Análise de modelos globais não lineares para módulos fotovoltaicos de tecnologias CIGS, HIT e aSi-Micro e aSi-Tandem

Abstract

Com o cenário da geração solar fotovoltaica em crescente expansão, dominando uma posição cada vez mais proeminente entre as fontes de energia, novas tecnologias estão emergindo, com tecnologias construtivas e características elétricas destoantes das mais conhecidas no mercado, resultando em melhorias na eficiência, diferentes aplicações e novos espaços no mercado para a geração FV ser inserida. Isso tem gerado um aumento significativo nas pesquisas, especialmente aquelas voltadas para o desenvolvimento de modelos matemáticos para células e/ou módulos solares. No que diz respeito a isso, modelos matemáticos são utilizados para diversas finalidades, tais como o monitoramento do desempenho do sistema de geração de energia fotovoltaica, a previsão da produção de energia, o aprimoramento de novos algoritmos para seguimento do ponto de potência máxima e a análise de potenciais falhas em células fotovoltaicas. Dessa forma, é fundamental que esses modelos apresentem alta precisão e flexibilidade para lidar com variações de temperatura e irradiância. Desse modo, este trabalho tem como principal objetivo estudar e comparar os modelos globais não lineares baseados no modelo clássico de um diodo para módulos FV de tecnologias construtivas não usuais. Tanto o compêndio de modelos globais não lineares sendo aplicados à tais tecnologias como a comparação de seus resultados não existem na literatura atual. Com isso, os modelos aqui estudados são avaliados pela sua capacidade de representar com fidedignidade as curvas I-V’s e P-V’s experimentais disponibilizadas pelo National Renewable Energy Laboratory (NREL). Como métricas de avaliação, são utilizados, o erro médio absoluto em potência normalizado (EMAPN) e também o desvio médio quadrático normalizado da corrente (normalized root mean square deviation - RMSD) para as tecnologias de silício amorfo (aSi), Cobre-índio-Gálio-Selênio (CIGS) e Heterojunção com Camada Fina Intrínseca (heterojunction with intrinsic thin layer - HIT). Com isso, o estudo realizado neste trabalho tem como finalidade realizar uma análise comparativa a fim de determinar quais modelos e suas parametrizações são mais capazes de representar cada uma das tecnologias aqui estudadas.