Diretrizes para Operação e Manutenção (O&M) de sistemas fotovoltaicos de microgeração distribuída com uso de células de silício cristalino

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dc.contributor.advisorHirashima, Simone Queiroz da Silveira
dc.contributor.advisor-coAzevedo, Rogério Cabral de
dc.contributor.advisor-coLatteshttp://lattes.cnpq.br/0613519736951060
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3537026574860062
dc.contributor.authorCosta, André Luis Crispim
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6933294095040534
dc.contributor.referee1Hirashima, Simone Queiroz da Silveira
dc.contributor.referee2Azevedo, Rogério Cabral de
dc.contributor.referee3Rodrigues, Conrado de Souza
dc.contributor.referee4Porto, Matheus Pereira
dc.date.accessioned2023-06-14T13:39:23Z
dc.date.available2023-06-14T13:39:23Z
dc.date.issued2020-12-15
dc.description.abstractBoas práticas de operação e manutenção (O&M) têm se tornado cada vez mais importantes na gestão de sistemas fotovoltaicos, no entanto, percebe-se uma lacuna técnica e de conhecimento na análise dessa questão. A tecnologia fotovoltaica (FV), dominada atualmente pelo uso de células de silício cristalino, destaca-se pela possibilidade de geração distribuída, na qual o consumidor pode gerar energia para seu próprio consumo e, também, injetá-la na rede elétrica. Tais sistemas necessitam, todavia, de análises mais profundas de viabilidade e formação de mão de obra qualificada, em especial para realização de procedimentos de operação e manutenção. Em vista disso, este trabalho propõe diretrizes para estruturação das atividades de O&M de sistemas fotovoltaicos conectados à rede (SFCR). Tais diretrizes poderão servir como subsídios para o planejamento e implementação de ações de manutenção preventiva e corretiva, capazes de auxiliar no aumento do desempenho e vida útil dos sistemas, bem como nos seus ganhos econômicos. A proposta tem como referencial teórico uma ampla revisão dos estudos precedentes para identificação do estado da arte sobre o tema. Para identificação de múltiplos fatores que interferem na gestão dos SFCR, foram definidas como objetos de análises as usinas FV do Instituto Federal de Minas Gerais - IFMG, nas quais foram realizadas análises de geração, além de verificações de incidência de falhas e ações de O&M. Na sequência, desenvolveu-se de forma esquemática detalhamentos de atividades de operação e manutenção possibilitando melhor entendimento de procedimentos e da periodicidade de ações. Foram, então, estruturadas diretrizes para realização de: inspeção termográfica qualitativa de módulos FV, limpeza de sistemas fotovoltaicos, cálculo de perda de geração em função de sujidades e medição de parâmetros elétricos pela curva IV (corrente x tensão). Também foram realizadas atividades de campo para validação de procedimentos. Nas análises das usinas FV foi possível identificar decaimento significativo no desempenho dos sistemas, além de falhas em diversos componentes. Realizou-se o detalhamento das atividades gerais de O&M, além das ações específicas de operação, monitoramento, manutenção preventiva e corretiva. Na validação das diretrizes constatou-se pontos de sobreaquecimento causados por sujidades e sombreamento com base na inspeção termográfica infravermelha, além da melhoria na geração FV após a limpeza dos módulos. Por fim, constatou-se a importância da estruturação dos procedimentos e análises realizadas para definição de protocolos de O&M, permitindo maior eficiência e disponibilidade dos SFCR.
dc.description.abstractotherGood operation and maintenance (O&M) practices have become increasingly important in the management of photovoltaic systems, however, there is a technical and knowledge gap in the analysis of this issue. The photovoltaic technology, currently dominated by the use of crystalline silicon cells, stands out for the possibility of distributed generation, in which the consumer can generate energy for his own consumption and also inject it into the electricity grid. Such systems need, however, deeper analysis of feasibility and training of qualified labor, especially for carrying out operation and maintenance procedures. In view of this, this work proposes guidelines for structuring the O&M activities of photovoltaic systems connected to the grid. Such guidelines may serve as subsidies for the planning and implementation of preventive and corrective maintenance actions, capable of helping to increase the performance and useful life of the systems, as well as their economic gains. The proposal has as theoretical reference a broad review of previous studies to identify the state of the art on the subject. To identify multiple factors that interfere in the management of photovoltaic systems connected to the grid, the PV plants of the Federal Institute of Minas Gerais - IFMG were defined as objects of analysis, in which generation analyzes were carried out, in addition to checks for the incidence of failures and actions O&M. Subsequently, details of operation and maintenance activities were developed schematically, enabling a better understanding of procedures and the frequency of actions. Then, guidelines were structured to carry out: qualitative thermographic inspection of PV modules, cleaning PV systems, calculation of generation loss due to soiling and measurement of electrical parameters by curve IV (current x voltage). Field activities were also carried out to validate procedures. In the analysis of PV plants, it was possible to identify significant decay in the performance of the systems, in addition to failures in several components. The general O&M activities were detailed, in addition to specific operations, monitoring, preventive and corrective maintenance actions. In the validation of the guidelines, points of overheating caused by dirt and shading were found based on the infrared thermographic inspection, in addition to the improvement in the PV generation after cleaning the modules. Finally, it was found the importance of structuring the procedures and analyzes carried out to define O&M protocols, allowing greater efficiency and availability of PV systems connected to the grid.
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br/handle/123456789/268
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil
dc.subjectCélulas solares de silício
dc.subjectCristais de silício
dc.subjectEnergia solar - Distribuição
dc.subjectEnergia solar - Manutenção e reparos
dc.subjectSistemas de energia fotovoltaica
dc.titleDiretrizes para Operação e Manutenção (O&M) de sistemas fotovoltaicos de microgeração distribuída com uso de células de silício cristalino
dc.typeDissertação
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