CORRÊA, R. M. C. Modelagem e validação do uso de módulo fotovoltaico flutuante em água. 2015. 101 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-04-23T14:10:46Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_rmccorrêa.pdf: 3334226 bytes, checksum: 02e564ce778b4992a92151542f12087e (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-04-24T11:25:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_rmccorrêa.pdf: 3334226 bytes, checksum: 02e564ce778b4992a92151542f12087e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-24T11:25:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_rmccorrêa.pdf: 3334226 bytes, checksum: 02e564ce778b4992a92151542f12087e (MD5) Previous issue date: 2015-01-30 / This dissertation presents the combination of an electrical and thermal model to represent the characteristics of the photovoltaic module floating in water. Based on the proposed model a MATLAB / Simulink software simulation is made and validated with data obtained through a experiment performed. Two experiments were conducted in the UFC Alternative Energy Laboratory in order to validate the model proposed by the use of two distinct manufacturing photovoltaic modules, a monocrystalline produced by Azur Solar GmbH model TSM 160M and a polycrystalline produced by Solartec model KS20T. The model proposed was satisfactory compared the model results with measured data, which is irradiance, temperature front, rear and IV characteristic curve of the PV module. The irradiance is obtained by a pyranometer LP02 model Hukseflux manufactured by Thermal Sensor, temperatures were measured with temperature sensors type thermo EN 100 and the characteristic curves were obtained by tracer curve mini-KLA, manufactured by Ingenieurbüro. The monocrystalline module errors were lower than 4% for short-circuit current values, open circuit voltage and maximum power point. To reduce the error the electric model initially proposed was changed at the point of maximum power and were obtained errors lower than 2% for the short-circuit current values, open circuit voltage and maximum power point. The polycrystalline module showed errors lower than 10% for the short-circuit current values, open circuit voltage and maximum power point. The polycrystalline module floating in water performance was compared to the conventional use (installed on the ground), being recorded a cell temperature difference at any given time of day to 29 °C between the two applications; as a consequence, better efficiency was obtained floating on the water module with power gains of up to 17% compared to conventional usage. / Esta dissertação apresenta a combinação de um modelo elétrico e térmico para representar as características do módulo fotovoltaico flutuante em água. A partir do modelo proposto é realizada simulação no software MATLAB/Simulink e validado com dados obtidos através de experimento realizado. Foram realizados dois experimentos no Laboratório de Energias Alternativas da UFC a fim de validar o modelo proposto através da utilização de dois módulos fotovoltaicos de característica de fabricação distintas, um monocristalino da Azur Solar GmbH modelo TSM 160M e um policristalino da Solartec modelo KS20T. O modelo proposto mostrou-se satisfatório quando comparado os resultados do modelo com os dados medidos, que são irradiância, temperatura frontal, posterior e curva característica I-V do módulo fotovoltaico. A irradiância é obtida através do piranômetro modelo LP02 do fabricante Hukseflux Thermal Sensor, as temperaturas foram medidas com sensores de temperatura tipo termorresistência PT 100 e a curvas características foram obtidas através do traçador de cuva mini-KLA, do fabricante Ingenieurbüro. O módulo monocristalino apresentou erros inferiores a 4% para os valores de corrente de curto-circuito, tensão de circuito aberto e ponto de máxima potência. Visando diminuir o erro alterou-se o modelo elétrico proposto inicialmente no ponto de máxima potência e foram obtidos erros inferiores a 2% para os valores de corrente de curto-circuito, tensão de circuito aberto e ponto de máxima potência. O módulo policristalino apresentou erros inferiores a 10% para os valores de corrente de curto-circuito, tensão de circuito aberto e ponto de máxima potência. Observou-se o rendimento do módulo policristalino flutuante em água em relação ao uso convencional (instalado sobre o solo), sendo registrada uma diferença de temperatura da célula em determinado horário do dia de até 29ºC entre as duas aplicações; como consequência, obteve-se melhor eficiência do módulo flutuante em água com ganhos de potência de até 17% em relação ao uso convencional.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-06-10T00:04:44Z No. of bitstreams: 1 ThiagoDeOliveiraAlvesRocha_TESE.pdf: 3728978 bytes, checksum: e47856c08795ec056c30763c0e338dad (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-06-10T23:32:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ThiagoDeOliveiraAlvesRocha_TESE.pdf: 3728978 bytes, checksum: e47856c08795ec056c30763c0e338dad (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-10T23:32:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ThiagoDeOliveiraAlvesRocha_TESE.pdf: 3728978 bytes, checksum: e47856c08795ec056c30763c0e338dad (MD5) Previous issue date: 2015-12-09 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Os sistemas de gera??o, que utilizam fontes renov?veis, est?o se tornando cada vez mais populares devido ? necessidade do incremento do uso da energia el?trica. Atualmente, as fontes renov?veis cooperam com a gera??o convencional, em decorr?ncia da limita??o do sistema na entrega da pot?ncia requerida, da necessidade da redu??o dos efeitos indesejados das fontes que utilizam combust?veis fosseis (polui??o) e a dificuldade de constru??o de novas linhas de transmiss?o e/ou distribui??o. Esta coopera??o se d? por meio da gera??o distribu?da. Desta forma, neste trabalho s?o propostas contribui??es para o sistema de controle utilizado para a interconex?o de sistemas PV (do ingl?s, Photovoltaic) de gera??o distribu?da com a rede el?trica trif?sica, por meio de filtros de conex?o do tipo LCL. A compensa??o da qualidade de energia no ponto de acoplamento comum (PAC) ? realizada garantindo-se que a rede el?trica forne?a, ou consuma apenas pot?ncia ativa e que suas correntes possuam baixo teor harm?nico. Diferentemente das t?cnicas tradicionais, que necessitam de esquemas para a detec??o harm?nica, a t?cnica utilizada realiza a compensa??o harm?nica sem a utiliza??o desses esquemas, controlando as correntes de sa?da do sistema de uma forma indireta. Para que haja um efetivo controle da tens?o do barramento CC (Corrente Cont?nua) ? utilizado o controlador robusto em modo dual DSM-PI (Proporcional Integral Dual em Modo Deslizante), que durante o transit?rio se comporta como um controlador em modo deslizante SM-PI (Proporcional Integral em Modo Deslizante), e em regime permanente se comporta como um PI (Proporcional Integral) convencional. Para o controle das correntes ? utilizado a estrat?gia de controle repetitivo, onde s?o utilizados controladores de dupla sequ?ncia (DSC) sintonizados na componente fundamental, no quinto e no s?timo harm?nico. As correntes de refer?ncia s?o alinhadas ao ?ngulo de fase do vetor tens?o da rede el?trica, obtido a partir do uso de um SRF-PLL (do ingl?s, Synchronous Reference Frame Phase-Locked-Loop). Com o intuito de obter a m?xima pot?ncia do array fotovoltaico ? utilizado um algoritmo de MPPT (do ingl?s, Maximum Power Point Tracking) sem a necessidade de adi??o de sensores. Resultados experimentais s?o apresentados para demonstrar a efic?cia do sistema de controle proposto. / Generation systems, using renewable sources, are becoming increasingly popular due to the need for increased use of electricity. Currently, renewables sources have a role to cooperate with conventional generation, due to the system limitation in delivering the required power, the need for reduction of unwanted effects from sources that use fossil fuels (pollution) and the difficulty of building new transmission and/or distribution lines. This cooperation takes place through distributed generation. Therefore, this work proposes a control strategy for the interconnection of a PV (Photovoltaic) system generation distributed with a three-phase power grid through a connection filter the type LCL. The compensation of power quality at point of common coupling (PCC) is performed ensuring that the mains supply or consume only active power and that his currents have low distorcion. Unlike traditional techniques which require schemes for harmonic detection, the technique performs the harmonic compensation without the use of this schemes, controlling the output currents of the system in an indirect way. So that there is effective control of the DC (Direct Current) bus voltage is used the robust controller mode dual DSMPI (Dual-Sliding Mode-Proportional Integral), that behaves as a sliding mode controller SM-PI (Sliding Mode-Proportional Integral) during the transition and like a conventional PI (Proportional Integral) in the steady-state. For control of current is used to repetitive control strategy, which are used double sequence controllers (DSC) tuned to the fundamental component, the fifth and seventh harmonic. The output phase current are aligned with the phase angle of the utility voltage vector obtained from the use of a SRF-PLL (Synchronous Reference Frame Phase-Locked-Loop). In order to obtain the maximum power from the PV array is used a MPPT (Maximum Power Point Tracking) algorithm without the need for adding sensors. Experimental results are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed control system.