López Luque, Rafael
Ramírez Faz, José
Casares de la Torre, Francisco José
2016-01-26T12:12:47Z
2016-01-26T12:12:47Z
2016
http://hdl.handle.net/10396/13203
El dimensionado de un Sistema FotoVoltaico Autónomo (SFVA) consiste en calcular,
con la máxima fiabilidad posible, el tamaño óptimo del generador fotovoltaico y el de
las baterías, que son los elementos encargados de proporcionar la energía requerida
por las cargas a partir de la radiación disponible en la zona. Normalmente, para
estudiar la fiabilidad de una solución se tendrá que simular durante una serie de años
el comportamiento del sistema y poder así calcular la energía que NO es capaz de
suministrar en ese tiempo. En esta fase no se tiene en cuenta el acoplamiento de los
diferentes equipos y su localización exacta por lo que no se puede determinar con
exactitud las diferentes pérdidas de energía que se producen en el campo solar por
sombreo, por temperatura, etc. y las perdidas en el resto de los elementos
La investigación que soporta esta Tesis revisa esta problemática y se marca como
objetivo ofrecer herramientas que permitan mejorar la caracterización del
funcionamiento de los SFVA para ayudar al dimensionamiento y diseño de estos;
Concentrándose en dos aspectos: La caracterización matemática del balance
energético de los SFVA para la obtención del índice de fiabilidad LLP(Probabilidad de
Pérdida de Carga ) de estas y el desarrollo de herramientas para el estudio de los
problemas de sombreamientos y obstrucción solar para escenarios particulares.
Los principales métodos de dimensionamientos de los SPVA tratan de evaluar la
fiabilidad del sistema mediante la simulación estocástica del balance de energía. Esta
simulación estocástica implica la generación de las principales variables de estado del
sistema durante un período de tiempo extenso, a partir de las ecuaciones físicas que
describen el balance de energía del sistema, es decir, la energía entregada a la carga y
la energía almacenada en las baterías. La mayoría de estos métodos consideran la
carga de demanda diaria constante durante el año, controlando las variables
indicadoras del grado de fiabilidad con que el sistema suministrará energía a la carga.
Además, estos métodos se basan en modelos previos para generar datos de radiación
solar y, dado que las aproximaciones de los métodos de simulación son asintóticas,
conforme se requiere más precisión en la estimación de los indicadores de fiabilidad se
necesita ampliar el período de simulación.
En esta Tesis se presenta una metodología matemática para determinar el balance de
energía diaria sin tener que aplicar métodos de simulación, basándonos directamente
en la modelización de la radiación solar diaria realizada por Aguiar como procesos...
Sizing a stand-alone photovoltaic system (SAPV) consists of calculating, with the
maximum possible reliability, the optimum size of the photovoltaic generator and the
batteries - elements responsible for providing the power required by the loads from
the radiation available in the area. Generally, a simulation during a series of years is
needed to study both the reliability of the solution and to calculate the power the
system cannot generate in this period. The attachment of different devices and its
precise location are not considered at this stage, so that it is not possible to determine
exactly the power losses produced in the solar field because of shadowing,
temperature, etc. as well as the losses in other elements.
The research carried out in this dissertation reviews this issue, and aims to offer tools
to improve the characterization and performance of the SAPV systems and help in
their sizing and design. The project focusses on two aspects: (i) the mathematical
characterization of the energy balance of SAPV systems to obtain the reliability index
of the loss-of-load probability (LLP), and (ii) the development of tools to study the
problems of shadowing and solar obstruction in specific scenarios.
The main methods of sizing SAPV systems try to assess their reliability by using the
stochastic simulation of the energy balance. This stochastic simulation entails the
generation of the main variables of the system state during a long period from physical
equations that describe the system energy balance, that is, the power given to the load
and the power stored in the batteries. Most of these methods consider that the daily
demand load is constant during the year, monitoring the variables of the reliability
level that the system will provide power to the load. Moreover, these methods are
based on previous models to generate solar radiation data. Due to the fact that the
approaches of the simulation methods are asymptotic, when more accuracy is
required in the estimation of the reliability indicators, more simulation time is needed.
This dissertation presents a mathematical methodology to determine the balance of
daily energy without applying simulation methods. Our research is directly based,
however, on the modelling of daily sun radiation developed by Aguiar as first-order
stochastic Markov processes. This method, like other previous studies, uses LLP as a
characterization parameter for sizing. An analytical method is propose...
application/pdf
spa
Universidad de Córdoba, UCOPress
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
Sistema Fotovoltaico Autónomo (SFVA)
Caracterización matemática
Probabilidad de Pérdida de Carga (LLP)
Herramientas mejoradas para la caracterización de sistemas fotovoltaicos autónomos
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
info:eu-repo/semantics/openAccess