Estudo da influência de fatores externos no desempenho de sistemas fotovoltaicos conectados à rede de BT utilizando o software ATP

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Nascimento, Vitória Caroline Carvalho do
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)
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Resumo: O desempenho dos sistemas fotovoltaicos é fundamentalmente impactado por fatores externos, dentre eles variáveis climáticas como a irradiância solar e a temperatura do local de instalação, e o sombreamento dos módulos do arranjo. De modo que, diante de condições desfavoráveis, pode-se reduzir significativamente a eficiência do sistema. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo implementar um modelo computacional, através da utilização de técnicas de modelagem, do sistema de controle TACS (Transient Analysis of Control Systems) e da linguagem MODELS no software ATP (Alternative Transient Program) e na sua interface ATPDraw, para a realização de simulações e do estudo do funcionamento e do desempenho de sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica de BT (Baixa Tensão), sob a influência dos fatores externos irradiância solar, temperatura e sombreamento. A metodologia utilizada neste trabalho contém cinco etapas: levantamento de dados, modelagem matemática e computacional, simulações do sistema modelado sob a influência de fatores externos, comparação dos resultados com os dados de referência e validação do modelo. Foram plotados os gráficos de corrente, tensão e potência dos componentes: módulos fotovoltaicos operando isoladamente; módulos fotovoltaicos, conversor boost, MPPT (Maximum Power Point Tracking) e PWM (Pulse Width Modulation) para o chaveamento do conversor boost; PLL (Phase Locked Loop) e a rede elétrica de BT; inversor, PLL, controle de corrente, PWM para o chaveamento do inversor, indutor de acoplamento e a rede elétrica de BT; e do sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica de BT. Foi possível analisar o funcionamento do sistema modelado, com a verificação da influência dos fatores externos estudados, e verificar a confiabilidade e a validade da modelagem do sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica de BT, diante da sua eficiência de, aproximadamente, 96%
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Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo implementar um modelo computacional, através da utilização de técnicas de modelagem, do sistema de controle TACS (Transient Analysis of Control Systems) e da linguagem MODELS no software ATP (Alternative Transient Program) e na sua interface ATPDraw, para a realização de simulações e do estudo do funcionamento e do desempenho de sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica de BT (Baixa Tensão), sob a influência dos fatores externos irradiância solar, temperatura e sombreamento. A metodologia utilizada neste trabalho contém cinco etapas: levantamento de dados, modelagem matemática e computacional, simulações do sistema modelado sob a influência de fatores externos, comparação dos resultados com os dados de referência e validação do modelo. Foram plotados os gráficos de corrente, tensão e potência dos componentes: módulos fotovoltaicos operando isoladamente; módulos fotovoltaicos, conversor boost, MPPT (Maximum Power Point Tracking) e PWM (Pulse Width Modulation) para o chaveamento do conversor boost; PLL (Phase Locked Loop) e a rede elétrica de BT; inversor, PLL, controle de corrente, PWM para o chaveamento do inversor, indutor de acoplamento e a rede elétrica de BT; e do sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica de BT. Foi possível analisar o funcionamento do sistema modelado, com a verificação da influência dos fatores externos estudados, e verificar a confiabilidade e a validade da modelagem do sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica de BT, diante da sua eficiência de, aproximadamente, 96%The performance of photovoltaic systems is fundamentally impacted by external factors, among them climatic variables such as solar irradiance and temperature of the installation site, and the shading of the array modules. Thereby, the efficiency of the system can be significantly reduced under unfavorable conditions. Thus, this work aims to implement a computational model, through the use of modeling techniques, the TACS (Transient Analysis of Control Systems) control system and the MODELS language in the ATP (Alternative Transient Program) software and in your interface ATPDraw, for performing simulations and studying the operation and performance of photovoltaic systems connected to the LV (Low Voltage) electrical grid, under the influence of the external factors solar irradiance, temperature and shading. The methodology used in this work contains five steps: data collection, mathematical and computational modeling, simulations of the system modeled under the influence of external factors, comparison of the results with the reference data and validation of the model. The current, voltage and power graphs of the components were plotted: photovoltaic modules operating in isolation; photovoltaic modules, boost converter, MPPT (Maximum Power Point Tracking) and PWM (Pulse Width Modulation) for switching the boost converter; PLL (Phase Locked Loop) and LV electrical grid; inverter, PLL, current control, PWM for switching the inversor, coupling inductor and the LV power grid; and the photovoltaic system connected to the LV electrical grid. It was possible to analyze the functioning of the modeled system with the verification of the influence of the studied external factors and to check the reliability and validity of the photovoltaic system modeling connected to the LV electrical grid, given its efficiency of approximately 96%138 p.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes)BrasilCentro de Engenharias - CEUFERSAUniversidade Federal Rural do Semi-ÁridoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaRocha, Ednardo Pereira daVarella, Fabiana Karla de Oliveira MartinsRocha, Ednardo Pereira daVarella, Fabiana Karla de Oliveira MartinsCruz, Melinda Cesianara Silva daMonteiro, Roana D'Avila SouzaNascimento, Vitória Caroline Carvalho do2022-12-01T14:13:10Z2022-12-01T14:13:10Z2022-08-12info:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionpdfapplication/pdfhttp://lattes.cnpq.br/8754856801344344http://lattes.cnpq.br/3121122875465500NASCIMENTO, Vitória Caroline Carvalho do. Estudo da influência de fatores externos no desempenho de sistemas fotovoltaicos conectados à rede de BT utilizando o software ATP. 2022. 138 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica), Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Mossoró, 2022.http://lattes.cnpq.br/2711699996455302https://doi.org/10.21708/bdtd.ppgee.dissertacao.7901https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/7901ark:/74562/00130000013vcMossoróinfo:eu-repo/semantics/openAccessUFERSACC-BY-SAporreponame:Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)instname:Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)instacron:UFERSA2025-02-06T19:44:27Zoai:repositorio.ufersa.edu.br:prefix/7901Repositório Institucionalhttps://repositorio.ufersa.edu.br/PUBhttps://repositorio.ufersa.edu.br/server/oai/requestrepositorio@ufersa.edu.br || admrepositorio@ufersa.edu.bropendoar:2025-02-06T19:44:27Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU) - Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)false
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