Análise de sistema híbrido de geração de energia no IFMG Campus Formiga

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Doutor Renan Souza Moura

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Abstract

This Course Conclusion Paper (TCC) analyzed the performance of a grid-connected hybrid photovoltaic system installed in the carport structure located at the Federal Institute of Education, Science and Technology of Minas Gerais (IFMG) – Formiga Campus. The system is composed of 15 SUNOVA SS-585-72MDH(T) photovoltaic modules, a Huawei SUN2000-6KTL-L1 hybrid inverter, a Huawei LUNA2000-5-S0 battery, and a Terra AC W7-G5-R-0 electric vehicle charger. The objective was to evaluate the energy behavior of the system in four inverter operating modes. The four analyzed modes were: Maximum Self-Consumption, Feed-in Priority, Third-Party Control, and Time of Use (ToU). In the Maximum Self-Consumption mode, the generated energy is primarily used to supply local loads. In the Feed-in Priority mode, greater export of electricity to the utility grid was observed. In the Third-Party Control mode, the charging and discharging of the battery are managed by an external control platform, which is not present at the campus, resulting in the battery operating without active charge management. In the ToU mode, the system was programmed to charge the battery in the morning and discharge it at night, demonstrating time-based energy management capability. Additionally, operational recommendations were proposed for the electric vehicle charger, emphasizing charging through photovoltaic generation or stored battery energy, thus avoiding the use of electricity from the institutional grid and ensuring compliance with the campus’s energy use policies. The analyzed hybrid system demonstrated operational flexibility across its four modes, optimizing the use of the energy produced. Therefore, the integration between photovoltaic generation and energy storage highlights the relevance of this type of system as a sustainable alternative for public institutions and reinforces its educational value for students at the campus.


Resumo

Este trabalho de Conclusão de Curso analisou o desempenho de um sistema híbrido fotovoltaico conectado à rede, instalado no estacionamento do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Minas Gerais (IFMG) – Campus Formiga em uma estrutura do tipo carport. O sistema é composto por 15 módulos fotovoltaicos da fabricante SUNOVA modelo SS-585-72MDH(T), um inversor híbrido da Huawei modelo SUN2000-6KTL-L1, uma bateria Huawei modelo LUNA2000-5-S0 e um carregador veicular Terra AC W7-G5-R-0. Foi avaliado o comportamento energético do sistema em quatro modos de operação do inversor híbrido. Os quatro modos analisados foram: Autoconsumo Máximo, Totalmente Fornecida à Rede, Envio de Terceiros e Otimização de Tempo de Uso (ToU). Os resultados mostraram que, no modo de Autoconsumo Máximo, a energia gerada é utilizada para suprir as cargas locais, enquanto no modo Totalmente Fornecido à rede, observou-se maior exportação de energia injetado na rede elétrica. Já no modo Envio de Terceiros o controle do carregamento e da descarga da bateria é realizado por uma plataforma externa que o campus não dispõe, ficando sem o controle ativo de carga da bateria. No modo ToU, o sistema foi programado para carregar e descarregar a bateria em horários específicos, manhã e noite, respectivamente. Além disso, foram propostas recomendações de uso para o carregador veicular, com ênfase no carregamento a partir da energia fotovoltaica ou da bateria, evitando o consumo da rede elétrica da instituição a fim de garantir operação compatível com as políticas de uso energético do campus. O sistema híbrido analisado apresentou flexibilidade operacional com os seus quatro modos de operação, otimizando o uso da energia produzida pelo sistema. Dessa forma, a integração entre geração fotovoltaica e armazenamento de energia, evidencia o importante papel desse tipo de sistema como alternativa sustentável para instituições públicas e reforça o aprendizado para estudantes do campus.

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