Dissertação 2009/2010

1. DESENVOLVIMENTO DE MODELOS DE PREVISÃO DE PRODUÇÃO DE ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA Ricardo Nuno Freitas Neves 020503035 Dissertação 2009/2010

2. Dissertação 2009/2010 Sumário • a • Motivação • Objectivos • Situação Fotovoltaica em Portugal Continental • Estrutura do Modelo • Resultados • Conclusões

3. Dissertação 2009/2010 1. Motivação • a • Sistemas de Previsão de Produção Fotovoltaica • Necessidade de Fornecer Previsões Dependentes das Características da Central • Crescente Integração de Energia Solar • Impactos na Rede Eléctrica

4. Dissertação 2009/2010 2. Objectivos • a • Desenvolver um Modelo de Previsão de Produção de Energia Solar Fotovoltaica. • Resolver problema da desagregação das previsões meteorológicas globais em directa e difusa; • Simulação de produção para diferentes características da central; • Ajuste da simulação de produção aos valores reais de produção.

5. Dissertação 2009/2010 • a Caracterização da Situação Fotovoltaica em Portugal Continental

6. Dissertação 2009/2010 3. Caracterização • a Figura 1 Figura 2 Centrais Actuais (Potência Instalada > 40 kWp)

7. Dissertação 2009/2010 3. Caracterização • a Figura 1 Futuras Centrais (Potência Instalada > 40 kWp)

8. Dissertação 2009/2010 3. Caracterização Figura 1 Figura 2 • a Figura 3 Figura 4

9. Dissertação 2009/2010 • a Modelo Desenvolvido

10. Dissertação 2009/2010 4. Estrutura do Modelo • a FASE 1 Irradiância Extraterrestre ho – Irradiância Extraterrestre [W/m2] NN – Rede Neuronal hg_hor – Irradiância Global Plano Horizontal [W/m2] hb_hor – Irradiância Directa Plano Horizontal [W/m2] hd_hor – Irradiância Difusa Plano Horizontal [W/m2] hb_inc – Irradiância Global Plano Painel [W/m2] Tamb – Temperatura Ambiente [ºC} Pprev – Potência Prevista [W] Pprev_NN3 – Potência Prevista output de NN3 [W] ho FASE 2 Desagregação Irradiância Directa e Difusa NN1 NN2 hg_hor hb_hor hd_hor FASE 3 Irradiância total Plano Painel hb_inc FASE 4 Simulação Produção Tamb Pprev FASE 5 Previsão Produção Ajustada NN3 Pprev_NN3

11. Dissertação 2009/2010 Fase 1 –Irradiância Extraterrestre • a • Calcular a irradiância extraterrestre, para o plano horizontal, relativamente ao local definido para a instalação, segundo: Figura 1 Figura 2

12. Dissertação 2009/2010 Fase 2 – Desagregação Irradiância Global • a • Criar rede neuronal 1 (NN1) e rede neuronal 2 (NN2); • Desagregar a previsão da irradiância global horizontal nas suas componentes, directa e difusa através da NN1 e NN2, respectivamente; Previsão Meteorológica hg_hor Cálculo analítico ho ho – Irradiância Extraterrestre [W/m2] NN – Rede Neuronal hg_hor – Irradiância Global Plano Horizontal [W/m2] hb_hor – Irradiância Directa Plano Horizontal [W/m2] hd_hor – Irradiância Difusa Plano Horizontal [W/m2] NN1 NN2 hb_hor hd_hor Irradiância Directa Irradiância Difusa

13. Dissertação 2009/2010 Fase 3 – Irradiância Directa Plano Painel • a • Calcular irradiância directa para o plano do painel, em função do tipo de sistema mecânico de seguimento adoptado. Irradiância Directa Irradiância Difusa hb_hor hd_hor hb_1eixo_vert hb_fixo hb_1eixo_hor hb_2eixos hb_hor – Irradiância Directa Plano Horizontal [W/m2] hd_hor – Irradiância Difusa Plano Horizontal [W/m2] hb_inc – Irradiância Global Plano Painel [W/m2] ht_inc – irradiância Total Plano Painel [W/m2] hb_inc ht_inc Irradiância Total Plano Painel

14. Dissertação 2009/2010 Fase 3–Irradiância Directa Plano Painel • a

15. Dissertação 2009/2010 Fase 4 –Previsão de Potência Produzida • a • Calcular previsão de produção da central, função das suas características e da variável NWP (temperatura ambiente). Irradiância Total Plano Painel ht_inc Efeito Temperatura Dados Centrais Tamb Acentral ηcentral TC Acentral – Área Ocupada pelos Painéis ht_inc – Irradiância Total no Plano do Painel Pprev – Potência Prevista [W] η – Rendimento Tamb – Temperatura Ambiente TC – Temperatura da Célula η (TC) Pprev Simulação de Potência

16. Dissertação 2009/2010 Fase 5 –Previsão de Potência Ajustada • a • Proceder ao ajuste da previsão de produção da central, recorrendo à rede neuronal 3 (NN3). Simulação de Potência Pprev NN3 • Velocidade do Vento • Desempenho do Parque Ajuste Pprev – Potência Prevista [W] Pprev_NN3 – Potência Prevista Ajustada pela NN3 [W] NN – Rede Neuronal Pprev_NN3 Previsão de Potência

17. Dissertação 2009/2010 • a Resultados do Modelo

18. Dissertação 2009/2010 5. Resultados • a • Desagregação da irradiância global, no plano horizontal, nas suas componentes directa e difusa, para 3 dias de teste. Figura 1 Figura 2 Figura 3

19. Dissertação 2009/2010 5. Resultados • a • Desagregação da irradiância global, no plano horizontal, nas suas componentes directa e difusa, para 1 mês de teste. Figura 1 Figura 2 Figura 3

20. Dissertação 2009/2010 5. Resultados • a • Fase 2 a 4 - 3 dias de Janeiro (Central Moura) Figura 1 Figura 2 Figura 3

21. Dissertação 2009/2010 5. Resultados • a • Caracterização das 4 centrais de estudo

22. Dissertação 2009/2010 5. Resultados • a • Comparação da Produção das 4 centrais de estudo – 3 dias Figura 1 Figura 2

23. Dissertação 2009/2010 • a Conclusões

24. Dissertação 2009/2010 6. Conclusões • a • Resolveu-se o problema da desagregação das previsões meteorológicas globais em directa e difusa(falta testar em vários pontos de Portugal Continental); • Simulação de produção para diferentes características da central(não foram testados todos os tipos de sistemas de seguimento existentes); • Ajuste da simulação de produção aos valores reais de produção.

25. Dissertação 2009/2010 Obrigado pela atenção.