Export iten: EndNote BibTex

Please use this identifier to cite or link to this item: https://tede.unioeste.br/handle/tede/7475
Tipo do documento: Tese
Title: Análise multivariada do impacto das variáveis meteorológicas locais no desempenho da geração de energia elétrica de um sistema fotovoltaico conectado à rede
Other Titles: Multivariate analysis of the impact of local meteorological variables on the performance of electricity generation in a grid-connected photovoltaic system
Autor: Zampiva, Marcelo Machado Marquez 
Primeiro orientador: Siqueira, Jair Antonio Cruz
Primeiro coorientador: Nogueira, Carlos Eduardo Camargo
Primeiro membro da banca: Siqueira, Jair Antonio Cruz
Segundo membro da banca: Prior, Maritane
Terceiro membro da banca: Machado Junior, Waldir Mariano
Quarto membro da banca: Silveira, Vander Fabio
Quinto membro da banca: Caneppele, Fernando de Lima
Resumo: Este experimento teve como objetivo analisar o comportamento das variáveis atmosféricas e da temperatura de módulos fotovoltaicos, com a eficiência e geração de energia de um sistema fotovoltaico, instalado na Universidade Estadual do Oeste do Paraná - UNIOESTE, Campus de Cascavel, Paraná. O sistema é composto por quatro tipos de módulos fotovoltaicos, 18 módulos cada modelo, totalizando 72 módulos com 24,3 kWp de potência. Para obtenção das variáveis atmosféricas, foram utilizados diferentes sensores de uma estação meteorológica, instalada próxima ao sistema fotovoltaico analisado. A estação recolhe dados a partir da utilização de diferentes equipamentos que medem a velocidade do vento (anemômetro), a umidade relativa e temperatura do ambiente (higrômetro), a irradiação solar (piranômetro inclinado no mesmo plano que os módulos fotovoltaicos) e, por fim, a pluviosidade (pluviômetro). Para leitura e armazenamento dos sensores, foi utilizado um datalogger CR310, da Campbell Scientific. Os valores de temperatura dos módulos foram adquiridos por meio de termopares, instalados aos módulos fotovoltaicos e conectados a um datalogger CR1000, da Campbell Scientific. Os dados de geração de energia foram obtidos pelo site do fabricante. As variáveis foram analisadas em quatro períodos, referentes às estações do ano, inverno, primavera, verão e outono, sendo 31 dias para cada intervalo e 124 dias no total. A estação que mais produz energia é o verão, enquanto a estação que apresenta a maior eficiência energética é a primavera, considerando que a irradiação solar, geração de energia e temperatura dos módulos são as variáveis que mais afetam a eficiência de um sistema fotovoltaico. Assim, a eficiência energética apresentou uma correlação negativa com essas variáveis, característica que se repetiu para todos os módulos estudados. As demais variáveis não apresentaram correlação significativa com a eficiência, com exceção da umidade que apresentou leve correlação positiva. A temperatura dos módulos apresenta forte correlação positiva com a geração de energia, irradiação solar e temperatura ambiente, para todos os módulos. Por sua vez, a geração de energia apresenta uma forte correlação positiva com a irradiação solar, maior valor de correlação entre as variáveis. Quanto maior a temperatura dos módulos, menor será a eficiência energética do sistema. Por outro lado, essa temperatura está fortemente correlacionada com a geração de energia, indicando que temperaturas mais altas estão associadas a uma maior produção energética, mas não a uma maior eficiência, a qual poderia ser mais bem aproveitada se algum instrumento ou técnica fosse utilizada para diminuir a temperatura dos módulos nos picos de geração de energia. Os módulos Jinko monocristalino se destacaram com a maior eficiência média para os períodos, seguidos pelos módulos Jinko policristalino, BYD monocristalino e BYD policristalino.
Abstract: This experiment aimed to analyze the behavior of atmospheric variables and the temperature of photovoltaic modules, along with the efficiency and energy generation of a photovoltaic system installed at the State University of Western Paraná - UNIOESTE, Cascavel Campus, Paraná. The system is composed of four types of photovoltaic modules, 18 modules of each model, totaling 72 modules with 24.3 kWp of power. To obtain the atmospheric variables, different sensors from a weather station installed near the analyzed photovoltaic system were used. The equipment provides data on wind speed through an anemometer, relative humidity and ambient temperature through a hygrometer, solar irradiation through a pyranometer inclined on the same plane as the photovoltaic modules, and finally, rainfall through a rain gauge. For reading and storing the sensors' data, a CR310 datalogger from Campbell Scientific was used. The module temperature values were obtained through thermocouples installed on the photovoltaic modules and connected to a CR1000 datalogger from Campbell Scientific. The energy generation data were obtained from the manufacturer's website. The variables were analyzed in four periods, corresponding to the seasons of the year: winter, spring, summer, and autumn, with 31 days for each interval and 124 days in total. The season that produces the most energy is summer; however, the season that shows the highest energy efficiency is spring. Solar irradiation, energy generation, and module temperatures are the variables that most affect the efficiency of a photovoltaic system. Thus, energy efficiency presents a negative correlation with these variables, a characteristic that was repeated for all the studied modules. The other variables do not show significant correlation with efficiency, except for humidity, which shows a slight positive correlation. Module temperature shows a strong positive correlation with energy generation, solar irradiation, and ambient temperature for all modules. Energy generation shows a strong positive correlation with solar irradiation, the highest correlation value among the variables. The higher the module temperature, the lower the energy efficiency of the system. On the other hand, module temperature is strongly correlated with energy generation, indicating that higher temperatures are associated with higher energy generation, but not with higher efficiency. Efficiency could be better utilized if some instrument or technique were used to reduce the temperature of the modules at peak energy generation times. The Jinko monocristalline modules stood out with the highest average efficiency for the periods, followed by the Jinko polycrystalline modules, BYD monocristalline, and BYD polycrystalline modules.
Keywords: ODS
Temperatura
Eficiência energética
Célula fotovoltaica
Photovoltaic System
Photovoltaic Modules
Temperature
Multivariate Analysis
Meteorological Variables
Efficiency
SDG
CNPq areas: CIENCIAS AGRARIAS::ENGENHARIA AGRICOLA
Idioma: por
País: Brasil
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Energia na Agricultura
Campun: Cascavel
Citation: ZAMPIVA, Marcelo Machado Marquez. Análise multivariada do impacto das variáveis meteorológicas locais no desempenho da geração de energia elétrica de um sistema fotovoltaico conectado à rede. 2024. 100 f. Tese (Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Energia na Agricultura) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavell - Paraná.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://tede.unioeste.br/handle/tede/7475
Issue Date: 15-Aug-2024
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia de Energia na Agricultura (CVL)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Marcelo_Zampiva2024.pdf3.77 MBAdobe PDFView/Open Preview


Items in TEDE are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.