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Mestrado - Édwin Augusto Tonolo

por dirppg-ct publicado 25/09/2019 08h44, última modificação 25/09/2019 08h44
Análise dos fatores de perdas nos sistemas fotovoltaicos da UTFPR campus Curitiba
Quando
27/09/2019
de 14h00 até 17h00
(America/Sao_Paulo / UTC-300)
Onde
Sede Central: Sala Q-003
Participantes
Prof. Jair Urbanetz Junior, Dr. Orientador - UTFPR
Banca Examinadora:
Prof. Jair Urbanetz Junior, Dr. Presidente - UTFPR
Prof. Gerson Maximo Tiepolo, Dr. - UTFPR
Prof. João Américo Vilela Junior, Dr. - UFPR
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Resumo: A crescente demanda por energia elétrica aliada com a preocupação com a poluição mundial, estão fazendo com que os países invistam em formas mais sustentáveis para a geração de energia. A energia solar fotovoltaica aparece com a fonte renovável mais consolidada no cenário mundial, onde os relatórios mundiais apresentam constantes aumentos de potência instalada, principalmente nos países mais desenvolvidos do mundo. Para que um sistema fotovoltaico apresente os resultados esperados, são necessários vários estudos no local de instalação, para que as perdas sejam minimizadas. A Universidade Tecnológica Federal do Paraná possui dois sistemas fotovoltaicos instalados em suas sedes, no centro e Neoville. Os índices de mérito aparecem como importante método de cálculo para comparação de sistemas fotovoltaicos de distintas magnitudes e localizações, tendo o EV taxa de desempenho médio de 71,93% enquanto o Neoville 77,79%. Com o intuito de determinar o quanto cada fator de perda impacta na geração de energia, uma série de experimento foram realizados nos sistemas fotovoltaicos. O estudo revelou que para a sede centro, o inversor apresenta os maiores índices de perdas, com eficiência máxima de 92%, o que pode ser explicado por ser de modelo antigo e apresentar em sua construção um transformador. A sujidade também foi fonte de estudos, sendo fortemente impactantes na performance do sistema, sendo que em pós período de forte estiagem, apenas a autolimpeza dos módulos trouxe um crescimento de aproximadamente 8% em ambos os locais estudados. O sombreamento, pelo EV estar localizado no centro da cidade, apresentou impacto de 4%. As instalações elétricas foram corretamente dimensionadas para a potência e comprimento do cabeamento, resultando em 0,45% de perdas. O ângulo de inclinação e orientação muitas vezes não podem ser corrigidos, pois geralmente as instalações fotovoltaicas acompanham o telhado da edificação, a exemplo do EV, e as perdas calculadas foram de pouco mais de 1%. Para determinar as perdas por degradação e descasamento de módulos, foi utilizado um equipamento que ao final plota a curva I-V do módulo, resultando em perdas na ordem de 3,81%.

Palavras-chave: Energia solar fotovoltaica; Fatores de perda; Índices de mérito

 

Analysis of Loss Factors in the Photovoltaic Systems of UTFPR campus Curitiba

Abstract: Growing demand for electricity, coupled with concern for global pollution, is causing countries to invest in more sustainable forms of power generation. Photovoltaic solar energy appears as the most consolidated renewable source on the world stage, where world reports show constant increases in installed power, especially in the most developed countries. For a photovoltaic system to deliver the expected results, several site studies are required to minimize losses. The Federal University of Technology – Paraná has two photovoltaic systems installed at its headquarters, downtown and Neoville. The merit indices appear as an important calculation method for comparison of photovoltaic systems of different magnitudes and locations, with EV average performance rate of 71.93% while Neoville’s is 77.79%. In order to determine how much each loss factor impacts in power generation, a series of experiments were performed on the photovoltaic systems. The study revealed that for the center headquarters, the inverter has the highest loss rates, with a maximum efficiency of 92%, which can be explained by being an old model and present in its construction a transformer. Dirt was also a source of studies, being strongly impacting the system performance, and in the post drought period, only the self-cleaning of the modules brought about a growth of approximately 8% in both locations studied. Shading, due to EV being located in the city center, had an impact of 4%. Electrical installations were correctly sized for power and length, resulting in 0.45% losses. The angle of inclination and orientation often cannot be corrected, as photovoltaic installations usually follow the roof of the building, such as EV, and the estimated losses were just over 1%. To determine the losses due to module degradation and mismatch, a device was used that plots the module I-V curve, resulting in losses of 3.81%.

Keywords: Photovoltaic solar energy; Power loss factors; Merit indices

 

Lista de Publicações

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SCOLARI, B. S.; TONOLO, E. A.; PAN, R. C. Y.; URBANETZ JUNIOR, J. Mapping and Characterization of the Grid-connected Photovoltaic Systems in the City of Curitiba: Preliminary Results. Brazilian archives of biology and technology. v. 61, p. 1-7, 2018.
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YANG, L. R.; TIEPOLO, G. M.; TONOLO, E. A.; URBANETZ JUNIOR, J.; SOUZA, M. B. Estimação da temperatura em células fotovoltaicas para sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica em Curitiba. SmartEnergy - Conferência Internacional de Energias Inteligentes, Curitiba, 2018.
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SILVEIRA, C. O.; KRASHAK, L. B.; TONOLO, E. A.; URBANETZ JUNIOR, J. Estudo do potencial da microgeração fotovoltaica a partir dos SFVCR instalados na UTFPR – câmpus Curitiba SmartEnergy - Conferência Internacional de Energias Inteligentes, Curitiba, 2018.
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SILVEIRA, C. O.; KRASHAK, L. B.; TONOLO, E. A.; URBANETZ JUNIOR, J. Avaliação do desempenho e estudo da viabilidade econômica da geração distribuída por sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica. XVII ENTAC – Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído. Foz do Iguaçu, 2018.
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GOUVEIA, D. C.; MARIANO, J. D.; TONOLO, E. A.; SILVA, F. B. F; URBANETZ JUNIOR, J. Sistema fotovoltaico isolado de fins didáticos: estudo de caso do escritório verde da UTFPR. SmartEnergy - Conferência Internacional de Energias Inteligentes, Curitiba, 2017.
GOUVEIA, D. C.; SILVA, F. B. F; TONOLO, E. A.; URBANETZ JUNIOR, J.; Santos, W. E. Avaliação do desempenho de sistemas fotovoltaicos com seguidores solares. SmartEnergy - Conferência Internacional de Energias Inteligentes, Curitiba, 2017.
SCOLARI, B. S.; TONOLO, E. A.; PAN, R. C. Y.; URBANETZ JUNIOR, J. Mapeamento e caracterização dos sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica na cidade de Curitiba: resultados preliminares. SmartEnergy - Conferência Internacional de Energias Inteligentes, Curitiba, 2017.