Diagnóstico de falhas em módulos fotovoltaicos - Urbanetz, Isabela Valpecovski (2021)
A busca por novas fontes de energia elétrica teve grande influência na utilização de energias renováveis, como a solar fotovoltaica, e torna-las mais eficientes e confiáveis é um passo importante para que sejam incluídas cada vez mais na matriz elétrica mundial. Em um sistema fotovoltaico, devido à sua exposição pelas condições ambientais, os módulos são mais propensos a danos e degradação. Neste trabalho o objetivo é fazer um estudo relativo ao diagnóstico de falhas e degradação em módulos fotovoltaicos, e como elas são identificadas por meio da curva I-V e seus principais parâmetros. Posteriormente, foram aplicadas técnicas de diagnóstico em contexto real em sistemas fotovoltaicos em funcionamento há vários anos. Para isto são apresentados modelos matemáticos e elétricos da célula fotovoltaica, e partindo deles, a extração dos principais parâmetros por algumas técnicas. Com isso, é feita uma implementação computacional em MATLAB/Simulink® do modelo de uma célula fotovoltaica, permitindo simulações variando irradiação e temperatura das células. Pode-se dividir o trabalho em três principais partes: estudo do efeito do sombreamento parcial, validação das técnicas de monitorização da resistência série por meio de emulação de falhas e aplicação das técnicas de diagnóstico em contexto real. Foram realizados testes para cada parte principal do trabalho, para obtenção das curvas I-V e P-V, por meio do traçador de curvas PVPM1000C. Os testes de sombreamento e com emulação de falhas, pode-se obter curvas com e sem falha, já que a mesma é provocada e eliminada conforme necessário, o que permite o cálculo de erros e perdas em cada situação. Já na aplicação em contexto real a simulação ganha maior importância, por ela que é possível comparar a curva obtida para verificação de distorções.Com os dados obtidos, conclui-se que é possível obter um diagnóstico para um sistema fotovoltaico utilizando a curva I-V por meio de sua inclinação, para uma estimação da resistência série com menor erro, ou utilizando-se apenas dos pontos principais para estimação do incremento da resistência, com erros aceitáveis. A combinação de uma análise visual dos módulos, com análise da curva e dos principais parâmetros seria o melhor cenário para um diagnóstico mais preciso.