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https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/1940
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Medição, modelagem e análise da inserção de sistema fotovoltaica na rede – estudo de caso da Universidade Federal de Alfenas – Campus Poços de Caldas |
Título(s) alternativo(s): | Measurement, modeling and analysis of the insertion of photovoltaic system in the network - case study of the Federal University of Alfenas - Campus Poços de Caldas |
Autor: | GUIMARÃES, Daniel Oliveira |
Primeiro orientador: | BASTOS, Izabella Carneiro |
Primeiro membro da banca: | LEITE, Álvaro Afonso Furtado |
Segundo membro da banca: | SANTOS JÚNIOR, Iraí |
Resumo: | Na intenção de abranger os conhecimentos obtidos através da engenharia química e aplicados na prática, o trabalho teve como intuito a medição, modelagem e análise da inserção do sistema fotovoltaico na rede. Assim, a pesquisa utilizou como estudo de caso, a Universidade Federal de Alfenas - Campus Poços de Caldas, o qual houve o acompanhamento da instalação de uma mini usina fotovoltaica de 84,36 kWp. A mini usina foi instalada em dois prédios da universidade com a implementação de um sistema de instrumentação e automação, o qual proporciona dados de medições seja na parte contínua (CC) ou alternada (CA), fornecendo informações necessárias sobre a qualidade de energia gerada. Inicialmente foi elaborado um pré-projeto, utilizando o software PVsyst, para quantificar os benefícios da instalação do sistema fotovoltaico na universidade. Baseado em simulações, e com a verificação de todas as possíveis perdas do sistema, foi realizado um estudo durante um período de 12 meses referente a eficiência energética bem como a economicidade a ser gerada para instituição. Para fins de comparação e validação, o sistema simulado foi comparado com o real através do Software do fabricante Fronius Solar Web. Para garantir o correto funcionamento da usina, avaliando possíveis problemas que este sistema poderia gerar na rede elétrica, realizou-se também em conjunto, uma simulação de todo o sistema fotovoltaico utilizando o software padrão de engenharia, denominado MATLAB/Simulink. Dados reais climáticos, coletados da estação solarimétrica instalada na universidade, foram inseridos na simulação, assegurando assim, a correta avaliação do sistema. Além disso, foi necessário o desenvolvimento em software, de um sistema de controle capaz de atender o ponto máximo de potência durante a geração de energia. Posterior as análises teóricas, foi realizado, com o sistema fotovoltaico já instalado, medições em campo utilizando o instrumento analisador de energia, de modo a comparar os impactos efetivamente causados a rede com aqueles que foram simulados no MATLAB/Simulink. As medições foram realizadas antes e após a instalação da mini usina, o que resultou em uma análise de qualidade de energia comparando a energia elétrica em ambas situações. Cabe ressaltar que os resultados obtidos perante os equipamentos de medição e simulação foram confrontados com o MODULO 8 do Procedimento de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional – PRODIST, que define os padrões de qualidade de energia elétrica (QEE) em relação aos distúrbios que ocorrem na rede. Deste modo, conclui-se que a instalação do sistema fotovoltaico obteve uma eficiência de 79,3%, gerando para a instituição uma economia média mensal de 10.947kW. Durante o período analisado, a geração fotovoltaica causou impactos mínimos na rede após sua inserção, permanecendo dentro dos parâmetros exigidos, havendo ainda uma melhora no fator de potência, o qual contribui na qualidade de energia do sistema avaliado. |
Abstract: | In order to cover the knowledge obtained through chemical engineering and applied in practice, the work aimed to measure, model and analyze the insertion of the photovoltaic system in the network. Thus, the research used the Federal University of Alfenas - Poços de Caldas Campus as a case study, which was accompanied by the installation of a 84.36 kWp mini photovoltaic plant. The mini plant was installed in two buildings of the university with the implementation of an instrumentation and automation system, which provides measurement data in both the continuous (DC) and alternating (AC) parts, providing the necessary information on the quality of the energy generated. Initially, a pre-project was developed, using the PVsyst software, to quantify the benefits of installing the photovoltaic system at the university. Based on simulations and with the verification of all possible losses of the system, a study was carried out over 12 months on energy efficiency and savings to be generated for the institution. For comparison and validation purposes, the simulated system was compared with the real one using the software from the manufacturer Fronius Solar Web. In order to guarantee the correct functioning of the plant, evaluating possible problems that this system could generate in the electrical network, it was also performed, in together, a simulation of the entire photovoltaic system using standard engineering software, called MATLAB / Simulink. Real climatic data, collected at the solarimetric station installed at the university, were inserted in the simulation, thus guaranteeing the correct assessment of the system. In addition, it was necessary to develop in software, a control system capable of meeting the maximum power point during power generation. After the theoretical analysis, field measurements were made with the photovoltaic system already installed using the energy analyzer instrument, in order to compare the impacts actually caused on the network with those that were simulated in MATLAB / Simulink. The measurements were performed before and after the installation of the mini plant, which resulted in an analysis of the energy quality comparing the electrical energy in the two situations. It is worth mentioning that the results obtained with the measurement and simulation equipment were compared with MODULE 8 of the Electricity Distribution Procedure in the National Electric System - PRODIST, which defines the electric power quality standards (QEE) in relation to the disturbances that occur on the network. Thus, it is concluded that the installation of the photovoltaic system obtained an efficiency of 79.3%, generating for the institution an average monthly savings of 10,947kW. During the analyzed period, photovoltaic generation caused minimal impacts on the grid after its insertion, remaining within the required parameters, with an improvement in the power factor, which contributes to the energy quality of the evaluated system. |
Palavras-chave: | Sistemas fotovoltaicos. Simulação por computador. Eficiência energética. |
Área(s) do CNPq: | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal de Alfenas |
Sigla da instituição: | UNIFAL-MG |
Departamento: | Instituto de Ciência e Tecnologia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
Citação: | GUIMARÃES, Daniel Oliveira. Medição, modelagem e análise da inserção de sistema fotovoltaica na rede – estudo de caso da Universidade Federal de Alfenas – Campus Poços de Caldas. 2021. 147 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Alfenas, Poços de Caldas, 2021. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
Endereço da licença: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
URI: | https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/1940 |
Data de defesa: | 22-Jan-2021 |
Aparece nas coleções: | Mestrado |
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Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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