Técnica de otimização extrai parâmetros desconhecidos dos datasheets dos fabricantes

Da pv magazine Global

Um grupo de pesquisa indiano-etíope desenvolveu uma abordagem baseada nos datasheets dos fabricantes para estimar parâmetros de sistemas fotovoltaicos, o que oferece a vantagem de não exigir experimentos extensos, demorados e caros.

Os pesquisadores informaram que o novo método se baseia exclusivamente nas especificações da ficha técnica dos módulos, temperatura e intensidade de insolação. “A técnica de parâmetros baseada em datasheets estima os parâmetros desconhecidos mais rapidamente do que o método baseado em experimentos devido à disponibilidade de dados em um formato padrão”, explicaram. “Além disso, não são necessárias mais coletas de dados como nos métodos experimentais.”

Eles acrescentaram que esta metodologia pode ser usada para todos os tipos de painéis solares e sob diferentes condições ambientais.

O método proposto usa inicialmente uma função de mínimos quadrados não lineares (NLS) baseada nos datasheets, que é uma técnica de otimização que constrói modelos de regressão para conjuntos de dados que contêm recursos não lineares. Então, ele pode utilizar o algoritmo de otimização de enxame de partículas bio-inspirado (PSO) ou o algoritmo de Hirschberg-Sinclair (HS), que é um algoritmo meta-heurístico estocástico inspirado no processo de improvisação de músicos, para otimização.

O processo de extração de parâmetros fotovoltaicos requer a introdução de três valores-chave do datasheet – tensão de circuito aberto, corrente de curto-circuito e ponto de potência máxima (MPP). “Esses parâmetros são determinados na condição ambiental controlada pelo fabricante com a alta qualidade da configuração do laboratório e, portanto, denominados como ‘dados confiáveis'”, explicaram os cientistas.

A equipe de pesquisa testou sua abordagem em um módulo policristalino construído pela japonesa Kyocera e em um painel monocristalino desenvolvido pela Shell. Investigou-se, em particular, o índice de desvio percentual da potência máxima (%IPMP) e o índice de desvio geral do modelo (IDMO). Este último mostra até que ponto as características do sistema fotovoltaico estão de acordo com as características reais e o primeiro é um índice que descreve a porcentagem de desvio de potência máxima.

Para ambas as tecnologias de módulos, o PSO forneceu resultados mais uniformes do que o HS. “Tanto o %MPDI quanto o OMDI são menores no caso do método desenvolvido com PSO do que o HS”, explicaram os pesquisadores. “Quanto ao %MPDI e OMDI_, ambos são encontrados muito pequenos e, portanto, a curva de características obtida com o método desenvolvido será muito próxima das características reais.”

Eles também descobriram que o PSO pode fornecer valores quase constantes de parâmetros desconhecidos após cada iteração e converge muito rápido em apenas cinco minutos. Eles também verificaram que a abordagem proposta oferece menores valores de MPDI e OMDI do que os outros métodos existentes, como NRM, MODM-RSO e MODM-PSOGSA. “Além disso, a maioria das abordagens híbridas ainda é baseada em suposições e aproximações”, enfatizaram.

A nova metodologia foi apresentada no estudo “An efficient datasheet-based parameter estimation technique of solar PV“, publicado em relatórios científicos. A equipe de pesquisa incluiu acadêmicos da Universidade de Assosa, na Etiópia, e da Deemed to be University, na Índia