Análise de fontes de incerteza no levantamento e estimativa da capacidade de geração solar fotovoltaica

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Azevedo Neto, Adonias Alencar de
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal da Paraíba
Brasil
Engenharia de Energias Renováveis
Programa de Pós-Graduação em Energias Renováveis
UFPB
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/36614
Resumo: This dissertation investigates the sources of uncertainty in estimating the photovoltaic (PV) solar energy generation capacity in the state of Paraíba, considering georeferenced data, grid failures causing events in PV inverters, and variations in climatic variables. The research adopts a quantitative approach, focusing on the reliability of different meteorological data series to understand their impact on PV generation predictability. A comparison was conducted among geoclimatic databases, considering data from sources such as INMET, NASA-POWER, and OPEN-METEO, contrasted with real measurements from installed systems. The results showed that INMET and NASA-POWER tend to have a strong correlation with real measured data, while OPEN-METEO exhibited a lower correlation. This finding highlights the importance of selecting meteorological databases that accurately reflect reality to improve PV generation capacity estimates. Additionally, an empirical study was conducted to assess the impact of grid failures and their effects on PV inverters' efficiency. Real operational data from the studied inverters were analyzed, revealing that months with failure occurrences experienced a generation capacity efficiency loss between 10.03% and 14.67%, whereas months without failures had losses of only 2.55%. Based on these findings, an equation was proposed that incorporates inverter downtime due to grid failures into PV generation estimates, enabling more accurate forecasts that benefit system designers and integrators. The impact of climatic variables on PV generation was analyzed over a decade, considering temporal variability. The analysis indicated that increasing temperature and decreasing wind speed negatively affect PV generation. The statistical model demonstrated that 65% of the variability in PV generation capacity could be explained by these fluctuations, emphasizing the importance of incorporating them more rigorously in technical and economic feasibility studies. Thus, this dissertation contributes to understanding uncertainties in PV generation forecasting, providing insights to optimize the selection of meteorological databases, mitigate the impacts of inverter downtime due to grid failures, and refine forecasting methodologies, ultimately supporting more efficient PV system planning.
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The results showed that INMET and NASA-POWER tend to have a strong correlation with real measured data, while OPEN-METEO exhibited a lower correlation. This finding highlights the importance of selecting meteorological databases that accurately reflect reality to improve PV generation capacity estimates. Additionally, an empirical study was conducted to assess the impact of grid failures and their effects on PV inverters' efficiency. Real operational data from the studied inverters were analyzed, revealing that months with failure occurrences experienced a generation capacity efficiency loss between 10.03% and 14.67%, whereas months without failures had losses of only 2.55%. Based on these findings, an equation was proposed that incorporates inverter downtime due to grid failures into PV generation estimates, enabling more accurate forecasts that benefit system designers and integrators. The impact of climatic variables on PV generation was analyzed over a decade, considering temporal variability. The analysis indicated that increasing temperature and decreasing wind speed negatively affect PV generation. The statistical model demonstrated that 65% of the variability in PV generation capacity could be explained by these fluctuations, emphasizing the importance of incorporating them more rigorously in technical and economic feasibility studies. Thus, this dissertation contributes to understanding uncertainties in PV generation forecasting, providing insights to optimize the selection of meteorological databases, mitigate the impacts of inverter downtime due to grid failures, and refine forecasting methodologies, ultimately supporting more efficient PV system planning.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESEsta dissertação investiga as fontes de incerteza na estimativa da capacidade de geração de energia solar FV (fotovoltaica) do estado da Paraíba, a partir de dados georreferenciados, falhas de rede ocasionando ocorrências em inversores FV e variações das variáveis climáticas. A pesquisa adota uma abordagem quantitativa, com foco na confiabilidade de diferentes séries de dados meteorológicos, visando compreender como afetam a previsibilidade de geração FV. Foi realizada uma comparação entre as bases geoclimáticas considerando dados de fontes como INMET, NASA-POWER e OPEN-METEO em confronto com dados reais medidos de sistemas instalados na prática. Os resultados mostraram que INMET e NASA-POWER tendem a terem forte correlação com os dados reais medidos, enquanto a OPEN-METEO obteve uma menor correlação. Esse fato evidencia a relevância da escolha de bases meteorológicas que adequadamente refletem a realidade na melhoria das estimativas da capacidade de geração FV. Complementarmente, foi realizado um estudo empírico para checar o impacto das falhas na rede e os seus impactos em inversores FV na eficiência dos sistemas. Dados reais da operação dos inversores em estudo foram analisados, mostrando que os meses com ocorrências apresentaram perda de eficiência na capacidade de geração entre 10,03% e 14,67%, enquanto meses, sem falhas, obtiveram perdas de capacidade de geração de apenas 2,55%. A partir desses dados, foi proposta uma equação que considera a duração da inatividade dos inversores em relação as falhas na rede em sua estimativa da geração FV, proporcionando previsões mais corretas, úteis aos projetistas e integradores de sistemas FV. O impacto das variáveis climáticas na geração FV foi analisado ao longo de uma década, através da variabilidade ao longo do tempo. A análise mostrou que o aumento da temperatura e a diminuição da velocidade do vento impactam negativamente a geração FV. O modelo estatístico mostrou que 65% da variabilidade na capacidade de geração FV podem ser explicadas por essas flutuações, o que ressalta a relevância de considerá-las com mais pertinência nos estudos de viabilidade técnica e econômica. Assim, a dissertação ajuda a compreender as incertezas na previsão da geração FV, oferecendo insumos para otimizar a escolha de bases meteorológicas, reduzir os impactos da inatividade dos inversores devido a falhas na rede e aprimorar metodologias de previsão, favorecendo um planejamento mais eficiente de sistemas FV.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia de Energias RenováveisPrograma de Pós-Graduação em Energias RenováveisUFPBLopes, Felipe Vigolvinohttp://lattes.cnpq.br/3155646870666658Abrahão, Raphaelhttp://lattes.cnpq.br/4004535403450755Azevedo Neto, Adonias Alencar de2025-11-25T12:31:55Z2025-03-252025-11-25T12:31:55Z2025-02-24info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/36614porAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2025-11-26T06:08:00Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/36614Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| bdtd@biblioteca.ufpb.bropendoar:2025-11-26T06:08Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false
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