Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-09-12T14:19:20Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Artur_Muniz_Dissertacao_Digital_Biblioteca.pdf: 14042205 bytes, checksum: 21290a8d10774b2848f16e9351043b9a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-12T14:19:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Artur_Muniz_Dissertacao_Digital_Biblioteca.pdf: 14042205 bytes, checksum: 21290a8d10774b2848f16e9351043b9a (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / FACEPE / A curva da potência em função da tensão nos terminais de uma conexão em série de módulos fotovoltaicos, com diodos de passagem protetores, exposta a um sombreamento parcial, exibe um comportamento com múltiplos picos. Os múltiplos picos tornam as estratégias clássicas de seguimento do ponto de máxima potência, ou MPPT, ineficazes. Em primeiro momento, este trabalho realiza uma análise estatística que determina uma região trapezoidal no plano tensão potência onde o ponto de máxima potência global está inserido para qualquer situação de irradiâncias múltiplas e temperatura, para configurações com inversor central e módulos conectados em séries puras ou conectadas em paralelo. Em segundo momento, este trabalho pesquisa as técnicas de MPPT Global que rastreiam o ponto de máxima potência global de uma curva tensão potência com múltiplos picos. Duas destas técnicas são estudadas a fim de avaliar a rapidez em encontrar o ponto de máxima potência global e a energia perdida na busca. Por fim, é proposta uma nova técnica de MPPT Global baseada no estudo estatístico preliminar. Esta nova técnica é proposta tirando proveito do trapézio delimitado na análise estatística. / The power-voltage characteristic of series arrays of photovoltaic modules with bypass diodes under partial shading conditions, displays a multiple peaks behavior. The multiple peaks make the classical algorithms of maximum power point tracking, or MPPT, ineffective. At first, this work performs a statistical analysis that determines a trapezoidal region in the power voltage plan where the global maximum power point is situated for any situation from multiple irradiances and any temperature, for central inverter configuration with a series array of modules or parallel connected series arrays. Soon after, this paper researches the Global MPPT techniques that track the global maximum power point of power-voltage curves with multiple peaks. Some of these techniques are studied to assess how fast they can find the global maximum power point and the energy lost at this search. Finally, it is proposed a new Global MPPT technique based on the preliminary statistical study. This new technique is proposed taking advantage of the trapezoidal region defined in the statistical analysis.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2016-10-18T20:19:54Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Gabriel Mendonça de Paiva - 2016.pdf: 3565340 bytes, checksum: 6df5384c34ed001061350c147d523756 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2016-10-19T16:18:31Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Gabriel Mendonça de Paiva - 2016.pdf: 3565340 bytes, checksum: 6df5384c34ed001061350c147d523756 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-19T16:18:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Gabriel Mendonça de Paiva - 2016.pdf: 3565340 bytes, checksum: 6df5384c34ed001061350c147d523756 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-06-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This study aimed to evaluate the design of a grid-connected photovoltaic (PV) system according to the positioning of the modules which compose the generator depending on tilt and azimuth angles in Goiânia, Goiás. In that purpose, a review of the literature was carried out concerning the main methods of inverter sizing ratio analysis applied to grid-connected PV systems. Starting from an hourly average climate measurement database from Goiania, an algorithm was developed to search for the ideal local inverter sizing ratio, considering the use of polycrystalline module technology. The parameters used in the analysis were provided by the manufacturers of the componentes used in the grid-connected PV system in installation at the Electrical, Mechanical and Computational Engineering School (EMC) from Federal University of Goias (UFG), which nominal power is 33.84 kWp. An inverter sizing ratio band of 0.54 to 0.77 was obtained for a -90° to +90° azimuth angle variation and 0° to 90° tilt angle variation. The potential of financial indicators improvement was verified and it was estimated a potential reduction in the levelized cost of energy above 10% comparing the inverter sizing ratio improved system to an unitary inverter sizing ratio system. / Este estudo tem como objetivo avaliar o dimensionamento de um sistema fotovoltaico conectado à rede (SFCR) de acordo com o posicionamento dos módulos que compõem o gerador quanto ao ângulo de inclinação e ao ângulo azimutal em Goiânia, Goiás. Para isso foi realizada uma revisão da literatura quanto às principais metodologias de análise do fator de dimensionamento do inversor (FDI) aplicado a SFCRs. A partir de uma base de dados em intervalos horários de medições climáticas de Goiânia desenvolveu-se um algoritmo para busca do FDI ideal para a localidade, considerando o uso de módulos de silício policristalino (p-Si). Os parâmetros utilizados na análise foram os parâmetros fornecidos pelos fabricantes dos componentes utilizados no SFCR em instalação da Escola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de Computação (EMC) da Universidade Federal de Goiás (UFG), cuja potência nominal é de 33,84 kWp. Os métodos de análise do FDI foram comparados e foi considerado mais adequado neste estudo o método das perdas máximas anuais por limitação de potência no inversor. A faixa de FDI obtida para uma variação de -90° a +90° no ângulo azimutal e de 0° a 90° no ângulo de inclinação foi da ordem de 0,54 a 0,77. O potencial de aprimoramento de indicadores financeiros por meio do FDI foi verificado e foi estimada uma potencial redução acima de 10% do custo da energia produzida comparando o aperfeiçoamento do FDI com um FDI unitário.

A matriz energética mundial é composta por várias fontes primárias, dentre as quais os combustíveis fósseis, como o petróleo, prevalecem sobre as demais. No entanto, devido ao crescimento populacional e ao desenvolvimento tecnológico e industrial, haverá um conseqüente aumento na demanda de energia e devido à preocupação ambiental, será necessária a busca por outras fontes energéticas. Dentre essas, destaca-se a energia solar fotovoltaica, por possibilitar a geração de forma limpa e descentralizada. O Brasil tem a vantagem de estar localizado na zona inter-tropical, registrando altos índices de irradiação solar durante todo o ano, em comparação com outros países do mundo que já fazem uso desta tecnologia. Neste trabalho, foi estudada a inserção de sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica pública e integrados em edificações residenciais urbanas. Para tanto, foram dimensionados sistemas para três residências situadas em diferentes regiões brasileiras, e que possuem as mesmas características construtivas e o mesmo consumo médio mensal de energia elétrica. Uma das premissas consideradas foi a autossuficiência energética das edificações apenas utilizando o recurso solar como fonte de geração. As cidades escolhidas para a análise foram Porto União/SC, São Carlos/SP e Petrolina/PE por possuírem diferenças significativas nos níveis de irradiação solar, representando desta forma os extremos encontrados no território brasileiro. A partir do dimensionamento foram estimadas a geração de energia elétrica anual para cada localidade e as curvas de geração foram confrontadas com as curvas de demanda diária média das regiões Sul, Sudeste e Nordeste, representando respectivamente, as três cidades escolhidas. Foram estimados os custos de instalação dos três sistemas, sendo feita ainda uma análise econômica simplificada para a verificação do impacto gerado pela inserção da tecnologia solar fotovoltaica como fonte alternativa na geração de energia elétrica em edificações residenciais urbanas. Para a avaliação econômica foi considerada a adoção do Sistema de Compensação Energética e um Período de Retorno Simples, que é a relação obtida entre o investimento feito inicialmente para a instalação de um sistema fotovoltaico e a economia anual proporcionada por essa instalação. Considerando um período de vida útil de um sistema fotovoltaico como sendo estimado em 25 anos, os resultados demonstraram que todos os sistemas seriam pagos antes desse período. A partir dos dimensionamentos, foi possível concluir ainda que a área requerida para a instalação de sistemas fotovoltaicos em residências é muito pequena e possui elevado potencial de aproveitamento, viabilizando desse modo a sua inserção no ambiente urbano. / The world\'s energy matrix is made up of several primary sources among which fossil fuels, mainly oil, prevail. Nevertheless, given population growth coupled with technological and industrial development, there will consequently be an increase in energy demands and, due to environmental concerns, looking for other energy sources is necessary. Among those, photovoltaic solar energy stands out for providing clean, decentralized energy generation. Brazil has the advantage of being located within the intertropical zone, registering higher levels of solar irradiation throughout the year compared to other countries that already use such technology. In this thesis, we studied the insertion of photovoltaic systems into the public grid and integrated to urban residential buildings. For such, we sized systems for three home environments situated in different Brazilian regions with similar building characteristics and same average monthly consumption. One of the premises considered was the buildings energy self-sufficiency based on solar resources alone. The cities chosen for the experiment were Porto União/SC, São Carlos/SP and Petrolina/PE given their significantly different exposure to solar irradiation, thus representing the extremes found in the Brazilian territory. From the initial sizing up the annual electricity demand for each location was estimated and generation curves were confronted with the daily demand curves from the South, Southeast and Northeast regions representing, respectively, the three chosen cities. Implementation costs were estimated for the three systems along with a simplified economic analysis in order to verify the impact caused by the insertion of photovoltaic solar energy as an alternative source of power generation in urban residential buildings. For the economic evaluation was considered the use of the Compensation System Energy and a Simple Payback Period, which is the ratio between the initial investment for the installation of a photovoltaic system and the annual savings provided by this facility. Considering a life cycle of a photovoltaic system as estimated at 25 years, the results showed that all systems would be paid before that period. From the sizing was still possible to conclude that the area required for the installation of photovoltaic systems in residences is very small and has a high potential for use, thereby enabling their integration into the urban environment

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:53:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Joao Victor.pdf: 7317082 bytes, checksum: 7f8cbb388454c78491bcd48e0c23e7ef (MD5) Previous issue date: 2013-05-17 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Today's highly eletricity dependent society together with the scarcity of conventional energy sources and magnitude of environmental problems brought by them, has raised the level of importance of renewable energy sources such as photovoltaic energy. However, it is necessary to develop new techniques of PV panel production and electronic converters required in their use, as well as the dissemination of such technologies in Brazil. This work contributes to the systematic design of an inverter for photovoltaic systems connected to the mains. The key techniques needed to control these systems are described and analyzed within a common base. Furthermore, this paper describes the hardware design of an inverter for connecting PV panels to the AC mains, allowing an overview of all the steps required for the design of a PV inverter. A new methodology for the design of current controllers for current injection into the grid is presented and the advantages of the proportional resonant controller are shown. This work resulted in a functional inverter with commercially viable features, a total current harmonic distortion of 2.03%, maximum power point operation and in conformance to international regulatory standards. / A dependência quase que imperativa da sociedade atual à energia elétrica aliada à escassez das fontes de energia convencionais e à magnitude dos problemas socioambientais trazidos por elas, tem elevado o nível de importância de fontes renováveis de energia, tais como a fotovoltaica. Entretanto, ainda é necessário o desenvolvimento de novas técnicas de produção de painéis FV e dos conversores eletrônicos necessários ao seu uso, bem como a disseminação dessas tecnologias no Brasil. Este trabalho contribui com a sistematização do projeto de um inversor para sistemas fotovoltaicos conectados à rede CA. São descritas e analisadas, dentro de uma base comum, as principais técnicas de controle necessárias a estes sistemas. Além disso, esse trabalho descreve o projeto de hardware de um inversor para conexão entre painéis FV e a rede CA, possibilitando uma visão global de todas as etapas necessárias para o projeto de um inversor fotovoltaico. É apresentada uma nova metodologia para o projeto dos controladores da corrente injetada na rede e mostra-se as vantagens do controlador proporcional ressonante. Tem-se como resultado um inversor funcional, com características comercialmente viáveis, com uma taxa de distorção harmônica de corrente de 2,03%, funcionamento no ponto de máxima potência e adequado às normas regulatórias internacionais.

As tecnologias usualmente aplicadas no mercado fotovoltaico mundial são, em sua maioria, voltadas aos painéis rígidos de células de silício cristalino, em função da redução de seus preços proporcionada pela economia de escala. No entanto, a crescente demanda no País de novos domicílios, principalmente de apartamentos, tem exigido soluções mais apropriadas: com menor ocupação de área horizontal e instaladas na fachada dos edifícios. Nesse sentido vão surgindo tecnologias fotovoltaicas como as de filmes finos como soluções mais apropriadas do que as emergentes de terceira geração, pelo fato dessas últimas ainda se encontrarem em fase de maturação técnica com poucas opções de fornecimento no mercado em nível comercial. Portanto, a abordagem desta dissertação se limitou às tecnologias de filmes finos e de vidros fotovoltaicos semi transparentes, além daquela mais usual que é a de silício cristalino. Contudo, o dinamismo do mercado mundial vem estimulando uma evolução no fator de desempenho dessas tecnologias, o que justificou a necessidade de uma revisão bibliográfica. Além disso, a maioria dos projetos fotovoltaicos vem adotando como base os painéis rígidos com células de silício cristalino, sem, no entanto, avaliarem alternativas com a aplicação de outras tecnologias. O que se nota é a falta de conhecimento mais profundo dos projetistas sobre as tecnologias de filmes finos e das melhores opções para sua aplicação em um edifício, no que tange ao seu desempenho e seu comportamento dentro do espectro de frequência. Assim, esta dissertação teve por objetivo contribuir com uma análise de desempenho energético com base em simulações para tomada de decisão técnica sobre as tecnologias mais adequadas de célula fotovoltaica para sistemas a serem instalados em fachadas de edifícios, auxiliadas por uma ferramenta computacional existente no mercado, o PVSYST. A tomada de decisão foi vista pela perspectiva de desempenho na geração de energia elétrica, pela análise comparativa dos resultados de simulações aplicadas na fachada de um edifício hipotético em São Paulo. Os resultados mostraram que as tecnologias baseadas no silício cristalino são as mais adequadas nos casos em que o pico de demanda de energia no ano seja no verão, como nos edifícios comerciais. Já os sistemas compostos pelos filmes finos do grupo do seleneto de índio e cobre são os mais indicados para os edifícios residenciais, em que o período de maior demanda é no inverno. / Technologies commonly applied in the global photovoltaic market are mostly with the rigid panels of crystalline silicon cells, due to the reduction of their prices provided by economies of scale. However, growing demand in the country of new housing units, mainly apartments, has required more appropriated solutions: with lower occupancy of horizontal area and installed on the building\'s facade. In this direction photovoltaic technologies are emerging such as thin films as better solutions than the emerging technologies of third generation, because still they are in technical maturation phase with few options of suppliers in the commercial market. Therefore, the approach of this dissertation was limited to technologies of thin films and semitransparent photovoltaic glazing, in addition to the more usual one that is crystalline silicon. However, the dynamism of the global market has stimulated an evolution in the performance factor of these technologies, which justified the necessity of literature review. Furthermore, most PV projects have been based on the rigid panels with crystalline silicon cells, not considering the alternatives using other technologies. What is noticed is the lack of deeper understanding of the designers about the thin film technologies and the best options for their application in a building, in terms of their performance and their behavior within the frequency spectrum. Thus, this work aimed to contribute to an energy performance analysis based on simulations for technical decision on the most appropriate photovoltaic cell technologies for systems to be installed on the facades of buildings, aided by an existing software tool on the market, PVSYST. Decision making was seen from the perspective of performance in electricity generation, by comparative analysis of simulations results applied on the facade of a hypothetical building in São Paulo. The results showed that the technologies based on crystalline silicon are the most appropriate in cases where energy demand peak in the year is in the summer, as in commercial buildings. On the other hand, the systems composed of the thin films based on indium and copper selenium group are the most suitable for residential buildings, where the period of greatest demand is in the winter.

Este trabalho utiliza a experiência do Laboratório de Sistemas Fotovoltaicos do Instituto de Energia e Ambiente da Universidade de São Paulo (LSF-IEE-USP) para propor meios efetivos para qualificação de recursos humanos, dentro de laboratórios com qualidade reconhecida, com o intuito de aumentar a quantidade de especialistas na área. Para tanto, foi criado um local, na forma de laboratório, denominado Unidade de Capacitação Tecnológica, composto por sistemas fotovoltaicos isolados e conectados à rede e por duas minirredes híbridas de geração de energia (solar, diesel e rede elétrica), com sistemas de monitoramento próprios, que permitem a avaliação de diferentes estratégias de operação de sistemas fotovoltaicos. Tal Unidade foi concebida sob uma perspectiva didática, para possibilitar a apropriação das habilidades técnicas e conhecimentos tecnológicos necessários para: a) atuar nas diversas ocupações demandadas pelo setor (instaladores, projetistas e engenheiros); b) desenvolver pesquisas na área (especializações, mestrados e doutorados); e c) prestar suporte para iniciativas interessadas na aplicação da tecnologia fotovoltaica (ensaios, consultorias e treinamentos). A apresentação da Unidade conta com a descrição dos materiais, ferramentas, instrumentos e procedimentos utilizados para a acreditação dos laboratórios que a compõem, permitindo demonstrar a confiabilidade, credibilidade e universalidade de seus processos, especialmente no que se refere à realização de ensaios de conformidade em equipamentos fotovoltaicos. O trabalho também investiga iniciativas de capacitação que estão sendo realizadas em outras universidades, escolas técnicas e iniciativa privada, para compreender o perfil dos profissionais atuantes no mercado. A ideia é demonstrar o quanto é fundamental a criação de uma forma de certificação ou uma política instrutiva para a capacitação dos profissionais de sistemas fotovoltaicos, de forma a promover as boas práticas e inibir aquelas que comprometam a credibilidade da tecnologia. Esta tese demonstra que laboratórios capacitados, como a Unidade descrita neste trabalho, apresentam os elementos necessários para produção e divulgação de conhecimentos, desenvolvimento de produtos, prestação de serviços e treinamento de profissionais requeridos para a expansão do setor, podendo colaborar para a consolidação da energia fotovoltaica como uma alternativa eficaz e confiável no cenário energético brasileiro. / This work uses the experience of the Photovoltaic Systems Laboratory of the Institute for Energy and Environment of the University of São Paulo (LSF-IEE-USP) to propose effective ways for the qualification of human resources within laboratories with recognized quality, in order to increase the amount of experts. Thus, a site was created in the form of laboratory, named Technology Skills Unit, composed of individual photovoltaic systems and two hybrid power systems (solar, diesel and power grid), with monitoring systems that allows evaluation of different operating of photovoltaic systems. This unit is designed in a didactic perspective to enable the appropriation of technical skills and technological knowledge necessary for: a) act in different occupations demanded by the sector (installers, designers and engineers), b) develop research in the area and c) provide support for initiatives interested in the application of photovoltaic technology. The presentation of the Unit has the description of the materials, tools, instruments and procedures for the accreditation of laboratories that comprise it, allowing demonstrate the reliability, credibility and universality of its processes, especially with regard to the testing of conformity in photovoltaic equipment. This study also investigates training initiatives being undertaken at other universities, technical schools, and private initiative to understand the profile of the professionals working in the market. The idea is to demonstrate how essential is the creation of a form of certification or an instructive policy for the professional of photovoltaic in order to promote good practice and inhibit those that undermine the credibility of technology. This thesis demonstrates that trained laboratory personnel with the structure proposed in this paper and accredited as is described, presents the necessary elements for the dissemination of technical and scientific knowledge required to qualify professionals specializing in photovoltaic applications, and may contribute to the consolidation of photovoltaic solar energy as effective and reliable alternative to the energy scenario that is imposed in Brazil today.

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:13:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2701_1.pdf: 9401814 bytes, checksum: b04ba5905e3deefba0a2ae01cb23aba7 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / O estabelecimento de políticas que possam fomentar o desenvolvimento da geração elétrica não centralizada em meios urbanos, mais especificamente, mediante a tecnologia de Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede (SFCR), depende fortemente da avaliação do seu potencial efetivo e de seus factíveis limites econômicos. Muito embora o conhecimento do potencial do recurso solar seja determinante, a avaliação deve ser acompanhada por estimativas da disponibilidade de superfície para as instalações, de informações relativas ao desempenho técnico do sistema e aos encargos e dividendos envolvidos em função da redução no consumo de energia da rede convencional. Dentro desse contexto, apresenta-se o desenvolvimento de uma metodologia de avaliação do potencial de geração elétrica por SFCR em telhados de espaços urbanos. A proposta metodológica tem como base norteadora a experiência adquirida em projetos de pesquisa e desenvolvimento (P&D), normalmente, direcionados para os aspectos técnicos envolvidos no desempenho global de sistemas fotovoltaicos. Os resultados experimentais obtidos, nesses estudos, têm respondido às expectativas e mostram, tecnicamente, que a tecnologia de SFCR apresenta-se como uma aplicação viável para a geração elétrica não centralizada em áreas urbanas, particularmente no Nordeste do Brasil. A metodologia fundamenta-se em avaliações referentes a três potenciais: o potencial físico representado pela quantidade total de energia captada por determinada área em observação; o potencial geográfico traduzido no dimensionamento da área de captação da energia incidente e o potencial técnico relacionado à tecnologia de geração de energia fotovoltaica, desempenho e características técnicas dos equipamentos. Os procedimentos e ferramentas metodológicos utilizados foram agrupados em cinco ambientes em função dos produtos/resultados que podem ser gerados: o Ambiente Físico envolve informações climatológicas e meteorológicas e apresenta como produto, os índices de radiação incidente e de temperatura ambiente; o Ambiente Geográfico, cujas ferramentas utilizadas permitem a determinação das dimensões, dos posicionamentos e do fator Nível de Luz do Sol dos telhados das edificações. Fator indicativo da quantidade e qualidade da energia radiante incidente no plano do telhado; o Ambiente Técnico baseado em dados experimentais resultantes do monitorado por doze meses do SFCR UFPE III de 1,28 kWp instalado na UFPE; o Ambiente Econômico, proposto como gerador do tempo de retorno do investimento realizado e fonte de informações econômico- financeiras e o Ambiente Analítico, onde as informações são agrupadas, traduzidas em possibilidades de intervenções e apresentadas de forma mais acessível e espacialmente visíveis através de um sistema de informação geográfica (SIG) incorporado. O estudo enfoca especificamente, como universo de estudo, a área do Campus da Universidade Federal de Pernambuco- Brasil. No entanto, sua utilização não é restrita ao Campus UFPE, podendo ser utilizada para outros espaços desde que alguns parâmetros e condições, inerentes a cada ambiente proposto, sejam ajustados ou redefinidos em função das características e disponibilidade de dados sobre a localidade alvo. A metodologia, quando aplicada ao Campus da UFPE, apresenta como resultado global, cerca de 111 mil m2 de área de telhados disponíve is à instalação de SFCR. 75% dessa área, 83,6 mil m2, apresenta valores do Nível de Luz do Céu classificados como Muito bom, (0,8= NLC = 1,0) e energia específica de 156 kWh/m2. Ou seja, a possibilidade de instalação em torno de 11 MWp de fotovoltaicos e produção estimada de 13 GWh/ano de energia disponível para ser injetada na rede da concessionária. Energia elétrica equivalente a seis meses do atual consumo da UFPE

Orientador: Júlio Borges de Souza / Resumo: Este trabalho apresenta uma avaliação dos aspectos da instalação de sistemas de geração distribuída fotovoltaica (GDFV) em unidades consumidoras sujeitas à cobrança de reativos no Brasil. A avaliação dos possíveis impactos técnicos e financeiro é realizada sob o alicerce da legislação e normativas aplicáveis. São abordados os modos de medição, sistema tarifário aplicado à unidade em estudo, bem como um comparativo com outros tipos de unidades consumidoras com geração distribuída (GD). São realizadas projeções de funcionamento em condições definidas, faz-se uso do equacionamento definido pela legislação e normas vigentes. Também é realizado um estudo de caso em uma unidade consumidora real. Como resultado apresentam-se gráficos que ilustram o comportamento da curva de geração fotovoltaica, consumo demandado, consumo medido, bem como o comportamento do fator de potência em unidades com GDFV instalada. Isto viabiliza a aferição de eventuais pontos positivos e negativos da instalação de GD nesse tipo de unidade consumidora. No estudo de caso também são apresentadas, em forma de tabela, os valores e percentuais de economia da unidade, comparando com o período sem GDFV. Por fim, são avaliados os possíveis impactos no tempo de retorno do investimento, contribuições negativas na qualidade de energia do sistema elétrico e apresentadas propostas de soluções para sanar ou atenuar os problemas encontrados. / Abstract: This paper presents an evaluation of the aspects of the installation of photovoltaic distributed generation systems in consumer units subjected to reactive charging in Brazil. The assessment of possible technical and financial impacts is carried out on the basis of applicable legislation and regulations. Measurement modes are addressed, the tariff system applied to the unit studied, a comparison is made with other types of consumer units with distributed generation (DG). Operating projections are carried out under defined conditions, using the equation defined by current legislation and standards. A case study is also performed in a real consumer unit. As a result we present graphs that illustrate the behavior of the photovoltaic generation curve, demanded consumption, measured consumption, as well as the behavior of the power factor in units with installed photovoltaic distributed generation system. This makes it possible to measure any positive and negative points of the installation of DG in this type of consumer unit. In the case study are also presented in table form the values and percentages of economy of the unit, comparing with the period without distributed photovoltaic generation. Finally, the possible impacts on return on investment time, negative contributions on the electric power quality of the electric system are evaluated and proposals of solutions to solve or mitigate the problems are presented. / Mestre

[pt] Com a necessidade de uma maior diversificação da matriz energética mundial e a inevitabilidade de investimento em fontes de energia limpa, a energia solar fotovoltaica tem se mostrado uma fonte energética promissora. Seu crescimento hoje é exponencial e se revela cada vez mais presente na matriz energética da maioria dos países. No Brasil, já se vê um mercado fotovoltaico sólido com geração de milhares de empregos e investimentos de bilhões de reais. Sua intermitência e imprevisibilidade é razão de grande pesquisa, no intuito de obter dados confiáveis que estimam a geração de um sistema solar fotovoltaico ao longo de seu ciclo de vida. Sendo assim, este trabalho conduz uma extensa revisão bibliográfica, passando pelos fundamentos básicos, até o desenvolvimento de um algorítmico robusto, integrando modelos matemáticos presentes na literatura. Os dados de radiação solar global, velocidade do vento e temperatura, são obtidos de mapas gerados por 39 estações solarimétricas dentro e próximas das fronteiras do estado do Rio de Janeiro. O simulador, também conta com uma extensa base de dados atual de módulos solares e inversores. Após uma série de validações e análises de sensibilidade, apresentou resultados satisfatórios quanto a sua capacidade de previsão. Dessa forma, é possível simular e dimensionar sistemas solares fotovoltaicos, calculando indicadores e fluxo de caixa detalhado que refletem a viabilidade de um determinado projeto. Além disso, o simulador tem a capacidade de gerar mapas georreferencidos que contribuem para uma avaliação técnica, economia e ambiental, de uma região a ser analisada. Com isso, se torna uma ferramenta fundamental para investidores do setor. / [en] With the need for greater diversification of the world energy matrix and the inevitability of investment in clean energy sources, photovoltaic solar energy has proved to be a promising energy source. Its growth today is exponential and is increasingly present in the energy matrix of most countries. In Brazil, there is already a solid photovoltaic market with the generation of thousands of jobs and investments of billions of reais. Its intermittency and unpredictability is the reason for great research, in order to obtain reliable data that estimate the generation of a photovoltaic solar system throughout its life cycle. Therefore, this work conducts an extensive bibliographic review, going through the basic foundations, until the development of a robust algorithm, integrating mathematical models present in the literature. Global solar radiation, wind speed and temperature data are obtained from maps generated by 39 solarimetric stations within and near the borders of the state of Rio de Janeiro. The simulation tool also has an extensive current database of solar modules and inverters. After a series of validations and sensitivity analyzes, it presented satisfactory results in terms of its forecasting capacity. In this way, it is possible to simulate and size solar photovoltaic systems, calculating indicators and detailed cash flow that reflect the viability of a given project. In addition, the simulation tool has the ability to generate georeferenced maps that contribute to a technical, economic and environmental assessment of a region to be analyzed. As a result, it becomes a fundamental tool for investors in the sector.

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.