Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2015-11-23T18:36:57Z No. of bitstreams: 1 Ricardo Machado Dias_.pdf: 9738672 bytes, checksum: 93b61d762b320f8c388034ac9d4ea82c (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-23T18:36:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ricardo Machado Dias_.pdf: 9738672 bytes, checksum: 93b61d762b320f8c388034ac9d4ea82c (MD5) Previous issue date: 2015-06-19 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / Este trabalho trata do desenvolvimento e do comissionamento de uma microrrede fotovoltaica de 1680 W pico conectada/isolada com estocagem para gerenciamento e controle de uma carga considerada crítica. Esta microrrede, empregando duas tecnologias de módulos, foi instalada no Laboratório de Energias Renováveis da Unisinos. A microrrede é composta de dois painéis de módulos, um de 1080 W de silício multicristalino, e um de 600 W de silício monocristalino. O primeiro é do sistema conectado à rede e o segundo é do sistema isolado, respectivamente. O sistema de gerenciamento e controle, chamado de supervisório, monitora e controla as duas redes através do sistema de aquisição de dados, que possui como tarefa o armazenamento dos dados em um cartão de memória além de mostrar em tempo real as variáveis envolvidas no processo através de um display de cristal líquido. São feitas análises dos valores de correntes e tensões, tanto alternada quanto contínua, para determinação das potências de entrada e de saída dos equipamentos envolvidos no processo, como também variáveis como temperatura ambiente e do painel FV e irradiância. A proposta deste estudo é demonstrar a disponibilidade do sistema para satisfazer uma carga que pode ser considerada como um processo crítico, a fim de entregar uma potência constante para a carga. Para isto, é necessário que a carga seja comutada entre os sistemas conectado à rede e isolado de acordo com as variáveis analisadas pelo sistema de aquisição de dados. As análises dos dados são divididas em duas partes: sistema FV conectado à rede e sistema isolado. Para cada sistema, foi analisado o comportamento da tensão, corrente e potência dos painéis fotovoltaicos, assim como o comportamento dos inversores e banco de estocagem de energia, considerando dias com céu claro e céu nublado. Para o dia de céu claro analisado, foi injetado na rede da concessionária 5,8 kWh de energia. A eficiência global, ηs deste sistema conectado ficou na ordem de 9 %. O sistema de aquisição de dados e controle da microrrede mostrou-se adequado com o propósito de alimentar a carga em permanência. Sempre que a rede da concessionária é desligada, a carga é automaticamente direcionada para o sistema isolado. Quando o banco de estocagem atinge 50 % de sua capacidade, a carga volta a ser alimentada pelo sistema conectado em paralelo com a rede da concessionária. / This work deals with the development and commissioning of a photovoltaic micro-grid 1680 W connected/alone with storage for management and control of a load considered critical. This micro-grid, employing two PV modules technologies, was installed on Renewable Energy Laboratory at Unisinos. The micro-grid panels is composed of two modules, a 1080 W multicrystalline silicon, and a 600 W of monocrystalline silicon. The first is a grid-connected system and the second is a stand-alone system, respectively. The management and control system, called supervisory, monitors and controls the two systems via data acquisition, which has the task of storing the data on a memory card in addition to showing real-time variables involved in the process through a liquid crystal display. Are made analysis of current values and voltages, AC and DC, to determine the input and output power of the equipment involved in the process, as well as variables such as ambient temperatures and PV module and irradiance. The purpose of this study is to prove availability of the system to meet a load that can be considered as a critical process, in order to maintain a constant power to the load. For this, it is necessary that the load is switched between systems connected to the grid and alone, according to the variables analyzed by the data acquisition system. The analyzes of the data are divided into two parts: PV grid-connected and alone system. For each system, the behavior of tension was analyzed, current and power of the PV panels, as well as the behavior of inverters and power storage bank, considering days with clear skies and overcast sky. For clear sky days analyzed, it was injected into the mains 5.8 kWh of energy. The overall efficiency of this system connected, ηs is 9 %. The data acquisition and control system micro-grid was adequate for the purpose of feeding a remaining charging. Whenever, the mains is switched off, the load is automatically directed to the alone system. When the storage capacity of the database reaches 50%, the load is once again powered by the connected system in parallel with the utility grid.

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2017-07-10T14:32:15Z No. of bitstreams: 1 Luís Rodrigo Becker_.pdf: 4479543 bytes, checksum: 3a9259e64d112cb88c2414eb122552e9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-10T14:32:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luís Rodrigo Becker_.pdf: 4479543 bytes, checksum: 3a9259e64d112cb88c2414eb122552e9 (MD5) Previous issue date: 2017-03-27 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / Este trabalho apresenta uma análise experimental de uma microrrede fotovoltaica formada por dois subsistemas, um isolado com estocagem e outro conectado à rede. Foi verificado o seu comportamento, sua capacidade no fornecimento de energia para uma carga isolada e rede da concessionária, monitorado a qualidade da energia elétrica entregue à diferentes cargas e rede da concessionária e também quantificado os índices de performance do sistema conectado. O subsistema conectado à rede (SFCR) é formado por um painel de 1080 Wp de silício multicristalino e um inversor c.c./c.a. de 1200 W. O subsistema isolado de back-up (SFI-b) é formado por um painel de 600 Wp de silício monocristalino, controlador de carga, banco de estocagem com baterias chumbo-ácido 24 V / 210 Ah e um inversor off-grid c.c./c.a. de 1000 W. O comportamento e a capacidade do sistema são monitorados durante o atendimento de uma carga, representada por um refrigerador. A qualidade da energia é analisada através de medições de energia ativa, reativa e aparente, fator de potência e geração de correntes harmônicas pelos inversores. O SFI-b é monitorado atendendo diferentes tipos e regimes de cargas. Já o SFCR é monitorado em dias de céu claro, parcialmente encobertos e encobertos. Os índices de performance são calculados em dias de céu claro e parcialmente encoberto ao longo dos seis primeiros meses de 2016. Os resultados demonstram que o SFI-b é capaz de atender a carga de forma confiável, comutando-a automaticamente para a concessionária quando o banco de baterias atinge uma profundidade de descarga pré-definida, enquanto o SFCR injeta a energia produzida na rede da concessionária. Os indicadores de qualidade da energia do inversor do SFI-b mostraram-se adequados, permanecendo dentro dos limites citados na legislação e análogos aos apresentados pela rede da distribuidora local. Já o inversor do SFCR apresentou indicadores de qualidade de energia satisfatórios, também na maior parte do tempo dentro dos limites citados na legislação, exceto nos dias encobertos e períodos de baixa irradiância, constatando-se significativa geração de energia reativa e distorções harmônicas de corrente. Considerando a média entre dias de céu claro e parcialmente encoberto, a eficiência média global do SFCR é de 9,9% e a energia média diária entregue à rede é de 4,7 kWh. Foi verificado que a qualidade da energia produzida pelo SFI-b praticamente independe da irradiância, já o SFCR depende diretamente da irradiância e do nível de carregamento do inversor, na geração de uma energia de qualidade. / This work presents an experimental analysis of a photovoltaic micro-grid formed by two subsystems, one off-grid with storage and another grid-connected. It is intended to verify its operation, its capacity to supply power to an isolated charge and electric utility grid, to monitor the quality of the electric power delivered to different charges and the electric grid power, and also to quantify the performance indexes of the connected system. The grid-connected subsystem (SFCR) consists of a panel of 1080 Wp of multicrystalline silicon and a DC/AC. inverter of 1200 W. The off-grid subsystem of back-up (SFI-b) consists of a 600 Wp monocrystalline silicon panel, charge controller, lead-acid battery storage bench 24 V / 210 Ah, and a DC/AC inverter of 1000 W. The operation and capacity of the system are monitored during the supply of a charge, represented by a refrigerator. The quality of the energy is analyzed through measurements of active, reactive and apparent energy, power factor and generation of harmonic currents by the inverters. SFI-b is monitored for different types and charges regimes, and SFCR is monitored on clear sky, partially and totally cloudy days. Performance indexes are calculated on clear sky and partly cloudy days over the first six months of 2016. The results demonstrate that the SFI-b is capable of servicing the charge reliably, switching it automatically to the utility grid when the batteries bank reaches a predetermined discharge depth, while the SFCR injects the power produced in power line grid. The energy quality indicators of the SFI-b inverter were adequate, staying inside the limits mentioned in the legislation, and analogous to those presented by the power line grid of the local distributor. The SFCR inverter presented satisfactory energy quality indicators, also in most of the time inside the limits mentioned in the legislation, except for the cloudy days and periods of low irradiance, showing significant reactive energy generation and current harmonic distortions. Considering the average between clear and partially cloudy days, the global average efficiency of SFCR is 9,9%, and the average daily energy injected on the grid is 4,7 kWh. It was verified that the quality of the energy produced by the SFI-b practically independent of the irradiance, but the SFCR depends directly on the irradiance and the load level of the inverter, in the quality energy generation.