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Estimação de geração de energia para sistemas fotovoltaicos conectados à rede: aprimoramentos e análises

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dc.creator.ID SOARES, R. A. pt_BR
dc.creator.Lattes http://lattes.cnpq.br/9101675888242470 pt_BR
dc.contributor.advisor1 FERNANDES JÚNIOR, Damásio
dc.contributor.advisor1ID FERNANDES Jr., D. pt_BR
dc.contributor.advisor1Lattes http://lattes.cnpq.br/3630883713661678 pt_BR
dc.contributor.advisor2 LOPES, Felipe Vigolvino.
dc.contributor.advisor2ID LOPES, F. V. pt_BR
dc.contributor.advisor2Lattes http://lattes.cnpq.br/3155646870666658 pt_BR
dc.contributor.referee1 COSTA, Edson Guedes da.
dc.contributor.referee2 REIS, Raphael Leite de Andrade.
dc.description.resumo Os sistemas de geração de energia solar fotovoltaica emergem como uma solução promissora para atender à crescente demanda por eletricidade global. Contudo, sua implementação enfrenta desafios significativos devido à complexidade na modelagem dinâmica necessária para estimar a geração de energia desses sistemas. Nesse contexto, apresenta-se uma metodologia para aprimorar o processo de estimação de energia gerada por sistemas fotovoltaicos conectados à rede, considerando os efeitos das condições climáticas e da sazonalidade do clima nos locais de instalação, bem como características físicas e elétricas desses sistemas de geração. A avaliação do desempenho da metodologia proposta (MP) foi conduzida por meio da comparação com dados reais coletados em laboratório, com uma metodologia tradicionalmente usada no mercado de energia solar e literatura, e com dados provenientes de sistemas fotovoltaicos reais instalados em diferentes cidades da Paraíba. Nos testes realizados com dados de laboratório, a MP demonstrou boa concordância, especialmente nas métricas de temperatura, que apresentaram os melhores resultados com menores erros e altos valores do fator de correlação (FC) e coeficiente de determinação (R²). Outras variáveis, como corrente e potência, apresentaram métricas semelhantes, com erros médios em torno de 18% e valores de FC e R² em torno de 0,85 e 0,73, respectivamente, indicando um ajuste satisfatório. Na aplicação em sistemas reais, observou-se que as perdas de energia devido à degradação dos módulos representam uma fonte considerável de ineficiência, variando entre 3,57% e 4,48% ao ano. Além disso, o limite de potência do inversor e suas perdas por ineficiência são os principais contribuintes para as perdas totais em corrente alternada (CA), estimadas entre 4,15% e 4,48%. Ao avaliar as estimativas de geração de energia pelos sistemas reais, a MP destacou-se com resultados mais equilibrados em comparação com a metodologia tradicional (MT), apresentando baixos valores de erros, um Erro Médio Normalizado (NMBE) de 5,8%, uma boa correlação (R² médio de 0,90) e um menor Erro Médio Quadrático Normalizado (NRMSE) médio de 20%. Esses indicadores destacam a eficiência da MP em proporcionar uma abordagem equilibrada entre subestimação e superestimação de geração de energia dos sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica. pt_BR
dc.publisher.country Brasil pt_BR
dc.publisher.department Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI pt_BR
dc.publisher.program PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA pt_BR
dc.publisher.initials UFCG pt_BR
dc.subject.cnpq Engenharia Elétrica pt_BR
dc.title Estimação de geração de energia para sistemas fotovoltaicos conectados à rede: aprimoramentos e análises pt_BR
dc.date.issued 2023-03-20
dc.description.abstract Photovoltaic solar energy generation systems emerge as a promising solution to meet the growing demand for global electricity. However, their implementation faces significant challenges due to the complexity in the dynamic modeling necessary to estimate the energy generation of these systems. In this context, a methodology is presented to enhance the process of estimating energy generated by grid-connected photovoltaic systems, considering the effects of weather conditions and seasonal climate variations at installation sites, as well as the physical and electrical characteristics of these generation systems. The performance evaluation of the proposed methodology (PM) was conducted by comparing it with real data collected in the laboratory, with a methodology traditionally used in the solar energy market and literature, and with data from real photovoltaic systems installed in different cities of Paraíba. In the tests performed with laboratory data, the PM showed good agreement, especially in temperature metrics, which presented the best results with lower errors and high values of the correlation factor (CF) and coefficient of determination (R²). Other variables, such as current and power, showed similar metrics, with average errors around 18% and CF and R² values around 0.85 and 0.73, respectively, indicating satisfactory adjustment. In the application to real systems, it was observed that energy losses due to module degradation represent a considerable source of inefficiency, ranging between 3.57% and 4.48% per year. Additionally, the power limit of the inverter and its losses due to inefficiency are the main contributors to total losses in alternating current (AC), estimated between 4.15% and 4.48%. When evaluating energy generation estimates by real systems, the PM stood out with more balanced results compared to the traditional methodology (TM), showing low error values, a Normalized Mean Bias Error (NMBE) of 5.8%, a good correlation (average R² of 0.90), and a lower average Normalized Root Mean Square Error (NRMSE) of 20%. These indicators highlight the efficiency of the PM in providing a balanced approach between underestimation and overestimation of energy generation from grid-connected photovoltaic systems. pt_BR
dc.identifier.uri http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/36559
dc.date.accessioned 2024-07-09T18:23:05Z
dc.date.available 2024-07-09
dc.date.available 2024-07-09T18:23:05Z
dc.type Dissertação pt_BR
dc.subject Perdas em sistemas fotovoltaicos pt_BR
dc.subject Inversores fotovoltaicos pt_BR
dc.subject Geração distribuída fotovoltaica pt_BR
dc.subject Estimativas de geração de energia pt_BR
dc.subject Energia solar fotovoltaica pt_BR
dc.subject Losses in photovoltaic systems pt_BR
dc.subject Photovoltaic inverters pt_BR
dc.subject Photovoltaic distributed generation pt_BR
dc.subject Energy generation estimates pt_BR
dc.subject Photovoltaic solar energy pt_BR
dc.rights Acesso Aberto pt_BR
dc.creator SOARES, Rivanildo Alves.
dc.publisher Universidade Federal de Campina Grande pt_BR
dc.language por pt_BR
dc.title.alternative Power Generation Estimation for Photovoltaic Systems Network-Connected: Enhancements and Analytics pt_BR
dc.description.sponsorship Capes pt_BR
dc.identifier.citation SOARES, Rivanildo Alves. Estimação de geração de energia para sistemas fotovoltaicos conectados à rede: aprimoramentos e análises. 2024. 108 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2024. pt_BR


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