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Análise do carregamento e qualidade da energia de inversores conectados à rede em diversas condições de irradiância

dc.creatorLopes, Francisco Junior Mendes
dc.date.accessioned2025-09-10T17:06:16Z
dc.date.available2025-09-10T17:06:16Z
dc.date.issued2025-08-18
dc.identifier.citationCINTRA, Jośe Bruno Alves; LOPES, Francisco Junior Mendes; FARIAS, Alexandre Manoel de. ANÁLISE DO CARREGAMENTO E QUALIDADE DA ENERGIA DE INVERSORES CONECTADOS À REDE EM DIVERSAS CONDIÇÕES DE IRRADIÂNCIA. 2025. 31 f. TCC (Bacharelado em Eng. Elétrica) - Instituto Federal de Pernambuco, Campus Pesqueira, Pesqueira, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ifpe.edu.br/xmlui/handle/123456789/1872
dc.description.abstractThe increasing installation of photovoltaic systems in Brazil raises concerns about the quality of the generated electrical energy and its impacts on the distribution grid. In this context, this study aims to analyze the loading and energy quality of grid-connected photovoltaic inverters under various irradiance conditions by measuring electrical generation parameters using a MINIPA ET-5051C power analyzer connected to the output of a PHB3000-SS photovoltaic inverter. The monitored parameters included solar irradiance (extraterrestrial, global horizontal, and global tilted), the power and current generated by the inverter, total harmonic distortion of voltage (THD-V) according to Module 8 of PRODIST, total harmonic distortion of current (THD-I) and its even and odd orders in compliance with NBR 16150 and NBR 16149 standards, as well as the power factor (cainductive) in accordance with NBR 16149. Data were collected under varied weather conditions, such as sunny, partly cloudy, overcast, and rainy days. The results showed that THD-V consistently remained below the 10% limit set by PRODIST, indicating compliance in this aspect. A strong correlation was observed between irradiance conditions and the generated power and current curves, with irradiance fluctuations being directly reflected in energy production. In contrast, THD-I often exceeded the 5% limit of NBR 16149 on all measurement days, with particular attention to odd orders. Additionally, during periods of low irradiance, such as overcast days, the behavior of the power factor became more pronounced, with the inductive power factor occasionally exceeded the 0.95 limit, highlighting the sensitivity of energy quality to climatic variations and inverter loading.pt_BR
dc.format.extent31 f.pt_BR
dc.languagept_BRpt_BR
dc.relationABNT1 NBR 16149: Sistemas fotovoltaicos (FV) – Características da interface de conexão com a rede elétrica de distribuição. Disponível em: https://www.normas.com.br/visualizar/abnt-nbr-nm/32852/abnt-nbr16149-sistemas- fotovoltaicos-fv-caracteristicas-da-interface-de-conexao-com-a-rede-eletrica-de- distribuicao. Acesso em: 8 mar. 2025. ABNT2 NBR 16150: Instalações elétricas de arranjos fotovoltaicos – Requisitos de projeto. Disponível em: https://www.normas.com.br/visualizar/abnt-nbr- nm/32853/abnt-nbr16150-instalacoes-eletricas-de-arranjos-fotovoltaicos-requisitos- de-projeto. Acesso em: 8 mar. 2025. ANEEL. Módulo 8 do PRODIST: Qualidade do Fornecimento de Energia Elétrica. Disponível em: https://www.gov.br/aneel/pt-br/centrais-de-conteudos/procedimentos- regulatorios/prodist. Acesso em: 8 mar. 2025. COOPER, P. I. The absorption of solar radiation in solar stills. Solar Energy, v. 12, n. 3, p. 333–346, 1969. DUFFIE, J. A.; BECKMAN, W. A. Solar Engineering of Thermal Processes. 4. ed. Hoboken: John Wiley & Sons, 2013. ERBS, D. G.; KLEIN, S. A.; DUFFIE, J. A. Estimation of the diffuse radiation fraction for total solar radiation on a horizontal surface. Solar Energy, v. 30, n. 4, p. 293-302, 1983. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0038092X83900574. Acesso em: 8 mar. 2025. FARIAS, A. H. G.; FILHO, M. H. O. P. Análise da influência da usina solar fotovoltaica na qualidade de energia do IFPE-Campus Pesqueira, utilizando os critérios do Módulo 8 do PRODIST. 2024. Monografia (Graduação em Engenharia Elétrica) – Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco, Pesqueira, 2024. Disponível em: https://repositorio.ifpe.edu.br/xmlui/handle/123456789/1349. Acesso em: 8 mar. 2025. GOMES, R. D. L. A.; FARIA, A. M. Análise da Qualidade de Energia em Sistemas Fotovoltaicos para Inversores com Diferentes Carregamentos. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) – Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco (IFPE), 2025. Disponível em: https://repositorio.ifpe.edu.br/xmlui/handle/123456789/1577. Acesso em: 8 mar. 2025. INFIELD, D. G. et al. Power flow and voltage control with embedded photovoltaic generation. IEE Proceedings - Generation, Transmission and Distribution, v. 151, n. 5, p. 485–492, 2004. LIU, B. Y. H.; JORDAN, R. C. The interrelationship and characteristic distribution of direct, diffuse and total solar radiation. Solar Energy, v. 4, n. 3, p. 1-19, 1960. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0038092X60900621. Acesso em: 8 mar. 2025. MAY, M. Avaliação da qualidade da energia elétrica em um sistema fotovoltaico conectado à rede. 2016. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2016. Disponível em: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/165083. Acesso em: 8 mar. 2025. PEREZ, R.; INEICHEN, P.; SEALS, R.; MICHALSKY, J.; REINHART, C. Modeling daylight availability and irradiance components from direct and global irradiance. Solar Energy, v. 44, n. 5, p. 271-289, 1990. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0038092X9090055P. Acesso em: 8 mar. 2025. RAMPINELLI, G. A.; KRENZINGER, A. Estudo da qualidade da energia elétrica injetada à rede por inversores utilizados em sistemas fotovoltaicos. In: Congresso Brasileiro de Energia Solar, 2011. Disponível em: https://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/101596. Acesso em: 8 mar. 2025. REDESOLPE. Rede de Estações Solarimétricas de Pernambuco. Disponível em: https://redesolpe.com.br. Acesso em: 6 ago. 2025. indução do tipo gaiola de esquilo interconectado à rede elétrica é acionado por um regulador. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/47006. Acesso em: 8 mar. 2025. SIMMONS, A. D.; INFIELD, D. G. Power conditioning for grid connected photovoltaic systems. Renewable Energy, v. 19, n. 1–2, p. 205–212, 2000. SOARES, J.; TIEFENAUER, H.; RUECK, A.; ANHORN, J. A new model for the estimation of diffuse solar radiation. Solar Energy, v. 76, n. 1-3, p. 157-164, 2004. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0038092X0300302X. Acesso em: 8 mar. 2025. TEMPS, R. C.; COULSON, K. L. Solar radiation incident upon slopes of different orientations. Solar Energy, v. 19, n. 2, p. 179-184, 1977. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0038092X77900569. Acesso em: 8 mar. 2025. YAMAGUTI, V. M.; DEMONTI, R.; AOKI, A. R. Análise de impacto na qualidade da energia elétrica da microrrede do DELT devido ao controle de energia reativa do inversor fotovoltaico. In: Congresso Brasileiro de Energia Solar, 2022. Disponível em: https://agris.fao.org/search/en/providers/125490/records/67dab20d677d8be0233b19 d2. Acesso em: 8 mar. 2025.pt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
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dc.subjectInversores Fotovoltaicospt_BR
dc.subjectQualidade da Energiapt_BR
dc.subjectDistorção Harmônicapt_BR
dc.subjectIrradiância Solarpt_BR
dc.subjectCarregamento de Inversorespt_BR
dc.titleAnálise do carregamento e qualidade da energia de inversores conectados à rede em diversas condições de irradiânciapt_BR
dc.typeTCCpt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5635525792172377pt_BR
dc.contributor.advisor1Farias, Alexandre Manoel de
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3509389951374383pt_BR
dc.contributor.referee1Pedrosa Filho, Manoel Henrique de Oliveira
dc.contributor.referee2Morais Neto, José Oliveira
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7682414205749935pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/3982927010495076pt_BR
dc.publisher.departmentPesqueirapt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIApt_BR
dc.description.resumoA crescente instalação de sistemas fotovoltaicos no Brasil levanta preocupações sobre a qualidade da energia elétrica gerada e seus impactos na rede de distribuição. Frente a isso, este trabalho tem como objetivo analisar o carregamento e a qualidade da energia de inversores fotovoltaicos conectados à rede em diversas condições de irradiância, através da realização de medições de parâmetros elétricos da geração utilizando um analisador de energia MINIPA ET-5051C, conectado à saída de um inversor fotovoltaico PHB3000-SS. Os parâmetros monitorados incluíram a irradiância solar (extraterrestre, global horizontal e global inclinada), a potência e corrente geradas pelo inversor, a distorção harmônica total de tensão (DHT-V) conforme o Módulo 8 da PRODIST, a distorção harmônica total de corrente (DHT-C) e suas ordens pares e ímpares, em conformidade com as normas NBR 16150 e NBR 16149, além do fator de potência (indutivo) segundo a NBR 16149. Os dados foram coletados em cenários climáticos variados, como dias ensolarados, parcialmente nublados, nublados e chuvosos. Os resultados obtidos revelaram que a DHT-V permaneceu consistentemente abaixo do limite de 10% estabelecido pela PRODIST, indicando conformidade nesse aspecto. Observou-se uma forte correlação entre as condições de irradiância e as curvas de potência e corrente geradas, com as flutuações de irradiância sendo diretamente refletidas na produção de energia. Em contraste, a DHT- C frequentemente excedeu o limite de 5% da NBR 16149 em todos os dias de medição, com especial atenção às ordens ímpares. Adicionalmente, em períodos de baixa irradiância, como em dias nublados, o comportamento do fator de potência tornou-se mais pronunciado, com o fator de potência indutivo ocasionalmente ultrapassou o limite de 0,95, destacando a sensibilidade da qualidade da energia às variações climáticas e ao carregamento do inversor.pt_BR
dc.creator.name2Cintra, José Bruno Alves
dc.creator.Lattes2http://lattes.cnpq.br/2914166144641320pt_BR


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