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Título: Análise comparativa de algoritmos de busca de máxima potência em sistemas de geração distribuída
Título(s) alternativo(s): Comparative analysis of maximum power point tracking algorithms in distributed generation systems
Autor(es): Assis, César Augusto Mandzierocha Ramiro de
Casagrande, Leonardo Camelo
Orientador(es): Oroski, Elder
Palavras-chave: Geração de energia fotovoltaica
Algorítmos genéticos
Conversores de corrente elétrica
Simulação (Computadores)
Photovoltaic power generation
Genetic algorithms
Electric current converters
Computer simulation
Data do documento: 10-Ago-2021
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: ASSIS, César Augusto Mandzierocha Ramiro de; CASAGRANDE, Leonardo Camelo. Análise comparativa de algoritmos de busca de máxima potência em sistemas de geração distribuída. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Controle e Automação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021.
Resumo: A energia solar fotovoltaica é uma das fontes de energias renováveis mais utilizadas no mundo e uma das que mais crescem em quantidade de geração a cada ano. Portanto é fundamental que módulos fotovoltaicos consigam gerar a máxima potência possível, dadas as características construtivas de cada módulo. O objetivo central deste trabalho é mostrar, por meio de simulações, a limitação de técnicas simples de rastreamento de pontos de máxima potência em um módulo fotovoltaico operando sob condições de sombreamento. Neste contexto, são abordados conceitos de pontos de máximo local e máximo global em funções, visando facilitar o entendimento dos motivos que levam algoritmos simples a divergirem na busca de geração de máxima potência em um módulo fotovoltaico. Como alternativas aos métodos clássicos de rastreamento são apresentados resultados de simulações com métodos determinísticos e heurísticos de busca de máxima potência. A comparação entre os métodos é realizada por cálculo de erro quadrático médio e do erro em regime permanente. Com os resultados das simulações, chegou-se a conclusão que os algoritmos determinísticos, com exceção do método de Levenberg-Mardquardt, apresentam as mesmas limitações que os métodos clássicos. Os métodos heurísticos de busca de máxima potência foram capazes de alcançar resultados satisfatórios, melhores que os demais métodos, portanto podem ser utilizados como alternativa aos métodos clássicos de rastreamento de máxima potência.
Abstract: Photovoltaic solar energy is one of the most used sources of renewable energy in the world and one of the fastest growing in terms of generation each year, só it is essential that photovoltaic modules generate the maximum power possible, given the constructive characteristics of each module. The main objective of this work is to show, through simulations, the limitation of simple techniques of maximum power point tracking in a photovoltaic module operating under shading conditions. In this context, concepts of local maximum and global maximum in functions are approached, aiming to facilitate the understanding of the reasons that lead simple algorithms to diverge in the search for maximum power generation in a photovoltaic module. As alternatives to the classic tracking methods, results of simulations with deterministic and heuristic methods of maximum power search are presented. The methods are compared by calculating the mean square error and the steady state error. With the results of the simulations, it was concluded that deterministic algorithms, excepting the Levenberg-Mardquardt method, have the same limitations as the classical methods. The heuristic maximum power point tracking methods were able to achieve satisfactory results, better than the other methods, therefore they can be used as an alternative to the classical tracking methods.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32429
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