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Título: Análise energética e financeira de um dispositivo de seguimento solar para a geração fotovoltaica
Título em inglês: Analysis energy and financial of a tracking device for solar generation photovoltaics
Autor(es): Barbosa, Danielle Alves
Orientador(es): Carvalho, Paulo César Marques de
Coorientador(es): Ramalho, Geraldo Luis Bezerra
Palavras-chave: Engenharia elétrica
Análise financeira
Coprrente elétricas
Energia renovável
Data do documento: 4-Fev-2016
Citação: BARBOSA, D. A. (2016)
Resumo: Por estar localizada próxima à linha do Equador e não apresentar grandes variações de irradiação solar, a região Nordeste do Brasil apresenta condições favoráveis para a implantação de plantas fotovoltaicas. Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo realizar um estudo de viabilidade energética e financeira de um painel fotovoltaico com seguimento solar de um eixo, instalado no Laboratório de Energias Alternativas (LEA) da Universidade Federal do Ceará (UFC). As medições foram realizadas em dois sistemas com seguidor solar em malha aberta e malha fechada, em intervalos de posicionamentos angulares de 15, 30, 60 e 180 minutos. Utilizando a média da irradiância solar medida, foi selecionado um dia típico e o intervalo de atualização da posição angular para cada sistema. A geração líquida de energia elétrica dos painéis com seguimento foi determinada a partir da diferença entre a energia elétrica gerada e a energia elétrica consumida para operação do seguimento solar. Como carga, foi considerado um consumo representativo de uma residência familiar típica brasileira. Finalmente, foi analisada a viabilidade financeira do sistema seguidor solar com controle de posicionamento efetuado por microcontrolador e por controlador lógico programável. A análise da viabilidade financeira do projeto baseou-se em fluxos de caixa com bandeiras tarifárias fixas, ou seja, considerando um único cenário para os meses analisados. Sob o ponto de vista do melhor aproveitamento da energia solar, os resultados demonstram uma maior capacidade de geração de eletricidade do sistema móvel em relação ao fixo, com a desvantagem de o sistema móvel possuir uma implementação mais complexa. As análises permitem concluir que um sistema com seguidor solar com intervalo de atualização da posição angular de 60 minutos e controle por malha fechada, apresenta um ganho bruto de 27,42% na produção de energia elétrica em relação ao painel fixo. Considerando os ganhos líquidos, ambos com atualização de 60 minutos, o sistema com painel móvel em malha aberta e malha fechada apresenta em relação ao painel fixo ganhos de 6,3% e 11,3%, respectivamente. O tempo médio de payback descontado dos sistemas de controle de posicionamento angular com as malhas aberta e fechada e uso de microcontrolador foi de aproximadamente 25 anos. Assim, caso haja interesse em utilizar uma das malhas de controle, faz-se necessário aprofundar a análise dos custos de investimentos, com a proposição de alternativas do ponto de vista financeiro.
Abstract: Being located close to the equator and it has few variations of solar radiation, the Northeast region of Brazil presents favorable conditions for the deployment of photovoltaic plants. Thus, the work present aims to perform a study of energetic viability and financial of a photovoltaic panel with a solar tracking shaft, installed at Alternative Energy Laboratory (LEA) of the Federal University of Ceará (UFC ). Measurements were made in two solar tracker systems with open loop and closed loop angular positions at intervals of 15, 30, 60 and 180 minutes. Using the average irradiance, it was selected a typical day and the update interval of the angular position for each system. The net electric power generation of panels with tracking was determined from the difference between the electric power generated and the power consumed to operation of solar tracking. As cargo, it was considered a representative consumption of a typical Brazilian family residence. Finally, it analyzed the financial viability of the solar tracker system with motion control performed by microcontroller and programmable logic controller. The analysis of the financial viability of the project was based on cash flows with fixed tariff flags, ie considering a unique scenario for the months analyzed. From the point of view of better utilization of solar energy, the results demonstrated a greater capacity of electricity generation mobile system in relation to the fixed, with the disadvantage of the mobile system having a more complex implementation. The analysis allow us to conclude that a system with solar tracker update interval of the angular position of 60 minutes and control by closed loop, has a gross gain of 27.42% in the production of electricity in relation to the fixed panel. Considering the net gains, both with upgrades of 60 minutes, the system with mobile panel in open and closed loop present features relative to the fixed panel gains of 6.3% and 11.3%, respectively. The average time to payback discounted the angular positioning control systems with the open and closed loops and microcontroller use was approximately 25 years. Thus, if there is interest in using one of the control loops, it is necessary to deepen the analysis of investment costs, with the proposition of alternatives from a financial point of view.
Descrição: BARBOSA, D. A. Análise energética e financeira de um dispositivo de seguimento solar para a geração fotovoltaica. 2016. 98 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/20643
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