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.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Load forecasting is a very important activity on electric power system operation and planning, because many studies on electricity sector depend on future behavior of the system, requiring the electricity demand forecast for its realization. The very short-term load forecasting has a horizon of few minutes to a few hours and it seeks to translate more accurately the instantaneous profile of load. There are several factors that should be considered in forecasting methods, climatic variables have a major influence on demand trends in the very short term, therefore, they should be incorporated into the projection model. In Brazil, has been growing use of electricity production through the photovoltaic generation, so, for this feature to be used efficiently, energy produced by the solar panels forecast is a tool that contributes to this type of energy act reliably. The main objective of this work is to develop a methodology for load and solar power generation forecasting in the very short-term considering the influence the climatic variables. The methodology for load, wind and solar power generation forecasting considers the climatic variables: temperature, relative humidity, wind speed, solar radiation and atmospheric pressure. The study presents data load for a typical year of a substation of the metropolitan region of Rio Grande do Sul, analyzed with data from a weather station in the region. For calculate the solar power generation forecasting the method uses a model that considers the solar radiation and the temperature to calculate the power produced by the photovoltaic module. The method for the forecast was performed using Excel VBA tool, by grouping the load and climate variables data of history and is based on multiple linear regression. The projection algorithm was tested and compared computationally, based on actual data, presenting significant results, because as it is projected to hours ahead, the data is updated with the actual data every hour, reducing forecast errors, confirming that the considered climatic variables are very important to refine load and generation forecasting methods, essential for system planning. Compared to other existing methods, the proposed method stands out by the fact to consider climatic variables for the projection, and uses the methodology to perform the projection of solar power generation. / A previsão de carga é uma atividade de grande importância inserida na operação e no planejamento do sistema elétrico de potência, pois muitos estudos referentes ao setor elétrico dependem do comportamento futuro do sistema, sendo necessária a previsão de demanda de energia elétrica para sua realização. A previsão de demanda de eletricidade para curtíssimo prazo possui um horizonte de poucos minutos até algumas horas e ela procura traduzir com maior exatidão o perfil instantâneo da carga. Há vários fatores que devem ser considerados nos métodos de previsão, as variáveis climáticas apresentam grande influência na evolução de demanda no curtíssimo prazo, portanto, devem ser incorporadas no modelo de projeção. No Brasil, tem sido crescente a utilização da produção de energia elétrica através da geração fotovoltaica, sendo assim, para que esse recurso seja utilizado de forma eficiente, a previsão da energia produzida pelos painéis solares é uma ferramenta que contribui para que esse tipo de energia atue de forma confiável. O objetivo principal deste trabalho é o desenvolvimento de uma metodologia para previsão de carga e geração de energia solar para o horizonte de curtíssimo prazo, considerando a influência das variáveis climáticas. A metodologia para previsão de carga e geração de energia solar considera as variáveis climáticas: temperatura ambiente, umidade relativa do ar, velocidade do vento, radiação solar e pressão atmosférica. O estudo apresenta dados de carga de uma subestação da região metropolitana do estado do Rio Grande do Sul, analisados com dados de uma estação meteorológica da região. Para o cálculo da previsão da geração solar o método utiliza um modelo que considera a radiação solar e a temperatura para o cálculo da potência produzida pelo módulo fotovoltaico. O método para a previsão foi realizado utilizando a ferramenta VBA do Excel, através do agrupamento dos dados de carga e das variáveis climáticas do histórico e baseia-se na regressão linear múltipla. O algoritmo de previsão foi testado e comparado computacionalmente com base nos dados reais, apresentando resultados significativos, pois como a projeção é para horas a frente, os dados são atualizados com os dados reais a cada hora, diminuindo os erros da previsão, confirmando que as variáveis climáticas consideradas tem grande importância para refinar métodos de previsão de carga e geração de energia solar, fundamental para o planejamento do sistema elétrico. Em relação aos demais métodos já existentes, o método proposto se destaca pelo fato de considerar variáveis climáticas para a projeção de carga, e utiliza a metodologia para realizar a projeção da geração solar.

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A conexão de uma geração distribuída utilizando fontes intermitentes pode trazer algumas vantagens para o funcionamento do sistema de distribuição, como melhora dos níveis de tensão, aumento da confiabilidade e redução de perdas elétricas. Porém, do ponto de vista do sistema de transmissão, a conexão desse tipo de geração em algumas áreas do sistema pode acabar tendo um impacto negativo em sua operação, causando variações de tensão que podem afetar alguns equipamentos da rede e aumentar a complexidade de sua operação. Além disso, deve ser avaliado seu impacto no controle de frequência de carga e controle de tensão entre outros aspectos. Desta forma, pode-se verificar que esse tipo de conexão deve ser estudado com um maior nível de profundidade. A partir deste contexto, neste trabalho serão analisados os impactos sistêmicos da conexão de uma geração solar em sistemas elétricos de potência, avaliando os níveis de perdas elétricas e variações nos níveis de tensão. Duas metodologias de solução do fluxo de potência na presença de incertezas são avaliadas. As incertezas consideradas estão nos dados de geração e também de carga do sistema. A primeira metodologia é baseada na solução do fluxo de carga determinístico sequencial ao longo da curva de carga. Para esta metodologia são consideradas curvas de carga e de geração, obtidas através do Sistema Teste de Confiabilidade IEEE24 barras e do Laboratório Solar da UFJF, respectivamente. São analisados os impactos nos níveis de perdas elétricas, assim como a variação dos níveis de tensão nas barras para diferentes situações de geração. A segunda metodologia avaliada é baseada na utilização de aritmética affine para determinação dos impactos destas incertezas. Os resultados de perdas obtidos serão tratados considerando-se o ponto médio dos intervalos para fins de comparação com outras metodologias. Os resultados das duas metodologias são comparados aos obtidos pelas Simulações de Monte Carlo, com o objetivo de serem validados. / The insertion of distributed generation into worldwide power systems has been increasing at a rapid pace in the last few years. Large investments in clean and renewable sources, especially wind and solar, are being made by countries to minimize the environmental impacts caused by fossil fuel power generation. Connecting a distributed generation using intermittent sources can bring some benefits for the operation of the distribution system, such as improved voltage levels, increased reliability and reduction of electrical losses. However, from the point of view of the transmission system, the connection of this type of generation in some areas of the system can end up having a negative impact on its operation, causing voltage variations which can affect network equipments and increase the operation complexity. In addition, impacts on the load frequency control and voltage control among other aspects must be evaluated. Thus, this type of connection must be studied with greater level of depth. In this context, the systemic impacts of the connection of a solar plant to electrical power systems, evaluating the levels of electrical losses and variations in voltage levels are analysed. Two methodologies for solving the power flow in the presence of uncertainties are evaluated. The uncertainties considered are the generation and system load data. The first methodology is based on sequential Newton power flow solutions along the load curve, in which load and generation curves obtained from the IEEE24 Bus Test System and from the UFJF Solar Laboratory, respectively. The impacts on the electrical losses are analyzed, as well as the variation on bus voltage levels in the bars for various generation conditions. The second methodology is based on the use of affine arithmetic to determine the impacts of these uncertainties. The results of losses obtained will be treated considering the average point of the intervals for comparisons with other methodologies. The results obtained from the two methods are compared with those obtained by the Monte Carlo Simulations, in order to validate them.