Dissertação

{en_GB=Performance Assessment of photovoltaic systems: Monitoring their abnormal operating conditions} {} EVALUATED

{pt=Este trabalho foca-se no estudo e caracterização de falhas em painéis fotovoltaicos. É feita uma caracterização das falhas mais comuns encontradas em módulos fotovoltaicos a nível dos seus mecanismos físicos. Uma análise às características de diversas falhas revela o seu impacto do ponto de vista elétrico num módulo fotovoltaico, permitindo a sua simulação. Para poder simular e estudar o impacto das falhas na performance dos módulos particularmente ao nível das suas correntes, tensões e potências geradas, é criado um modelo Simulink baseado no modelo de 5 parâmetros da célula solar, onde os parâmetros de cada célula podem ser alterados individualmente. A análise de cada falha permite concluir sobre as que mais afetam o módulo fotovoltaico (circuitos abertos), bem como quantificar o nível de intensidade de outras falhas de modo a que também causem elevadas perdas de potência. É verificado também que módulos defeituosos em ligações série e paralelo com outros módulos saudáveis leva a uma atenuação da potência perdida, o que complica a deteção dessas mesmas falhas. A ativação de díodos bypass é uma consequência de muitas das falhas simuladas ao longo deste trabalho. Como tal, é proposto um método que depende apenas de medidas elétricas que permite a identificação de quantos díodos bypass estão em condução. Desta forma é possível identificar falhas nos módulos. O método em causa foi validado teoricamente a nível de simulação, mas não foi validado com dados experimentais., en=This thesis focuses on the study and characterisation of failures in photovoltaic (PV) modules. A characterization is made of the main failures found in photovoltaic modules in terms of their physical mechanisms. An analysis of the characteristics of these failures reveals their impact from an electric point of view in a PV module, allowing their simulations. In pursuance of the simulation and study of failures in the performance of the modules in terms of their currents, voltages and power, a Simulink model based on the 5-paramater solar cell model was created, where each one of the solar cell’s parameters could be changed individually. The analysis of each failure allows the identification of the most severe failures (open circuits), but also the intensity levels of other failures in order to cause higher power losses. It was demonstrated that faulty modules in series and parallel connections with healthy modules led to a power loss attenuation that complicates the detection of these failures. Bypass diode activation was found to be a consequence of most of the simulated failures. As such it is proposed a method only dependent on electric measurements to identify how many bypass diodes are conducting, hence detecting possible module failures. The method in question was theoretically validated at the simulation level but was not validated with experimental data.}
{pt=Falhas em Módulos Fotovoltaicos, Modelo Painel Fotovoltaico, Deteção de Falhas, en=PV Module Failures, Solar Panel Model, Failure Detection}

Novembro 19, 2018, 15:30

Orientação

ORIENTADOR

Paulo José da Costa Branco

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Associado