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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2012.tde-21062013-105044
Documento
Autor
Nome completo
Emerson Gonçalves de Melo
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2012
Orientador
Banca examinadora
Grimoni, José Aquiles Baesso (Presidente)
Fadigas, Eliane Aparecida Faria Amaral
Zilles, Roberto
Título em português
Geração solar fotovoltaica: estimativa do fator de sombreamento e irradiação em modelos tridimensionais de edificações.
Palavras-chave em português
Fator de sombreamento
Geração solar
Irradiação
Modelo tridimensional
Sistemas fotovoltaicos
Resumo em português
Medidas atualmente em curso no país, encaminhadas por agentes do setor elétrico, reforçam a expectativa do desenvolvimento de um mercado fotovoltaico sólido em alguns anos. A flexibilidade dos sistemas fotovoltaicos permite a construção de usinas de diferentes capacidades, estas podem estar concentradas, cobrindo vastas áreas de solo, ou distribuídas em pequenas unidades integradas na arquitetura em meio urbano. Entretanto, pesquisas demonstraram que em países com grande capacidade instalada de sistemas fotovoltaicos, o sombreamento parcial de módulos fotovoltaicos é responsável por perdas médias de 10%. Visando agregar conhecimento ao setor energético e contribuir com o desenvolvimento do mercado fotovoltaico nacional, esse texto tem o objetivo de apresentar os resultados de uma pesquisa, em que foi estabelecido um modelo utilizado para construir um plug-in, que transforma o Google SketchUp em uma ferramenta gratuita para estimar o fator de sombreamento e a irradiação em superfícies selecionadas em um modelo tridimensional de uma edificação. Assim, foi conduzida uma pesquisa bibliográfica responsável por identificar e selecionar modelos utilizados nas diversas etapas envolvidas com a estimativa do fator de sombreamento e irradiação. Realizadas algumas alterações, esses modelos convergiram para um modelo único que foi aplicado ao desenvolvimento de um plug-in, denominado Solar3DBR. O desempenho do Solar3DBR foi avaliado através de comparações com os softwares PVsyst e Ecotect, e também por meio de medições reais realizadas em um experimento onde foi monitorada a irradiância em uma célula fotovoltaica parcialmente sombreada e a irradiação horária em plano inclinado. Os resultados das medições permitiram determinar o fator de sombreamento da célula e estes foram comparados aos resultados da simulação de um modelo tridimensional do sistema através do Solar3DBR. Essas confrontações demonstraram que as simulações realizadas com o Solar3DBR apresentam grande proximidade com os resultados apresentados por PVsyst, Ecotect e medições reais.
Título em inglês
Photovoltaic solar energy: shading factor and irradiation, estimated in a three-dimensional model of a building.
Palavras-chave em inglês
Irradiation
Photovoltaic systems
Shading factor
Solar generation
Three-dimensional model
Resumo em inglês
Measures that are currently underway in the country, forwarded by agents of the electricity sector, reinforce the expectation of developing a solid photovoltaic market in a few years. The photovoltaic systems flexibility, allows plant's construction of different capacities, these may be concentrated, covering vast areas of land, as divided into small units, integrated into urban architecture. However, researches have shown that in countries with a large capacity of photovoltaic systems installed, the partial shading of photovoltaic modules is responsible for average losses of 10%. Aiming to add knowledge to the energy sector and contribute to the development of the domestic photovoltaic market, this text aims to present the results of a research, in which was established a model used to build a plug-in that turns Google SketchUp into a free tool, with the ability to estimate the shading factor and irradiation in selected surfaces in a three-dimensional model of a building. Thus, was realized a literature research, responsible for identifying and selecting models used in the various steps, involved in estimating the shading factor and irradiation. After some changes have been implemented, these models converged to a single model that was applied to the development of a plug-in called Solar3DBR. The performance of the Solar3DBR was evaluated through comparisons with the softwares PVsyst and Ecotect, and in actual measurements performed in an experiment. In this experiment irradiance in a partially shaded PV cell and hourly irradiation on inclined plane were monitored. Measurement results allowed to determine the shading factor of the cell, and were compared to simulation results of a three-dimensional model of the system through Solar3DBR. The result of these confrontations demonstrated that the results obtained from the Solar3DBR are similar to the ones presented by PVsyst, Ecotect and actual measurements.
 
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Dissertacao_Capa.pdf (8.09 Kbytes)
FichaCatalografica.doc (40.00 Kbytes)
Solar3DBR_SourceCode.pdf (152.12 Kbytes)
Data de Publicação
2013-07-01
 
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