Pesquisadores do Universiti Teknikal Malaysia Melaka delinearam uma abordagem de otimização técnico-econômica para definir a taxa de dimensionamento de energia (PSR) apropriada para inversores usados em sistemas fotovoltaicos conectados à rede.
O PSR é a relação entre a potência nominal do inversor e a potência nominal total dos módulos fotovoltaicos conectados e é crucial para maximizar o rendimento e a receita de energia. “Um inversor subdimensionado limita a capacidade do sistema de converter toda a energia CC gerada em energia CA, levando a possíveis perdas de energia”, explicaram os cientistas. “Por outro lado, um inversor superdimensionado incorre em custos iniciais mais altos sem um aumento proporcional na produção de energia.”
A metodologia proposta usa um algoritmo de busca de padrões (PSA), que é uma técnica de otimização comumente utilizada para problemas com relacionamentos complexos e dados potencialmente ruidosos, para garantir uma representação precisa do comportamento do inversor no mundo real.
O modelo considera radiação, representações de convecção térmica e dados meteorológicos do mundo real. Também leva em consideração os dados das fichas técnicas dos inversores para avaliar a curva de eficiência dos dispositivos. A partir dessa curva, ele extrai pontos-chave para identificar valores de eficiência entre os pontos de dados escolhidos.
“O modelo passa por uma fase de calibração em que os pontos da curva de eficiência são ajustados iterativamente pelo PSA até que os valores estimados/modelados correspondam às medições reais obtidas do sistema real durante um período predefinido”, explicou o grupo. “Esta etapa de calibração garante que o modelo reflita com precisão o desempenho do sistema no mundo real.”
De acordo com os cientistas, o modelo pode estimar o rendimento anual de energia de um painel solar para cada etapa de iteração por meio de várias relações de energia CC/CA, o que, por sua vez, permite que os proprietários de sistemas fotovoltaicos encontrem a proporção otimizada que maximiza a produção de energia.
Eles também alertaram que a seleção adequada do PSR ideal precisa ser complementada por considerações econômicas relacionadas aos custos do inversor, operação e manutenção, complexidade do inversor e sistemas de monitoramento. “É importante notar que a função de custo não representa diretamente o valor monetário, mas sim uma medida relativa do desempenho econômico”, enfatizaram. “A viabilidade econômica real dependeria de custos específicos do sistema e dos preços da eletricidade.”
A nova metodologia foi apresentada no estudo “Otimização técnico-econômica da taxa de dimensionamento de potência do inversor fotovoltaico (PV) para sistemas fotovoltaicos conectados à rede“, publicado na Results in Engineering.
“As direções futuras da pesquisa envolvem a exploração da integração de fatores adicionais no modelo”, concluiu a equipe de pesquisa. “Esses fatores podem incluir recursos avançados de previsão do tempo, esquemas dinâmicos de preços e aplicação potencial a diferentes tipos de sistemas fotovoltaicos ou até mesmo sistemas de energia renovável mais amplos.”
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