Please use this identifier to cite or link to this item: http://www.monografias.ufop.br/handle/35400000/5162
Title: Avaliação técnica e econômica sobre a utilização do transformador acoplado na micro geração distribuída fotovoltaica.
Authors: Ferreira, Abraão Silva
metadata.dc.contributor.advisor: Souza, Igor Dias Neto de
metadata.dc.contributor.referee: Theodoro, Thainan Santos
Rodrigues, Welbert Alves
Souza, Igor Dias Neto de
Keywords: Energia solar
Estudos de viabilidade - aspectos econômicos
Geração de energia fotovoltaica
Inversores elétricos
Issue Date: 2023
Citation: FERREIRA, Abraão Silva. Avaliação técnica e econômica sobre a utilização do transformador acoplado na micro geração distribuída fotovoltaica. 2023. 52 f. Monografia (Graduação em Engenharia Elétrica) - Instituto de Ciências Exatas e Aplicadas, Universidade Federal de Ouro Preto, João Monlevade, 2023.
Abstract: Atualmente, na matriz energética nacional, as usinas fotovoltaicas representam 25,48% das obras em andamento e chegam a ser 78,95% das obras ainda não iniciadas segundo a ANEEL (2022). Para as usinas fotovoltaicas on grid(interligado a rede da concessionária), os inversores fotovoltaicos precisam respeitar os limites de tensão da concessionária, esta exigência técnica pode se tornar um desafio quando se tem um inversor solar trifásico em regiões nas quais a tensão de atendimento é 220 V fase-fase. Nesta situação o cliente pode optar por um inversor solar 220 V, que por sua vez é mais caro, ou optar por um inversor solar 380 V, que é mais barato mas necessita de um transformador 380/220 V para realizar a adequação de tensão, que além de aumentar o custo do investimento possui perdas indesejadas. O objetivo deste trabalho foi realizar uma avaliação técnica e econômica entre estes dois cenários aplicando o pay back descontado nos dois investimentos e realizando a comparação entre eles. Para alcançar estes objetivos uma usina real contendo três inversores trifásicos de 25 kW 380 V e um transformador de 95 kVA foi escolhida como modelo de estudo, foi feito a modelagem do sistema fotovoltaico e do transformador no simulink utilizando o modelo fasorial, apos os dados de geração de oito meses serem colhidos em campo, diversas simulações foram feitas para contabilizar as perdas no transformador. Como resultado foi encontrado uma média de perdas de energia anuais no transformador equialente a 5% de toda energia gerada anualmente por este sistema. Avaliando os pay back’s é possível perceber que ao longo do tempo o sistema 220 V acaba supera o retorno financeiro dos sistemas 380 V. Com 4 anos seu retorno financeiro já supera o retorno de um sistema com inversores 380 V. Com 9 anos esta diferença aumenta, tendo assim um retorno anual de 100% de todo o valor a mais investido num sistema com inversores 220 V. Ou seja, com 9 anos um sistema com inversores 220 V paga a diferença de investimento inicial entre 220 V e 380 V. Desta manira se concluiu que para o cenário cuja a tensão entregue pela concessionária é 220 V fase-fase um sistema fotovoltaico com inversores 220 V é mais lucrativo a longo prazo do que um sistema com inversores 380 V, estes resultados auxiliam o cliente final na tomada de decisão de seu investimento, trazem um respaldo para os engenheiros e projetistas de sistemas fotovoltaicos para decidirem qual inversor aplicar em seus sistemas além ser um exemplo das as aplicações dos estudos das perdas em transformadores trifásicos.
metadata.dc.description.abstracten: Currently, in the national energy matrix, photovoltaic plants represent 25.48% of the works in progress and reach 78.95% of the works not yet started according to ANEEL (2022). For on grid photovoltaic plants (interconnected to the utility grid), photovoltaic inverters need to respect the utility voltage limits, this technical requirement can become a challenge when you have a three-phase solar inverter in regions where the voltage of care is 220 V phase-to-phase. In this situation the customer can opt for a 220 V solar inverter, which in turn is more expensive, or opt for a 380 V solar inverter, which is cheaper but needs a 380/220 V transformer to adjust the voltage, which, in addition to increasing the cost of the investment, has unwanted losses. The objective of this work was to carry out a technical and economic evaluation between these two scenarios, applying the discounted pay back in the two investments and comparing them. To achieve these objectives a real power plant containing three three-phase inverters of 25 kW 380 V and a transformer of 95 kVA was chosen as a study model, modeling the photovoltaic system and the transformer in simulink and after eight months of generation data were collected in the field, several simulations were performed to account for transformer losses. As a result, an average of 8, 693.04 kWh of annual losses in the transformer was found, this value represents 5% of the 158, 827.64 kWh of energy generated annually by this system. Evaluating the pay back’s it is possible to notice that over time the 220 V system ends up surpassing the financial return of the 380 V systems. Although kits with inverters 220 V are R$ 16,330.50 more expensive than kits with inverters 380 V, with 4 years their financial return already exceeds the return of a system with inverters 380 V in R$2,703.62, this amount represents 17% of the price difference between the two kits. With 9 years this difference increases to R$16,333.05, thus having an annual return of 100% of all the extra amount invested in a system with inverters 220 V. That is, with 9 years a system with inverters 220 V pays the difference in initial investment between 220 V and 380 V. In this way, it was concluded that for the scenario where the voltage delivered by the utility is 220 V phase-to-phase, a photovoltaic system with inverters 220 V is more profitable in the long term than a system with inverters 380 V, these results they help the end customer in making their investment decision, they provide support for engineers and designers of photovoltaic systems to decide which inverter to apply in their systems, in addition to being an example of the applications of studies of losses in three-phase transformers.
URI: http://www.monografias.ufop.br/handle/35400000/5162
Appears in Collections:Engenharia Elétrica - JMV

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
MONOGRAFIA_AvaliaçãoTécnicaEconômica.pdf5,61 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons