Publicação: Avaliação dos métodos de modelagem e parametrização de dispositivos fotovoltaicos mono e multi junção
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
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Resumo
Esta dissertação apresenta uma análise aplicada às principais metodologias encontradas na literatura que permitem determinar as propriedades físicas relativas aos fenômenos que ocorrem nos dispositivos fotovoltaicos (etapa de parametrização), assim como dos modelos matemáticos de maior importância utilizados no cálculo das características elétricas operacionais destes dispositivos (etapa de caraterização). Tais dispositivos referem-se às tecnologias mono e multi junção quando submetidos à variações de temperatura e radiação solar. Portanto, foram apresentados quatro métodos de parametrização, entre eles três analíticos e cinco modelos de caracterização elétrica, sendo dois especificamente para dispositivos multi junção. Assim, estabeleceram-se vários estudos de caso para os quais foram definidas diferentes situações que permitiram comparar o desempenho de cada um dos métodos avaliados. Em consequência, foram identificados os procedimentos que melhor se ajustaram a cada tipo de tecnologia fotovoltaica. Dessa forma, de acordo com os resultados obtidos na parametrização, a metodologia baseada na aplicação do algoritmo de Gradiente Reduzido Generalizado (GRG) não linear, demonstrou maior exatidão para todos os estudos de caso e para todos os dispositivos fotovoltaicos. Já para a caraterização, foram determinadas as principais vantagens e desvantagens entre os modelos aplicados, destacando o modelo de Domínguez, et al. (2010), que apresentou maior robustez e ampla faixa de aplicação.
Abstract
This work deals with the analysis applied to the main methodologies found in literature for estimating the properties related to the physical phenomena in photovoltaic devices (parametrization), as well as the most important mathematical models used in the calculation of operating electrical characteristics of these devices (characterization). These devices are related to the mono and multi-junction technologies, when they are exposed to a condition where the temperature and solar radiation vary. Therefore, four parametrization methods were shown, including three analytical, and five models of electrical characterization, where two of them are specifically for multi-junction devices. Thus, several case studies were proposed which defined different situations for comparing the performance of the methods evaluated. In this way, the procedures that best fit to each type of photovoltaic technology were identified. Finally, according to the results obtained in the parameterization, the method based on the Generalized Reduced Gradient (GRG) nonlinear algorithm showed greater accuracy for all case studies and for all photovoltaic devices. As for the characterization, the main advantages and disadvantages of all models were determined, highlighting Domínguez, et al. (2010) model, due to the highest robustness and wide application range.
Palavras-chave
Energia solar, Parametrização, Caracterização, Células multi junção, Modulo fotovoltaico, Concentração, Solar energy, Parameters determination, Characterization, Multi-junction solar cells, Photovoltaic module, Solar concentration, Desenvolvimento energético
Citação
CHENCHE, Luz Elena Peñaranda. Evaluation of methods for parameterization and modeling of mono and multi-junction photovoltaic devices. 2015. 140 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2015. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2015.172