aula 02 - introdução a energia solar fotovoltaica§ão-a-energia... · aula 02 introdução à...
TRANSCRIPT
![Page 1: Aula 02 - Introdução a Energia Solar Fotovoltaica§ão-a-Energia... · Aula 02 Introdução à Energia Fotovoltaica Prof. Heverton Augusto Pereira Universidade Federal de Viçosa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062505/5ecef516866e2244e519abbb/html5/thumbnails/1.jpg)
Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV
ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
1
Aula 02Introdução à Energia Fotovoltaica
Prof. Heverton Augusto PereiraUniversidade Federal de Viçosa - UFV
Departamento de Engenharia Elétrica - DEL Gerência de Especialistas em Sistemas Elétricos de Potência – Gesep
www.gesep.ufv.br
TEL: +55 (31) 3899-3266
![Page 2: Aula 02 - Introdução a Energia Solar Fotovoltaica§ão-a-Energia... · Aula 02 Introdução à Energia Fotovoltaica Prof. Heverton Augusto Pereira Universidade Federal de Viçosa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062505/5ecef516866e2244e519abbb/html5/thumbnails/2.jpg)
Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV
ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
Histórico
![Page 3: Aula 02 - Introdução a Energia Solar Fotovoltaica§ão-a-Energia... · Aula 02 Introdução à Energia Fotovoltaica Prof. Heverton Augusto Pereira Universidade Federal de Viçosa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062505/5ecef516866e2244e519abbb/html5/thumbnails/3.jpg)
Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV
ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
Histórico
![Page 4: Aula 02 - Introdução a Energia Solar Fotovoltaica§ão-a-Energia... · Aula 02 Introdução à Energia Fotovoltaica Prof. Heverton Augusto Pereira Universidade Federal de Viçosa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062505/5ecef516866e2244e519abbb/html5/thumbnails/4.jpg)
Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV
ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
“Grid parity” da energia solar
Fonte: Bloomberg
![Page 5: Aula 02 - Introdução a Energia Solar Fotovoltaica§ão-a-Energia... · Aula 02 Introdução à Energia Fotovoltaica Prof. Heverton Augusto Pereira Universidade Federal de Viçosa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062505/5ecef516866e2244e519abbb/html5/thumbnails/5.jpg)
Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV
ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
� “Grid parity” da energia solar: 2020
Fonte: Bloomberg
“Grid parity” da energia solar
![Page 6: Aula 02 - Introdução a Energia Solar Fotovoltaica§ão-a-Energia... · Aula 02 Introdução à Energia Fotovoltaica Prof. Heverton Augusto Pereira Universidade Federal de Viçosa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062505/5ecef516866e2244e519abbb/html5/thumbnails/6.jpg)
Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV
ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
Tecnologias
Fonte: National Renewable Energy Laboratory (NREL)
![Page 7: Aula 02 - Introdução a Energia Solar Fotovoltaica§ão-a-Energia... · Aula 02 Introdução à Energia Fotovoltaica Prof. Heverton Augusto Pereira Universidade Federal de Viçosa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062505/5ecef516866e2244e519abbb/html5/thumbnails/7.jpg)
Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV
ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
Tipos de Células
1. Silício cristalino – monocristalino e policristalino2. Silício amorfo3. Telureto de Cádmio – CdTe4. Disseleneto de Cobre Índio (CIS – CuInSe2)5. Arsenieto de Gálio – GaAs6. Células de Multi-Junção7. Corantes
![Page 8: Aula 02 - Introdução a Energia Solar Fotovoltaica§ão-a-Energia... · Aula 02 Introdução à Energia Fotovoltaica Prof. Heverton Augusto Pereira Universidade Federal de Viçosa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062505/5ecef516866e2244e519abbb/html5/thumbnails/8.jpg)
Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV
ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
Tipos de Células
![Page 9: Aula 02 - Introdução a Energia Solar Fotovoltaica§ão-a-Energia... · Aula 02 Introdução à Energia Fotovoltaica Prof. Heverton Augusto Pereira Universidade Federal de Viçosa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062505/5ecef516866e2244e519abbb/html5/thumbnails/9.jpg)
Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV
ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
Fonte: http://www.cemig.com.br/
Energia Solar
![Page 10: Aula 02 - Introdução a Energia Solar Fotovoltaica§ão-a-Energia... · Aula 02 Introdução à Energia Fotovoltaica Prof. Heverton Augusto Pereira Universidade Federal de Viçosa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062505/5ecef516866e2244e519abbb/html5/thumbnails/10.jpg)
Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV
ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
Fonte: http://www.cemig.com.br/
Energia Solar
![Page 11: Aula 02 - Introdução a Energia Solar Fotovoltaica§ão-a-Energia... · Aula 02 Introdução à Energia Fotovoltaica Prof. Heverton Augusto Pereira Universidade Federal de Viçosa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062505/5ecef516866e2244e519abbb/html5/thumbnails/11.jpg)
Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV
ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
Fonte: http://www.cemig.com.br/
Energia Solar
![Page 12: Aula 02 - Introdução a Energia Solar Fotovoltaica§ão-a-Energia... · Aula 02 Introdução à Energia Fotovoltaica Prof. Heverton Augusto Pereira Universidade Federal de Viçosa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062505/5ecef516866e2244e519abbb/html5/thumbnails/12.jpg)
Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV
ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
Fonte: http://www.cemig.com.br/
Energia Solar
![Page 13: Aula 02 - Introdução a Energia Solar Fotovoltaica§ão-a-Energia... · Aula 02 Introdução à Energia Fotovoltaica Prof. Heverton Augusto Pereira Universidade Federal de Viçosa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062505/5ecef516866e2244e519abbb/html5/thumbnails/13.jpg)
Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV
ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
Estrutura do Fotovoltaicos
VILLALVA, M. G.; GAZOLI, J. R.; FILHO, E. R. Comprehensive Approach to Modeling and Simulation of Photovoltaic Arrays. IEEE Trans. Power Electron., v. 24, n. 5, p. 1198-1208, 2009.
![Page 14: Aula 02 - Introdução a Energia Solar Fotovoltaica§ão-a-Energia... · Aula 02 Introdução à Energia Fotovoltaica Prof. Heverton Augusto Pereira Universidade Federal de Viçosa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062505/5ecef516866e2244e519abbb/html5/thumbnails/14.jpg)
Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV
ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
• Curvas características dos painéis solares
Painel solar: Curvas Características
![Page 15: Aula 02 - Introdução a Energia Solar Fotovoltaica§ão-a-Energia... · Aula 02 Introdução à Energia Fotovoltaica Prof. Heverton Augusto Pereira Universidade Federal de Viçosa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062505/5ecef516866e2244e519abbb/html5/thumbnails/15.jpg)
Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV
ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
Fatores que influenciam as curvas características.
• Radiação
Painel solar: Curvas Características
![Page 16: Aula 02 - Introdução a Energia Solar Fotovoltaica§ão-a-Energia... · Aula 02 Introdução à Energia Fotovoltaica Prof. Heverton Augusto Pereira Universidade Federal de Viçosa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062505/5ecef516866e2244e519abbb/html5/thumbnails/16.jpg)
Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV
ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
Fatores que influenciam as curvas características.
• Temperatura
Painel solar: Curvas Características
![Page 17: Aula 02 - Introdução a Energia Solar Fotovoltaica§ão-a-Energia... · Aula 02 Introdução à Energia Fotovoltaica Prof. Heverton Augusto Pereira Universidade Federal de Viçosa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062505/5ecef516866e2244e519abbb/html5/thumbnails/17.jpg)
Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV
ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
Produção de Painéis Fotovoltáicos
Isto é um painel solar....
Isto é um modelo do painel solar.
![Page 18: Aula 02 - Introdução a Energia Solar Fotovoltaica§ão-a-Energia... · Aula 02 Introdução à Energia Fotovoltaica Prof. Heverton Augusto Pereira Universidade Federal de Viçosa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062505/5ecef516866e2244e519abbb/html5/thumbnails/18.jpg)
Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV
ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
Painel solar: Modelo Detalhado
VILLALVA, M. G.; GAZOLI, J. R.; FILHO, E. R. Comprehensive Approach to Modeling and Simulation of Photovoltaic Arrays. IEEE Trans. Power Electron., v. 24, n. 5, p. 1198-1208, 2009.
![Page 19: Aula 02 - Introdução a Energia Solar Fotovoltaica§ão-a-Energia... · Aula 02 Introdução à Energia Fotovoltaica Prof. Heverton Augusto Pereira Universidade Federal de Viçosa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062505/5ecef516866e2244e519abbb/html5/thumbnails/19.jpg)
Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV
ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
Painel solar: Modelo Detalhado
VILLALVA, M. G.; GAZOLI, J. R.; FILHO, E. R. Comprehensive Approach to Modeling and Simulation of Photovoltaic Arrays. IEEE Trans. Power Electron., v. 24, n. 5, p. 1198-1208, 2009.
![Page 20: Aula 02 - Introdução a Energia Solar Fotovoltaica§ão-a-Energia... · Aula 02 Introdução à Energia Fotovoltaica Prof. Heverton Augusto Pereira Universidade Federal de Viçosa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062505/5ecef516866e2244e519abbb/html5/thumbnails/20.jpg)
Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV
ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
Painel solar: Modelo Simplificado
Voltage regulation of photovoltaic arrays: small-signal analysis and control design. M. G. Villalva, T. G. de Siqueira, E. Ruppert F. IET Transactions on Power Electronics (Journal), v. 3, no. 6, 2010.
![Page 21: Aula 02 - Introdução a Energia Solar Fotovoltaica§ão-a-Energia... · Aula 02 Introdução à Energia Fotovoltaica Prof. Heverton Augusto Pereira Universidade Federal de Viçosa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062505/5ecef516866e2244e519abbb/html5/thumbnails/21.jpg)
Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV
ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
Fatores que influenciam as curvas características.
• Resistências série e paralelo
Painel solar: Curvas Características
![Page 22: Aula 02 - Introdução a Energia Solar Fotovoltaica§ão-a-Energia... · Aula 02 Introdução à Energia Fotovoltaica Prof. Heverton Augusto Pereira Universidade Federal de Viçosa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062505/5ecef516866e2244e519abbb/html5/thumbnails/22.jpg)
Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV
ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
• Sombreamento e ação dos diodos by-pass.
5 10 15 200
0.5
1
1.5
2
2.5
3
Tensão (V)
Cor
rent
e (A
)
Sem sombreamentoUm diodo bypass
5 10 15 200
10
20
30
40
Tensão (V)
Pot
ênci
a (W
)
Sem sombreamentoUm diodo bypass
Painel solar: Efeito Sombreamento Parcial
![Page 23: Aula 02 - Introdução a Energia Solar Fotovoltaica§ão-a-Energia... · Aula 02 Introdução à Energia Fotovoltaica Prof. Heverton Augusto Pereira Universidade Federal de Viçosa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062505/5ecef516866e2244e519abbb/html5/thumbnails/23.jpg)
Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV
ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
• Sombreamento e ação dos diodos by-pass.
5 10 15 200
0.5
1
1.5
2
2.5
3
Tensão (V)
Cor
rent
e (A
)
Sem sombreamentoDois diodos bypass
5 10 15 200
10
20
30
40
Tensão (V)
Pot
ênci
a (W
)
Sem sombreamentoDois diodos bypass
Painel solar: Efeito Sombreamento Parcial