Modelagem das características de operação de módulos fotovoltaicos com base em otimização por enxame de partículas

Abstract

RESUMO: A energia produzida por um módulo fotovoltaico depende principalmente da temperatura de suas células e da irradiação solar incidente. Geralmente, os fabricantes fornecem os dados do painel fotovoltaico para as condições padrões de teste (STC), onde a irradiação (G) é de 1000 W/m? e temperatura nas células (Tc) é de 25 °C, sendo essas raramente encontradas em situações reais de operação. Dessa forma, para o dimensionamento preciso do gerador fotovoltaico, se faz necessário o uso da modelagem e simulação. Neste trabalho, foi utilizado o algoritmo particle swarm optimization (PSO) para extração dos parâmetros de um módulo fotovoltaico nos modelos de um diodo e quatro parâmetros (1D4P) e um diodo e cinco parâmetros (1D5P). Para a extração dos parâmetros foram utilizadas somente informações pertencentes a folha de dados do módulo fornecida pelos fabricantes. Após o processo de extração dos parâmetros, foi realizada a simulação das curvas de corrente versus tensão gerada do módulo fotovoltaico CS3U-360P da Canadian Solcar Inc. e este foi comparado com dados fornecidos pelo fabricante e também confrontado com o método de Chenni. A escolha da comparação com o método de Chenni, se deve ao fato, deste ser um método consolidado na literatura para a simulação de módulos fotovoltaicos. Assim, obteve-se como resultados erros inferiores a 1,5% em situações de temperatura e irradiação comumente encontradas na prática, como é o caso, de G = 700 W/m? e Tc = 40ºC, para ambos os métodos. Em casos bem distantes das condições padrão de teste, o erro máximo do modelo de 1D4P e do Método de Chenni foram de aproximadamente 4% enquanto o erro máximo do modelo de 1D5P foi de aproximadamente 3%

ABSTRACT: The energy produced by a photovoltaic module depends mainly on the temperature of is cells and the incident solar radiation. Generally, manufacturers provide the photovoltaic panel data for standard test conditions (STC), where irradiation (G) is 1000 W/m? and temperature in cells (Tc) is 25 ° C, which are rarely found in real operating situations. Thus, for the precise dimensioning of the photovoltaic generator, it is necessary to use modeling and simulation. In this work, the particle swarm optimization (PSO) algorithm was used to extract the parameters of a photovoltaic module in the models of a diode and four parameters (1D4P) and a diode and five parameters (1D5P). For the extraction of the parameters, only information pertaining to the module data sheet provided by the manufacturers was used. After the process of extracting the parameters, a simulation of the current versus voltage curves generated from the Canadian Solar Inc. photovoltaic module CS3U-360P was compared and compared with data provided by the manufacturer and also compared with the Chenni method. The choice of comparison with the Chenni method is due to the fact that it is a method consolidated in the literature for the simulation of photovoltaic modules. Thus, errors of less than 1.5% were obtained as results in temperature and irradiation situations commonly found in practice, as is the case, of G =700 W/m2? and Tc = 40 ° C, for both methods. In cases far from the standard test conditions, the maximum error of the 1D4P model and the Chenni Method were approximately 4% while the maximum error of the 1D5P model was approximately 3%