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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Geração Distribuída (INCT-GD) – CNPq Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul - FAPERGS This work provides some conceptual and practical contributions about the use of DC–DC power converters connected as step-up/down series voltage regulators in string or multi-string architectures of grid-tie photovoltaic systems, which allow to carry out the partial power processing. In practical terms, the basic implementation restrictions and also the requirements for operation with bidirectional active power flow required to develop topologies of this type are defined. From a conceptual point of view, it is determined that the series connection is a necessary condition, but only a thorough analysis in terms of the non-active power processed can define the requirements that allow characterizing which series regulators are capable of performing partial power processing. For this, it is proposed a new application to the well-known Fryze power theory, which is used to develop a mathematical procedure that allows to evaluate both active and non-active power processing in DC–DC power converters. Through a comparative analysis between two series regulators based on H-bridge converters, it is verified that partial power processing can be achieved by adjusting the turns ratio of the transformers used in these two topologies. Thus, the main advantages of using series regulators to replace traditional step-up/down power converters are demonstrated. Based on the voltage regulation range definition and both European and Californian efficiencies, it is verified that the average value of the weighted total non-active power is higher under the cascade-connected non-inverting buck–boost operation (European: 793.18 var; Californian: 955.19 var), being lower under the series-connected full-bridge/push–pull converter (European: 518.14 var; Californian: 623.89 var) and the series-connected half-bridge/push–pull converter operation (European: 458.68 var; Californian: 552.39 var), thus this latter is the evaluated topology that performs the least power processing. In order to validate the approaches, two 2202 W prototypes were designed and submitted to numerous laboratory tests. Regarding the non-active power processed by the circuit elements of the DC–DC converters, all values obtained experimentally were consistent with the numerical and circuit simulations results. In terms of performance, the series-connected halfbridge/ push–pull prototype without snubbers resulted in weighted average global efficiencies of approximately 98.38% (European) and 98.95% (Californian). Under the same operation conditions, the cascade-connected non-inverting buck–boost prototype resulted in weighted average efficiencies of approximately 98.70% (European) and 98.73% (Californian). Esta dissertação provê contribuições conceituais e práticas quanto ao emprego de conversores CC–CC conectados como reguladores série abaixadores/elevadores de tensão em arquiteturas string ou multi-string de sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica, os quais têm se destacado por possibilitar a realização do processamento parcial de potência. Em termos práticos, são definidas as restrições básicas de implementação e também os requisitos para operação com fluxo bidirecional de potência ativa requeridos para desenvolver topologias deste tipo. Do ponto de vista conceitual, determina-se que a conexão série é uma condição necessária, mas somente uma análise em termos da potência não-ativa processada pode estabelecer os requisitos que permitem distinguir quais reguladores série são capazes de realizar o processamento parcial de potência. Para isto, propõe-se uma nova aplicação à bem-conhecida teoria de Fryze das potências, a qual é utilizada como base para desenvolver um procedimento matemático que permite avaliar o processamento de potência ativa e não-ativa em conversores CC–CC. Por meio de análises comparativas realizadas entre dois reguladores série baseados em conversores H-bridge, constata-se que o processamento parcial de potência pode ser alcançado mediante o projeto adequado da relação de espiras dos transformadores utilizados nas duas topologias. Com isto, demonstra-se as principais vantagens do uso de reguladores série em substituição aos conversores abaixadores/elevadores de tensão tradicionais. Baseado na definição da faixa de regulação de tensão e nas eficiências Europeia e Californiana, verifica-se que o valor médio da potência não-ativa total ponderada é mais significativo na operação do buck–boost não-inversor conectado em cascata (Europeia: 793,18 var; Californiana: 955,19 var), sendo menos expressivo no full-bridge/push–pull conectado em série (Europeia: 518,14 var; Californiana: 623,89 var) e no half-bridge/push–pull conectado em série (Europeia: 458,68 var; Californiana: 552,39 var), o que torna esta última a topologia avaliada que realiza o menor processamento de potência. Para validar as abordagens, dois protótipos de 2202 W foram projetados, construídos e submetidos a inúmeros ensaios de laboratório. Com relação à potência não-ativa processada pelos elementos de circuito dos conversores CC–CC, os valores obtidos experimentalmente se mostraram condizentes com os resultados das simulações numéricas e de circuito. Em termos de desempenho, o protótipo do half-bridge/push–pull conectado em série sem snubbers apresentou eficiências médias ponderadas de 98,38% (Europeia) e 98,95% (Californiana). Nas mesmas condições de operação, o protótipo do buck–boost não-inversor conectado em cascata apresentou eficiências médias ponderadas de 98,70% (Europeia) e 98,73% (Californiana).

Resumen La degradación de los paneles solares en un sistema fotovoltaico (PV ) compromete la generación eléctrica del sistema a través del tiempo. Dentro de las técnicas para monitorear el estado de los paneles PV se encuentran la termo- grafía, las comparaciones de valores de potencia y el análisis de las curvas de potencia y voltaje (P-V) de los paneles de los arreglos siempre operando a condiciones de radiación solar uniformes, sin embargo, un estudio para arreglos PV no ha sido realizado. En este artículo se describe el análisis de diferentes niveles de degradación en un arreglo PV que se encuentra sometido bajo condiciones de sombreado parcial, basándose en las distorsiones de las curvas P-V del arreglo. Por medio de simulaciones en Matlab utilizando el modelo de un solo diodo (SDM), se realizan diferentes cambios en los niveles de degradación en arreglos PV de diferentes dimensiones con perfiles de radiación definidos previamente. Abstract The degradation of solar panels in a photovoltaic (PV ) system compromises the electrical generation of the system over time. Techniques for monitoring the condition of PV panels include thermography, comparisons in the power value and analysis of the power and voltage (P-V ) curves of the panels in the array, always operating at uniform solar radiation conditions; however, it has not been considered a study for PV arrays. This article describes the analysis of different levels of degradation in a PV array under partial shading conditions, based on the distortions of the P-V array curves. Employing Matlab simulations and using the single diode model (SDM), different changes in degradation levels are made in PV arrays of different dimensions with previously defined radiation profiles. Resumo A degradação dos painéis solares num sistema fotovoltaico (PV ) compromete a geração elétrica do sistema ao longo do tempo. As técnicas de monitorização do estado dos painéis fotovoltaicos incluem a termografia, a comparação de valores de potência e a análise das curvas de potência e tensão (P-V ) dos painéis de matriz sempre a funcionar em condições uniformes de radiação solar; no entanto, não foi realizado um estudo sobre matrizes fotovoltaicas. Este artigo descreve a análise de diferentes níveis de degradação em um vetor PV sob condições de sombreamento parcial, com base nas distorções das curvas P-V do vetor. Por meio de simulações Matlab utilizando o modelo de diodo único (SDM), diferentes mudanças nos níveis de degradação são feitas em matrizes fotovoltaicas de diferentes dimensões com perfis de radiação previamente definidos.

Submitted by WANDERLEY ARAÚJO DE CASTRO JÚNIOR (wanderley.castro@unesp.br) on 2020-01-14T19:32:33Z No. of bitstreams: 1 castrojunior_wa_me_ilha.pdf: 3386700 bytes, checksum: 87ed0782ae2b99adb5998d0077fe00b2 (MD5) Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2020-01-15T12:43:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 castrojunior_wa_me_ilha.pdf: 3386700 bytes, checksum: 87ed0782ae2b99adb5998d0077fe00b2 (MD5) Made available in DSpace on 2020-01-15T12:43:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 castrojunior_wa_me_ilha.pdf: 3386700 bytes, checksum: 87ed0782ae2b99adb5998d0077fe00b2 (MD5) Previous issue date: 2020-01-07 Este trabalho apresenta uma avaliação dos aspectos da instalação de sistemas de geração distribuída fotovoltaica (GDFV) em unidades consumidoras sujeitas à cobrança de reativos no Brasil. A avaliação dos possíveis impactos técnicos e financeiro é realizada sob o alicerce da legislação e normativas aplicáveis. São abordados os modos de medição, sistema tarifário aplicado à unidade em estudo, bem como um comparativo com outros tipos de unidades consumidoras com geração distribuída (GD). São realizadas projeções de funcionamento em condições definidas, faz-se uso do equacionamento definido pela legislação e normas vigentes. Também é realizado um estudo de caso em uma unidade consumidora real. Como resultado apresentam-se gráficos que ilustram o comportamento da curva de geração fotovoltaica, consumo demandado, consumo medido, bem como o comportamento do fator de potência em unidades com GDFV instalada. Isto viabiliza a aferição de eventuais pontos positivos e negativos da instalação de GD nesse tipo de unidade consumidora. No estudo de caso também são apresentadas, em forma de tabela, os valores e percentuais de economia da unidade, comparando com o período sem GDFV. Por fim, são avaliados os possíveis impactos no tempo de retorno do investimento, contribuições negativas na qualidade de energia do sistema elétrico e apresentadas propostas de soluções para sanar ou atenuar os problemas encontrados. This paper presents an evaluation of the aspects of the installation of photovoltaic distributed generation systems in consumer units subjected to reactive charging in Brazil. The assessment of possible technical and financial impacts is carried out on the basis of applicable legislation and regulations. Measurement modes are addressed, the tariff system applied to the unit studied, a comparison is made with other types of consumer units with distributed generation (DG). Operating projections are carried out under defined conditions, using the equation defined by current legislation and standards. A case study is also performed in a real consumer unit. As a result we present graphs that illustrate the behavior of the photovoltaic generation curve, demanded consumption, measured consumption, as well as the behavior of the power factor in units with installed photovoltaic distributed generation system. This makes it possible to measure any positive and negative points of the installation of DG in this type of consumer unit. In the case study are also presented in table form the values and percentages of economy of the unit, comparing with the period without distributed photovoltaic generation. Finally, the possible impacts on return on investment time, negative contributions on the electric power quality of the electric system are evaluated and proposals of solutions to solve or mitigate the problems are presented.

There are five main institutions that develop research and provide data regarding photovoltaic energy generation in Brazil, they are: Brazilian Electricity Regulatory Agency (ANEEL); Energy Research Office (EPE); International Renewable Energy Agency (IRENA); Institute for the Development of Alternative Energies in Latin America (IDEAL); and Greener (a research and consultancy company specialized in the photovoltaic solar energy sector). The reports provided by these institutions present a large volume of data and information, this factor makes hard task of understanding the Brazilian photovoltaic market. Therefore, this paper purposes to present an overview about the development of photovoltaic generation in Brazil, through of an unpublished compilation and analysis of the data provided by the institutions previously cited. For this, initially the factors that contributed to the implementation and expansion of this sector are presented. Following, it is presented the main resolutions for the implementation of distributed generation, as well as organizations responsible for the standardization, operation, testing and expected requirements for connection of renewable sources in the electrical system. Quantitative data about energy installed, number of installations approvals, distribution of installations by sector of society, number homologations by power range and cost distribution for the implementation of these systems are provided. Finally, the incentive policies, credit lines and future perspectives for the development of the photovoltaic sector in Brazil are presented.

Esta Tese apresenta diversas modalidades de degradação de materiais que afetam a operação de módulos fotovoltaicos ao longo de vários anos de utilização. Para abordar estes fenômenos foram analisados dois sistemas com diferentes tempos de operação em duas localidades distintas, mas cujos módulos fotovoltaicos têm a mesma tecnologia de fabricação. Uma das instalações tem tempo de utilização de vinte e quatro anos, próximo do limite máximo da vida útil indicada pelos fabricantes, a outra em operação há quinze anos, no período de meia-vida. Foi aplicada uma metodologia para detectar os diferentes modos de degradação, buscando-se observar os problemas que surgem durante o ciclo de operação das instalações. Foram utilizadas técnicas de termografia, ensaios de curva I-V e imagens de eletroluminescência para investigar os defeitos que ocorreram pela exposição dos sistemas aos longos períodos de operação citados. Os principais defeitos generalizados encontrados foram o escurecimento e as delaminações do encapsulamento das células, influenciando a deterioração da camada antirreflexiva. Apesar dos modos de degradação observados, é possível indicar que os sistemas ainda continuam dentro de expectativa de boa operação, com degradação média em potência entre 0,4% e 0,7% ao ano. This Thesis presents several modalities of degradation of materials that affect the operation of photovoltaic modules over several years of use. To address these phenomena we analyzed two systems with different operating times in two different locations, but whose photovoltaic modules have the same manufacturing technology. One of the installations has a service life of twenty-four years, close to the maximum life limit stated by the manufacturers, the other has been in operation for fifteen years, i.e., in the half-life. A methodology was applied to detect the different degradation modes, seeking to observe the problems that arise during the operation cycle of the facilities. Thermography techniques, I-V curve tests and electroluminescence images were used to investigate the defects that occurred by exposing the systems to the long periods of operation as mentioned. The main generalized defects found were the darkening and delaminating of cell encapsulation, influencing the deterioration of the antireflective layer. Despite the degradation modes observed, it is possible to indicate that the systems still remain within the expectation of good operation, with average degradation between 0.4% and 0.7% per year.

El presente trabajo de tesis, presenta el análisis de diferentes técnicas del algoritmo de búsqueda del punto de maxima de potencia (Maximum Power Point Tracker – MPPT) en sistemas de paneles fotovoltaicos en condiciones de sombreado parcial. A diferencia de los estudios actuales realizados en esta temática, este estudio se centra en una estructura de electrónica de potencia altamente eficiente como es el Convertidor de Doble Puente Activo Resonante Serie (Dual Active Bridge Serie Resonant - DAB-SR) y los bloques de control para transferir la máxima potencia a este convertidor. Por ello, el aporte científico de este estudio es la implementación de diferentes estrategias MPPT ante condiciones de sombreado parcial, pero en una estructura DAB-SR. El estudio abarca el diseño del convertidor, la implementación de técnicas de control en lazo cerrado y el análisis de la eficiencia en la transferencia de potencia ante condiciones de sombrado y no sombrado parcial. Los bloques de control tales como el seguimiento del punto de máxima potencia del arreglo de paneles fotovoltaicos y la modulación de los puentes activos son implementados en el Block C de PSIM®. El controlador de la tensión del panel fotovoltaico para MPPT es diseñado en función de los parámetros de las características del panel PV utilizando el software MATLAB®. La validación del funcionamiento de los algoritmos MPPT en el convertidor DABSR fue realizado en el software de simulación PSIM®. En la primera etapa de este estudio, el sistema fotovoltaico fue dimensionado y simulado para condiciones de irradiancia uniforme para una potencia de 500W. El algoritmo implementado en el convertidor DAB-SR para el MPPT en estas condiciones fue el Perturbar y Observar. En una segunda etapa, diferentes algoritmos de búsqueda del punto de máxima potencia para condiciones de sombreado parcial fueron analizados. La evaluación y clasificación de dichos algoritmos fue realizado con el método multicriterio basado en la entropía de Shannon. Dicha evaluación obtuvo como resultado preliminar que la MPPT basado en el algoritmo de enjambre de partículas, permite obtener mejores performances. En efecto, en condiciones de sombreado parcial aparecen varios picos de potencia, es decir, aparecen muchas potencias máximas locales. Por ello, para encontrar la máxima potencia global, se requiere un algoritmo que busque dicho punto utilizando inteligencia artificial como es el caso del algoritmo de Optimización por Enjambre de Partículas. Con este resultado preliminar, tomando en cuenta condiciones de irradiancia no uniformes debido a un sombreado parcial en la superficie del arreglo de paneles fotovoltaicos, el sistema fotovoltaico de 500W fue evaluado en el DAB-SR utilizando el algoritmo de Optimización por Enjambre de Partículas. Finalmente, para validar las performances del algoritmo de enjambre de partículas en el DAB-SR ante condiciones de sombreado parcial, los resultados obtenidos fueron comparados con el algoritmo MPPT modificado. Los resultados validan la hipótesis del trabajo, que el algoritmo MPPT por Optimización del Enjambre de Partículas implementado en un DAB-SR ofrece mejores performances ante condiciones de sombreado parcial. Tesis

La propuesta de investigación doctoral consiste en la realización de una Evaluación Ambiental Estratégica a la explotación petrolera costa afuera en la región del caribe colombiano, guiado por la necesidad de los planes gubernamentales de realizar estas actividades y la oposición generada por los accidentes ambientales ocurridos en Colombia y alrededor del mundo; la investigación buscara generar una guía que permita fortalecer el plan de desarrollo desde los marco institucionales y políticos. Empresas vinculadas al sector petrolero y gasífero, tales como la Agencia Nacional de Hidrocarburos (ANH), Comisión de Regulación de Energía y Gas (CREG), la Unidad de Planeación Minero-Energética (UPME), empresas operadoras de campos costa afuera, además del Ministerio de Minas y Energía. En términos generales, las entidades encargadas de la regulación, planeación y control del mercado del gas y el petróleo. Los eventuales resultados de esta tesis doctoral implicarían un cambio en los esquemas para la exploración y explotación de los campos petroleros costa afuera en la región caribe de Colombia. La Evaluación Ambiental Estratégica permitirá tener un modelo de evaluación para generar propuestas y recomendaciones para la formulación de una política petrolera adaptada a la problemática ambiental y social del país.

Submitted by Paula Candeias (paula.candeias@lneg.pt) on 2021-03-29T09:14:16Z No. of bitstreams: 1 AS2_Nogueira_Pain-fotov-e-turb-eoli-em-fim-de-vida-probl-ou-oportun_RenovMagaz_41_2020 (1).pdf: 473637 bytes, checksum: bee3eb43e09dcf727ed322e7ce2d0de8 (MD5) Approved for entry into archive by Paula Candeias (paula.candeias@lneg.pt) on 2021-03-29T09:14:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AS2_Nogueira_Pain-fotov-e-turb-eoli-em-fim-de-vida-probl-ou-oportun_RenovMagaz_41_2020 (1).pdf: 473637 bytes, checksum: bee3eb43e09dcf727ed322e7ce2d0de8 (MD5) Made available in DSpace on 2021-03-29T09:14:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AS2_Nogueira_Pain-fotov-e-turb-eoli-em-fim-de-vida-probl-ou-oportun_RenovMagaz_41_2020 (1).pdf: 473637 bytes, checksum: bee3eb43e09dcf727ed322e7ce2d0de8 (MD5) Previous issue date: 2020 info:eu-repo/semantics/publishedVersion

Submitted by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2021-02-10T16:06:00Z No. of bitstreams: 1 DM_MarcoLima_2020_MEESE.pdf: 7456333 bytes, checksum: 8418cdb4f7f4459f5c41146659c7c5c4 (MD5) Approved for entry into archive by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2021-02-10T16:06:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DM_MarcoLima_2020_MEESE.pdf: 7456333 bytes, checksum: 8418cdb4f7f4459f5c41146659c7c5c4 (MD5) Made available in DSpace on 2021-02-10T16:06:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DM_MarcoLima_2020_MEESE.pdf: 7456333 bytes, checksum: 8418cdb4f7f4459f5c41146659c7c5c4 (MD5) Previous issue date: 2020

O Rio Grande do Sul tem se destacado no mercado nacional de energia solar, apesar dos níveis de radiação solar serem menores que no restante do território brasileiro, o estado é atualmente o segundo maior em potência instalada de sistemas fotovoltaicos urbanos no país. Neste sentido, é importante conhecer a capacidade de geração da região. Esse estudo visa levantar as metodologias existentes para estimar o potencial de geração fotovoltaica em sistemas de geração distribuída de eletricidade e aplicar uma metodologia em regiões da cidade de Porto Alegre. Inicialmente, 30 bairros foram escolhidos por critério de renda e levantadas as áreas dos telhados de regiões por meio de inspeção visual de imagens de satélite da ferramenta virtual Google Earth. Posteriormente, foi estimado o potencial de geração de energia elétrica por conversão fotovoltaica. Na estimativa foi proposto um cenário prevendo ocupação de 70% das faces úteis das coberturas. Os resultados foram comparados com a estimativa de consumo residencial. Com o estudo é possível concluir que a geração distribuída de energia tem potencial para atender parcialmente a demanda da área analisada. Rio Grande do Sul has stood out in the Brazilian solar energy market, although solar radiation levels are lower than in the rest of the national territory, the state is currently the second largest in installed power of urban photovoltaic systems in the country. In this sense, it is important to know the generation capacity of the region. This study aims to survey the existing methodologies to estimate the potential of photovoltaic generation in distributed electricity generation systems and to apply a methodology in regions of the city of Porto Alegre. Initially, 30 neighborhoods were chosen by income criteria and surveyed the roof areas of regions by visual inspection of satellite images of the Google Earth virtual tool. Subsequently, the potential for electricity generation by photovoltaic conversion was estimated. In the estimate it was proposed a scenario foreseeing occupation of 70% of the useful faces of the covers. The results were compared with the estimated residential consumption. With the study it is possible to conclude that the distributed power generation has the potential to partially meet the demand of the analyzed area.

Orientador: Prof. Dr. Federico Bernardino Morante Trigoso Coorientador: Prof. Dr. Ricardo da Silva Benedito Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Energia, Santo André, 2020. O aumento combinado da demanda de energia e a quantidade de gases de efeito estufa (GEE) na atmosfera forçam a geração de energia a percorrer um caminho sustentável. A conversão fotovoltaica (FV) 'e uma das tecnologias emergentes que apontam como uma fonte potencial de energia para os próximos anos. O objetivo da pesquisa 'e avaliar a viabilidade de propor um modelo hidro solar sustent'avel para substituir o atual modelo de produção de energia no Brasil. A revisão de usinas fotovoltaicas flutuantes apontou uma participação muito pequena dessa tecnologia, apesar da excepcional condição geofísica do país. A grande extensão de terra ocupada por módulos FV para gerar quantidades significativas de energia sugere o uso de superfícies de 'aguas abertas para a instalação de grandes usinas fotovoltaicas. A quantidade expressiva de 'areas inundadas pelos reservat'orios de Usinas Hidrelétricas (UHE) no Brasil foi avaliada para identificar o potencial para a implementação de Usinas Fotovoltaicas Flutuantes (USFF) próximas às barragens das UHE. USFF podem produzir eletricidade em conjunto com as UHE. O modelo hidro solar proposto alia instalações fotovoltaicas a hidrelétricas, refor¸cando a sinergia entre elas. Compensando uma as deficiências da outra, formarão em conjunto um sistema de geração sustentável de energia elétrica, otimizando seu custo com garantias de produção ao, durante o dia, sendo que as USFF ocupariam apenas uma pequena fração da área disponível dos lagos e reservatórios das UHE. O resultado desta pesquisa identificou que, usando menos de 10% de sua superf'icie, os reservatórios de UHE no Brasil podem acomodar USFF, suprindo a demanda de eletricidade com energia solar durante as horas de pico de irradiação enquanto UHE equilibram redes com energia hidrelétrica durante horas de baixa/nenhuma irradiação, melhorando assim a flexibilidade operacional do Setor El'etrico Brasileiro (SEB). Este modelo pode disponibilizar para o Operador Nacional do Sistema El'etrico (ONS) 200 TWh adicionais anualmente The combined increase of energy demand and the amount of greenhouse gases (GHG) in the atmosphere force the power generation to ride by a sustainable path. Photovoltaic (PV) conversion is one of the emerging technologies pointing out as a potential source of energy for the coming years. This research aims to evaluate the feasibility of proposing a sustainable hydro-solar model to replace the current model of power production in Brazil. The review of floating PV power plants has pointed very small participation of this technology despite the exceptional country¿s geophysical condition. The big land extension occupied by solar panels to generate significant amounts of energy suggests the use of open water surfaces for the installation of large PV plants. The expressive amount of flooded areas by Hydroelectric Power Plants (HEPP) reservoirs was evaluated to identify the potential for the implementation of PV Floating Power Plants (PV-FPP) near the HEPP dams. PV-FPP can produce electricity integrated with HEPP. The proposed hydro-solar model combines the PV-FPP with the HEPP operation, reinforcing the synergy between them, compensating for the deficiencies of the other, forming together a sustainable power generation system, optimizing its cost with production guarantees, during the day, while occupying only a small fraction of the available area of the HEPP¿s lakes and reservoirs. As a result of this study, it was found that by using less than 10% of their surface the HEPP reservoirs in Brazil can accommodate PV-FPP supplying the electricity demand with solar energy during peak irradiation hours while balancing grids with hydro-power during low/no irradiation times, improving the operational flexibility of the Brazilian Electrical Sector (BES). This model may make available yearly to the National Electric System Operator (ONS) additional 200 TWh.

Para a operação e manutenção de sistemas de geração de eletricidade que utilizam a tecnologia fotovoltaica, diversos testes elétricos e não elétricos devem ser conduzidos durante sua vida útil. Um dos ensaios relevantes é o que permite levantar a curva I-V (corrente versus tensão) do gerador fotovoltaico, pois através da análise da sua curva característica é possível chegar a resultados que permitem avaliar o seu desempenho e qualidade além de permitir o diagnóstico de alguns defeitos previstos. Para a sua obtenção é necessário aplicar um equipamento específico que atenda os limites de tensão e corrente da amostra que está sendo testada. Assim, este trabalho descreve as etapas de desenvolvimento e construção de um equipamento traçador de curvas I-V para aplicação em arranjos fotovoltaicos com tensões e correntes de até 1.200 V e 100 A, respectivamente. A proposta contempla o desenvolvimento do hardware e do software necessário para avaliação dos parâmetros elétricos possíveis de serem extraídos do ensaio de curva I-V. Também foi proposta uma metodologia com objetivo de orientar o diagnóstico de falhas através da forma da curva I-V. A calibração do instrumento permitiu avaliar que a incerteza elétrica na medida da tensão e da corrente foi inferior a 0,6% nas quatro escalas, considerando o pior caso. As medidas de temperatura de célula e irradiância solar apresentam incertezas absolutas de 0,6 °C e 35 W/m², respectivamente. Através dos ensaios realizados em um arranjo de 50 kW de uma usina fotovoltaica, foi possível avaliar o desempenho do equipamento, comprovando que apresenta as características necessárias para uso em sistemas fotovoltaicos de grande porte. Several electrical and non-electrical tests must be conducted throughout the life cycle of a photovoltaic plant, either for the operation as well as the maintenance of electricity generation systems using this technology. One of the most significant test is the determination of the photovoltaic device I-V curve. From the analysis of the I-V curve the quality and performance of the photovoltaic generator can be evaluated and many defects can be detected and diagnosed. Therefore, an apparatus capable of withstanding the voltage and current limits of the specimen under test is required. This work proposes the steps of development and construction of an I-V curve tracer device for applications in photovoltaic systems with voltages up to 1,200 V and currents up to 100 A. This proposal contemplates the development of the hardware and software necessary to evaluate the electrical parameters that can be inferred from the I-V curve test. A methodology was also proposed in order to guide the diagnosis of failures from the analysis of the the I-V curve shape. The calibration of the instrument revealed that the electrical uncertainties in the measurement of voltage and current were less than 0.6% in the four scales, considering the worst case. The absolute uncertainty in the measurement of temperature was of 0.6 °C and in the irradiance was of 35 W/m². From the tests carried out in a 50 kW array of a PV plant it was possible to evaluate the performance of the equipment, demonstrating that it has the necessary characteristics for use in large PV systems.

TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Campus Araranguá. Engenharia de Energia. Este trabalho tem como objetivo analisar o impacto de um sistema fotovoltaico de microgeração na qualidade de energia de um prossumidor do grupo A, mais especificamente um edifício público de educação. Diversos indicadores são úteis para a análise da qualidade de energia, dentre eles, o fator de potência, que indica a quantidade de energia reativa em relação à energia ativa. O foco deste trabalho será mostrar os valores de fator de potência em um sistema fotovoltaico conectado à rede, além de discutir sua influência na rede local. Os sistemas fotovoltaicos conectados à rede são aplicáveis em modelos de geração distribuída. Cabe a este artigo revisar também os conceitos de qualidade de energia, distorções harmônicas e fator de potência. A importância de um sistema fotovoltaico instalado em um campus universitário, não somente da perspectiva da instalação elétrica e de custos com energia, mas também como objeto de estudo para os discentes, serão temas abordados neste estudo. This article aims to analyze the impact of a photovoltaic micro-generation system on the power quality of a group A consumer, specifically a public education building. Several indicators are useful for power quality analysis, among them the power factor, which indicates the amount of reactive energy in relation to the active energy. The focus of this paper will be to show the power factor values in a on-grid photovoltaic system, and to discuss their influence on the local grid. Photovoltaic systems connected on the grid are relevant in distributed generation models. This article also reviews the concepts of power quality, harmonic distortions and power factor. The importance of a photovoltaic system installed on a university campus, not only from the perspective of electrical installation and energy costs, but also as an object of study for students, will be another topic in this study.

En el año 2013 el Grupo en Energías Renovables diseñó e instaló un sistema fotovoltaico experimental conectado a red de 6,72 kWp, con fines de investigación y promoción de esta tecnología de generación de energía eléctrica. Este sistema está emplazado en el acceso al edificio del Departamento de Ingeniería de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura de la Universidad Nacional del Nordeste. Complementariamente a la instalación y a efectos de evaluar el desempeño anual del sistema en nuestra región, se presenta en este trabajo el cálculo de los parámetros característicos, y las pérdidas de energía del sistema fotovoltaico conectado a red para el año 2018. La evaluación del sistema fotovoltaico se realizó en base a la determinación de los índices establecidos en la norma IEC 61724 empleando las metodologías establecidas en esta. Los resultados obtenidos muestran que este tipo de sistemas integrados arquitectónicamente se pueden utilizar para implementar generación distribuida en la región norte de Argentina, y se tendrán mejores resultados siempre y cuando las redes de baja tensión presenten mayor confiabilidad y estabilidad en sus parámetros. Fil: González Mayans, Alexis Raúl. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina Fil: Cadena, Carlos Alberto. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Salta. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional; Argentina Fil: Firman, Andrés Danilo. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura; Argentina Fil: Vera, Luis Horacio. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura; Argentina Fil: Cadena, Carlos Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Salta. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional. Grupo Vinculado al INENCO - Instituto de Investigaciones y Políticas del Ambiente Constituido | Universidad Nacional de Salta. Facultad de Cienicas Exactas. Departamento de Física. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional. Grupo Vinculado al INENCO - Instituto de Investigaciones y Políticas del Ambiente Constituido; Argentina

A energia elétrica, após a Segunda Revolução Industrial, se tornou um bem essencial para a população mundial. Com os impactos causados no meio ambiente pelas fontes poluentes de energia, a conscientização da produção de energia limpa vem ganhando destaque em nível mundial. Dessa forma, as fontes de energia renovável e limpa ganham espaço em relação às fontes de energia tradicionais poluentes. Os sistemas fotovoltaicos podem colaborar com a redução do consumo de energia nas unidades consumidoras na qual foram implantados e podem contribuir com a redução da demanda de energia fornecida pela rede de distribuição de energia da concessionária. Assim, o objetivo desta Tese é prover métodos de modelagem, simulação e controle de sistemas fotovoltaicos visando auxiliar projetos de sistemas fotovoltaicos, analisar a qualidade da energia produzida, os impactos que esses sistemas causam na rede de distribuição e realizar o controle da geração de energia de sistemas fotovoltaicos. Propõe-se, então, realizar a estimação de parâmetros do modelo de único diodo por meio de métodos de otimização e analítico. A estimação dos parâmetros é realizada para aprimorar a modelagem de um módulo fotovoltaico e, consequentemente, seu desempenho a nível de geração de energia. Em seguida, simulações de sistemas fotovoltaicos conectados à rede são propostas com o intuito de analisar os impactos que a geração de energia fotovoltaica implica sobre as cargas atendidas e sobre a rede de distribuição. Por fim, propõe-se um método de controle dos fluxos de energia em um sistema consistindo de sistema fotovoltaico e armazenamento de energia, de forma a reduzir a energia consumida da rede de distribuição de energia da concessionária. Os fluxos de energia, neste sistema com armazenamento de energia (sistema híbrido), podem ser combinados para fornecer potência para uma carga ou injetar potência na rede de distribuição. Os resultados apresentados mostram os benefícios da estimação de parâmetros de um módulo fotovoltaico quanto à sua geração de potência; as vantagens das simulações de sistemas fotovoltaicos, tanto para o consumidor que instalou o sistema quanto em nível de projeto da rede de médio a longo prazo para a concessionária de energia; e a otimização obtida através do controle de sistemas híbridos de energia, reduzindo os custos do consumo de energia de uma carga e utilizando, de forma mais satisfatória, o sistema de armazenamento de energia. After the Second Industrial Revolution, the electric energy became an essential item for the world population. Beyond the environmental impacts caused by polluting energy sources, the awareness of clean energy generation has been growing worldwide. In this way, renewable and clean energy sources gain prominence in relation to traditional dirty energy sources. Photovoltaic systems can help to reduce the energy consumption at the consumer units in which they are deployed and it can contribute to reducing the energy demand provided by the utility power grid. Thus, the objective of this work is to provide modeling, simulation and control methods for photovoltaic systems in order to assist the photovoltaic systems projects, to analyze the quality of the energy produced, the impacts that these systems cause on the distribution network and to perform the control of power generation of photovoltaic systems. It is proposed to develop optimization and analytical methods for the estimation of the parameters of the single diode model. The estimation of the parameters is performed to improve the modeling of a photovoltaic module and, consequently, its performance in the generation of energy. Then, simulations of grid-connected photovoltaic systems are proposed with the purpose of analyzing the impacts that the photovoltaic energy generation implies on the consumer loads and on the distribution network. Finally, it is proposed a method of energy flow control in a system consisting of photovoltaic system and energy storage system, in order to reduce the energy consumed from the utility grid. The energy flows in this electric system with energy storage system (hybrid system) can be combined to provide power for a load or inject power into the distribution network. The results presented show the benefits of the estimation of parameters of a photovoltaic module in terms of power generation. The results of the simulations show the impacts of photovoltaic systems for the consumer who installed the system and for the utility to design its energy distribution networks in medium and long-term. The results of the controller present the optimization achieved through the control of hybrid energy systems, reducing the costs of the energy consumption of a load and making the most efficient use of the energy storage system. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

A energia renovável já é uma realidade no Brasil e cada vez mais se tem registros da implantação de parques eólicos e sistemas fotovoltaicos alicerçando o desenvolvimento nacional no que diz respeito à disponibilidade de energia elétrica. Este fato vem sendo impulsionado pelas crescentes pesquisas e desenvolvimento de materiais e equipamentos mais eficientes, bem como a criação e a atualização de normas e padrões que têm como intuito fomentar o uso dessas tecnologias. Sendo assim, a proposta deste trabalho é a criação de uma aplicação WEB associada a um sistema microcontrolado, acessada pela rede mundial de computadores, que possibilita ao usuário acompanhar a geração de energia do seu sistema fotovoltaico, propiciando a sua gestão eficiente e das faturas a serem analisadas. Esta aplicação será desenvolvida em linguagem de programação PHP, que servirá como uma interface homem-máquina, onde serão mostrados os dados oriundos de um hardware desenvolvido conjuntamente com a aplicação, que conterá todos os sensores necessários para a captação de grandezas elétricas e ambientais. Os valores coletados da planta solar poderão ser armazenados em diversos pontos como o banco de dados do sistema. Além disso, esta aplicação poderá ser utilizada em indústrias que possuam sistemas fotovoltaicos instalados em suas dependências, já que as informações que serão disponibilizadas pela aplicação poderão atender alguns setores da empresa como: manutenção, ao verificar a eficiência da geração de energia da planta do sistema; e financeiro, a partir dos dados obtidos, observar se realmente o sistema está sendo eficiente na redução dos custos de energia. Renewable energy is already a reality in Brazil and there are more and more records of deployment of wind farms and photovoltaic systems underpinning the development regarding the availability of electricity. This fact comes being driven by the growing research and development of materials and equipment, as well as the creation and updating of standards and standards designed to encourage the use of these technologies. Therefore, the The purpose of this paper is to create a WEB application associated with a controlled by the world wide web, which allows monitor the power generation of their photovoltaic system, providing their efficient management and invoices to be analyzed. This application will be developed in PHP programming language, which will serve as a human machine interface where data from hardware developed jointly with the application, which will contain all sensores required for the capture of electrical and environmental quantites. The values collected from the solar plant can be stored at various points such as the system database. In addition, this application can be used in industries that have photovoltaic systems installed. dependencies, since the information that will be made available by the application, may serve some sectors of the company such as maintenance, checking the efficiency power generation of the system plant; and financial, from the data obtained, whether the system is actually being efficient in reducing the costs of energy.

La Ley 1715 de 2014 expandió las posibilidades para la las energías no convencionales en el país permitiéndole a los usuarios del servicio eléctrico con capacidad de generación venderle sus excedentes al operador de red, sin embargo, al ser la remuneración por esta acción un crédito de energía, el incentivo para hacerlo no es lo suficientemente atractivo. En miras de mejorar los incentivos existentes, en el presente proyecto se diseñó un modelo de negocio que le permitiera a los residentes de un conjunto residencial comercializar sus de excedentes de energía con el resto de residentes aprovechando la capacidad de generación energética (mediante sistemas fotovoltaicos) y de almacenamiento energético (baterías inteligentes) que tendrían las viviendas. El modelo fue simulado en el programa computacional Arena de Rockwell Automation, entre los resultados obtenidos se verificó una disminución de la dependencia del conjunto residencial al operador de red en un 29% y la presencia de beneficios monetarios representativos para los residentes. Finalmente, con el fin garantizar eficiencia, seguridad y eliminar la necesidad de intermediarios se propuso la tecnología Blockchain para realizar las transacciones. Law 1715 of 2014 signified a great leap for non-conventional energies in Colombia by allowing generation capable users to sell their surpluses to the network operator. However, incentives that currently exist are not attractive enough since surpluses are paid for as energy credits. Set to increase the incentives, a business model for energy surplus commercialization that would allow the residents of a residential complex to market their surpluses with the rest of the residents, taking advantage of the power generation capacity through photovoltaic systems and energy storage capabilities homes would have, was designed in this project. The model was simulated in the Rockwell Automation Arena computer program, among the results obtained a 29% decrement in residential complex - network operator by 29% and representative monetary benefits for residents are highlighted. Finally, Blockchain technology was proposed as a mechanism to carry out the transactions in order to eliminate the need for third party intermediaries and ensure security throughout the process.

Resumen Este artículo, muestra la implementación de una interfaz gráfica desarrollada en MATLAB para el dimensionamiento de los principales componentes de un sistema fotovoltaico, sea conectado a la red como autónomo. El primer paso consiste en el cálculo de la cantidad de paneles requeridos para cierta demanda de energía y para ciertas variaciones que dependen del sistema y de los niveles de radiación solar en la zona, seguidamente se dimensiona el banco de baterías -para el caso de los sistemas autónomos (off-grid)-, posteriormente se dimensionan los inversores y los reguladores de carga -en caso de tener banco de baterías-. Por último, la interfaz muestra una tabla de resumen con la cantidad de elementos a utilizar, así como las características eléctricas nominales de estos. Abstract This paper shows a graphical interface implementation carried out using MATLAB to determine the size of the main components of a photovoltaic system. With this interface it is possible to select the main components in off-grid and on-grid systems. First, it is necessary calculate the photovoltaic array according to the energy demand and some conditions related to solar radiation and the system’s configuration. Then, for off-grid systems, it will be necessary to determine the size and array for the batteries. After that, it will possible to select solar controllers (for off grid systems) and inverters (for both kinds of systems). Finally, the graphical interface will show a summary table with the quantity of each component and its main electrical specs.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais Este trabalho trata de sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica. Mais especificamente, do aproveitamento de energias renováveis e controle da corrente injetada. Ao longo da proposta, inicia-se por uma breve apresentação da estrutura da conversão fotovoltaica, do estado da arte de inversores de potência, suas topologias básicas e estruturas de modulação, justificando a escolha do inversor NPC - 3 níveis (Neutral Point Clamped Inverter) e do filtro passivo indutivo. Na abordagem do processo de conexão à rede, detalham-se as estruturas de controle da tensão CC, o algoritmo de sincronismo de fase (PLL - Phase Locked Loop), o compensador de corrente e as rotinas de proteção, que atuam no domínio da tensão CC, da corrente CA, bem como do estado da rede CA (tensão e frequência) e os mecanismos de proteção das variáveis envolvidas. Em conjunção ao estado da arte, são apresentados elementos e métodos que tornaram possível a implementação prática, situando a característica física de alguns componentes, com enfoque na unidade de processamento (DSP), sensores e circuitos de auxílio à comutação, que efetuam o controle digital. Ao final, uma amostra dos resultados obtidos apresenta alguns sinais internos ao controle, como a operação em malha aberta, tensão e corrente sobre os semicondutores, ganho estático e sincronismo. Na conexão à rede, o destaque deve-se à comparação entre as técnicas de compensação terminal do ganho de modulação, em que as tensões CA e CC, que compõem a ação de controle, são apresentadas sob a forma do valor de referência, ou da respectiva medida (variável sensoriada). O desempenho é visto em termos de aproveitamento de potência, qualidade das formas de onda, destacando desafios e aspectos potenciais do projeto. This work presents a photovoltaic energy system connected to the grid. More specifically, the renewable energy and injected current conditioning. Initially, it is presented a brief description about photovoltaic structures, as solar resource, cell's technologies, I-V curves and MPPT algorithms. Then, it follows a state-of-art review about most common topologies and modulation techniques, in which it is stressed the choice of NPC-3L associated with an inductive filter. The control of grid connected systems includes outer voltage loop, Phase Locked Loop, in order to synchronization, inner current loop and protection schemes design. In this case, the under and overvoltage at DC bus , AC overload and anti-islanding strategies are mentioned. About the prototype, it is showed physical components and their limitations, as well as the methods applied, which they became feasible the experimental analysis: DSP, sensors and gate drivers. At last, the results present some internal open-loop signals, as static gain curve, voltage and current waveforms in semiconductors and PLL dynamics. About grid connected systems, it compares the terminal compensation previously to the modulation. In other words, it refers to AC and DC voltage signals that it evaluates control action signal at output current loop. In this case, if the DC voltage is the reference or the instantaneous value, with AC component, the dynamics is not the same. Moreover, there are differences if the AC voltage is the PLL output, without harmonics, or a grid measurement. So, the efficiency, power quality, and steady state waveforms highlight about the potential aspects and limitations of this research. Dissertação (Mestrado)

A utiliza??o de sistemas fotovoltaicos de gera??o distribu?da tem crescido consideravelmente no Brasil, e a cada dia mais sistemas s?o conectados ? rede el?trica. Este trabalho apresenta o desenvolvimento e an?lise de um sistema fotovoltaico de 20 kWp instalado em solo em uma propriedade rural associada ? Cooperativa Agroindustrial Consolata, localizada no oeste do Paran?, com utiliza??o de m?dulos fotovoltaicos de sil?cio multicristalino. Foram realizadas simula??es do sistema utilizando o programa PV*SOL Premium, estabelecendo o melhor local para instala??o, com o ?ngulo ?timo de inclina??o do arranjo fotovoltaico em 18 ?, produtividade estimada de 1612 kWh/kWp e desempenho global de 85,2 %. Os m?dulos fotovoltaicos foram caracterizados eletricamente sob condi??es padr?o, onde todos apresentaram pot?ncia nominal acima do valor de cat?logo. Realizaram-se inspe??es da instala??o e medi??es in loco a partir da utiliza??o de c?lulas solares calibradas e c?mera termogr?fica, para confrontar dados obtidos por meio de simula??es e do sistema de aquisi??o de dados. Efetuaram-se inspe??es e testes no sistema de aterramento, atrav?s do m?todo de queda de potencial, com utiliza??o de terr?metro digital. A produtividade e o desempenho global (PR) foram determinados para 12 meses de opera??o do sistema fotovoltaico, onde observou-se que o PR medido foi de apenas 4,2 % menor que o simulado. Por fim o estudo de viabilidade econ?mica apresentou um retorno de investimento de 9 anos para instala??o em solo. The use of distributed generation photovoltaic systems has grown considerably in Brazil, and every day more systems are connected to the grid. This work presents the development and analysis of a photovoltaic system of 20 kWp ground-mounted in a rural property associated with the Consolata Agroindustrial Cooperative located in the west of Paran?, using photovoltaic modules of multicrystalline silicon. System simulation was performed using the PV * SOL Premium program, establishing the best location for installation, with the optimum angle of inclination of the PV array at 18 ?, estimated productivity of 1612 kWh/kWp and performance ratio of 85.2 %. The photovoltaic modules were electrically characterized under standard conditions and they all had nominal power above the catalog value. Facility inspections and measurements in loco were performed using calibrated solar cells and thermographic camera to compare data obtained through simulations and the data acquisition system. Inspections and tests were performed in the grounding system, through the potential drop method, using a digital earth tester. Productivity and performance ratio (PR) were determined for 12 months of operation of the photovoltaic system where it was observed that the measured PR was only 4.2 % smaller than the simulated one. Finally, the study of the economic feasibility, presented a 9 years pay-back of investment for ground-mounted PV system. Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES

This paper shows a graphical interface implementation carried out using MATLAB to determine the size of the main components of a photovoltaic system. With this interface it is possible to select the main components in off-grid and on-grid systems. First, it is necessary calculate the photovoltaic array according to the energy demand and some conditions related to solar radiation and the system’s configuration. Then, for off-grid systems, it will be necessary to determine the size and array for the batteries. After that, it will possible to select solar controllers (for off grid systems) and inverters (for both kinds of systems). Finally, the graphical interface will show a summary table with the quantity of each component and its main electrical specs. Este artículo, muestra la implementación de una interfaz gráfica desarrollada en MATLAB para el dimensionamiento de los principales componentes de un sistema fotovoltaico, sea conectado a la red como autónomo. El primer paso consiste en el cálculo de la cantidad de paneles requeridos para cierta demanda de energía y para ciertas variaciones que dependen del sistema y de los niveles de radiación solar en la zona, seguidamente se dimensiona el banco de baterías -para el caso de los sistemas autónomos (off-grid)-, posteriormente se dimensionan los inversores y los reguladores de carga -en caso de tener banco de baterías-. Por último, la interfaz muestra una tabla de resumen con la cantidad de elementos a utilizar, así como las características eléctricas nominales de estos.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior O avanço tecnológico das últimas décadas vem culminando na expansão dos sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica (grid-tied) tanto no Brasil quanto no exterior, trazendo consigo o interesse da comunidade científica na busca por técnicas de extração global de máxima potência que sejam eficientes, simples e baratas. Dentro deste contexto, o presente trabalho propõe uma nova estratégia de GMPPT (do inglês, Global Maximum Power Point Tracking) que utiliza em seu controle apenas os sensores de tensão e corrente no ponto de conexão com a rede elétrica, trazendo ganhos no que tange ao custo de implementação dos sistemas fotovoltaicos conectados à rede. Para alcançar o ponto de máxima potência (PMP) são realizadas perturbações em uma variável denominada Tolerância, que, por sua vez, constitui-se no máximo valor de erro admissível entre a corrente eficaz de referência e a corrente imposta no indutor de saída (DeltaRMS). A corrente de pico utilizada como referência no controle do inversor é incrementada ou decrementada de acordo com a comparação entre a Tolerância e DeltaRMS. Todo o projeto da técnica proposta e dos seus controladores é minuciosamente descrito. A fim de realizar a comparação de desempenho, as técnicas clássicas de MPPT Perturbe e Observe e Condutância Incremental também são incluídas em todas as etapas do trabalho. Os resultados experimentais apresentam elevado fator de rastreamento (FR) para a técnica proposta (99,90%), tendo ainda excelente resposta quanto à identificação de pontos falsos de máxima potência a partir do escaneamento da curva característica com o subsequente direcionamento da operação para o ponto de máxima potência global. The technological advance of the last decades has culminated in the expansion of grid-tied photovoltaic systems in Brazil and abroad, bringing with it the interest of the scientific community in the search for Global Maximum Power Point Tracking (GMPPT) techniques that are efficient, simple and cheap. In this context, the present work proposes a new GMPPT strategy that uses only the voltage and current sensors at the point of connection to the grid, reducing the costs of power inverters. To reach the maximum power point (MPP) a disturbance is performed on a variable called Tolerance, which in turn constitutes the maximum permissible error value between the reference current and the current imposed on the output inductor (DeltaRMS). The peak current used as a reference in the inverter control is incremented or decremented according to the comparison between Tolerance and DeltaRMS. The entire design of the proposed technique and its controllers is described in detail. In order to perform performance comparison, the classic MPPT techniques Perturb and Observe and Incremental Conductance are also included in all stages of the work. The experimental results presented a high tracking factor (TF) for the proposed technique (99.90%), and also had an excellent response regarding the identification of false maximum power points from the scanning of the characteristic curve with the subsequent targeting of the operation to the global maximum power point. Tese (Doutorado)

Submitted by Wagner Junior (wagner.junior@unioeste.br) on 2019-10-02T13:41:44Z No. of bitstreams: 2 Gustavo_Andre_Barbado_Farias_2019.pdf: 4131150 bytes, checksum: 8bdaceb89894324c9818b7ab8947ff3c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Made available in DSpace on 2019-10-02T13:41:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Gustavo_Andre_Barbado_Farias_2019.pdf: 4131150 bytes, checksum: 8bdaceb89894324c9818b7ab8947ff3c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2019-04-12 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES In recent years, it has become increasingly common to use Distributed Generation (DG) systems with renewable energy sources to compensate for both increased energy demand and the environmental impacts caused by the use of conventional sources. Within this context, one of the main used technologies is photovoltaic generation. With this, it becomes increasingly necessary to study strategies that guarantee a good performance of this type of system during electrical faults, and also a good post-fault recovery. This work deals with the dynamic characterization of DG grid-connected photovoltaic systems during faults. Then, simulations were made for the case of a 500-kW photovoltaic generation system. The first simulations had the purpose of demonstrating the effects of the operating limits of the converters on the dynamic behavior of the main variables of the system. Thus, the windup phenomenon is presented, which occurs when the current limits of the inverter are reached, directly affecting the final performance of the control meshes involved, causing undesired variation peaks and delays in the post-fault recovery. However, this work also presents an anti-windup strategy applied to the DC link voltage and reactive power control loops. These actions improved the system’s post-fault performance by reducing recovery time and eliminating large peaks in voltage, current and active power variations. The actions also avoided sudden variations in both the DC link voltage and the power generated by the photovoltaic array after the fault elimination. Thus, the anti-windup actions proved to be quite efficient in the dynamic improvement of the photovoltaic system during faults, regardless of the fault condition and the operating point of the system. In addition, a strategy for limiting the DC link during the fault was also proposed using an anti-windup analogue control scheme that acts on the duty cycle of the MPPT control loop. This strategy showed that it is possible to limit DC link voltage during the fault by reducing the photovoltaic array power generation and, in practice, could help to eliminate some protection problems involving the DC link voltage, such as the disconnection of the system from the main grid. Nos últimos anos, tem se tornado cada vez mais comum o uso de sistemas de Geração Distribuída (GD) com fontes renováveis de energia para compensar tanto o aumento da demanda energética, quanto os impactos ambientais causados pelo uso de fontes convencionais. Neste contexto, uma das principais tecnologias empregadas é a de geração fotovoltaica. Com isso, torna-se cada vez mais necessário estudar estratégias que garantam um bom desempenho deste tipo de sistema durante faltas elétricas, e também uma boa recuperação pós-falta. Este trabalho aborda a caracterização dinâmica de sistemas fotovoltaicos de GD conectados à rede elétrica durante faltas. Para isso, foram realizadas simulações para o caso de um sistema fotovoltaico de 500 kW. As primeiras simulações tiveram a finalidade de demonstrar os efeitos dos limites operativos dos conversores sobre o comportamento dinâmico das principais variáveis do sistema. Com isso, é apresentado o fenômeno de windup, que ocorre quando os limites de corrente do inversor são atingidos, afetando diretamente o desempenho final das malhas de controle envolvidas, causando picos de variação indesejados e atrasos na recuperação pós-falta. No entanto, este trabalho também apresenta uma estratégia de anti-windup aplicada às malhas de controle de tensão do elo CC e de potência reativa. Estas ações melhoraram o desempenho pós-falta do sistema pela redução do tempo de recuperação e pela eliminação de grandes picos de variação de tensão, corrente e potência ativa. As ações também evitaram variações súbitas tanto na tensão do elo CC quanto na potência gerada pelo conjunto fotovoltaico após a eliminação da falta. Dessa forma, as ações anti-windup se mostraram bastante eficientes na melhoria dinâmica do sistema fotovoltaico durante faltas, independente da condição de falta e do ponto de operação do sistema. Além disso, também foi proposta uma estratégia de limitação do elo CC durante a falta, utilizando um esquema de controle análogo ao anti-windup, que atua sobre o duty cycle da malha de controle MPPT. Esta estratégia mostrou que é possível limitar a tensão do elo CC através da redução da geração de potência pelo conjunto fotovoltaico e, na prática, poderia auxiliar na eliminação de alguns problemas de proteção envolvendo a tensão do elo CC, como o desconexão do sistema.

CNPq Neste trabalho, um modelo de 15 parâmetros baseado no circuito elétrico de um diodo para módulos fotovoltaicos é proposto. A vantagem deste modelo é sua capacidade de representar os fenômenos físicos que ocorrem nas células fotovoltaicas quando ocorrem variações nas condições ambientais, como temperatura e irradiância. Além disso, uma técnica de estimação de parâmetros precisa é proposta para este novo modelo, baseado no algoritmo de otimização “busca por padrões” (Pattern Search - PS). O circuito equivalente de um diodo, modelo mais comumente utilizado, é composto por cinco parâmetros desconhecidos. A grande maioria das técnicas de estimação existentes na literatura identifica esses cinco parâmetros para um valor específico de irradiância e temperatura. Assim, este modelo simplificado com cinco parâmetros é capaz somente de representar uma única curva característica I-V por vez. Isto significa que diferentes conjuntos de cinco parâmetros devem ser encontrados para cada condição ambiental. Além do mais, como os parâmetros são obtidos por um simples ajuste matemático da curva I-V, há uma falta de significado físico nos parâmetros, ou seja, torna-se difícil de extrapolar novos conjuntos de parâmetros para uma nova condição ambiental através dos conjuntos previamente obtidos. No modelo adaptativo de 15 parâmetros proposto, é necessário executar a técnica de estimação de parâmetros apenas uma vez, pois o modelo é válido para toda a faixa de valores das condições ambientais disponíveis ao usuário, sejam elas curvas originadas a partir de datasheets ou experimentalmente. Além disso, as restrições impostas a cada parâmetro no processo de estimação garantem o seu significado físico, tornando o modelo capaz de emular o comportamento físico de módulos fotovoltaicos de diferentes tecnologias, tornando-o particularmente útil em técnicas de seguimento do ponto de máxima potência (MPPT) baseadas em modelo e em tarefas como o diagnóstico de falhas e/ou manutenção preditiva e corretiva de sistemas fotovoltaicos. Os resultados de comparação, baseados em curvas experimentais, são apresentados para verificar a eficácia do modelo e da técnica de estimação de parâmetros propostos. Por fim, o modelo proposto é aplicado em uma técnica de MPPT híbrida operado em um sistema fotovoltaico autônomo, composto por um microconversor c.c./c.c. de alto ganho, em que diversos resultados de simulação e experimentais deste sistema fotovoltaico são apresentados, a fim de demonstrar a eficácia das propostas deste trabalho. In this work, a 15-parameter model based on the electric circuit of one diode for photovoltaic modules is proposed. The advantage of this model is its ability to represent the physical phenomena that occur in photovoltaic cells when variations in environmental conditions such as temperature and irradiance occur. In addition, a precise parameter estimation technique is proposed for this new model, based on the Pattern Search algorithm. The equivalent circuit of a diode, the most commonly used model, is composed of five unknown parameters. The vast majority of estimation techniques in the literature identify these five parameters for a specific value of irradiance and temperature. Thus, this simplified five-parameter model is capable of representing only one I-V characteristic curve at a time. This means that different sets of five parameters must be found for each environmental condition. Moreover, since the parameters are obtained by a simple mathematical adjustment of the I-V curve, there is a lack of physical meaning in the parameters, i.e., it becomes difficult to extrapolate new sets of parameters to a new environmental condition through the previously obtained sets. In the proposed 15-parameter adaptive model, it is necessary to perform the parameter estimation technique only once, since the model is valid for the entire range of environmental conditions available to the user, whether curves originated from datasheets or experimentally. In addition, the constraints imposed on each parameter in the estimation process guarantee its physical meaning, making the model capable of emulating the physical behavior of photovoltaic modules of different technologies, making it particularly useful in maximum power point tracking techniques (MPPT) based on model and tasks such as fault diagnosis and/or predictive and corrective maintenance of photovoltaic systems. The comparison results, based on experimental curves, are presented to verify the effectiveness of the model and the technique of estimation of proposed parameters. Finally, the proposed model is applied in a hybrid MPPT technique operated in an autonomous photovoltaic system, composed of a d.c./d.c microconverter of high gain, in which several simulation and experimental results of this photovoltaic system are presented, in order to demonstrate the effectiveness of the proposals of this work.

Architectural heritage represents a material production as a way to express pastsocieties identity, it is also a way to connect with values predecessors users. Historical buildings represent an era culture and are an important research source. In this context, there are several considerations about energy efficiency and photovoltaic use to make this buildings more sustainable. These modifications also are aligned to current needs of reducing buildings environmental impact of. Thus, main objective of this work is to analyze relationship between architectural heritage and energy efficiency plus solar photovoltaic generation, using two historic buildings in Santa Maria, RS. First, a bibliographic review was carried out about energy efficiency and Brazilian laws related with public buildings, and solar photovoltaic generation. The methodology followed this steps: case studies selection and identification as a reference historical building, application of Brazilian law RTQ-C, prescriptive method in each building; design of PV system shadows considerate; comparative of results obtained and conclusions. As a results was obtained two building evaluation energy efficiency level, where it was noticed that both reach levels between a C and an E. These historical construction systems differ from todays constructions, which can negatively influence the classification of the efficiency level. Both Manoel Ribas School and Palace Dr. Astrogildo de Azevedo obtained level E in the envelope and reached level C as a General Label. As for shading analysis, Manoel Ribas School is not influenced by shading of the surroundings, since it is implanted in an isolated lot. Palacete Dr. Astrogildo de Azevedo as being inserted in dense urban environment, is greatly impaired due shadowing caused by surrounding buildings. Modules were installed in Manoel Ribas School rooftop, which would generate building most electrical energy demand (eighty-four percent). For Palace Dr. Astrogildo de Azevedo, modules arranged on the roof would reach sixteen percent of building demand. Some alternatives may be proposed so that integration of PV systems is possible, such as arrangement of modules only in places where they are not visible from facades, or even choice of another location for system deployment. It was possible to conclude that installation of a photovoltaic system in historical buildings would increase their energy efficiency,since both would present classification level B, but the architectural characteristics of the buildings and the visual impact of these could be impaired by designers making the analyzes prioritizing the generation of energy or minimal architectural influence. Changes in lighting and air conditioning systems are indicated to increase the classification of the level of energy efficiency, since they are the ones that can offer a lower cost of intervention and great benefit. O patrimônio arquitetônico representa a produção material, capaz de expressar a identidade de sociedades passadas, carregadas de valores de seus antecessores. Edifícios históricos representam a cultura de uma época e são uma importante fonte de pesquisa e preservação da identidade cultural. Nesse contexto, surgem considerações sobre a eficiência energética e a utilização de módulos fotovoltaicos contribuindo para a geração de energia da edificação e tornando os edifícios mais sustentáveis e aliados às atuais necessidades de diminuição de impacto ambiental das construções. Assim, o objetivo principal deste trabalho é analisar a relação do patrimônio arquitetônico edificado com a eficiência energética e geração solar fotovoltaica, a partir da análise de dois edifícios históricos na cidade de Santa Maria, RS. Para o desenvolvimento deste trabalho, foi realizada uma revisão bibliográfica com os conceitos de eficiência energética e o atual Regulamento Técnico de Qualidade para o nível de Eficiência Energética de edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos e, geração solar fotovoltaica. A metodologia teve sequência com as etapas: seleção e identificação dos estudos de caso, avaliação das edificações segundo o RTQ-C, pelo método prescritivo, dimensionamento do sistema solar fotovoltaico (FV) a partir das possibilidades da máxima integração, sombreamento e interferência visual, análise dos resultados obtidos e conclusões da pesquisa. Nos resultados obtidos na avaliação do nível de eficiência energética das edificações, ambas obtiveram níveis de classificação na Etiqueta Geral, variando entre os níveis C e E. Os sistemas construtivos de edificações históricas diferenciam-se das construções atuais, o que pode influenciar negativamente na classificação do nível de eficiência. Tanto o Colégio Manoel Ribas quanto o Palacete Dr. Astrogildo de Azevedo obtiveram nível E na envoltória e atingiram nível C na Etiqueta Geral. Quanto à análise de sombreamento, o Colégio Manoel Ribas não sofre influência do sombreamento do entorno. O Palacete dr. Astrogildo de Azevedo, por estar inserido em meio urbano denso, fica prejudicado em razão do sombreamento ocasionado pelos edifícios do entorno. Foram dispostos módulos na cobertura do Colégio Manoel Ribas, o que geraria a maioria da demanda de energia elétrica da edificação (oitenta e quatro por cento). No Palacete Dr. Astrogildo de Azevedo, os módulos dispostos na cobertura, atingiriam dezesseis por cento da demanda da edificação. Algumas alternativas podem ser propostas para que a integração de sistemas FV sejam possíveis, como a disposição dos módulos somente em locais onde não sejam visíveis da fachada principal, ou até a escolha de um outro local para implantação do sistema. Conclui-se que a instalação de um sistema fotovoltaico nas edificações aumentaria a eficiência energética, pois ambas passariam a apresentar Etiqueta Geral de classificação nível B, mas as características arquitetônicas das edificações e a impacto visual destas poderiam ser prejudicadas cabendo aos projetistas fazer as análises priorizando a geração de energia ou mínima influência arquitetônica. Alterações nos sistemas de iluminação e ar condicionado apresentam-se como indicados para ampliar a classificação do nível de eficiência energética, pois são os que podem oferecer menor custo de intervenção e grande benefício.

Solar energy is a clean and renewable energy production option and can be applied to pumping water. Pumping water with photovoltaic solar energy is one of the technologies that has stood out in the country. In this context, the work aimed to evaluate the different methods of a drip irrigation system as a function of the use of an indoor amorphous photovoltaic pumping system, without electrical energy storage. The study was installed at the State University of Western Paraná. Voltage and current data were generated by the photovoltaic panels; solar irradiation was measured by the pyranometer device; the water pump flow rate was determined using the flow meter and in-line drip tube types. Irrigation performance was determined by the water distribution uniformity coefficients (CUD) and Christiansen’s uniformity coefficient (CUC). Tests were performed on open and partially cloudy days. The experiment totaled 40 sampled data, half being collected on sunny days and the other half on partially cloudy days, at 9:45 am; 11:00 am; 1:30 pm and 3:00 pm. The methodology had the greatest influence on the CUD value. For the CUC parameter, the values were approximately 89% for the studied methods. Values remained under control for the Shewhart graph, but with the process capacity index affected. La energía solar es una opción de producción de energía limpia y renovable y se puede aplicar al bombeo de agua. El bombeo de agua con energía solar fotovoltaica es una de las tecnologías que se ha destacado en el país. En este contexto, el trabajo tuvo como objetivo evaluar los diferentes métodos de un sistema de riego por goteo en función del uso de un sistema de bombeo interior amorfo fotovoltaico, sin almacenamiento de energía eléctrica. El estudio se instaló en la Universidad Estatal del Oeste de Paraná. Los datos de voltaje y corriente fueron generados por los paneles fotovoltaicos; la irradiación solar se midió mediante el dispositivo de piranómetro; el caudal de la bomba de agua se determinó utilizando el medidor de flujo y los tipos de tubo de goteo en línea. El rendimiento del riego se determinó mediante los coeficientes de uniformidad de distribución del agua (CUD) y el coeficiente de uniformidad de Christiansen (CUC). Las pruebas se realizaron en días abiertos y parcialmente nublados. El experimento totalizó 40 datos muestreados, la mitad recolectados en días soleados y la otra mitad en días parcialmente nublados, a las 9:45 am; 11 a.m; 1:30 pm y 3:00 pm. La metodología tuvo la mayor influencia en el valor CUD. Para el parámetro CUC, los valores fueron aproximadamente del 89% para los métodos estudiados. Los valores permanecieron bajo control para la parcela de Shewhart, pero con el índice de capacidad del proceso afectado. A energia solar é uma opção limpa e renovável de produção de energia e pode ser aplicada no bombeamento de água. O bombeamento de água com energia solar fotovoltaica é uma das tecnologias que tem se destacado no país. Neste contexto, o trabalho teve como objetivo avaliar os diferentes métodos de um sistema de irrigação por gotejamento em função da utilização de um sistema de bombeamento fotovoltaico amorfo indoor, sem armazenamento de energia elétrica. O estudo foi instalado na Universidade Estadual do Oeste do Paraná. Os dados da tensão e corrente elétrica foram gerados pelos painéis fotovoltaicos; a irradiação solar foi medida pelo aparelho piranômetro; a vazão da bomba d'água foi determinada usando o medidor de vazão e os tipos de tubos de gotejamento em linha. O desempenho da irrigação foi determinado pelos coeficientes de uniformidade de distribuição de água (CUD) e pelo coeficiente de uniformidade de Christiansen (CUC). Os testes foram realizados em dias de céu abertos e parcialmente nublados. O experimento totalizou 40 dados amostrados, sendo metade coletados em dias ensolarados e a outra metade em dias parcialmente nublados, às 9h45; 11h00; 13h30 e 15h00. A metodologia apresentou maior influência no valor do CUD. Para o parâmetro CUC, os valores foram de aproximadamente 89% para os métodos estudados. Os valores permaneceram sob controle para o gráfico de Shewhart, mas com o índice de capacidade do processo afetado.

A small wind-power system intended for electric supply of a research greenhouse at the local University facilities in San Julian region incorporates a photovoltaic (PV) array and regulator, which is described in this report together with its data-acquisition system. The main application is control and lighting. The Alternative Energy Group at the University seeks through this project to acquire knowledge and practical experience in the combination of renewable energy sources for optimal electrical supply of isolated systems, their associated measurements and processing of resulting data

espanolLa estimacion de la radiacion solar es fundamental para quienes participan en la planificacion de granjas de energia solar, ya sean aisladas o conectadas a las redes de distribucion electrica. Esto para el aprovechamiento de las fuentes de energia renovables, reducir el impacto producido por el cambio climatico, e incrementar los indices de cobertura en el servicio electrico. De igual manera, el numero de estaciones de medicion existentes es insuficiente para cubrir toda la geografia de una region, y muchas de ellas no estan capturando datos de radiacion solar. Por consiguiente, es importante hacer uso de modelos matematicos, estadisticos y de inteligencia artificial que permitan predecir la radiacion solar a partir de datos meteorologicos disponibles. En este trabajo se utilizaron conjuntos de datos tomados de estaciones de medicion ubicadas en las ciudades de Cali y Villavicencio, ademas de un conjunto de datos generado por la API World Weather Online para la ciudad de Mocoa. La razon fue realizar estimaciones de radiacion solar utilizando distintas tecnicas de aprendizaje automatico para regresion y clasificacion; el principal objetivo fue evaluar su desempeno. Aunque en la mayoria de los trabajos relacionados los investigadores utilizaron el aprendizaje profundo para la prediccion de la radiacion solar, este estudio demostro que, si bien las redes neuronales artificiales son la tecnica mas utilizada, otros algoritmos de aprendizaje automatico como Random Forest, Maquinas de Soporte Vectorial y AdaBoost tambien proporcionan estimaciones con suficiente precision para ser utilizados en este campo de estudio. EnglishEstimation of solar radiation is essential to help decision-makers in the planning of isolated solar energy farms or connected to electricity distribution networks to take advantage of renewable energy sources, reduce the impact produced by climate change, and increase coverage rates in electricity service. The number of existing measurement stations is insufficient to cover the entire geography of a region, and many of them are not capturing solar radiation data. Therefore, it is important to use mathematical, statistical, and artificial intelligence models, which allow predicting solar radiation from meteorological data available. In this work, datasets taken from measurement stations located in the cities of Cali and Villavicencio were used, in addition to a dataset generated by the World Weather Online API for the town of Mocoa, to carry out solar radiation estimations using different machine learning techniques for regression and classification to evaluate their performance. Although in most related works researchers used deep learning to predict solar radiation, this work showed that, while artificial neural networks are the most widely used technique, other machine learning algorithms such as Random Forest, Vector Support Machines and AdaBoost, also provide estimates with sufficient precision to be used in this field of study.

Submitted by Neusa Fagundes (neusa.fagundes@unioeste.br) on 2019-05-13T12:36:09Z No. of bitstreams: 2 Igor_Schram2019.pdf: 4808664 bytes, checksum: b24bb307edc54520ef755fe486c3dc2c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Made available in DSpace on 2019-05-13T12:36:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Igor_Schram2019.pdf: 4808664 bytes, checksum: b24bb307edc54520ef755fe486c3dc2c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2019-02-19 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Faced with the demand for solar energy from alternative sources, in addition to being clean and renewable, photovoltaic solar energy is an increasingly attractive option. Thus, an investment feasibility analysis is required in a solar photovoltaic installation. In this work, an analysis of the cost variability of the installation of the photovoltaic system in Brazil (R$/kWp) by the Monte Carlo method is carried out and compared to the variation in countries where the technology is already established and developed in the world, such as China, United States and Germany. Also by the Monte Carlo method, it is evaluated the levelized cost of energy (R$/kWh) in the different regions of the country and is considered an electric energy tariff for its viability. In addition, a combination of photovoltaic systems in Brazil is analyzed and the viability of different powers installed at different levels of solar energy in the extension of the national territory is analyzed. All analyzes are based on official documents and scientific papers. The cost of photovoltaic systems in Brazil has an average value of about 2,100 $/kWp, lower than that of the United States and decreases exponentially as the power of the system increases. The viability occurs in different ways in each region of Brazil and at different levels of solar radiation. The Northeast region appears as the most feasible to invest in photovoltaic systems among all regions. It was found that the variability depends mainly on the level of solar radiation, the power of the photovoltaic system and the current electric energy tariff charged by the local utility. Diante da crescente demanda por fontes de energia alternativas, além de limpas e renováveis, a energia solar fotovoltaica se insere como uma opção cada vez mais atrativa. Assim, faz-se necessária uma análise de viabilidade de investimento em uma instalação solar fotovoltaica. Neste trabalho, é realizada uma análise da variabilidade do custo da instalação do sistema fotovoltaico no Brasil (R$/kWp) pelo método de Monte Carlo e comparada com a variabilidade do custo em países nos quais a tecnologia já está estabelecida e desenvolvida no mundo, como China, Estados Unidos e Alemanha. A partir do método de Monte Carlo também é verificado o custo nivelado de energia do sistema fotovoltaico (R$/kWh) nas diferentes regiões do país e comparado à tarifa de energia elétrica a fim de avaliar a sua viabilidade. Além disso, é levantada a curva de custo de sistemas fotovoltaicos no Brasil e analisada a viabilidade de diferentes potências instaladas em diferentes níveis de radiação solar na extensão do território nacional. Todas as análises são feitas com base em documentos oficiais e trabalhos científicos. O custo dos sistemas fotovoltaicos no Brasil tem um valor médio de cerca de 2.100 $/kWp, inferior ao dos Estados Unidos e decresce exponencialmente conforme o aumento da potência do sistema. A viabilidade apresenta-se de diferentes formas em cada região do Brasil e em diferentes níveis de radiação solar. A região Nordeste aparece como a mais viável para investir em sistemas fotovoltaicos dentre todas as regiões. Constatou-se que a variabilidade depende principalmente do nível de radiação solar, da potência do sistema fotovoltaico e da tarifa de energia elétrica vigente cobrada pela concessionária local.

The photovoltaic solar energy, as an alternative source of electricity, has developed globally at a fast pace in recent years. Curiously, the favorable conditions for the diffusion of this technology in Brazil, such as high levels of solar irradiation, and one of the most expensive energy tariffs in the world were not sufficient to make the country a leader in this sector. Solar power remains at an infant stage in Brazil. For this reason, this study aims to explore the main factors explaining this situation. I do so by adopting Porter’s diamond framework for the analysis of the sector. Based on the analysis of the five aspects of the model, it was possible to conclude that Brazil already has a strong foundation for the development of the photovoltaic industry, such as a favorable regulation, geographical location and financial incentives. However, to become a leader in solar energy, the national photovoltaic industry must be competitive internationally. Furthermore, attractive financing lines in addition to industrial policies and gains of scale are essential. A energia solar fotovoltaica, como fonte alternativa de eletricidade, se desenvolveu globalmente em ritmo acelerado nos últimos anos. Curiosamente, as condições favoráveis para a difusão dessa tecnologia no Brasil, como os altos níveis de irradiação solar e uma das tarifas de energia mais caras do mundo, não foram suficientes para tornar o país um líder no setor. A energia solar permanece em um estágio inicial no Brasil. Este trabalho tem como objetivo explorar os principais fatores que explicam esta situação. Eu faço isso adotando a estrutura do diamante de Porter para a análise do setor. Com base na análise dos cinco aspectos do modelo, foi possível concluir que o Brasil já possui uma base sólida para o desenvolvimento da indústria fotovoltaica, como regulação favorável, localização geográfica e incentivos financeiros. No entanto, para se tornar um líder em energia solar, a indústria fotovoltaica nacional precisa ser competitiva em relação à internacional. Além disso, é necessário desenvolver linhas de financiamento atraentes, além de políticas industriais e ganhos de escala.

La presente memoria recoge un análisis acerca de las pérdidas de energía por suciedad que aparecen en plantas fotovoltaicas de generación eléctrica por deposición de esta sobre la superficie de los módulos fotovoltaicos, así como un estudio económico sobre los métodos y las rutinas de limpieza empleados en la actualidad. En este proyecto se hará especial hincapié en los factores ambientales que afectan al ensuciamiento o a la limpieza de los paneles fotovoltaicos, remarcando como aquellos más importantes la concentración de partículas en el aire, el viento y las precipitaciones. Sin dejar de mencionar la acción antropogénica. Posteriormente, se analizarán los métodos de limpieza existentes, tanto manuales como automatizados, desde un punto de vista técnico y económico; y, en base al análisis previo, se obtendrá un algoritmo de cálculo del periodo de limpieza económicamente óptimo esperando que el factor de pérdidas por suciedad llegue a un cierto valor, lo cual ha resultado ser óptimo. En último lugar, se verán una serie de casos, realizando un repaso del proceso de análisis de pérdidas y de la determinación de la causa de estas, debidas a la acumulación de suciedad, llegándose a encontrar con casos de pérdidas mayores al 10 % sin percibirse de forma visual nivel de suciedad superior a un 5 %. Máster Universitario de Energías Renovables en Sistemas Eléctricos Curso académico. Curso 2018/2019

Actualmente las empresas de servicios públicos demandan procesos o esquemas eficientes que permitan una mejora continua en sus operaciones, contribuyendo a la cadena de valor y generando mayor rentabilidad. Para presentar una propuesta de un Modelo que contribuya a reducir las pérdidas comerciales de energía, es necesario conocer la situación actual del negocio, recursos, necesidades, perspectiva a corto, mediano y largo plazo, es decir, definir un Plan Estratégico, para ello es necesario presentar los diferentes escenarios y validar la mejor opción. Lo anterior permite rentabilidad financiera, ambiental y social. El propósito de este proyecto es presentar una secuencia estructurada de metodología de implementación de herramientas específicas de la ingeniería Industrial, desarrollo de mercados de energía sobre la red de distribución, utilización de herramientas tecnológicas y recursos del Estado, para ello se define una hoja de ruta del Modelo que permite la reducción de las pérdidas comerciales de energía, impactando de manera positiva el flujo de Caja del negocio de energía y por ende de la empresa, el cual puede ser replicado en otras empresas

Submitted by Paula Candeias (paula.candeias@lneg.pt) on 2020-07-07T16:27:12Z No. of bitstreams: 1 AS5_AJoyce-Fotovoltaico_RenMagaz39.pdf: 579565 bytes, checksum: 047032dc86fd82ca0a30f4b779a2eee9 (MD5) Approved for entry into archive by Paula Candeias (paula.candeias@lneg.pt) on 2020-07-07T16:27:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AS5_AJoyce-Fotovoltaico_RenMagaz39.pdf: 579565 bytes, checksum: 047032dc86fd82ca0a30f4b779a2eee9 (MD5) Made available in DSpace on 2020-07-07T16:27:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AS5_AJoyce-Fotovoltaico_RenMagaz39.pdf: 579565 bytes, checksum: 047032dc86fd82ca0a30f4b779a2eee9 (MD5) Previous issue date: 2019 info:eu-repo/semantics/publishedVersion

Este trabalho tem o intuito avaliar a efetiva geração de energia elétrica de um Sistema Fotovoltaico Conectado à Rede (SFCR), enquadrado na modalidade de Geração Distribuída, pelo período de um ano, e compará-la com resultados de simulação em PVSyst, além de avaliar dados climáticos de estação meteorológica local e compará-los com a base de dados de irradiação utilizada para simulação, assim como realizar uma avaliação do retorno financeiro do projeto nas principais distribuidoras de energia elétrica do Rio Grande do Sul (RS) e estimar o impacto ambiental da geração de energia do SFCR em termos da redução na emissão de dióxido de carbono. O SFCR, de 40,32 kWp, está instalado na cidade de Arroio do Meio, situada em uma região com alta concentração de instalações fotovoltaicas no RS. Em 2018, o SFCR entregou 54.811 kWh de energia elétrica, com Produtividade anual de 1.359 kWh/kWp, Rendimento Global do Sistema de 86,78% e Fator de Capacidade de 15,52%. Identifica-se que os resultados de simulação para a entrega de energia ficaram 15% acima do que o SFCR efetivamente produziu em 2018, o que ocorre, principalmente, em função da Irradiação Global Horizontal medida de 2018 ser 13% inferior à irradiação utilizada pelo PVSyst, através de seu banco de dados Meteonorm 7.1. Portanto, assume-se que 2018 não correspondeu a um ano típico de irradiação solar. Por outro lado, o SFCR entregou em 2018 um Rendimento Global do Sistema de 86,78%, superior ao estimado em simulação, de 85,12%, sendo este um indicativo de uma instalação bem realizada. Ainda, verifica-se que o investimento em um SFCR, nas características desse projeto, é atrativo financeiramente para as três principais distribuidoras de energia do RS. The objectives of this work are to evaluate the effective electricity generation of a grid connected photovoltaic system (SFCR), in a Distributed Generation contract, for a period of one year, and to compare it with PVSyst simulation results, besides evaluating climate data from a local weather station and compare them with the irradiation database used for simulation, as well as evaluate the financial return of the project at the main electricity distributors in Rio Grande do Sul (RS) and estimate the environmental impact of SFCR's energy generation in terms of the reduction in carbon dioxide emissions. The SFCR, 40.32 kWp, is installed in the city of Arroio do Meio, located in a region with high concentration of photovoltaic installations in RS. In 2018, the SFCR delivered 54,811 kWh of electricity, with annual Productivity of 1,359 kWh/kWp, Performance Ratio of 86.78% and Capacity Factor of 15.52%. It is identified that the simulation results for energy delivery were 15% higher than the SFCR actually produced in 2018, which is mainly due to the Global Horizontal Irradiation measure of 2018 being 13% lower than the irradiation used by PVSyst, through its Meteonorm 7.1 database. Therefore, it is assumed that 2018 did not correspond to a typical year of solar irradiation. On the other hand, the SFCR delivered in 2018 a Performance Ration of 86.78%, higher than the estimated in simulation, of 85.12%, which is indicative of a well-executed installation. Also, it is verified that the investment in a SFCR, following the characteristics of this project, is financially attractive to the three main distributors of energy of the RS.