Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:30:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2014 / Sistemas fotovoltaicos integrados a edificações inseridas em meio urbano tendem a receber sombreamentos parciais tanto do entorno quanto de elementos da própria edificação, além de apresentar limitações para o posicionamento dos módulos. Estes fatos comprometem a sua geração energética. Esta tese tem como objetivo propor um método simplificado para determinar um índice que quantifique a influência do sombreamento parcial no desempenho operacional de geradores solares fotovoltaicos integrados a edificações. O método consiste em identificar e quantificar o sombreamento em uma superfície, relacionar a fração de área sombreada com o percentual de redução da irradiação incidente no mesmo período e propor um índice de sombreamento (IS) que traduza as perdas na geração energética de sistemas parcialmente sombreados. O método foi desenvolvido para um estudo de caso teórico com sombreamento parcial simulado em duas cidades: Cingapura (1,35°N) e Florianópolis (27,48°S). Quatro estudos de caso reais, localizados em Cingapura e Florianópolis, foram analisados em detalhe em relação ao desempenho de cada um de seus subsistemas. Os parâmetros analisados foram: yield (produtividade), performance ratio (PR) e percentual de sombreamento (PS). O índice de sombreamento obtido através da etapa de simulação foi então aplicado em estimativas para se quantificar a energia gerada pelos estudos de caso e comparações entre simulação e dados reais foram conduzidas. Os resultados mostraram que o percentual de sombreamento de uma superfície na base anual se aproxima mais do percentual de redução da irradiação incidente no mesmo período do que quando estes valores são comparados em outras bases temporais, como horária, diária e mensal. Portanto, o percentual de sombreamento anual foi adotado como índice de sombreamento. O índice de sombreamento anual mostrou-se uma forma segura de se estimar a geração fotovoltaica de sistemas fotovoltaicos parcialmente sombreados tanto em cálculos manuais quanto em cálculos utilizando softwares computacionais.<br> / Abstract : Building-integrated photovoltaic (BIPV) systems placed at urban areas tend to be partially shaded due to the neighbouring surroundings and elements of the building itself. A further limitation to maximum energy harvest of PV in buildings is the building envelope itself, and PV modules will hardly ever be installed with optimum tilt and orientation angles. The objective of this thesis is to propose a simplified method to determine an index to quantify the influence of partial shadings on the performance of building-integrated photovoltaic systems (BIPV). The method consists in identifying and quantifying the shading on a surface, relating the fraction of shaded area with the percentage of incident irradiation reduction during the same period, and propose a shading index (IS) to translate the losses in energy generation systems which are partially shaded. The method was developed for a theoretical case study with partial shading simulated in two cities: Singapore (1.35° N) and Florianópolis (27.48° S). Four real case studies located in Singapore and Florianopolis were analysed in detail regarding the performance of each of their subsystems. The parameters analysed were: energy yield (productivity), performance ratio (PR) and percentage of shading (PS). The shading indexes obtained by simulation were then applied on estimates to quantify the energy generated by the case studies, and comparisons between simulation and real data were carried out. The results showed that the percentage of shading on a surface on an annual basis is closer to the percentage of reduction of incident irradiation at same period, than when these values are compared in other time bases, as hourly, daily and monthly. Therefore, the percentage of shading was adopted as the annual shading index. The annual shading index proved to be a safe way of forecasting the photovoltaic generation of partially shaded photovoltaic systems both through manual calculations and through calculations using computer software.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/128929 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Zomer, Clarissa Debiazi |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Rüther, Ricardo |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | 234 p.| il., grafs., tabs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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