Este trabalho propõe um sistema fotovoltaico (PV) multifuncional conectado a um sistema elétrico trifásico a quatro fios e operando com estratégia dual de compensação ativa de potência. Além da injeção de potência ativa na rede elétrica, o sistema PV operara como um condicionador unificado de qualidade de energia (UPQC) suprimindo as correntes harmônicas da carga e compensando a potência reativa. Adicionalmente, tensões balanceadas, reguladas e livre de harmônicos são fornecidas para a carga. O sistema PV-UPQC é baseado em uma estratégia de compensação dual, na qual o conversor série opera como uma fonte de corrente senoidal, enquanto o conversor paralelo atua como uma fonte de tensão senoidal. Como resultado, nenhum comportamento transitório é observado na troca entre os modos de operação ilhado e interconectado do sistema PV-UPQC. Além disso, para contornar os problemas associados às mudanças bruscas de irradiação solar, uma malha de controle feed-forward atua na geração das referências de corrente do conversor série, de modo que se obtenha um rápido balanço de potência entre o sistema PV e a rede elétrica. Como resultado, as respostas dinâmicas tanto da corrente elétrica quanto da tensão do barramento CC são melhoradas. A análise detalhada envolvendo o fluxo de potência ativa dos inversores é realizada proporcionando um melhor entendimento sobre a operação do sistema PV-UPQC, bem como auxiliando no dimensionamento dos conversores de potência. Resultados de simulação e experimentais são apresentados para avaliar os desempenhos estáticos e dinâmicos do PV-UPQC conectado ao sistema elétrico de distribuição. / This work proposes a multifunctional single-stage three-phase four-wire grid-connected photovoltaic (PV) system operating with a dual active power-line compensating strategy. Besides injection of active power into the grid, the PV system operates as a unified power quality conditioner (UPQC), suppressing the load harmonic currents and compensating reactive power. Additionally, regulated, balanced and harmonic free output voltages are provided to the load. Since the PV-UPQC is based on a dual compensation strategy, the series converter operates as a sinusoidal current source, whereas the parallel converter operates as a sinusoidal voltage source. Thus, seamless transition can be achieved from the interconnected to the islanding operation modes, and vice-versa, without load voltage transients. Moreover, to overcome problems associated with sudden solar irradiation changes, fast power balance involving the PV array and the grid is obtained, since the feed-forward control loop acts on the generation of the series inverter current references. As a result, the dynamic responses of both inverter currents and dc-bus voltage are improved. Detailed analysis involving the active power flow through the inverters is performed allowing proper understanding of the PV-UPQC operation, as well as assisting to design of the power converters. Simulation and experimental results are presented to evaluate both dynamic and static performances of the PV-UPQC tied to the electrical distribution system.

Este trabalho estuda a interação entre os métodos anti-ilhamento aplicados em sistemas fotovoltaicos residenciais, operando simultaneamente em uma rede de distribuição de baixa tensão. Os sistemas fotovoltaicos em geral interagem entre si, com a rede de distribuição da concessionária e com outras fontes de geração distribuída. Uma consequência importante dessa interação é a ocorrência do ilhamento, que acontece quando as fontes de geração distribuída fornecem energia ao sistema elétrico de potência mesmo quando esta se encontra eletricamente isolada do sistema elétrico principal. A função anti-ilhamento é uma proteção extremamente importante, devendo estar presente em todos os sistemas de geração distribuída. Atualmente, são encontradas diversas técnicas na literatura. Muitas delas oferecem proteção adequada quando um inversor está conectado à linha de distribuição, mas podem falhar quando dois ou mais funcionam simultaneamente, conectados juntos ou próximos entre si. Dois destes métodos são analisados detalhadamente nesse estudo, avaliados em uma rede de distribuição residencial de baixa tensão. Os resultados obtidos mostram que a influência de um método sobre o outro é dependente da predominância de cada um deles dentro do sistema elétrico. Contudo, nas condições analisadas o ilhamento foi detectado dentro do limite máximo estabelecido pelas normas pertinentes. / This work studies the interaction between islanding detection methods applied in residential photovoltaic systems, operating simultaneously in a low voltage distribution network. Photovoltaic systems, in general, interact with themselves, with the utility grid and other distributed generation sources. An important consequence of this interaction is the islanding occurrence, which happens when distributed generation sources supply energy to the electrical power system even when it is electrically isolated from the main electrical system. The anti-islanding function is an extremely important protection, and should be present in all distributed generation systems. Actually, many techniques are found in the literature. Most of them provide suitable protection when one inverter is connected to the distribution line, but can fail when two or more work simultaneously, connected at the same point or close to each other. Two of these methods are analyzed in detail in this study and evaluated in a residential low voltage distribution line. The obtained results show that the influence of a method over another one is dependent of the predominance of each one within the electrical system. However, in the analyzed condition the islanding was detected within the maximum allowed time established by applicable rules.

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Grid-connected photovoltaic systems with energy storage have features of conventional gridconnected inverters and uninterruptible power supplies. In these systems, all elements, which include photovoltaic generator, batteries, loads and electric grid, are connected to the same equipment named multifunctional photovoltaic converter. As it is a recent technology, there are many research opportunities in this theme, from classifications and standards to specific problems. This study investigates this field in a comprehensive manner, proposing classifications, technical recommendations and a power management strategy. Initially, classifications are proposed considering system configuration and continuity of supply to the loads. In the following, technical recommendations related to grid and load compatibility, as well as safety technical recommendations, are proposed. The last proposal consists on a power management strategy which defines the operation mode of the static converters and system elements as a function of the energy scarcity. Experimental results of the power management are presented in order to validate the proposals. In this way, this thesis contributes to the development of multifunctional photovoltaic converters technology so that the distributed generation becomes more independent of solar availability and can better collaborate with the electric system. / Sistemas fotovoltaicos conectados à rede com armazenamento de energia são aqueles que conjugam características dos inversores conectados à rede convencionais e de fontes ininterruptas de energia. Nesses sistemas, todos os seus elementos, que incluem o gerador fotovoltaico, as baterias, as cargas e a rede elétrica, são conectados a um mesmo equipamento chamado de conversor fotovoltaico multifuncional. Por se tratar de uma tecnologia recente, existem muitas oportunidades de pesquisa inédita no tema, desde premissas e classificações básicas até a solução de problemas mais específicos. Este trabalho investiga o tema de maneira abrangente, propondo classificações, recomendações técnicas e uma estratégia para gerenciamento interno de potência dos conversores fotovoltaicos multifuncionais. Inicialmente, classificações são propostas considerando a configuração do sistema e a continuidade de fornecimento de energia às cargas. A seguir, são propostas recomendações técnicas relacionadas à compatibilidade com a rede e com as cargas, além de recomendações técnicas de segurança, baseando-se em normas existentes. A última proposta consiste em uma estratégia de gerenciamento interno de potência que define os modos de operação dos conversores estáticos e dos elementos do sistema em função da escassez de energia. Resultados experimentais do método proposto para o gerenciamento interno de potências são apresentados com o objetivo de validar as propostas desenvolvidas. Dessa forma, o presente trabalho contribui com o desenvolvimento da tecnologia de conversores fotovoltaicos multifuncionais, para que a geração distribuída de energia elétrica se torne mais independente da disponibilidade solar e possa melhor colaborar com o sistema elétrico.

Submitted by Lara Oliveira (lara@ufersa.edu.br) on 2018-01-17T21:17:50Z No. of bitstreams: 1 IsaúMB_DISSERT.pdf: 2720241 bytes, checksum: 6f834d2d4c55c17ad70d6fca472fbb7a (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2018-02-20T14:29:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 IsaúMB_DISSERT.pdf: 2720241 bytes, checksum: 6f834d2d4c55c17ad70d6fca472fbb7a (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2018-02-20T14:31:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 IsaúMB_DISSERT.pdf: 2720241 bytes, checksum: 6f834d2d4c55c17ad70d6fca472fbb7a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-20T14:31:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IsaúMB_DISSERT.pdf: 2720241 bytes, checksum: 6f834d2d4c55c17ad70d6fca472fbb7a (MD5) Previous issue date: 2017-08-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Environmental problems, like global warming and pollution, together with the rising fossil fuels prices in recent years have increased search for alternative energy sources, that are clean and sustainable at the same time. Among the main sources, it is possible to highlight the photovoltaic solar energy. For being a source of clean renewable energy with a low maintenance rate, photovoltaic solar energy has been gaining attention worldwide, and with this the Grid-Connected Photovoltaic System (GCPV) has grown in the last decades. Despite the benefits from the GCPV, for being a relatively new technology when compared with other energy sources, the same is not yet fully consolidated, and its installation requires care in regard to quality of electrical power. Problems such as production of harmonics, overvoltage and low power factor are common to these types of systems. Several researches are conducted every year and regulations are created, in order to reconcile the photovoltaic generation with the power distribution network. Therefore, the present work aims to identify, measure and analyze the behavior of GCPV of 3 kWp of UFERSA, in the city of Mossoró-RN, in order to verify the possible impacts to the quality of the electric energy associated with GCPV. In this research it was noticed that all the parameters are within the current standard regulations, however the high indexes of harmonic distortion rate made necessary the elaboration of a low-pass filter to attenuate the unwanted frequencies. With the simulation of the filter in Simulink, an attenuation of up to more than 60% was verified, thus improving the quality of the energy generated by the system / Os problemas ambientais, como o aquecimento global e a poluição, juntamente com o crescente preço dos combustíveis fósseis nos últimos anos, elevaram a procura por fontes alternativas de energia, que ao mesmo tempo fossem limpas e sustentáveis. Dentre as principais fontes, pode-se destacar a energia solar fotovoltaica. Por ser uma fonte de energia limpa, renovável e com baixo índice de manutenção, a energia solar fotovoltaica vem ganhando destaque no mundo inteiro, e com isso os Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede (SFCR) cresceu nas últimas décadas. Apesar dos benefícios oriundos dos SFCR, por ser uma tecnologia relativamente nova quando comparada com outras fontes de energia, a mesma ainda não está totalmente consolidada, e sua instalação requer cuidados no que diz respeito à qualidade de energia elétrica. Problemas como produção de harmônicos, sobretensão e baixo fator de potência são comuns a estes tipos de sistemas. Várias pesquisas são realizadas todos os anos, e normas e regulamentos são criados, a fim de conciliar a geração fotovoltaica com a rede elétrica de distribuição. Portanto, o presente trabalho tem como objetivo identificar, medir e analisar o comportamento do SFCR de 3 kWp da UFERSA, na cidade de Mossoró-RN, a fim de se verificar os possíveis impactos à qualidade da energia elétrica associados aos SFCR’s. Nesta pesquisa percebeu-se que todos os parâmetros estão dentro das normas vigentes, porém os altos índices de taxa de distorção harmônica fizeram necessário a elaboração de um filtro passa-baixa para atenuar as frequências indesejadas. Com a simulação do filtro no Simulink, constatou-se uma atenuação de até mais de 60%, melhorando assim a qualidade da energia gerada pelo sistema / 2018-01-17

Submitted by JOÉL VILLAVICENCIO GASTELÚ null (tear_295@hotmail.com) on 2016-03-30T17:36:01Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Rev1_13 - Joel Gastelu.pdf: 3335802 bytes, checksum: 93fbe0689da0072cc77a9120a8e24b02 (MD5) / Rejected by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: O arquivo submetido está sem a ficha catalográfica. A versão submetida por você é considerada a versão final da dissertação/tese, portanto não poderá ocorrer qualquer alteração em seu conteúdo após a aprovação. Corrija estas informações e realize uma nova submissão contendo o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2016-04-01T13:14:50Z (GMT) / Submitted by JOÉL VILLAVICENCIO GASTELÚ null (tear_295@hotmail.com) on 2016-04-01T19:04:22Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Joel.pdf: 4253690 bytes, checksum: 75d9921d8416eec7341f8bf0e2182766 (MD5) / Rejected by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: A data informada na capa do documento está diferente da data de defesa que consta na ficha catalográfica e folha de aprovação. Corrija esta informação no arquivo PDF e realize uma nova submissão contendo o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2016-04-05T13:53:33Z (GMT) / Submitted by JOÉL VILLAVICENCIO GASTELÚ null (tear_295@hotmail.com) on 2016-04-06T22:35:57Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Joel.pdf: 4231140 bytes, checksum: 4bd6143a52dc3a6846abd4f996ba9306 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-04-07T12:21:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 gastelu_jv_me_ilha.pdf: 4231140 bytes, checksum: 4bd6143a52dc3a6846abd4f996ba9306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-07T12:21:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gastelu_jv_me_ilha.pdf: 4231140 bytes, checksum: 4bd6143a52dc3a6846abd4f996ba9306 (MD5) Previous issue date: 2016-03-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / No presente trabalho tem-se como objetivo estimar o potencial fotovoltaico devido à instalação de sistemas fotovoltaicos em telhados de áreas residenciais. Na estimação desse potencial foram consideradas quatro grandezas: o nível de irradiação solar, a área aproveitável de telhado para a instalação dos sistemas fotovoltaicos, a eficiência de conversão dos sistemas fotovoltaicos e as probabilidades de instalação dos sistemas fotovoltaicos, que caracterizam as preferências dos habitantes à instalação desses sistemas. Um modelo hierárquico bayesiano foi proposto para o cálculo das probabilidades de instalação dos sistemas fotovoltaicos. Nesse modelo bayesiano é estabelecida uma relação entre as probabilidades de instalação, as variáveis socioeconômicas e as interações entre as subáreas, através de um modelo linear generalizado misto. O cálculo do valor esperado das probabilidades de instalação foi realizado usando o método de Monte Carlo via cadeias de Markov. Os resultados do potencial fotovoltaico são apresentados através de mapas temáticos, que permitem a visualização da distribuição espacial do seu valor esperado. Esta informação pode ajudar as concessionárias de distribuição no planejamento e expansão de suas redes elétricas em regiões com maior potencial de geração fotovoltaica. / The present work aims to estimate the photovoltaic potential for installing solar panel on the rooftop of residential areas. The estimation of this potential considers four quantities: the solar radiation level, rooftop availability for installation of photovoltaic systems, conversion efficiency of the photovoltaic systems and the probabilities for the installation of photovoltaic systems that characterize the preferences of the inhabitants to the installation of such systems. A bayesian hierarchical model is proposed to calculate the installation probabilities of photovoltaic systems. This bayesian model establishes a relation among the installation probabilities, socioeconomic variables and interactions between subareas, through a generalized linear mixed model. The calculation of expected value of installation probabilities in each subarea is performed using the Markov Chain Monte Carlo method. Photovoltaic potential results are presented through thematic maps that allow the visualization of the spatial distribution of its expected value. This information can help to distribution utilities for planning and expansion of their networks in regions with the greatest potential for photovoltaic generation.

Submitted by MATEUS DA SILVA TONON null (malphateus@hotmail.com) on 2016-12-14T18:24:10Z No. of bitstreams: 1 Dissertação.pdf: 5357617 bytes, checksum: 3b8314a11b9f377d4ce389642bf6d955 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-12-20T15:41:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tonon_ms_me_ilha.pdf: 5357617 bytes, checksum: 3b8314a11b9f377d4ce389642bf6d955 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-20T15:41:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tonon_ms_me_ilha.pdf: 5357617 bytes, checksum: 3b8314a11b9f377d4ce389642bf6d955 (MD5) Previous issue date: 2016-10-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O Brasil apresenta um cenário propício à utilização em larga escala das chamadas energias renováveis, tanto das provenientes de fontes solares quanto das de fontes eólicas. Ressaltando, ainda, o uso da biomassa como outra alternativa nacional na produção de energia elétrica, em especial a produzida pela queima do bagaço da cana-de-açúcar. Há uma ampla possibilidade de utilização dos sistemas que aproveitam a energia solar de alguma forma, aplicáveis aos setores residencial, comercial ou industrial. O objetivo deste trabalho foi avaliar os impactos ocasionados pelos usos de sistemas fotovoltaicos e sistemas de aquecimento de água, tanto na conta de energia elétrica como no sistema elétrico em si, na região do Assentamento Estrela da Ilha, em Ilha Solteira – SP. Para tal, foi necessário realizar um levantamento das características de carga das residências presentes no local. A metodologia aplicada nas avaliações de retorno financeiro dos projetos foi escolhida de modo a proporcionar que sua aplicação possa ser realizada por qualquer pessoa que se interesse em avaliar a viabilidade de projetos semelhantes em suas residências ou quaisquer estabelecimentos. No levantamento das características de carga do local houve a divisão em três faixas de consumidores, separadas pelo consumo bruto mensal. A faixa de 0 à 200 kWh apresentou um fator de demanda de 0,0577, a de 200,01 à 400 kWh um de 0,1271 e a de 400,01 kWh ou mais um de 0,1540. Nas avaliações de retorno financeiro nenhum dos sistemas propostos apresentou atratividade em seu custo-benefício final. No estudo do impacto ocasionado pelo uso de painéis fotovoltaicos, no sistema de alimentação presente, não houve mudança significativa no perfil de tensão dos secundários dos transformadores, mesmo quando do uso de altos percentuais de geração fotovoltaica. Essa não mudança deve-se ao fato do sistema rural, em estudo, não apresentar uma grande concentração de consumidores conectados a um mesmo transformador e tampouco uma carga tão diversificada nas residências do local. / The Brazil present an auspicious scenery in the massive scale use of renewable sources, thus the derived for solar sources as for wind sources. Emphasizing the use of biomass like a national alternative in the electrical energy production, specially when produced by the burn of the bagasse for sugar cane. There are great potentialities in the use of systems than exploit the solar energy by anyway and applicables to residential, commercial and industrial sectors. The aim of this work was avaluate the impacts of the use of photovoltaic systems and solar water heating systems, thus in the electrical energy bill as in the electrical systems itself, in the zone of Assentamento Estrela da Ilha located in Ilha Solteira – SP. A load basic features making was realized in the residences belong in local. The applied metodology for financial return evaluation of the projects was selected for propitiate that its aplication could be realized by any people who has concern in evaluated the avaiability of similar projects in his residences or any other establishments. There are a division of the consumers in 3 streaks after the load basic features making, separated by the monthly consumption. The streak of 0 to 200 kWh presents a demand coefficient of 0.0577, in the streak of 200.01 to 400 kWh a demand coefficient of 0.1271 and the streak of 400.01 kWh or more a demand coefficient of 0.1540. The financial return evaluations shows that none of the systems had attractive when compared cost and final gains. The impact study of the use of photovoltaic panels in the existent electrical grid shows no significant changes in transformers secondary voltage levels even when used high perceptuals of photovoltaic generation. This result for the system analyzed be a rural one where there are low conected consumers concentration in a same transformer and few diversity of load in the local residences.

Orientador: Antônio Padilha Feltrin / Resumo: No presente trabalho tem-se como objetivo estimar o potencial fotovoltaico devido à instalação de sistemas fotovoltaicos em telhados de áreas residenciais. Na estimação desse potencial foram consideradas quatro grandezas: o nível de irradiação solar, a área aproveitável de telhado para a instalação dos sistemas fotovoltaicos, a eficiência de conversão dos sistemas fotovoltaicos e as probabilidades de instalação dos sistemas fotovoltaicos, que caracterizam as preferências dos habitantes à instalação desses sistemas. Um modelo hierárquico bayesiano foi proposto para o cálculo das probabilidades de instalação dos sistemas fotovoltaicos. Nesse modelo bayesiano é estabelecida uma relação entre as probabilidades de instalação, as variáveis socioeconômicas e as interações entre as subáreas, através de um modelo linear generalizado misto. O cálculo do valor esperado das probabilidades de instalação foi realizado usando o método de Monte Carlo via cadeias de Markov. Os resultados do potencial fotovoltaico são apresentados através de mapas temáticos, que permitem a visualização da distribuição espacial do seu valor esperado. Esta informação pode ajudar as concessionárias de distribuição no planejamento e expansão de suas redes elétricas em regiões com maior potencial de geração fotovoltaica. / Abstract: The present work aims to estimate the photovoltaic potential for installing solar panel on the rooftop of residential areas. The estimation of this potential considers four quantities: the solar radiation level, rooftop availability for installation of photovoltaic systems, conversion efficiency of the photovoltaic systems and the probabilities for the installation of photovoltaic systems that characterize the preferences of the inhabitants to the installation of such systems. A bayesian hierarchical model is proposed to calculate the installation probabilities of photovoltaic systems. This bayesian model establishes a relation among the installation probabilities, socioeconomic variables and interactions between subareas, through a generalized linear mixed model. The calculation of expected value of installation probabilities in each subarea is performed using the Markov Chain Monte Carlo method. Photovoltaic potential results are presented through thematic maps that allow the visualization of the spatial distribution of its expected value. This information can help to distribution utilities for planning and expansion of their networks in regions with the greatest potential for photovoltaic generation. / Mestre

Orientador: Júlio Borges de Souza / Resumo: O Brasil apresenta um cenário propício à utilização em larga escala das chamadas energias renováveis, tanto das provenientes de fontes solares quanto das de fontes eólicas. Ressaltando, ainda, o uso da biomassa como outra alternativa nacional na produção de energia elétrica, em especial a produzida pela queima do bagaço da cana-de-açúcar. Há uma ampla possibilidade de utilização dos sistemas que aproveitam a energia solar de alguma forma, aplicáveis aos setores residencial, comercial ou industrial. O objetivo deste trabalho foi avaliar os impactos ocasionados pelos usos de sistemas fotovoltaicos e sistemas de aquecimento de água, tanto na conta de energia elétrica como no sistema elétrico em si, na região do Assentamento Estrela da Ilha, em Ilha Solteira – SP. Para tal, foi necessário realizar um levantamento das características de carga das residências presentes no local. A metodologia aplicada nas avaliações de retorno financeiro dos projetos foi escolhida de modo a proporcionar que sua aplicação possa ser realizada por qualquer pessoa que se interesse em avaliar a viabilidade de projetos semelhantes em suas residências ou quaisquer estabelecimentos. No levantamento das características de carga do local houve a divisão em três faixas de consumidores, separadas pelo consumo bruto mensal. A faixa de 0 à 200 kWh apresentou um fator de demanda de 0,0577, a de 200,01 à 400 kWh um de 0,1271 e a de 400,01 kWh ou mais um de 0,1540. Nas avaliações de retorno financeiro nenhum dos si... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2017-12-18T16:25:14Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ciliana Karine Dias Lima - 2017.pdf: 23149224 bytes, checksum: c070892c298f576da2daf6724723a45b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-12-19T12:03:47Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ciliana Karine Dias Lima - 2017.pdf: 23149224 bytes, checksum: c070892c298f576da2daf6724723a45b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-19T12:03:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ciliana Karine Dias Lima - 2017.pdf: 23149224 bytes, checksum: c070892c298f576da2daf6724723a45b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-12-11 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Sustainable development is a present issue in world society and it is also a strategic challenge for Cape Verde’s energy policy in coming years because the large fragilities in the electrical system in Cape Verde such as, dependence on imports of fuels, geographical dispersion, the high costs associated with managing energy systems and the great energy waste. The bet on photovoltaic systems may be one of the alternatives to reducing these fragilities. In this context, the present work highlights the great existent potential for use of renewable energy focused on solar energy. The text describes incentives for the production of electric energy based on renewable sources and presents analyses on the implementation of two grid-connected photovoltaic systems in the island of São Vicente. One of the systems is a photovoltaic rooftop 19.8 kWp plant installed in a public secondary school building and the other system is 3 MWp photovoltaic power plant connected to electrical utility grid in São Vicente Island. The study included design, operation simulation of São Vicente Island distribution network in the presence and absence of photovoltaic systems and financial analyses in order to determine payback time, actual present value, intern return rate of investment and financial sensibility analyses to assess the influence of Wp cost and interest rate on the financial figures. The results show that the implementation of photovoltaic systems is attractive in financial and technical terms, the microgeneration system causes a large reduction in energy acquired by the network, and the large power plant has not worsened the appropriate operating voltage levels and decreased the system's active losses. / O desenvolvimento sustentável é uma questão presente na sociedade mundial e é também um desafio para a política energética de Cabo Verde nos próximos anos, devido às grandes fragilidades do sistema elétrico do arquipélago, tais como a forte dependência da importação dos combustíveis fosseis, a dispersão geográfica, os elevados custos associados à gestão dos sistemas energéticos e o grande desperdício energético. A aposta em sistemas fotovoltaicos é uma das alternativas para a redução dessas fragilidades. Neste contexto, o presente trabalho destaca o grande potencial existente em Cabo Verde para utilização de energia renovável com o foco na fonte solar. O trabalho descreve os incentivos legais locais para a produção de energia elétrica com base em fontes de origem renovável e apresenta a análise da implantação de dois sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica na ilha de São Vicente. Um deles é um sistema de microgeração fotovoltaica de 19,8 kWp instalado em um edifício público de ensino e o outro é uma usina fotovoltaica de grande porte de 3 MWp, ligada à rede elétrica e também localizada na ilha de São Vicente. O estudo inclui o dimensionamento, a simulação de operação da rede de distribuição da ilha de São Vicente na ausência e na presença de sistemas fotovoltaicos. São feitas análises financeiras a fim de determinar o tempo de retorno dos investimentos, o valor atual líquido e a taxa interna de retorno dos investimentos. Também é feito uma análise de sensibilidade financeira para avaliar a influência do custo do Wp instalado e da taxa de juros do financiamento sobre os parâmetros financeiros. Os resultados mostram que a implementação dos sistemas fotovoltaicos é atrativa em termos financeiros e técnicos. A instalação do sistema de microgeração provoca uma grande redução da energia adquirida junto à rede pela unidade consumidora. É mostrado também que a usina de grande porte notadamente não alterou os níveis de tensão de funcionamento da rede e proporcionou uma diminuição das perdas ativas do sistema.

Este trabalho propõe um sistema fotovoltaico (PV) multifuncional conectado a um sistema elétrico trifásico a quatro fios e operando com estratégia dual de compensação ativa de potência. Além da injeção de potência ativa na rede elétrica, o sistema PV operara como um condicionador unificado de qualidade de energia (UPQC) suprimindo as correntes harmônicas da carga e compensando a potência reativa. Adicionalmente, tensões balanceadas, reguladas e livre de harmônicos são fornecidas para a carga. O sistema PV-UPQC é baseado em uma estratégia de compensação dual, na qual o conversor série opera como uma fonte de corrente senoidal, enquanto o conversor paralelo atua como uma fonte de tensão senoidal. Como resultado, nenhum comportamento transitório é observado na troca entre os modos de operação ilhado e interconectado do sistema PV-UPQC. Além disso, para contornar os problemas associados às mudanças bruscas de irradiação solar, uma malha de controle feed-forward atua na geração das referências de corrente do conversor série, de modo que se obtenha um rápido balanço de potência entre o sistema PV e a rede elétrica. Como resultado, as respostas dinâmicas tanto da corrente elétrica quanto da tensão do barramento CC são melhoradas. A análise detalhada envolvendo o fluxo de potência ativa dos inversores é realizada proporcionando um melhor entendimento sobre a operação do sistema PV-UPQC, bem como auxiliando no dimensionamento dos conversores de potência. Resultados de simulação e experimentais são apresentados para avaliar os desempenhos estáticos e dinâmicos do PV-UPQC conectado ao sistema elétrico de distribuição. / This work proposes a multifunctional single-stage three-phase four-wire grid-connected photovoltaic (PV) system operating with a dual active power-line compensating strategy. Besides injection of active power into the grid, the PV system operates as a unified power quality conditioner (UPQC), suppressing the load harmonic currents and compensating reactive power. Additionally, regulated, balanced and harmonic free output voltages are provided to the load. Since the PV-UPQC is based on a dual compensation strategy, the series converter operates as a sinusoidal current source, whereas the parallel converter operates as a sinusoidal voltage source. Thus, seamless transition can be achieved from the interconnected to the islanding operation modes, and vice-versa, without load voltage transients. Moreover, to overcome problems associated with sudden solar irradiation changes, fast power balance involving the PV array and the grid is obtained, since the feed-forward control loop acts on the generation of the series inverter current references. As a result, the dynamic responses of both inverter currents and dc-bus voltage are improved. Detailed analysis involving the active power flow through the inverters is performed allowing proper understanding of the PV-UPQC operation, as well as assisting to design of the power converters. Simulation and experimental results are presented to evaluate both dynamic and static performances of the PV-UPQC tied to the electrical distribution system.