[pt] Em consonância com a expansão do aproveitamento fotovoltaico no mundo, o presente trabalho busca fomentar o conhecimento do nascente mercado desta fonte energética no país. É feita uma avaliação da viabilidade econômico-financeira de sistemas de geração fotovoltaica distribuída para grandes clientes da concessionária Light, a partir da estimação do preço de um sistema de médio/grande porte assim como do retorno financeiro do mesmo ao ser submetido à análises de sensibilidade envolvendo múltiplos cenários. A análise considerou estimativas relacionadas às seguintes figuras de mérito: valor presente líquido, taxa interna interna de retorno e payback. Considerando a taxa de câmbio média encontrada no primeiro semestre de 2015 (3,30Real/euro/dólar), foi observada uma majoritária condição de viabilidade dentre os 12 cenários propostos, que levaram em conta várias combinações de taxas de inflação, taxas de desconto e adoção ou não de crédito para financiamento do investimento inicial. Posteriormente, aplicou-se a mesma análise de viabilidade econômico-financeira desenvolvida a um cliente real da concessionária (Edifício do Ministério da Fazenda). Foi realizada a modelagem 3D da edificação e a verificação do sombreamento decorrente dos próprios elementos construtivos da cobertura e dos edifícios relevantes em seu entorno. Após estimada a geração de energia fotovoltaica anual pode-se, por aproximação, concluir que a mesma seria capaz de prover 11,68 por cento da necessidade anual do edifício. Projetando-se a geração futura de energia para toda a vida útil do sistema, foi possível analisar financeiramente a viabilidade do projeto segundo os mesmos 12 cenários definidos anteriormente, tendo a situação de viabilidade ocorrido em 9 deles. / [en] The last years showed an exponential growth in the use of photovoltaics in the world. The worldwide installed capacity of 23 GW in 2009 reached the expressive mark of 139 GW in 2013, being the European continent the holder of the largest portion of it (59 per cent or 81 GW). The most recent estimates describe a still small market in Brazil, with only 20 MW of installed capacity (EPE, 2014a) and mostly located in remote areas not covered by the interconnected system. Nevertheless, the growth potential of the domestic market is promising, greater even than that presented by the leaders in the use of this source. Based on the inherent natural advantages that the country possesses (such as high levels of solar radiation), it s safe to say that the photovoltaic power generation can be an important driver to increase the participation of renewable sources and the security of our energy matrix. In fact, this movement was already anticipated by planners of the electric sector. The Power Expansion Plan with 2024 horizon, prepared by the Energy Research Company (EPE), was published in december 2015 (EPE, 2015b). Among the main projections of the plan is the increase of the installed capacity of power generation in 73.000 MW. Half of this expansion is based on renewable sources (wind, solar, biomass and small hydropower plants), and 7.000 MW exclusively from photovoltaic generation. In this context, this dissertation seeks to contribute to the deepening of the studies devoted to the nascent national photovoltaic market, covering in particular the Estate of Rio de Janeiro. The objective is to evaluate the economic feasibility of photovoltaic distributed generation systems for large customers of the distribution utility Light, estimating not only the price of a photovoltaic system of medium/large size but also the financial return and sensitivity analysis contemplating multiple scenarios.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents a study and analysis of photovoltaic systems subject to partial shading, where the main consequence is the reduction of its energy production. To mitigate this problem, it is proposed a new photovoltaic architecture known as hybrid architecture. In this architecture, the system is separated into arrays that can be partially or completely shaded with other arrays that are not shaded. The partially shaded modules are connected in parallel to maximize its energy production, while unshaded ones are connected in series. A dc-dc converter is used with the array with the modules subject to partial shading for maximum power extraction of this array, to match the operating voltage of both arrays, and to ensure that during its operation, the unshaded array operates in maximum power point. Additionally, it is presented the small signal modeling of the dc-dc converter through the generalized modeling technique, with the inclusion of the dynamic of a photovoltaic array through an equivalent approximate model by a voltage source with a series resistance, and linearized for different curve points of the photovoltaic module. The proposed control system for this converter uses a controller based on the internal model principle, as the resonant one, whose objective is, besides eliminating the low frequency ripple at the input of photovoltaic module to reduce the losses of the maximum power point tracking algorithm, also reduce the dc-bus capacitance in dual-stage photovoltaic inverters. Shaded photovoltaic systems present higher complexity to predict its energy production. This is because there are different configurations to connect photovoltaic modules among each other, which results in different values of generated power. Consequently, a general methodology of energy production forecast that uses only the shaded area of the modules as a factor of analysis can be imprecise. Based on this, a new methodology for energy production forecast in partially shaded photovoltaic systems is presented. The proposed method consists in identifying the shaded modules in each time, to quantify the hourly irradiation incident on all modules, analyze the electrical configuration of the array and, from that, calculate the produced energy. At the end are presented simulation and experimental results that validate the use of hybrid architecture in photovoltaic systems that present partial shading conditions. / Este trabalho apresenta um estudo e análise de sistemas fotovoltaicos que apresentam redução da produção de energia devido ao sombreamento parcial em módulos fotovoltaicos. Para mitigar este problema, é proposta uma nova arquitetura de sistemas fotovoltaicos denominada arquitetura híbrida. Nessa arquitetura, o sistema é separado em um arranjo de módulos que podem ser parcialmente ou totalmente sombreados e outro com módulos não-sombreados. Os módulos do arranjo passíveis de sombreamento são conectados em paralelo entre si para se maximizar sua produção de energia, enquanto que os módulos não-sombreados são arranjados em série. Um conversor CC-CC é empregado junto ao arranjo dos módulos passíveis de sombreamento para extração da máxima potência desse arranjo, para compatibilizar a tensão de operação dos dois arranjos, e para garantir que durante a operação conjunta, o arranjo que nunca é sombreado opere no ponto de máxima potência. Adicionalmente, obtém-se a modelagem de pequenos sinais do conversor CC-CC através da modelagem generalizada, com a inclusão da dinâmica de um arranjo fotovoltaico através de um modelo equivalente aproximado por uma fonte de tensão em série com uma resistência, e linearizado para diversos pontos da curva do painel. Como proposta de sistema de controle desse conversor, utiliza-se um controlador baseado no princípio do modelo interno, como o ressonante, cujo objetivo é, além de eliminar a ondulação em baixa frequência presente na entrada dos painéis para reduzir as perdas do algoritmo de rastreamento do ponto de máxima potência, também possibilitar a redução da capacitância do barramento CC de inversores de duplo estágio. Sistemas fotovoltaicos sombreados apresentam maior complexidade para se prever a produção de energia. Isso ocorre pois existem diversas configurações para se conectar os módulos fotovoltaicos entre si, cujo impacto resulta em diferentes valores da energia gerada. Por consequência, uma metodologia generalizada de previsão da produção de energia que utilize apenas a área sombreada dos módulos como fator de análise pode ser pouco precisa. Com base nisso, uma nova metodologia para previsão da produção de energia em sistemas fotovoltaicos parcialmente sombreados é apresentada. O método proposto consiste em identificar os módulos sombreados em cada hora, quantificar a irradiação horária incidente em todos os módulos, analisar a configuração elétrica do arranjo e, a partir disso, calcular a energia produzida. Por fim são apresentados resultados de simulação e experimentais que validam a utilização da arquitetura híbrida em sistemas fotovoltaicos que apresentam condições de sombreamento parcial.

Submitted by Wallace Gabriel de Souza (wgs.gabriel@hotmail.com) on 2018-07-16T16:35:11Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_wgs.pdf: 3537876 bytes, checksum: 56fef2d280007dba43983b71988d997b (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Marlene Zaniboni null (zaniboni@bauru.unesp.br) on 2018-07-17T13:07:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 souza_wg_me_bauru.pdf: 3537876 bytes, checksum: 56fef2d280007dba43983b71988d997b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-17T13:07:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 souza_wg_me_bauru.pdf: 3537876 bytes, checksum: 56fef2d280007dba43983b71988d997b (MD5) Previous issue date: 2018-05-18 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Esta dissertação apresenta o desenvolvimento e as simulações computacionais de um inversor fotovoltaico de 2,0 kVA para o controle da potência reativa na rede de distribuição, de modo que haja compensação ativa do fator de potência e aumento da qualidade da energia no local da instalação da planta. Para atingir este objetivo, por meio do ambiente de desenvolvimento do MATLAB/Simulink®, o controle da potência ativa foi realizado pelo ajuste do ângulo entre a tensão da rede e a tensão gerada pelo inversor, por meio do equilíbrio do potencial do barramento CC (proveniente do gerador fotovoltaico). A potência reativa, por sua vez, foi ajustada pela amplitude da tensão do ponto de acoplamento de uma carga local. Além disto, utilizaram-se controladores proporcionais-ressonantes nas malhas de tensão e corrente do conversor trifásico, com finalidade de mitigar as correntes harmônicas de cargas não-lineares que podem depreciar o fator de potência. Foi implementado, também, um conversor CC-CC isolado full-bridge do tipo boost com potência nominal de 1,8 kW, responsável por rastrear o ponto de máxima potência dos módulos fotovoltaicos. Os resultados obtidos permitiram a avaliação do desempenho dos controladores e a observação da conservação, pelo inversor, do fator de potência da rede próximo da unidade para situações com variações acentuadas da carga e da irradiação solar, bem como para os casos com a presença de cargas não-lineares no sistema. Com isso, o perfil de tensão entregue à carga é aproximadamente senoidal, com baixa distorção harmônica. / This dissertation presents the development and computational simulations of a 2.0 kVA photovoltaic inverter for the control of the reactive power in the distribution network, so that there is active power factor compensation and an increase in the quality of the energy at the installation site plant. In order to reach this objective, the MATLAB/Simulink® development environment was used to control the active power by adjusting the angle between the grid voltage and the voltage generated by the inverter, by means of the potential balance of the DC (from the photovoltaic generator). The reactive power, in turn, was adjusted by the amplitude of the voltage of the coupling point of a local load. In addition, resonant-proportional controllers were used in the voltage and current loops of the three-phase converter, in order to mitigate the harmonic currents of non-linear loads that may depreciate the power factor. A full-bridge, full-bridge boost converter with nominal power of 1.8 kW was also implemented, responsible for tracking the maximum power point of the photovoltaic modules. The results obtained allowed the evaluation of the performance of the controllers and the observation of the conservation by the inverter of the power factor of the network close to the unit for situations with marked variations of the load and the solar irradiation, as well as for the cases with the presence of loads in the system. Thus, the voltage profile delivered to the load is approximately sinusoidal, with low harmonic distortion. / 2016/03734-3

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This master thesis presents a data acquisition and monitoring system for photovoltaic solar generation plants. The energy produced by photovoltaic systems depends on several factors, such as: array settings, weather conditions, shading, failures, among others. Due to the influences of solar irradiance and temperature on power generation, it is difficult to evaluate the operation of PV systems. This paper proposes a method to detect periods in which the photovoltaic system is inappropriate behavior, that is, periods in which the energy production is lower than expected. A data acquisition system was developed for photovoltaic applications, with the following characteristics: cloud data storage, data acquisition rate of 1 second and possibility of communicating using different communication protocols and physical interfaces. To detect inappropriate behaviors in the PV system was proposed an algorithm that performs the comparison between the estimated power by a mathematical model and the power measured by the data acquisition system. If the difference between the measured power and the estimated power exceeds a predetermined constant, it appears that the photovoltaic system is inappropriate operation, that is, with energy production lower than expected. The method for detecting the type of problem detected if the system is operating under sunny or overcast sky conditions condition, and take different decisions depending on the condition. The methods developed in the master thesis were tested experimentally, and the results were satisfactory to detect the main inappropriate behavior of PV systems. / Esta dissertação apresenta um sistema de aquisição de dados e monitoramento para centrais de geração solar fotovoltaica. A energia produzida através de sistemas fotovoltaicos depende de diversos fatores, tais como: configurações do arranjo, condições meteorológicas, sombreamento, falhas, entre outros. Devido às influências da irradiância solar e da temperatura na geração de energia, é difícil a avaliação do funcionamento dos sistemas fotovoltaicos. Este trabalho propõe um método para detectar períodos no qual o sistema fotovoltaico possui comportamentos inadequados, ou seja, períodos em que a produção de energia está abaixo do esperado. Um sistema de aquisição de dados foi desenvolvido para aplicações fotovoltaicas, com as seguintes características: armazenamento de dados na nuvem, taxa de aquisição de dados de 1 segundo e possibilidade de comunicação através de diferentes protocolos de comunicação e interfaces físicas. Para detectar comportamentos inadequados no sistema fotovoltaico foi proposto um algoritmo responsável pela comparação entre a potência estimada por um modelo matemático e a potência medida pelo sistema de aquisição de dados. Caso a diferença entre a potência medida e a potência estimada seja superior a uma constante predeterminada, constata-se que o sistema fotovoltaico está com comportamento inadequado, ou seja, com produção de energia abaixo do esperado. O método para detecção do tipo do problema detecta se o sistema está operando sob condição de céu claro ou encoberto, e toma diferentes decisões dependendo desta condição. Os métodos desenvolvidos na dissertação foram testados experimentalmente, sendo que os resultados obtidos foram satisfatórios para a detectar os principais comportamentos inadequados dos sistemas fotovoltaicos.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-03-12T13:28:18Z No. of bitstreams: 1 LuisDeFreitasAraujo_DISSERT.pdf: 2081281 bytes, checksum: c17e55352c580fdeae036c361d77cc7e (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-03-14T18:41:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 LuisDeFreitasAraujo_DISSERT.pdf: 2081281 bytes, checksum: c17e55352c580fdeae036c361d77cc7e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-14T18:41:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LuisDeFreitasAraujo_DISSERT.pdf: 2081281 bytes, checksum: c17e55352c580fdeae036c361d77cc7e (MD5) Previous issue date: 2017-12-21 / Informa??es advindas de empresas de pesquisa nacionais mostram que a matriz el?trica brasileira ? composta quase em sua totalidade da energia hidrel?trica, em torno de 65%. No entanto h? uma necessidade urgente na diversifica??o da nossa matriz de forma que haja uma maior seguran?a para o consumidor em per?odos com escassez de chuva e, al?m disso, que essas varia??es na gera??o de energia el?trica se adaptem ?s discuss?es atuais referentes ? baixa emiss?o de carbono al?m de garantir uma maior preserva??o ambiental. Nesse contexto, surge a energia solar fotovoltaica que, al?m de possuir um grande potencial na produ??o de eletricidade oriunda de um recurso inesgot?vel ? o sol - ainda ? uma fonte energ?tica que contribui imensamente para a economia do pa?s devido ao seu elevado ?ndice de empregabilidade, com pouco mais de oito milh?es de empregos gerados no mundo somente no ano de 2016. Apesar de ainda representar a menor parcela na participa??o da matriz energ?tica el?trica nacional, a energia solar fotovoltaica come?a a mostrar sinais de for?a e potencial em crescimento no cen?rio nacional desde a resolu??o 482 de 2012, atualizada pela norma 687 de 2015 que, juntas, incentivam e criam oportunidades mais acess?veis para o consumidor/gerador de pequeno porte. Com base nos conceitos de mini e micro gera??o distribu?da, contidos nas normas supracitadas, o Instituto Federal do Rio Grande do Norte (IFRN) foi a primeira institui??o de ensino p?blica no Brasil a aderir ao sistema de compensa??o energ?tica regulamentado pela ANEEL e hoje j? conta com 14 usinas em opera??o onde quatro encontram-se em projeto de amplia??o e outras sete encontram-se em fase de instala??o. Uma dessas usinas situa-se no campus da cidade de Santa Cruz localizada na mesorregi?o do agreste potiguar. A mesma possui um sistema de micro gera??o fotovoltaica conectada ? rede com pot?ncia nominal de instala??o de 84kWp e ser? tema de discuss?o nesse trabalho. Essa disserta??o ter? como objetivo uma an?lise t?cnica (atrav?s das an?lises da produtividade do sistema, produtividade de refer?ncia, desempenho global - performance ratio) e econ?mica (an?lise pelo m?todo payback simples e descontado, Valor Presente L?quido ? VPL e a Taxa Interna de Retorno - TIR) do micro gerador fotovoltaico com a finalidade de verificar o funcionamento atual do sistema e compara-lo com outros sistemas. Al?m de verificar a viabilidade econ?mica da instala??o dentro do per?odo de vida ?til dos componentes do sistema fornecido pela empresa respons?vel pela instala??o que ? de 25 anos. / According to national research companies, the Brazilian electrical matrix is almost totally composed by hydroelectric energy, around 65%. However, it is necessary to change our matrix in a way that makes it more secure for the consumers in periods of draught. Moreover, these variations in the electric power generation have to be adapted to the discussions about low carbon emissions and environmental preservation. In this context, the photovoltaic solar energy drawn with an inexhaustible generation fount ? the sun - and great potential in producing electrical energy. Moreover, the photovoltaic solar energy plays a huge contribution to the Brazilian economy due to its high employability index, with more than eight million jobs created in the world in the year of 2016 alone. Despite representing the smallest participation in the national electrical matrix, the photovoltaic solar energy starts to show signs of power and potential in the national scenario since the resolution 482 of 2012, updated by the norm 687 of 2015 that, together, encourage and create opportunities more accessible to the small consumer/generator. According the concepts about mini and micro distributed generation, contained in the norms already cited, the Federal Institute of Rio Grande do Norte (IFRN) was the first Brazilian public institution of teaching to adhere to the system of electrical energy compensation of the ANEEL and today it counts with 14 plants in operation which four are in extension phase and other seven are in installation phase. One of these plants is located at the Santa Cruz Campus. This plant has a photovoltaic micro generation connected to the grid with installation nominal power of 84kWp and will be the subject of discussion of this master thesis. The target of this master thesis is to perform a technical analysis (through the analyses of system productivity, reference productivity, global performance ? performance ration) and economic analysis (simple and discounted payback, liquid present value ? VPL and intern return index ? TIR) of the photovoltaic micro generator in order to verify the actual operation system condition and compare it with other systems. In addition, this thesis will also verify the economic viability of the installation inside the 25 years? life period of the system components.

The energy issue is a focus of important discussion today when the human activities are becoming increasingly dependent on resources that can supply the increased demand. From these problematics, it has been sought solutions in alternative energy sources, less impacting, which gradually tend to substitute conventional models toward a more diversified array. Solar energy becomes an option to consider in Brazil against the large existing potential, and the photovoltaic system of irrigation, one of the applications of photovoltaic systems. This paper proposes to study the potential use of solar energy in photovoltaic irrigation systems in Lagarto/SE. The study involves an estimated local solar radiation using the Angstrom- Prescott model by the determination of the equation coefficients and comparison between the estimated and actual values; the system design based on water demands of crops involved and cost compared to the conventional model. The results showed that for Lagarto/SE, the horizontal solar radiation can be estimated by the use of coefficients found in the monthly partition (coefficient a between 0.31 and 0.37 and b between 0.32 and 0.42) and insolation data (n). The estimated average annual solar radiation found in the region was 19.66 MJ/m²dia, with a minimum value of 14.45 MJ/m²dia in June and maximum of 23.94 M/ m²dia in November. The estimated solar radiation indices showed that the study area has a high potential for solar energy applications in general. The photovoltaic irrigation systems to supply the maximum water demand found in every 0.5 ha in systems of 5 to 60 m (head) are required installed photovoltaic modules of 310 Wp to 3.4 kWp. Compared to the conventional system, the photovoltaic is competitive in systems with head up to 30 m and their applicability varies with the source of water available. / A questão energética é um foco de importante discussão na atualidade na medida em que as atividades humanas estão se tornando cada vez mais dependentes de recursos que possam suprir o aumento da demanda. A partir dessa problemática têm-se buscado soluções nas fontes alternativas de energia, menos impactantes, que aos poucos tendem a substituir os modelos convencionais na direção de uma matriz mais diversificada. A energia solar torna-se uma opção a se considerar no Brasil frente ao grande potencial teórico existente, sendo o SFVI (Sistema Fotovoltaico de Irrigação), uma das aplicações dos sistemas fotovoltaicos. O trabalho presente propõe estudar o potencial do uso da energia solar em sistemas fotovoltaicos de irrigação no perímetro irrigado Piauí localizado no município de Lagarto/SE. Em sua metodologia, o estudo envolve a estimativa da radiação solar local através do modelo de Angstrom-Prescott a partir da determinação dos coeficientes da equação e do comparativo entre os valores estimados e reais; o dimensionamento do sistema fundamentado nas demandas hídricas das culturas envolvidas e comparação com o modelo convencional. Os resultados mostraram que para o município de Lagarto, a radiação solar global horizontal pode ser estimada através do uso dos coeficientes encontrados na partição mensal (com coeficiente a variando entre 0,31 e 0,37 e b entre 0,32 e 0,42) e os dados de insolação (n). A radiação solar média anual estimada encontrada na região foi de 19,66 MJ/m²dia, com o valor mínimo de 14,45 MJ/m²dia no mês de junho e máximo de 23,94 MJ/m²dia em novembro. Os índices de radiação solar estimados mostraram que a região estudada possui um elevado potencial para o uso de energia solar em geral. Nos sistemas fotovoltaicos de irrigação, para suprir a demanda hídrica máxima encontrada em cada 0,5 ha em sistemas de 5 a 60 m.c.a são requeridas potências instaladas dos módulos fotovoltaicos de 310 Wp a 3,4 kWp, conforme o gráfico de dimensionamento elaborado. No comparativo com o sistema convencional o SFVI é competitivo em sistemas com alturas manométricas de até 30 m.c.a e sua aplicabilidade varia de acordo com a fonte de água disponível.

Orientadores: Carla Kazue Nakao Cavaliero, Ennio Peres da Silva / Tese (doutorado) -Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-12T18:30:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Varella_FabianaKarladeOliveiraMartins_D.pdf: 2814812 bytes, checksum: 2b3d8b0306df42b90c009281f0150f0d (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A Lei nº 10.438/02 estabeleceu o Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica - PROINFA, único programa nacional a estimular as fontes renováveis alternativas, com o intuito de aumentar a participação da energia elétrica produzida por empreendimentos a partir das fontes eólica, pequenas centrais hidrelétricas - PCHs e biomassa no sistema interligado nacional. Posteriormente, o PROINFA foi revisado pela Lei nº 10.762/03 e alterou em sua regulamentação a obrigatoriedade de um índice mínimo de nacionalização de serviços e equipamentos, que em sua primeira etapa passou a corresponder a 60% do custo total da construção dos projetos contemplados. A energia solar fotovoltaica não foi contemplada pelo Programa, e o objetivo desta tese é estimar o índice de nacionalização para cada um dos três sistemas fotovoltaicos selecionados para estudo (sistema de bombeamento de água, sistema de eletrificação rural e sistema conectado à rede elétrica). Para elaboração desse cálculo foi efetuada uma adaptação da metodologia utilizada pelo PROINFA e considerados somente os custos dos principais equipamentos e não dos serviços. Os resultados obtidos permitiram concluir que os sistemas de bombeamento de água e de eletrificação rural são sistemas que 5% e 35%, respectivamente, dos seus equipamentos já são disponibilizados pela indústria nacional. mesmo não ocorre com os sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica, que atualmente tem 100% dos seus principais equipamentos importados / Abstract: The Law nº 10.438/02 established the Program of Incentives for Alternative Electric Power Sources - PROINFA, which is the only national program aimed to foster alternative renewable energy sources and to increase the share of electric energy production from enterprises based on wind power, small hydropower plants and biomass in the interconnected national power grid. PROINFA was later modified by the Law nº 10.762/03 which revised the regulation imposing a minimum nationalization index of services and equipment that in its first stage corresponded to 60% of the total cost of the selected projects. Solar photovoltaic power was not included in PROINFA and because of that the objective of this thesis is to estimate the nationalization index of each of the following photovoltaic systems selected for the study: water pumping PV system, rural electrification PV system and grid-connected PV system. In order to carry out the calculations, the methodology used at PROINFA was adapted and only the costs of the key equipment, not the services, were considered. The results led to the conclusion that the water pumping and the rural electrification systems are those in which 5% and 35%, respectively, equipment is already made available by the national industry. The same is not verified for the grid-connected PV systems in which 100% of the key equipment is imported / Doutorado / Doutor em Planejamento de Sistemas Energéticos

A energia fotovoltaica oferece conhecidas vantagens, entretanto, ainda deve vencer alguns desafios, principalmente a baixa eficiência de conversão dos painéis fotovoltaicos. Além do desenvolvimento de novos materiais, ainda continua muito importante aumentar a eficiência de conversão através da maximização da entrada de radiação solar e da otimização do ponto de operação do painel fotovoltaico. Este trabalho apresenta uma nova abordagem de rastreamento do ponto de máxima potência, adequada a qualquer configuração de conversores e capaz de seguir as rápidas mudanças de insolação e temperatura. É um método de perturbação e observação que mede apenas a corrente de saída do painel e que mantém a perfeita busca do ponto de máxima potência, mesmo durante as bruscas variações atmosféricas, com o simples emprego de flags. O trabalho apresenta ainda, como objetivo secundário, informações básicas a respeito de sistemas fotovoltaicos: células, painéis, conversores e suas técnicas de controle. O desempenho das simulações utilizando o software Matlab foram muito bons, confirmando a robustez, simplicidade, rápida convergência e facilidade de implementação do algoritmo. / The photovoltaic energy offers known advantages, however, it has yet to overcome some challenges, mainly the low efficiency of conversion of the photovoltaic panels. Besides the development of new materials, it still continues very important to increase the conversion efficiency through the maximization of the input solar radiation and the optimization of the photovoltaic panel operating point. This work presents a new approach for tracking the maximum power point, appropriate for any configuration of converters and capable to follow the fast changes in irradiance and temperature. It is a method of perturbation and observation that measures only the panel output current and that maintains a perfect search of the maximum power point, even during abrupt atmospheric variations, by simply using flags. The work still presents, as secondary objective, basic information regarding photovoltaic systems: cells, panels, converters and their control techniques. The performance of the simulations using the software Matlab proved to be very good, confirming the robustness, simplicity, rapid convergence and ease of implementation of the algorithm.

Submitted by Neusa Fagundes (neusa.fagundes@unioeste.br) on 2018-02-26T18:22:01Z No. of bitstreams: 2 Noeli_Dacroce2017.pdf: 2302236 bytes, checksum: 550ce50ca2f999bf32126fc40891d614 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-26T18:22:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Noeli_Dacroce2017.pdf: 2302236 bytes, checksum: 550ce50ca2f999bf32126fc40891d614 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-07-17 / The poultry Industry has a relevant attribution for agribusiness in Brazil, regarding the economic and social aspect. However, given the high consumption of water and electricity, and the high generation of waste, it becomes aggressive and polluting the environment. The objective of this research is to characterize poultry of broiler chicken in terms of the interfaces of technological innovation, proposing sustainable alternatives. For the elaboration of this research, as methodology, it was based on the qualitative research approach. As for the objectives, these are classified as exploratory, descriptive and applied research. Regarding the procedures, field research was chosen. For the economic viability analysis, the techniques of Net Present Value (NPV), simple payback and discounted payback were used. As a result, the proposed photovoltaic energy installation project presented economic viability in the 18-year period for the simple payback and 19 years for the discounted payback. Since these are third-party resources (Pronaf Mais Alimentos), we opted to use the same rate applied by the Financial Institution (2.5%) as the Average Attractiveness Rate (TMA). The investment showed a Profitability Index (IL) of 17.11% during the project life and Internal Rate of Return (IRR) 3.76% per annum. The rainwater harvesting system presented economic viability in the 15-year period by simple payback and infeasibility for the 18-year period for the discounted payback, with an IRR of 4% per year and IL of (-29%). In this research, it was also identified that rainwater is of satisfactory quality for animal consumption and for human consumption. Regarding solid waste management, the property produces an average of 350 tons of poultry litter per 18 lots (2 years) and the packaging, booties, gloves and rodent poison remains totaled 1,960 kg in the analyzed period. When assessing the perception of the managers of the poultry integrators regarding sustainability and the implementation of "Sustainable Aviaries", it was identified that all managers of the companies questioned believe that Sustainable Aviaries are necessary and should be implemented in the long term. From the results presented, it is understood that rainwater harvesting system, photovoltaic power generation system and solid waste management are mechanisms that can contribute to reduce the environmental impacts caused by the poultry production process, promoting rural development sustainable development. / A avicultura possui uma atribuição relevante para o agronegócio no Brasil, quanto ao aspecto econômico e social. Porém, diante do elevado consumo de água e energia elétrica, e a alta geração de resíduos, torna-se agressora e poluidora do meio ambiente. Esta pesquisa tem por objetivo caracterizar aviário de frango de corte quanto às interfaces da inovação tecnológica, propondo alternativas sustentáveis. Para a elaboração desta pesquisa, como metodologia, baseou-se na abordagem de pesquisa qualitativa. Quanto aos objetivos, estes são classificados como pesquisa exploratória, descritiva e aplicada. Em relação aos procedimentos, optou-se pela pesquisa de campo. Para a análise da viabilidade econômica, utilizou-se as técnicas de Valor Presente Líquido (VPL), payback simples e payback descontado. Como resultado, o projeto proposto de instalação de energia fotovoltaica apresentou viabilidade econômica no período de 18 anos pelo payback simples e de 19 anos pelo payback descontado. Por se tratar de recursos de terceiros (Pronaf Mais Alimentos), optou-se por usar a mesma taxa aplicada pela Instituição Financeira (2,5%) como Taxa Média de Atratividade (TMA). O investimento apontou um Índice de Lucratividade (IL) de 17,11% durante a vida útil do projeto e Taxa Interna de Retorno (TIR) 3,76% ao ano. O sistema de captação da água de chuva apresentou viabilidade econômica no período de 15 anos pelo payback simples e inviabilidade para o período de 18 anos pelo payback descontado, com uma TIR de 4% ao ano e IL de (-29%). Nesta pesquisa, identificou-se também que a água de chuva possui qualidade satisfatória para dessedentação de animais e para o consumo humano. Em relação ao gerenciamento dos resíduos sólidos, a propriedade produz em média 350 toneladas de cama de aviário a cada 18 lotes (2 anos) e as embalagens, botinhas, luvas e restos de veneno para roedores somaram 1,960 kg, no período analisado. Ao avaliar a percepção dos gestores das integradoras avícolas quanto à sustentabilidade e quanto à implantação de “Aviários Sustentáveis”, identificou-se que todos os gestores das empresas questionadas acreditam que Aviários Sustentáveis são necessários e devem ser implantados em longo prazo. A partir dos resultados apresentados, entende-se que sistema de captação de água de chuva, sistema de geração de energia fotovoltaica e gerenciamento de resíduos sólidos são mecanismos que podem contribuir para reduzir os impactos ambientais, causados pelo processo produtivo avícola, promovendo o desenvolvimento rural sustentável.

Orientador: Walmir de Freitas Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-26T08:13:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Borges_RicardoTorquato_M.pdf: 3452590 bytes, checksum: db90e4d373020ef903f89b6b280df04a (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Os impactos causados pela instalação de geradores trifásicos de médio porte (? 1 MVA) diretamente em redes primárias de distribuição de energia elétrica (com tensão ? 10 kV) têm sido intensivamente investigados nos últimos 10 anos. Por conseguinte, atualmente, práticas de análise, operação e proteção são relativamente bem definidas e aceitas. No período de amadurecimento dessa mudança de paradigma em relação à geração de energia elétrica, de forma geral os engenheiros das concessionárias analisam uma solicitação de um novo acessante por vez, emitindo um relatório sobre as necessidades ou não de alteração do projeto. Contudo, com a publicação da Resolução Normativa #482 e outras ações, verifica-se o interesse do governo brasileiro em incentivar a conexão de geração distribuída baseada em fontes renováveis (sobretudo geradores fotovoltaicos) em redes secundárias de forma intensa e extensa. Isso produz um cenário diferente do previamente investigado na maioria dos projetos de pesquisa realizados nos últimos 10 anos, criando a necessidade de novos estudos e metodologias de análise. Neste contexto, esta dissertação de mestrado apresenta uma metodologia de análise probabilística que utiliza simulações Monte Carlo para identificar o impacto agregado de múltiplos geradores fotovoltaicos. São apresentadas técnicas para modelar todas as incertezas do problema, as quais estão relacionadas principalmente com a potência produzida pelos geradores e consumida pelas cargas em cada instante do dia. São desenvolvidas também duas aplicações práticas do método de análise proposto. A primeira aplicação consiste no desenvolvimento de índices técnicos capazes de estimar de forma simples e rápida (sem realizar nenhuma simulação) a potência máxima que pode ser injetada em redes secundárias sem a ocorrência de violações técnicas. A segunda aplicação consiste em uma técnica para estimar o impacto futuro da geração fotovoltaica em determinado alimentador da concessionária, de forma a auxiliar os engenheiros no planejamento da expansão das redes de distribuição. O método de análise e as aplicações apresentadas neste trabalho podem auxiliar na redução do número de barreiras existentes para a conexão de geradores distribuídos fotovoltaicos / Abstract: Impacts caused by the connection of three-phase, medium size generators (? 1 MVA) directly to primary distribution networks (with voltage ? 10 kV) have been intensively investigated over the last 10 years. As a consequence, analysis, operation and protection practices are relatively well defined and accepted. During the maturation of this paradigm change on the electric energy generation, in general, utility engineers used to evaluate new connection requests individually, providing a report with possible requirements for project modifications. However, with the publication of Normative Resolution #482 and other actions, one may notice the interest of Brazilian government on encouraging the connection of renewable-based distributed generation (mainly photovoltaic generation) to secondary distribution networks. Such fact leads to a new scenario, different from the one investigated over the last 10 years, creating the need for new studies and analysis methodologies. In such context, this M.Sc. dissertation presents a probabilistic analysis methodology that adopts Monte Carlo simulations to identify the aggregated impact of multiple photovoltaic generators. Modelling techniques are presented for all problem uncertainties, which are mainly related to the power produced by generators and consumed by loads at each instant of the day. Two practical applications of the proposed method are also developed. The first application consists in developing technical indices that provide a simple and quick estimate (without performing any simulation) of the maximum power that may be injected into secondary networks without the occurrence of technical violations. The second application consists in a technique to estimate the future impact of photovoltaic generation on a utility feeder, in order to support engineers on the expansion planning of distribution networks. The analysis methodology and applications presented in this work can help to overcome the barriers for the interconnection of photovoltaic distributed generators / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica