ESTUDO E AVALIAÇÃO DE DIFERENTES METODOLOGIAS PARA MODELAGEM MATEMÁTICA DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS

Resumo

O projeto de P&D Oásis-UFMG, com objetivo de reduzir os gastos com energia elétrica, está instalando no campus Pampulha da Universidade Federal de Minas Gerais uma microrrede de energia com sistemas de geração fotovoltaica, microturbina a gás e armazenamento de energia. Dentro deste contexto está em desenvolvimento, no MATLAB® 2021a, o software PVOasis, uma ferramenta computacional de auxilio as futuras análises energéticas e diagnóstico da GDFV. Para esse desenvolvimento foi realizado um estudo de três diferentes metodologias para a modelagem de módulos fotovoltaicos, baseadas no modelo de um diodo. Todos os modelos foram implementados computacionalmente e seus respectivos desempenhos foram avaliados por meio de comparação com dados de catálogos técnicos e dados obtidos de usinas fotovoltaicas em operação. Observou-se, pelos resultados das simulações, um funcionamento condizente com a realidade, com valores que seguiram corretamente a variação de potência gerada medida no módulo em funcionamento, conforme a mudança de irradiância e temperatura de célula. O melhor resultado encontrado revelou um MAPE de 6,38% e um NRMSE de 11,00% para a potência no ponto de máxima potência, com uma influência maior da corrente sobre esse resultado, por apresentar um MAPE de 8,56% e um NRMSE de 11,09%, em comparação com os resultados de tensão, que se mostraram bem mais próximos da realidade, pelo MAPE de 3,10% e o NRMSE de 4,31%. Pelos valores positivos de MBE para a maioria dos parâmetros, as metodologias superestimaram a geração, mas ainda assim mostraram grande potencial para compor o software em desenvolvimento.