Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2015-03-18T20:55:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327709.pdf: 18363073 bytes, checksum: 5ee739091da6f76f40e27c97dd2a3e0e (MD5) Previous issue date: 2013 / Neste trabalho é desenvolvida uma metodologia para análise de retorno do investimento para Sistemas Fotovoltáicos (FV) Conectados à Rede e Integrados à Edificação (Sistemas FV-CRIE) instalados no Brasil. A metodologia desenvolvida considera diversos cenários e condições, permitindo assim variações: (1) na irradiação solar incidente no plano dos módulos FV, (2) no percentual da energia FV gerada que é injetada na rede elétrica pública, (3) no valor do investimento inicial, (4) nos custos ao longo dos 25 anos de operação do sistema e (5) na taxa de aumento anual considerada para a tarifa de energia elétrica cobrada do consumidor em análise. Na metodologia desenvolvida, as análises de fluxo de caixa são feitas na base mensal, e são também considerados na base mensal tanto a geração do sistema FV-CRIE quanto o consumo da edificação á qual o sistema está integrado. Para todas as condições e cenários estabelecidos na metodologia, sãoo calculados o valor presente líquido (VPL), a taxa interna de retorno (TIR) e o tempo de retorno do investimento. Neste trabalho são apresentados também os resultados da aplicação desta metodologia a sistemas FV-CRIE teóricos, instalados em residências unifamiliares em cada uma das 27 capitais brasileiras, com análises mais profundadas para Florianópolis (SC) e Belo Horizonte (MG). Observou-se um grande impacto da redução na tarifa residencial de jan.2013 (no mínimo 18% para todas as capitais, com exceção de Macapá-AP) sobre a viabilidade econômica dos sistemas FV-CRIE, e um impacto bastante considerável também pela cobrança de impostossobre a energia gerada pelo sistema FV-CRIE que seja injetada na rede elétrica de distribuição. Considerando os valores atualmente mais realísticos para o investimento inicial, os custos variáveis e os custos evitados (pela redução no consumo de energia da rede elétrica), chegou-se á conclusão de que, na condição e cenário considerados também como mais realísticos, o retorno do investimento é excessivamente longo para todas as 27 capitais, considerando um sistema FV-CRIE de 1 kWp e consumo de 250 kWh/mês. Caso não houvesse a cobrança de impostos sobre a energia injetada na rede elétrica de distribuição, o investimento em sistemas FV-CRIE seria atualmente viável para 12 capitais.<br> / Abstract : This work develops a methodology for analyzing return on investmentfor Building Integrated Photovoltaic (PV) systems connected to the grid(BIPV systems) installed in Brazil. The methodology considers dierentscenarios and conditions, thus allowing variations in: (1) the solarradiation incident on the plane of the PV modules, (2) the percentageof PV generated that is injected into the public grid, (3) the value ofinitial investment, (4) costs over the 25 years of operation of the systemand (5) the annual increase rate for the tari charged to the kind ofconsumer considered. In this methodology, the analysis of cash owis made on a monthly basis, and also considered on a monthly basisare both the generation of the BIPV system and the consumption ofthe building to which the system is integrated. For all conditions andscenarios selected, the net present value (NPV), internal rate of return(IRR) and the payback time of the investment are calculated. Thiswork also presents the results of applying this methodology to BIPVsystems installed in single-family homes in the main city of each FederalState of Brazil (27 cities total), with further analysis to Florianopolis(SC) and Belo Horizonte (MG). It was observed a large impact in thereduction of residential taris in Jan.2013 (at least 18%) on the economicviability of BIPV systems. Charging taxes on energy generated by thePV system, which is injected into the distribution grid was also foundto lead to a considerable impact. Under the values currently inplace forthe initial investment, variable costs and avoided costs (by reducing theconsumption from the utility power), the conclusion is that the returnon investment is excessively long for all 27 cities, considering a 1 kWpBIPV system and a residential consumption of 250 kWh/month. If therewas no taxation of the energy injected into the grid, investment on BIPVsystems would be already viable for 12 capitals.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-11-21T03:19:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348629.pdf: 4616570 bytes, checksum: 93520b4b69481d34326cb4df3c962a7c (MD5) Previous issue date: 2017 / O consumo de energia elétrica residencial representa quase um terço de toda a energia gasta no Brasil, tornando-se um nicho importante para a tecnologia fotovoltaica. Um investidor residencial que queira investir na geração fotovoltaica, precisa ter certeza que o seu capital terá um retorno financeiro comparável com qualquer investimento, ao mesmo tempo em que tarifas de energia elétrica e preços dos componentes fotovoltaicos flutuam de maneira imprevisível. A escolha de cinco cidades, no território brasileiro, onde instalar sistemas fotovoltaicos, oferece parâmetros de comparação que validam o método de análise, identificando localidades com resultados excelentes e outras com pouco interesse. Esta tese quantifica os fatores financeiros que caracterizam o investimento, propondo um fator de interesse ? FI, como relação entre tarifa de energia elétrica e o custo nivelado de produção - LCOE, mostrando que, quando o FI for maior que dois, o retorno financeiro do investimento atende as expectativas do investidor. A rentabilidade do investimento está atrelada aos valores das tarifas da energia, à irradiação e ao valor do capital investido. Variações negativas de 10 % das tarifas podem significar perdas de interesse a investir, assim como variações negativas de 10 % do capital investido podem reverter e tornar interessante o investimento. / Abstract : The consumption of electrical energy by residences represents almost a third of the total in Brazil, representing an important niche to be developed. A residential investor willing to invest in photovoltaic generation, seeks a financial return which is comparable with any other investment, while the energy tariffs and photovoltaic components prices are fluctuating unpredictably. The choice of five cities, in the Brazilian territory, to install photovoltaic systems, gives comparison parameters that validate the analysis model, identifying locations with excellent results and other with poor interest. This thesis quantifies the financial factors that characterize the investment, proposing a Factor of Interest ? FI, as a relationship between the tariff of the grid energy and the Levelized Cost of Energy - LCOE, showing that when FI is greater than two, the financial return of the investment fulfills the investor?s expectations. The return on the investment varies in accordance to the energy tariff, the local irradiation and the invested capital. Decrements of 10 % on the tariffs may result in loss of interest for the investment, as well as decrements of 10 % on the initial capital may revert and make the investment interesting.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-11-21T03:20:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348638.pdf: 2792220 bytes, checksum: bacfa4783ce894c00d0ad6c420d77fa4 (MD5) Previous issue date: 2017 / Este trabalho aborda a avaliação técnica (utilizando figuras de mérito, como Yield, Performance Ratio e Fator de Capacidade) e econômica (utilizando o custo da energia fotogerada, ou Levelized Cost of Energy - LCOE) de uma usina solar fotovoltaica de 2 MW a ser instalada no município de Jaguari-RS, comparando duas diferentes tecnologias de módulos fotovoltaicos (silício multicristalino e filmes finos de telureto de cádmio) e três diferentes sistemas de fixação (estacionário, seguidor de um eixo e seguidor de dois eixos), totalizando seis diferentes topologias. Os resultados de desempenho dos sistemas foram obtidos através de simulações realizadas pelo software PVSyst, utilizando dados históricos armazenados em bancos de dados e confrontados com dados meteorológicos medidos, coletados ao longo de um ano. Com os resultados das simulações foram feitas análises técnicas a fim de avaliar o desempenho de cada uma das seis topologias propostas, onde o sistema fixo com tecnologia de silício multicristalino se sobressaiu ao apresentar maior densidade energética (114,5 kWh/m²), com um Yield anual de 1575 kWh/kWp; porém, o sistema seguidor de dois eixos com a tecnologia de telureto de cádmio apresentou a maior Yield anual de energia (2.035 kWh/kWp). Posteriormente, foi feita uma análise econômica através de estimativas de custos dos sistemas (?turn-key?), onde os dados econômicos foram avaliados juntamente com os dados técnicos e, como resultado, foi obtida a melhor topologia a ser utilizada a partir dos cenários criados neste estudo de caso. Como resultado, diante dos cenários apresentados, o sistema seguidor de um eixo com tecnologia de silício multicristalino se mostrou a mais viável economicamente, apresentando o menor LCOE. / Abstract : This work addresses the technical (using performance parameters such as Yield, Performance Ratio and Capacity Factor) and economic (using the Levelized Cost of Energy - LCOE) evaluation of a 2 MW photovoltaic solar power plant to be installed in the municipality of Jaguari-RS, comparing two different technologies of photovoltaic modules (multicrystalline silicon and thin-film cadmium telluride) and three different mounting systems (stationary, single axis tracker and two axes tracker), totalizing six different topologies. The performance results of the systems were obtained through simulations performed by the PVSyst software, using historical data stored in databases and confronted with measured meteorological data collected over a year. With the results of the simulations, technical analyses were performed to evaluate the performance of each one of the six proposed topologies. The stationary system with p-Si technology performed better than the others, because it presented more energy per occupied area (114,5 kWh/m²) with 1575 kWh/kWp as annual Yield . On the other hand, the double axis tracking system using CdTe technology presented the biggest annual Yield (2.035 kWh/kWp). Subsequently, an economic analysis was carried out through system cost estimates ("turn-key"), where the economic data were evaluated together with the technical data and the best topology to be used was obtained from the scenarios created in this case study. As a result, considering the created scenarios, the single axis tracking system with p-Si technology performed the best LCOE values.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-12-01T03:09:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334856.pdf: 7562912 bytes, checksum: 10890173e9e0978d57943afb35c35481 (MD5) / Este trabalho avalia a situação de sistemasFVconectados à rede (SFVCR) no país e também o desempenho de uma amostra de dez desses sistemas, analisando dados de irradiação solar e geração FV. Para cada sistema, é estudada a taxa de desempenho (PR, de performanceratio), comparando valores de irradiação solar obtidos através de cinco diferentes bancos de dados com os valores obtidos de medições (através de piranômetros ou células de referência) in loco ou próximas ao SFVCR analisado. Através dos resultados, foram calculados os valores das diferenças existentes entre bancos de dados de irradiação e a variabilidade interanual dos valores medidos. Através dos dados de geração, é feito o cálculo de produtividade energética (yield) de cada sistema e comparado o desempenho interanual (2012-2013), além de simular a geração FV com diferentes bancos de dados de irradiação e confrontar com valores reais de energia gerada por cada SFVCR. Por fim, pretende-se, demonstrar a importância do estudo de irradiação solar para as diferentes situações de empreendimentos solares FV, tanto em micro e minigeração de energia quanto em grandes usinas.<br> / Abstract : This study evaluates the current state of Brazilian grid-connected photovoltaic (PV) systems (Portuguese acronym: SFVCR), and also assesses the performance of a sample of ten of these systems by analyzing collected solar irradiance and PV generation data. For each system, the performance ratio (PR) was studied, by comparing solar irradiance values obtained from five different databases with values obtained from measurements taken at or near the system site by pyranometers or reference cells. The differences between measured insolation and the irradiation databases were calculated, as was the interannual variability of the measured values. The insolation measurements, together with the power generation data, allowed the systems energy yields to be compared year over year (2012 to 2013), as well as to the predictions obtained by simulating PV generation with irradiation data from the databases. The results further demonstrate the importance of careful solar irradiation studies in the planning of PV projects ranging from micro- and mini-generation to large power plants.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-04-19T04:04:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337908.pdf: 10897012 bytes, checksum: 86aa71fac71c8bf0f9cdecc1b32debe4 (MD5) Previous issue date: 2015 / Neste trabalho são estudadas técnicas aplicadas ao controle de um sistema fotovoltaico obtido a partir da integração de conversores CC-CC elevadores de tensão conectados a um barramento CC comum e projetados para processar até 2 kW. A estratégia adotada permite duas possibilidades: na primeira, cada conversor é individualmente controlado para funcionar como rastreador do ponto de máxima potência (MPPT) e, na segunda, o controle é realizado de modo que os conversores mantenham, de forma compartilhada, a tensão do barramento CC regulada. Para alcançar tais objetivos, inicialmente apresenta-se uma proposta de modelagem matemática experimentalmente validada, aplicada a módulos e a arranjos fotovoltaicos. Os modelos obtidos possibilitam reproduzir as condições típicas de geração do sistema fotovoltaico, fortemente dependentes das condições ambientais, em plataformas de simulação. Além disso, métodos de rastreamento do ponto de máxima potência recorrentes na literatura são revisitados, com destaque à implementação prática daqueles cuja operação está baseada na medição ou na estimação de temperatura de superfície do gerador fotovoltaico: MPPT-temp e MPPT-temp Voc. É também realizada uma análise de estabilidade do sistema fotovoltaico proposto, utilizando-se como ferramenta os critérios de Middlebrook, de margem de ganho e de ganho de fase, com o intuito de averiguar como o paralelismo de conversores pode degradar a estabilidade do barramento CC. Finalmente, resultados provenientes de simulação e de experimentação são apresentados e discutidos, considerando-se os diversos cenários de operação.<br> / Abstract : This work evaluates some techniques applied to control a photovoltaic system obtained from the integration of DC-DC boost converters, which are connected to a common DC link and designed to process up to 2 kW. The adopted strategy enables two possibilities: at the first one, each converter is singly controlled for working as a maximum power point tracker (MPPT); and at the second, the control is accomplished in order to allow the common DC link voltage regulation. In order to reach the final proposal, it is presented a mathematical model for photovoltaic modules and arrays which was experimentally corroborated. The obtained models permit to simulation photovoltaic modules and arrays, taking into account the environmental effects at the output voltage, current and power. Furthermore, the most frequently used MPPT algorithms are discussed, mainly that ones based on the temperature or on its estimation at the surface of the photovoltaic module: MPPT-temp and MPPT-temp Voc. In addition, a stability analysis for the photovoltaic system was carried out through the criteria of Middlebrook, gain margin and phase margin, in order to find out how the link DC is degraded due to the integration of parallel converters. Finally, the simulation and experimental results are presented and discussed in accordance with the multiplicity of operational settings.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. / Made available in DSpace on 2012-10-24T14:12:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 263068.pdf: 3501407 bytes, checksum: e499e7e2baabf547151031a0c29e476e (MD5) / O desenvolvimento da humanidade há muito tempo está ligado à disponibilidade energética. Atualmente a matriz energética mundial está baseada nos combustíveis derivados de petróleo, que possui alto coeficiente energético, mas que também gera grande degradação ambiental em sua exploração e utilização. As fontes renováveis têm como vantagem a geração de energia sem danos significativos ao meio ambiente. Dentre essas, a energia solar fotovoltaica surge como um grande potencial de geração limpa e descentralizada. Neste trabalho foram desenvolvidos estudos sobre a aplicabilidade de sistemas solares fotovoltaicos interligados à rede elétrica urbana e integrados às edificações. O estudo deteve-se na integração de painéis solares fotovoltaicos em edificações residenciais urbanas, buscando quantificar sua contribuição na rede elétrica. Para isso foi proposta uma tipologia de kits, de painéis fotovoltaicos, com área e potência pré-definidas para serem instalados nas coberturas das edificações residenciais unifamiliares de um bairro de uso misto da cidade de Florianópolis - SC. O potencial de geração foi estimado a partir do número de kits a serem instalados e da irradiação solar incidente na cidade. Já o percentual de contribuição na rede elétrica foi definido a partir do consumo do alimentador da rede que serve o bairro em questão. A partir da avaliação das residências foi possível concluir que estas têm coberturas com elevado potencial de aproveitamento da energia solar, podendo sempre integrar os kits e ainda na porção mais ensolarada do telhado. Em comparação com a demanda do bairro, os kits têm muito a contribuir, principalmente pelo pico de geração energética ser concomitante com o pico de consumo das edificações de serviço e comércio existentes no bairro. Os estudos mais detalhados também mostraram que, na proporção em que se encontram as residências no bairro, a geração dos kits nas residências seria suficiente para uma contribuição significativa na demanda total, sem comprometer o fornecimento de energia pela adição de uma fonte sazonal, como é a energia solar.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T02:45:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 279104.pdf: 12142340 bytes, checksum: ee36755aa6b85baae4cefb09fe871d54 (MD5) / A inserção de geradores convencionais de energia geralmente ocorre em locais afastados dos grandes centros urbanos, pois tende a acarretar problemas para o entorno como poluição do ar, poluição sonora e poluição visual. No entanto, com a energia cada vez mais necessária para o desenvolvimento humano, utilizar a fonte de geração próxima ao ponto de consumo é uma maneira eficaz de reduzir as perdas por transmissão e distribuição (T&D), Neste contexto, destaca-se a energia solar fotovoltaica, que, além de gerar eletricidade de forma distribuída, diferenciando-se da forma como se constitui o setor elétrico brasileiro, é inesgotável, silenciosa, estática, extremamente simples em sua operação, possui característica modular e pode integrar-se a edificações. Tem-se então, através da geração fotovoltaica, a oportunidade de instalar geradores limpos, renováveis e silenciosos em meio urbano. O objetivo desta dissertação é analisar a inserção do que poderia ser o maior gerador fotovoltaico da América do Sul de que se tem notícia até o presente, integrado ao envelope da edificação da Eletrosul, empresa do setor elétrico, localizada em área urbana de Florianópolis - SC. Através do estudo de área disponível na edificação e suas áreas adjacentes, quantificou-se o potencial fotovoltaico existente na Eletrosul. A partir daí, estimou-se a geração fotovoltaica horária, mensal e anual, a fim de comparar com o consumo da edificação. Com 1 MWp instalado, a contribuição anual seria de 31% do consumo energético, chegando a 42% no mês de dezembro. Na comparação horária, verificaram-se momentos de geração energética superior ao consumo, resultando em energia injetada na rede. Como o consumo e a geração fotovoltaica apresentaram curvas semelhantes, constatou-se a possibilidade de uma recontratação de demanda pela empresa, agregando mais valor à integração fotovoltaica. Por fim, analisou-se a participação da geração deste sistema de grande porte na redução de consumo energético no alimentador em que a edificação está inserida. Neste caso, a contribuição foi de 5% do consumo anual. Através das análises, pode-se quantificar a contribuição energética de um gerador fotovoltaico de grande porte tanto para a edificação quanto para o alimentador em que ela está inserida.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T03:19:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 280137.pdf: 3943548 bytes, checksum: d6ef6aace4d4de095387bff207f02eaf (MD5) / No Brasil existem vários estudos sobre aplicação e desempenho de sistemas fotovoltaicos sem concentrador (SFV), acompanhando a tendência e o desenvolvimento desta tecnologia em nível mundial. Nos últimos anos, principalmente em regiões com alta incidência de radiação direta de países como Espanha, Estados Unidos e Austrália, tem aumentado os projetos destinados a instalação e avaliação do desempenho de sistemas fotovoltaicos com concentrador (SFVC). Os SFV utilizam a radiação global ou inclinada enquanto os SFVC utilizam a radiação direta normal e normalmente empregam dispositivos destinados a rastrear o Sol para aproveitamento do potencial energético da radiação direta. O Brasil apresenta muitas regiões com alta incidência de radiação direta, nas quais a irradiação direta normal anual pode chegar a valores superiores aos de irradiação global ou inclinada. O estudo do desempenho energético de sistemas fotovoltaicos com concentrador apresenta como principal dificuldade a obtenção de dados de irradiação direta normal e, até o presente, nenhum estudo abrangente foi realizado para o território brasileiro. Esta tese apresenta um estudo do potencial de desempenho energético de SFVC no Brasil, realizado com base em dados solarimétricos inéditos resultantes do projeto SWERA (Solar and Wind Energy Resource Assessment). Além dos dados solarimétricos do projeto SWERA, foram utilizados dados de desempenho de SFVC instalados em outros países, em regiões com características solarimétricas e climáticas semelhantes às brasileiras, para estimar o desempenho energético no território brasileiro. Foi elaborado o #Atlas Brasileiro da Geração Solar para Sistemas Fotovoltaicos com Concentrador# que evidencia as áreas com potencial favorável à instalação de SFVC. Verificou-se que grande parte da área caracterizada por elevados valores de irradiação direta normal também apresenta elevada demanda energética devido à concentração de empresas industriais. Os resultados apresentados, além da contribuição científica e tecnológica, podem fornecer subsídios às concessionárias de eletricidade para a instalação de SFVC, destinados a gerar energia elétrica a partir de uma fonte renovável e não poluente. / In Brazil there are several studies on implementation and performance of photovoltaic systems without concentration (PVS) following the trend and development of this technology worldwide. In recent years, particularly in regions with high incidence of direct radiation in countries like Spain, USA and Australia have increased projects for deployment and performance evaluation of concentrating photovoltaic systems (CPV). PVS use global and tilted radiation while CPV utilize direct normal radiation and usually employ devices to track the Sun to harness the energy potential of direct radiation. Brazil has many regions with high incidence of direct radiation, in which the annual direct normal irradiation can reach values higher than the global or tilted irradiation. The study of energy performance of concentrating photovoltaic systems presents the as main difficulty in obtaining data of direct normal irradiation (DNI) and, to date, no comprehensive study was conducted for the Brazilian territory. This thesis presents a study of CPV potential energy performance in Brazil, carried out based on unpublished solarimetric data resulting from SWERA project (Solar and Wind Energy Resource Assessment). Besides the solarimetric data from SWERA project, CPV performance data from systems installed in other countries, in regions with climatic and solarimetric characteristics similar to Brazilian conditions, were used to assess the energy performance in Brazil. The "Brazilian Atlas of Solar Power Generation with Concentrating Photovoltaic Systems" presented in this thesis highlights areas with potential for CPV installation. These areas characterized by high DNI level include sites with high energy demand due to the concentration of industrial enterprises. The results presented, besides the scientific and technological contribution can provide subsidies for electricity utilities to install CPV for power generation from a clean and renewable energy source.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2012-10-23T07:32:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 244870.pdf: 5144034 bytes, checksum: 9a643ee225ba7e6ac97286157e8ccac0 (MD5) / Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de uma metodologia para o posicionamento estratégico de sistemas fotovoltaicos conectados à rede de distribuição em centros urbanos, visando maximizar os benefícios da natureza distribuída da geração fotovoltaica. Esta metodologia, baseada no Fator Efetivo de Capacidade de Carga (FECC), oferece uma ferramenta de planejamento para a concessionária decidir em quais alimentadores do sistema de distribuição a geração fotovoltaica será mais vantajosa. A metodologia descrita é baseada na forte correlação que se verifica entre as curvas de demanda de alimentadores diurnos e as curvas de geração solar fotovoltaica. Considera-se que os maiores picos de demanda estão associados a dias ensolarados, e que uma parcela considerável da capacidade fotovoltaica conectada a alimentadores com pico de demanda diurno estará sempre presente quando necessário. Para dias/períodos com céu encoberto, considera-se que haverá uma redução na demanda do alimentador correspondente ao déficit relativo à geração solar. Dados horários de demanda dos alimentadores de duas concessionárias, CELESC (cidade de Florianópolis) e CEMIG (cidade de Belo Horizonte), foram correlacionados aos dados de radiação/geração solar fornecidos pelo Laboratório de Energia Solar - LABSOLAR da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). O LABSOLAR opera uma estação solarimétrica e um gerador solar fotovoltaico de 2 kWp conectado à rede de distribuição elétrica e integrado à edificação desde 1997. Esse sistema fotovoltaico é utilizado para validação da metodologia. Para a cidade de Florianópolis, dos 35 alimentadores urbanos existentes, 17 foram caracterizados como alimentadores com pico de demanda diurno e foram analisados neste trabalho. Em Belo Horizonte, somente um número limitado de alimentadores foi analisado; dos 16 alimentadores analisados 11 possuem pico de demanda diurno. Para todos os casos, o FECC foi calculado para diferentes níveis de penetração fotovoltaica e os resultados utilizados foram utilizados na construção de uma estratégia que estabelece a priorização dos alimentadores e a capacidade dos geradores fotovoltaicos para uma capacidade instalada desejada. O FECC é apresentado como uma ferramenta útil na identificação do potencial e da localização estratégica de geradores fotovoltaicos em centros urbanos. This thesis presents the development of a methodology for the strategic siting of grid-connected PV generators in the distribution network in urban areas in Brazil, aiming at maximizing the benefits of the distributed nature of PV generation. The methodology, based on the Effective Load Carrying Capacity (ELCC), offers a tool for utility planners to decide to which feeders in the distribution system the introduction of a given amount of PV generators will be most advantageous. The methodology described is based on the strong correlation between daytime peaking feeder load curves and the solar generation profile. It is assumed that the largest demand peaks are associated with sunny periods, and that a considerable fraction of a given and limited PV capacity connected to a daytime peaking feeder will always be available when needed. For cloudy and overcast periods, it is assumed that there will be a reduction in a given daytime peaking feeder demand, which is at least as large as the corresponding solar generation deficit. Hourly utility feeder demand data from two utilities (CELESC in Florianópolis, and CEMIG in Belo Horizonte) were correlated to solar radiation/generation data supplied by the solar energy research laboratory at the Universidade Federal de Santa Catarina#s (UFSC) Solar Energy Laboratory (LABSOLAR). LABSOLAR operates a fully-monitored, building-integrated gridconnected PV installation since 1997. This PV system is used to validate the methodology. For the capital city of Florianópolis, out of the 35 existing urban feeders 17 were found to be daytime peaking and were analyzed in this work. In Belo Horizonte, only a limited number of feeders were analyzed, and out of 16 feeders 11 presented daytime peaking load curves. In all cases, the ELCC of PV was calculated for different PV penetration levels and the results were used to establish a priority schedule for connecting PV to feeders. The ELCC is presented as a useful tool for identifying the potential and optimizing the sitting of PV generators in the urban environment.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. / Made available in DSpace on 2012-10-24T06:23:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 260094.pdf: 1262382 bytes, checksum: 557bfd12801c02b862521eabff67ac0b (MD5) / Na busca por novas opções para a constituição de uma nova matriz energética, os Sistemas Fotovoltaicos Interligados à Rede de Distribuição (SFIRD) se configuram como uma alternativa para centros urbanos, valendo-se de ser uma forma de geração distribuída (GD), assim gerando energia no próprio local onde esta será consumida. Os SFIRD não necessitam de novas áreas para sua instalação, pois estes farão uso de espaços já existentes, como o envelope das edificações para as quais estes gerarão energia, além de que eles possuem potencial de colaborar no desempenho da rede em que se encontram conectados. Neste trabalho é apresentado um estudo de caso de um SFIRD conectado a um alimentador de característica fortemente comercial, com pico de carga diurno e bastante coincidente com o pico de geração fotovoltaica. Este SFIRD encontra-se em funcionamento contínuo desde 1997 no Laboratório de Energia Solar da Universidade Federal de Santa Catarina (LABSOLAR/UFSC) em Florianópolis - SC. Nesta pesquisa foram confrontados os dados de geração deste SFIRD com os dados do alimentador da concessionária elétrica local ao qual este gerador se encontra conectado (TDE-07). O trabalho mostra o quanto este SFIRD contribui nos momentos mais críticos da operação do alimentador TDE-07. Utilizando para isso o Fator Efetivo de Capacidade de Carga (FECC). O trabalho mostra também o quanto este SFIRD contribui no total de energia consumida por este alimentador e qual seria a contribuição esperada caso um número significativo de edificações residenciais da mesma região fossem equipadas com um gerador solar semelhante. In search for new options to build a different energy mix, grid-connected, building-integrated PV generators (BIPV) are an alternative to urban areas because they constitute a distributed generation tool providing energy that will be generated at the point of use. BIPVs do not require new areas to be installed, since they use areas that are already occupied by the building envelope. This thesis shows the study of a BIPV system that has been connected to a very commercial feeder which has a diurnal load peak which matches the solar radiation profile very closely. This BIPV installation is operating continually since 1997 in Laboratório de Energia Solar of Universidade Federal de Santa Catarina (LABSOLAR/UFSC), in Florianópolis - Brazil. The research compares the amounts of energy generated by BIPV installations with the energy demands of the respective Utility feeder (TDE-07) to which this BIPV installation is connected. The results presented show that on top of the energy produced, BIPV installations can assist distribution feeders during load peaks (peak-shaving capability). To quantify this benefit, the Effective Load Carrying Capacity (ELCC) concept was used. The study also shows the potential of BIPV solar generators in residential buildings in contributing to the total energy demands of the Utility feeder studied.