Dissertação
{pt_PT=Development of Analytical Strategies to Optimize the Use of Photovoltaic Water Pumping Systems: An optimization approach} {} EVALUATED
{pt=A introdução de sistemas de bombagem de água alimentados por energia solar tornou-se uma alternativa viável para os agricultores no que respeita à irrigação e ao abastecimento de água em todo o mundo. No entanto, o acesso à água nas zonas mais remotas do mundo é limitado. Para garantir um abastecimento de água fiável, os sistemas de bombagem de água alimentados a energia solar têm de ser eficientes e sustentáveis. Esta tese examina o desenvolvimento de estratégias analíticas para maximizar a eficácia da utilização de sistemas fotovoltaicos em sistemas de bombagem de água. Como resultado, a tese centra-se no desenvolvimento de modelos precisos dos subsistemas de sistemas de bombagem de água alimentados por energia solar. O objetivo é dispor de modelos fiáveis para obter as melhores soluções de eficiência dos subsistemas. Assim, é desenvolvido e implementado em Matlab um modelo para a simulação de sistemas PV e da unidade motor-bomba. Quando o comportamento dos subsistemas é modelado com precisão, é possível estabelecer prioridades e maximizar a eficiência total do sistema através da escolha correcta dos componentes. No entanto, a análise comparativa mostrou que a eficiência está fortemente relacionada com as circunstâncias ambientais dos locais em análise. Consequentemente, nem todos os locais são adequados para sistemas autónomos de bombagem de água alimentados por energia solar e necessitam potencialmente de uma fonte de energia de reserva para evitar o sobredimensionamento do conjunto PV. Para além da análise crítica dos resultados, são identificados potenciais constrangimentos, tais como limitações de espaço e de localização., en=The introduction of solar-powered water pumping systems has become a viable alternative for farmers for irrigation and water supply around the world. However, access to water in the most remote areas of the world is limited. To ensure a reliable water supply, solar-powered water pumping systems need to be efficient and sustainable. This thesis examines the development of analytical strategies to maximize the effectiveness of the use of photovoltaic systems in water pumping systems. As a result, the thesis focuses on developing accurate models of the subsystems of solar-powered water pumping systems. The goal is to have reliable models in order to obtain the best subsystem efficiency solutions. Therefore, a model for the simulation of PV arrays and the motor-pump unit is developed and implemented in a Matlab environment. When the behavior of the subsystems is accurately modeled, it is possible to prioritize and maximize the total efficiency of the system by the correct choice of components. However, the comparative analysis showed that the efficiency is strongly related to the environmental circumstances of the investigated locations. As a consequence, not every location is suitable for standalone solar-powered water pumping systems and potentially needs a backup power source to avoid oversizing the PV array. In addition to the critical analysis of the results, potential bottlenecks, such as space and location constraints, are identified. On the basis of this analysis, tasks for future work and potential extensions of the models are introduced.}
dezembro 7, 2023, 11:30
Orientação
ORIENTADOR
Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)
Professor Associado
