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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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.jesuita.org.br:UNISINOS/6430 |
| Date | 27 March 2017 |
| Creators | Becker, Luís Rodrigo |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/8233275047450770, Dias, João Batista |
| Publisher | Universidade do Vale do Rio dos Sinos, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Unisinos, Brasil, Escola Politécnica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UNISINOS, instname:Universidade do Vale do Rio dos Sinos, instacron:UNISINOS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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