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Interface de supervisão para uma plataforma experimental de pesquisa e ensino em energia solar fotovoltaica
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| Autor | Hafemeister, Augusto; |
| Lattes do autor | http://lattes.cnpq.br/8585028364501157; |
| Orientador | Dias, João Batista; |
| Lattes do orientador | http://lattes.cnpq.br/8233275047450770; |
| Instituição | Universidade do Vale do Rio dos Sinos; |
| Sigla da instituição | Unisinos; |
| País da instituição | Brasil; |
| Instituto/Departamento | Escola Politécnica; |
| Idioma | pt_BR; |
| Título | Interface de supervisão para uma plataforma experimental de pesquisa e ensino em energia solar fotovoltaica; |
| Resumo | O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de uma interface de supervisão para integrar duas topologias diferentes de sistemas fotovoltaicos instalados na Unisinos, viabilizando estudos locais e a distância, ou seja, permitindo que alunos e pesquisadores de outras comunidades acadêmicas possam visualizar dados em tempo real e fazer intercâmbio de informações e discussões à cerca deste assunto. Para atingir as metas estabelecidas, o sistema foi desenvolvido sobre o software LabVIEW®, sendo as medições das grandezas elétricas e térmicas enviadas automaticamente para o Microsoft OneDrive®, o qual está em sincronismo com o site da Plataforma Experimental de Pesquisa e Ensino em ESFV. Além da integração dos sistemas mencionados, implementou-se um hardware para ajustar o ângulo de inclinação de um módulo fotovoltaico, agregou-se um traçador de curvas I-V e P-V, o qual permite fazer análises em condições reais de operação e também foram instalados dois sensores para medir a irradiância no plano do gerador fotovoltaico, ambos com monitoramento de temperatura e devidamente calibrados. Contudo, o principal diferencial dessa pesquisa está nos resultados encontrados na utilização da interface, em que foi possível comparar a performance dos módulos variando o ângulo de inclinação, correlacionando-o com a irradiância e a temperatura em diferentes dias típicos. Para um caso específico, foi analisado o comportamento da curva I-V durante um período de sombreamento, onde a eficiência de conversão atingiu menos de 6% e a potência máxima entregue foi 40% menor, mesmo estando coberta apenas uma das 60 células que compõem o módulo. Esse fato reforça a importância da análise experimental da curva característica para avaliação da qualidade e do desempenho do sistema, bem como identificar defeitos nas células e/ou no diodo de bypass. Por fim, simulou-se um modelo matemático, com base nas características do módulo fotovoltaico utilizado, a fim de avaliar os impactos da variação de temperatura e irradiância e também validar os resultados encontrados na prática.; |
| Abstract | This work presents the development of a supervision interface to integrate two different topologies of photovoltaic systems installed in Unisinos, making possible local and distance studies, allowing students and researchers from other academic communities to view real time data and to exchange information and discussions on this subject. To achieve the established goals, the system was developed over LabVIEW® software, with measurements of electrical and thermal values automatically sent to Microsoft OneDrive®, which is in synchronism with the Photovoltaic Teaching and Research Experimental Platform website. In addition to the integration of the mentioned systems, a hardware was implemented to adjust the angle of inclination of a PV module, an I-V and P-V curve plotter was added, which allows to perform analyzes under real operating conditions and also installed two sensors to measure the irradiance in the plane of the PV generator, both with temperature monitoring and properly calibrated. However, the main difference of this research is in the results found in the use of the interface, in which it was possible to compare the performance of the modules by varying the angle of inclination, correlating it with the irradiance and the temperature on different typical days. For a specific case, the behavior of the I-V curve was analyzed during a shading period, where the conversion efficiency reached less than 6% and the maximum delivered power was 40% lower, even cover only one of the 60 cells that make up the module. This fact reinforces the importance of the experimental analysis of the characteristic curve to evaluate the quality and performance of the system, as well as to identify defects in the cells and/or bypass diode. Finally, a mathematical model was simulated, based on the characteristics of the PV module used, in order to evaluate the impacts of temperature and irradiance variation and to validate the results found in practice.; |
| Palavras-chave | Sistema fotovoltaico; Supervisão; Plataforma experimental de pesquisa e ensino; PV system; Supervision; Teaching and research experimental platform; |
| Área(s) do conhecimento | ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Mecânica; |
| Tipo | Dissertação; |
| Data de defesa | 2018-05-22; |
| Agência de fomento | CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior; CFC/CRCs - Conselho Federal de Contabilidade; PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares; |
| Direitos de acesso | openAccess; |
| URI | http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/7430; |
| Programa | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica; |
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