Pereira. The models were implemented in Python and are part of the design and simulation tool of Photovoltaic Systems Connected to the Electrical GRID (SFCRE) that is being developed. The results of the hourly synthesis, decomposition and transposition models were compared with irradiance data measured in Golden, Colorado, by NREL, and the results of the energy estimation were compared with energy data collected in Araçariguama - SP. The results showed that different databases present irradiance variations for the same locality. The combination of the DIRINT decomposition model and Perez transposition model showed the best results for the Golden locality, with a mean error of -1.61% and mean square error of 3.18% per year. In general, the developed tool presented satisfactory results for the simulation of photovoltaic systems and the estimation of energy generated, compared to measured energy data and simulation results using PVSYST®. The mean square error of the simulation results compared to the PVSYST ® using the Perez transposition model was 2.52%, and 6.94% compared to measured dataMestradoEnergia ElétricaMestra em Engenharia ElétricaFuncamp[s.n.]Villalva, Marcelo Gradella, 1978-2023Silva, Luiz Carlos Pereira daLopes, Davi GabrielUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASSilva, Michelle Kitayama da, 1990-20192019-07-22T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (117 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1637347SILVA, Michelle Kitayama da. Estudo de modelos matemáticos para análise da radiação solar e desenvolvimento de ferramenta para modelagem e simulação de sistemas fotovoltaicos. 2019. 1 recurso online (117 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1637347. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1094100Requisitos 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/openAccess2019-10-21T11:36:58Zoai::1094100Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2019-10-21T11:36:58Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Estudo de modelos matemáticos para análise da radiação solar e desenvolvimento de ferramenta para modelagem e simulação de sistemas fotovoltaicos
Study on mathematical models for the analysis of solar radiation and development of a modeling and simulation tool for photovoltaic systems
title Estudo de modelos matemáticos para análise da radiação solar e desenvolvimento de ferramenta para modelagem e simulação de sistemas fotovoltaicos
spellingShingle Estudo de modelos matemáticos para análise da radiação solar e desenvolvimento de ferramenta para modelagem e simulação de sistemas fotovoltaicos
Silva, Michelle Kitayama da, 1990-
Radiação solar
Efeito fotovoltaico
Sistemas de energia fotovoltaica
Energia renovável
Solar radiation
Photovoltaic effect
Photovoltaic energy systems
Renewable energy
title_short Estudo de modelos matemáticos para análise da radiação solar e desenvolvimento de ferramenta para modelagem e simulação de sistemas fotovoltaicos
title_full Estudo de modelos matemáticos para análise da radiação solar e desenvolvimento de ferramenta para modelagem e simulação de sistemas fotovoltaicos
title_fullStr Estudo de modelos matemáticos para análise da radiação solar e desenvolvimento de ferramenta para modelagem e simulação de sistemas fotovoltaicos
title_full_unstemmed Estudo de modelos matemáticos para análise da radiação solar e desenvolvimento de ferramenta para modelagem e simulação de sistemas fotovoltaicos
title_sort Estudo de modelos matemáticos para análise da radiação solar e desenvolvimento de ferramenta para modelagem e simulação de sistemas fotovoltaicos
author Silva, Michelle Kitayama da, 1990-
author_facet Silva, Michelle Kitayama da, 1990-
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Villalva, Marcelo Gradella, 1978-2023
Silva, Luiz Carlos Pereira da
Lopes, Davi Gabriel
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Silva, Michelle Kitayama da, 1990-
dc.subject.por.fl_str_mv Radiação solar
Efeito fotovoltaico
Sistemas de energia fotovoltaica
Energia renovável
Solar radiation
Photovoltaic effect
Photovoltaic energy systems
Renewable energy
topic Radiação solar
Efeito fotovoltaico
Sistemas de energia fotovoltaica
Energia renovável
Solar radiation
Photovoltaic effect
Photovoltaic energy systems
Renewable energy
description Orientador: Marcelo Gradella Villalva
publishDate 2019
dc.date.none.fl_str_mv 2019
2019-07-22T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/20.500.12733/1637347
SILVA, Michelle Kitayama da. Estudo de modelos matemáticos para análise da radiação solar e desenvolvimento de ferramenta para modelagem e simulação de sistemas fotovoltaicos. 2019. 1 recurso online (117 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1637347. Acesso em: 3 set. 2024.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/1637347
identifier_str_mv SILVA, Michelle Kitayama da. Estudo de modelos matemáticos para análise da radiação solar e desenvolvimento de ferramenta para modelagem e simulação de sistemas fotovoltaicos. 2019. 1 recurso online (117 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1637347. Acesso em: 3 set. 2024.
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1094100
Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDF
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
1 recurso online (117 p.) : il., digital, arquivo PDF.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1809189150858936320

Registros relacionados