Modelagem, estimação de parâmetros e método MPPT para módulo fotovoltaicos

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dc.contributor.advisor-co1Machado Neto, Lauro de Vilhena Brandão
dc.contributor.advisor1Fardin, Jussara Farias
dc.contributor.authorCosta, Wagner Teixeira da
dc.contributor.referee1Simonetti, Domingos Sávio Lyrio
dc.contributor.referee2Salles, José Leandro Félix
dc.contributor.referee3Menegaz, Paulo José Mello
dc.contributor.referee4Peixoto, Zélia Myriam Assis
dc.date.accessioned2016-08-29T15:32:43Z
dc.date.available2016-07-11
dc.date.available2016-08-29T15:32:43Z
dc.date.issued2010-10-01
dc.description.abstractThe use of photovoltaic systems has been increasing in recent years, demanding the need of new researches to reduce costs and to increase efficiency and reliability of new technologies. In this thesis, a new model for the photovoltaic module, a new MPPT (maximum power point trackers) method and an estimator of irradiance and temperature are developed. Also, it is presented a new application of evolutionary algorithm for parameter estimation of the photovoltaic module. The new model is based on the transfer function of the step response for a first order linear system. Therefore, a simple model with few parameters and low computational effort is shown. Based on this new model, a new MPPT method is proposed. This method calculates the voltage for the maximum power, considering the environmental conditions. It presents the advantages of not oscillating around the maximum power point of the photovoltaic module and of not depending on the sampling interval. Along with the new model, an estimator has been developed for the measurement of irradiance and temperature values from the current and voltage output of the photovoltaic module, eliminating the need of the acquisition sensor for these two measures, thus reducing costs. This estimator can work along with multiple MPPT techniques without affecting its operation. For the parameter estimation, it is proposed to apply an evolutionary algorithm inspired by the natural selection and genetic reproduction. The used data to estimate the parameters comes from the manufacturers or from testing. This methodology has the advantage of not requiring data adjusts for different environmental conditions, besides, the use of complex equations to describe the photovoltaic module is not needed in its application. For analysis and validation of all models and proposed methods, simulation programs have been implemented. The results have been compared with the consolidated methodologies from the literature.eng
dc.description.resumoO uso de sistemas fotovoltaicos vem crescendo nos últimos anos, exigindo necessidade de novas pesquisas para a redução dos custos e do aumento da eficiência e confiabilidade de novas tecnologias. Nesta Tese, um novo modelo para o módulo fotovoltaico, um novo método MPPT (seguidor do ponto de máxima potência) e um estimador das medidas de irradiância e temperatura são desenvolvidos. Também é apresentada uma nova aplicação do algoritmo evolutivo para a estimação de parâmetros do módulo fotovoltaico. O novo modelo é baseado na função de transferência da resposta ao degrau de um sistema linear de primeira ordem. Portanto, um modelo simples com poucos parâmetros e com baixo esforço computacional é mostrado. A partir do novo modelo é proposto um novo método MPPT. Este método calcula a tensão referente à máxima potência, considerando as condições ambientais. Ele apresenta as vantagens de não oscilar em torno do ponto de máxima potência do módulo fotovoltaico e de não depender do intervalo de amostragem. Junto com o novo modelo é desenvolvido um estimador para as medidas de irradiância e temperatura a partir dos valores de corrente e tensão de saída do módulo fotovoltaico, descartando a necessidade da aquisição de sensores para estas duas medidas, assim reduzindo custos. Este estimador pode trabalhar em conjunto com vários dispositivos MPPT sem afetar o seu funcionamento. Para a estimação de parâmetros é proposta a aplicação de um algoritmo evolutivo, inspirado na seleção natural e reprodução genética. Os dados utilizados para estimação dos parâmetros são provenientes dos fabricantes ou de ensaios. Esta metodologia tem como vantagens não necessitar de ajustes nos dados para condições ambientais diferentes, além de dispensar na sua aplicação, o uso das complexas equações que descrevem o módulo fotovoltaico. Para análise e validação de todos os modelos e métodos propostos, são implementados programas de simulação. Os resultados são comparados com as metodologias consolidadas na literatura.
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/4120
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Engenharia Elétrica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.rightsopen access
dc.subjectSystem identificationeng
dc.subjectModelingeng
dc.subjectEvolutionary computationeng
dc.subjectPhotovoltaic power generationeng
dc.subjectElectric current converterseng
dc.subject.br-rjbnIdentificação de sistemas
dc.subject.br-rjbnModelagem
dc.subject.br-rjbnComputação evolutiva
dc.subject.br-rjbnGeração de energia fotovoltaica
dc.subject.br-rjbnConversores de corrente elétrica
dc.subject.cnpqSistemas Elétricos de Potência
dc.subject.udc621.3
dc.titleModelagem, estimação de parâmetros e método MPPT para módulo fotovoltaicos
dc.typedoctoralThesis

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