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Desempenho de sistema de microgeração com otimizadores de potência: estudo de caso

Prof. Dr. Marcelo Gradella Villalva, João Lucas de Souza Silva
LESF – Laboratório de Energia e Sistemas Fotovoltaicos da UNICAMP


Este estudo foi originalmente apresentado nos artigos Study of Power Optimizers for Grid-Connected Photovoltaic Systems, publicado na revista IEEE LATIN AMERICA TRANSACTIONS, VOL. 17, NO. 1, janeiro de 2019 e Modular architecture with power optimizers for photovoltaic systems, publicado na IEEE International Conference on Smart Energy Systems and Technologies (SEST), 2019.

O estudo teve o objetivo de avaliar o desempenho de sistemas fotovoltaicos com inversores, microinversores e otimizadores de potência em diferentes localidades do Brasil.

A metodologia consistiu na modelagem de um sistema fotovoltaico no software PV*Sol e na simulação desse sistema em diferentes cenários (com e sem sombra) em algumas cidades do Brasil, com níveis distintos de irradiação solar: Belém-PA (1846 kWh/m²), Curitiba-PR (1417 kWh/m²), Sete Lagoas-MG (1661 kWh/m²), Campinas-SP (1645 kWh/m²) e Paulo Afonso-BA (1854 kWh/m²).

A tabela abaixo mostra os tipos de componentes, quantidades e modelos empregados nas simulações.

Tabela 1: Componentes empregados nas simulações.
otimizadores solar edge canal solar 01

 As variáveis analisadas no estudo são: geração específica (Yf), fator de performance (Pr) e eficiência da otimização (Op), conforme as definições das equações (1) – (3) abaixo.


otimizadores solar edge canal solar 02

Os resultados obtidos com o estudo mostram que os otimizadores de potência proporcionam ganhos energéticos de aproximadamente 2% a 4% durante o intervalo de tempo simulado na ausência de sombras. Por outro lado, na presença de sombras os ganhos com otimizadores podem variar de aproximadamente 4% a 10%. Outro resultado interessante obtido no estudo é que o desempenho de sistemas com otimizadores e microinversores é muito semelhante, com leve vantagem para os otimizadores.

Tabela 2: Comparação de resultados obtidos com otimizadores e microinversores em duas cidades estudadas (Belém e Curitiba).

otimizadores solar edge canal solar 03

 Tabela 3: Comparação de resultados obtidos com otimizadores de potência nas cinco cidades analisadas no estudo. Os números revelam o ganho percentual de energia.
otimizadores solar edge canal solar 08 

otimizadores solar edge canal solar 05Figura 1: Geração energética em sistemas de microgeração com sombras em diferentes cidades analisadas no estudo considerando cenários diferentes: otimizador SolarEdge, otimizador Tigo e sem otimizador.

 otimizadores solar edge canal solar 06Figura 2: Ganho energético em sistemas de microgeração com sombras em diferentes cidades analisadas no estudo considerando otimizadores SolarEdge e Tigo.

Referências

Study of Power Optimizers for Grid-Connected Photovoltaic Systems, IEEE LATIN AMERICA TRANSACTIONS, VOL. 17, NO. 1, janeiro de 2019. Link: https://www.inaoep.mx/~IEEElat/index.php/transactions/article/view/200/127

Modular architecture with power optimizers for photovoltaic systems, IEEE International Conference on Smart Energy Systems and Technologies (SEST), 2019. Link: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8849056/

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Última modificação em Domingo, 31 Mai 2020 10:24
Marcelo Gradella Villalva

Especialista em sistemas fotovoltaicos. Doutor (PhD), Mestre e Graduado em Engenharia Elétrica. Docente e pesquisador da Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC) da UNICAMP - Universidade Estadual de Campinas. Diretor do LESF - Laboratório de Energia e Sistemas Fotovoltaicos da UNICAMP (http://www.lesf.com.br). Autor de mais de 200 artigos técnicos de alcance internacional nas áreas de eletrônica de potência e sistemas fotovoltaicos. É autor do livro "Energia Solar Fotovoltaica - Conceitos e Aplicações". Pioneiro em treinamentos em sistemas fotovoltaicos no Brasil. É coordenador do programa de Extensão em Energia Solar Fotovoltaica da UNICAMP (http://cursosolar.com.br), onde apresenta cursos de Introdução à Energia Solar Fotovoltaica, Projeto e Dimensionamento de Sistemas com PVSyst e Instalação e Integração de Sistemas Conectados à Rede Elétrica.

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