A geração de eletricidade fundamentada na complementariedade pelas fontes renováveis como a solar fotovoltaica distribuída, tem se tornado relevante e essencial para o fornecimento de energia elétrica no modelo atual das redes elétricas em ambientes urbanos. Porém, tendem a ser impactadas por diversos fatores, tais como sujidade, temperatura, degradação, ângulo de orientação e inclinação, bem como topografia do terreno e qualidade de fabricação do módulo. Somasse o sombreamento parcial de elementos do entorno, o qual é o principal fator que afeta a produtividade do sistema fotovoltaico. Esta tese tem como objetivo propor um método para posicionar módulos fotovoltaicos de maiores potências nominais nas regiões com maiores índices de irradiação da planta, para formar associações de módulos que iram operar em semelhantes condições de irradiação durante todo o ano e quantificar a influência da incompatibilidade elétrica devido as diferenças de fabricação dos módulos. Métodos tradicionais de simulação da estimativa de produção anual consideram módulos idênticos e não permitem importar arquivos flash test de cada módulo utilizado na planta fotovoltaica. O método proposto incluiu a análise de irradiação (sombreamento) global média diária anual de cada módulo e desenvolvimento de algoritmo em MATLAB para estudo da incompatibilidade elétrica e posicionamento. O método foi desenvolvido para um estudo de caso teórico de um estacionamento fotovoltaico com sombreamento parcial na cidade São Paulo, no qual o catálogo do módulo e os flash tests foram disponibilizados pelo fabricante. Os resultados do estudo mostram para uma associação série da planta, variação entre -1,4 e +1,2 Wp entre os valores máximos e mínimos da PMPP, indicando um desvio em relação ao valor médio de 0,57% e 0,48%, resultando uma queda da tolerância relativa à qualidade do módulo em comparação com os valores praticado nas simulações. Sendo obtida uma potência total média teórica de 5,922 kWp, enquanto que em uma ordenação aleatório teríamos uma potência total média teórica de 5,880 kWp, ou seja, -40,49 Wp (0,7%) inferior em comparação com a associação série na qual foi aplicado o algoritmo de ordenação. / The energy generation based on the complementary renewable sources as distributed photovoltaic solar energy, has become relevant and essential for current model of energy supply in the urban environment. However, tend to be impacted for several conditions whereby soiling, temperature, degradation, ground topology, orientation and tilt angle, manufacturing tolerances of photovoltaic module. In addition, the partial shading due to the surrounding elements, which is the main factor that decrease the yield of photovoltaic systems. The objective of this thesis is to propose a method to positioning the higher nominal power photovoltaic modules in the regions with higher homogeneous solar irradiance of the plant, to form a string of photovoltaic modules that will operate in a similar ambient condition during the whole year and quantify the influence of electrical mismatch due to small manufacturing differences. Traditional solar simulation tools not allow flash test dataset inputs, often modeled them as an identical devices to estimate the annual energy production. The method consists in identifying and quantifying the reduction of electrical mismatch tolerance, relating the irradiance (shading) on each photovoltaic module and propose a Matlab algorithm to study the electrical mismatch. The method was developed through a theoretical study case of a parking-integrated photovoltaic with partial shading simulated in São Paulo city for which module datasheets as well as flash test data are available. The results show that the percentage deviation of mismatch tolerance for a string of 24 modules when applied the sorting algorithm was reduced among 0.57% (1.4 Wp) and 0.48% (1.2 Wp), between the lowest and highest value of the average nominal maximum power of 245 Wp, when compared with randomly ordered of ± 2.5% (± 6 Wp). In terms of energy production for the string, these values represents an average theoretical nominal power of 5.922 kWp for sorting algorithm and 5.880 kWp considering the random ordered, which represents a PV string energy production of -40.49 Wp (0.7%) lower without the method proposed.

A geração de eletricidade fundamentada na complementariedade pelas fontes renováveis como a solar fotovoltaica distribuída, tem se tornado relevante e essencial para o fornecimento de energia elétrica no modelo atual das redes elétricas em ambientes urbanos. Porém, tendem a ser impactadas por diversos fatores, tais como sujidade, temperatura, degradação, ângulo de orientação e inclinação, bem como topografia do terreno e qualidade de fabricação do módulo. Somasse o sombreamento parcial de elementos do entorno, o qual é o principal fator que afeta a produtividade do sistema fotovoltaico. Esta tese tem como objetivo propor um método para posicionar módulos fotovoltaicos de maiores potências nominais nas regiões com maiores índices de irradiação da planta, para formar associações de módulos que iram operar em semelhantes condições de irradiação durante todo o ano e quantificar a influência da incompatibilidade elétrica devido as diferenças de fabricação dos módulos. Métodos tradicionais de simulação da estimativa de produção anual consideram módulos idênticos e não permitem importar arquivos flash test de cada módulo utilizado na planta fotovoltaica. O método proposto incluiu a análise de irradiação (sombreamento) global média diária anual de cada módulo e desenvolvimento de algoritmo em MATLAB para estudo da incompatibilidade elétrica e posicionamento. O método foi desenvolvido para um estudo de caso teórico de um estacionamento fotovoltaico com sombreamento parcial na cidade São Paulo, no qual o catálogo do módulo e os flash tests foram disponibilizados pelo fabricante. Os resultados do estudo mostram para uma associação série da planta, variação entre -1,4 e +1,2 Wp entre os valores máximos e mínimos da PMPP, indicando um desvio em relação ao valor médio de 0,57% e 0,48%, resultando uma queda da tolerância relativa à qualidade do módulo em comparação com os valores praticado nas simulações. Sendo obtida uma potência total média teórica de 5,922 kWp, enquanto que em uma ordenação aleatório teríamos uma potência total média teórica de 5,880 kWp, ou seja, -40,49 Wp (0,7%) inferior em comparação com a associação série na qual foi aplicado o algoritmo de ordenação. / The energy generation based on the complementary renewable sources as distributed photovoltaic solar energy, has become relevant and essential for current model of energy supply in the urban environment. However, tend to be impacted for several conditions whereby soiling, temperature, degradation, ground topology, orientation and tilt angle, manufacturing tolerances of photovoltaic module. In addition, the partial shading due to the surrounding elements, which is the main factor that decrease the yield of photovoltaic systems. The objective of this thesis is to propose a method to positioning the higher nominal power photovoltaic modules in the regions with higher homogeneous solar irradiance of the plant, to form a string of photovoltaic modules that will operate in a similar ambient condition during the whole year and quantify the influence of electrical mismatch due to small manufacturing differences. Traditional solar simulation tools not allow flash test dataset inputs, often modeled them as an identical devices to estimate the annual energy production. The method consists in identifying and quantifying the reduction of electrical mismatch tolerance, relating the irradiance (shading) on each photovoltaic module and propose a Matlab algorithm to study the electrical mismatch. The method was developed through a theoretical study case of a parking-integrated photovoltaic with partial shading simulated in São Paulo city for which module datasheets as well as flash test data are available. The results show that the percentage deviation of mismatch tolerance for a string of 24 modules when applied the sorting algorithm was reduced among 0.57% (1.4 Wp) and 0.48% (1.2 Wp), between the lowest and highest value of the average nominal maximum power of 245 Wp, when compared with randomly ordered of ± 2.5% (± 6 Wp). In terms of energy production for the string, these values represents an average theoretical nominal power of 5.922 kWp for sorting algorithm and 5.880 kWp considering the random ordered, which represents a PV string energy production of -40.49 Wp (0.7%) lower without the method proposed.

Medidas atualmente em curso no país, encaminhadas por agentes do setor elétrico, reforçam a expectativa do desenvolvimento de um mercado fotovoltaico sólido em alguns anos. A flexibilidade dos sistemas fotovoltaicos permite a construção de usinas de diferentes capacidades, estas podem estar concentradas, cobrindo vastas áreas de solo, ou distribuídas em pequenas unidades integradas na arquitetura em meio urbano. Entretanto, pesquisas demonstraram que em países com grande capacidade instalada de sistemas fotovoltaicos, o sombreamento parcial de módulos fotovoltaicos é responsável por perdas médias de 10%. Visando agregar conhecimento ao setor energético e contribuir com o desenvolvimento do mercado fotovoltaico nacional, esse texto tem o objetivo de apresentar os resultados de uma pesquisa, em que foi estabelecido um modelo utilizado para construir um plug-in, que transforma o Google SketchUp em uma ferramenta gratuita para estimar o fator de sombreamento e a irradiação em superfícies selecionadas em um modelo tridimensional de uma edificação. Assim, foi conduzida uma pesquisa bibliográfica responsável por identificar e selecionar modelos utilizados nas diversas etapas envolvidas com a estimativa do fator de sombreamento e irradiação. Realizadas algumas alterações, esses modelos convergiram para um modelo único que foi aplicado ao desenvolvimento de um plug-in, denominado Solar3DBR. O desempenho do Solar3DBR foi avaliado através de comparações com os softwares PVsyst e Ecotect, e também por meio de medições reais realizadas em um experimento onde foi monitorada a irradiância em uma célula fotovoltaica parcialmente sombreada e a irradiação horária em plano inclinado. Os resultados das medições permitiram determinar o fator de sombreamento da célula e estes foram comparados aos resultados da simulação de um modelo tridimensional do sistema através do Solar3DBR. Essas confrontações demonstraram que as simulações realizadas com o Solar3DBR apresentam grande proximidade com os resultados apresentados por PVsyst, Ecotect e medições reais. / Measures that are currently underway in the country, forwarded by agents of the electricity sector, reinforce the expectation of developing a solid photovoltaic market in a few years. The photovoltaic systems flexibility, allows plant\'s construction of different capacities, these may be concentrated, covering vast areas of land, as divided into small units, integrated into urban architecture. However, researches have shown that in countries with a large capacity of photovoltaic systems installed, the partial shading of photovoltaic modules is responsible for average losses of 10%. Aiming to add knowledge to the energy sector and contribute to the development of the domestic photovoltaic market, this text aims to present the results of a research, in which was established a model used to build a plug-in that turns Google SketchUp into a free tool, with the ability to estimate the shading factor and irradiation in selected surfaces in a three-dimensional model of a building. Thus, was realized a literature research, responsible for identifying and selecting models used in the various steps, involved in estimating the shading factor and irradiation. After some changes have been implemented, these models converged to a single model that was applied to the development of a plug-in called Solar3DBR. The performance of the Solar3DBR was evaluated through comparisons with the softwares PVsyst and Ecotect, and in actual measurements performed in an experiment. In this experiment irradiance in a partially shaded PV cell and hourly irradiation on inclined plane were monitored. Measurement results allowed to determine the shading factor of the cell, and were compared to simulation results of a three-dimensional model of the system through Solar3DBR. The result of these confrontations demonstrated that the results obtained from the Solar3DBR are similar to the ones presented by PVsyst, Ecotect and actual measurements.

Medidas atualmente em curso no país, encaminhadas por agentes do setor elétrico, reforçam a expectativa do desenvolvimento de um mercado fotovoltaico sólido em alguns anos. A flexibilidade dos sistemas fotovoltaicos permite a construção de usinas de diferentes capacidades, estas podem estar concentradas, cobrindo vastas áreas de solo, ou distribuídas em pequenas unidades integradas na arquitetura em meio urbano. Entretanto, pesquisas demonstraram que em países com grande capacidade instalada de sistemas fotovoltaicos, o sombreamento parcial de módulos fotovoltaicos é responsável por perdas médias de 10%. Visando agregar conhecimento ao setor energético e contribuir com o desenvolvimento do mercado fotovoltaico nacional, esse texto tem o objetivo de apresentar os resultados de uma pesquisa, em que foi estabelecido um modelo utilizado para construir um plug-in, que transforma o Google SketchUp em uma ferramenta gratuita para estimar o fator de sombreamento e a irradiação em superfícies selecionadas em um modelo tridimensional de uma edificação. Assim, foi conduzida uma pesquisa bibliográfica responsável por identificar e selecionar modelos utilizados nas diversas etapas envolvidas com a estimativa do fator de sombreamento e irradiação. Realizadas algumas alterações, esses modelos convergiram para um modelo único que foi aplicado ao desenvolvimento de um plug-in, denominado Solar3DBR. O desempenho do Solar3DBR foi avaliado através de comparações com os softwares PVsyst e Ecotect, e também por meio de medições reais realizadas em um experimento onde foi monitorada a irradiância em uma célula fotovoltaica parcialmente sombreada e a irradiação horária em plano inclinado. Os resultados das medições permitiram determinar o fator de sombreamento da célula e estes foram comparados aos resultados da simulação de um modelo tridimensional do sistema através do Solar3DBR. Essas confrontações demonstraram que as simulações realizadas com o Solar3DBR apresentam grande proximidade com os resultados apresentados por PVsyst, Ecotect e medições reais. / Measures that are currently underway in the country, forwarded by agents of the electricity sector, reinforce the expectation of developing a solid photovoltaic market in a few years. The photovoltaic systems flexibility, allows plant\'s construction of different capacities, these may be concentrated, covering vast areas of land, as divided into small units, integrated into urban architecture. However, researches have shown that in countries with a large capacity of photovoltaic systems installed, the partial shading of photovoltaic modules is responsible for average losses of 10%. Aiming to add knowledge to the energy sector and contribute to the development of the domestic photovoltaic market, this text aims to present the results of a research, in which was established a model used to build a plug-in that turns Google SketchUp into a free tool, with the ability to estimate the shading factor and irradiation in selected surfaces in a three-dimensional model of a building. Thus, was realized a literature research, responsible for identifying and selecting models used in the various steps, involved in estimating the shading factor and irradiation. After some changes have been implemented, these models converged to a single model that was applied to the development of a plug-in called Solar3DBR. The performance of the Solar3DBR was evaluated through comparisons with the softwares PVsyst and Ecotect, and in actual measurements performed in an experiment. In this experiment irradiance in a partially shaded PV cell and hourly irradiation on inclined plane were monitored. Measurement results allowed to determine the shading factor of the cell, and were compared to simulation results of a three-dimensional model of the system through Solar3DBR. The result of these confrontations demonstrated that the results obtained from the Solar3DBR are similar to the ones presented by PVsyst, Ecotect and actual measurements.