Study of Power Optimizers for grid-connected photovoltaic systems

Authors

  • João Lucas de Souza Silva University of Campinas (UNICAMP) http://orcid.org/0000-0003-3206-2241
  • Hugo Soeiro Moreira University of Campinas (UNICAMP)
  • Daniel de Bastos Mesquita University of Campinas (UNICAMP)
  • Marcos Vinícios Gomes dos Reis University of Campinas (UNICAMP)
  • Marcelo Gradella Villalva University of Campinas (UNICAMP)

Keywords:

Power optimizer, POPS, photovoltaic systems, losses

Abstract

Faced with the increase in the use of photovoltaic energy, several challenges arise. One of the challenges is to reduce the losses involved in a photovoltaic (PV) system. The main losses are those caused by total and partial shading, mismatch losses, ohmic loss, and temperature. In this occasion, Power Optimizers for Photovoltaic Systems (POPS) have recently appeared, which aim to increase the efficiency of the PV system. Thus, the present work presents the POPS and performs simulations with PV*SOL software verifying the gain provided under different conditions. As a result, in the best case, optimization performance (Po) reached 10.84% (SolarEdge) in Sete Lagoas-MG and 7.17% (Tigo) in Curitiba-PR. Therefore, POPS can be a solution to increase the efficiency of the system, mainly with the trend in reducing the cost of power electronics.

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Author Biographies

João Lucas de Souza Silva, University of Campinas (UNICAMP)

Mestrando em Engenharia Elétrica na Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Especialista em Docência no Ensino Superior pelo Centro Universitário Leonardo da Vinci, Uniasselvi (2018), Graduado em Engenharia Elétrica com ênfase em Eletrotécnica no Instituto Federal da Bahia, IFBA (2017). Premiado em concurso do CREA-BA (Prêmio Arlindo Fragoso - 2016), no Concurso Uma Ideia na Cabeça, uma Inovação na Mão (2015) e conseguindo o TOP30 no EDP OPEN INNOVATION (2017). Atualmente dedica-se ao estudo de Otimizadores de Potência para Sistemas Fotovoltaicos conectados à rede, sendo realizado a pesquisa no Laboratório de Eletrônica de Potência da Unicamp (LEPO II). Linhas de Pesquisas: Energia Elétrica, Eletrônica de Potência e Sistemas Fotovoltaicos.

Hugo Soeiro Moreira, University of Campinas (UNICAMP)

É doutorando e Mestre em Engenharia Elétrica pela Universidade de Campinas (UNICAMP), graduado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal do Pará (UFPA). Participou de intercâmbio acadêmico na École Supérieure d'Informatique Électronique Automatique de Paris - ESIEA como bolsista do programa BRAFITEC, sendo a CAPES, a instituição de fomento. Tem como foco o estudo de algoritmos para Maximum power point tracking (MPPT), sendo realizado a pesquisa no Laboratório de Eletrônica de Potência da Unicamp (LEPO II). Linhas de Pesquisa: Energia Solar Fotovoltaica e Eletrônica de Potência.

Daniel de Bastos Mesquita, University of Campinas (UNICAMP)

É Mestrando em Engenharia Elétrica pela Universidade de Campinas (UNICAMP), graduado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal do Pará (UFPA). Possui experiência na área de projetos elétricos, sistemas fotovoltaicos, eficiência energética e ensaios em equipamentos de alta tensão. Atualmente dedica-se ao estudo de ensaios e requisitos para certificação de módulos fotovoltaicos apoiado pela BYD energy. Linhas de Pesquisa: Energia Elétrica, Sistemas Fotovoltaicos, Eletrônica de Potência, Geração Distribuída, Certificação de Painéis Fotovoltaicos.

Marcos Vinícios Gomes dos Reis, University of Campinas (UNICAMP)

Doutorando e Mestre em Engenharia Elétrica pela Universidade de Campinas (UNICAMP), graduado em Engenharia de Computação pela Pontifícia Universidade Católica de Goiás, PUC Goiás (2013). No período de setembro de 2012 a agosto de 2013, estudou nos Estados Unidos na University of Texas at El Paso, UTEP, como aluno bolsista de Graduação Sanduíche no Exterior pelo Programa Ciência sem Fronteiras/CNPq. Tem como foco de pesquisa o estudo e implementação de estratégias de detecção de ilhamento em Inversores para Sistemas Fotovoltaicos de Geração Distribuída. Linhas de Pesquisa: Energia Solar Fotovoltaica e Eletrônica de Potência.

Marcelo Gradella Villalva, University of Campinas (UNICAMP)

Professor da Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC), Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Doutor e Mestre em Engenharia Elétrica pela UNICAMP. Um dos maiores especialistas em energia fotovoltaica, autor do livro “Energia solar fotovoltaica: Conceitos e aplicações” e criador dos cursos de extensão em energia solar fotovoltaica na Unicamp que já capacitou diversos profissionais, ajudando a disseminar a energia solar no Brasil. Possui experiência em eletrônica de potência, energia solar fotovoltaica, acionamentos elétricos, filtros ativos, sistemas de controle e processamento digital. Áreas de pesquisa atuais: eletrônica de potência, energias renováveis, geração distribuída, acionamento de máquinas elétricas, redes inteligentes, veículos elétricos e qualidade de energia. Membro da Sociedade Brasileira de Eletrônica de Potência (SOBRAEP) e da Associação Brasileira de Energia Solar (ABENS).

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Published

2019-09-10

How to Cite

de Souza Silva, J. L., Soeiro Moreira, H., de Bastos Mesquita, D., Gomes dos Reis, M. V., & Gradella Villalva, M. (2019). Study of Power Optimizers for grid-connected photovoltaic systems. IEEE Latin America Transactions, 17(1), 127–134. Retrieved from https://latamt.ieeer9.org/index.php/transactions/article/view/200

Issue

Vol. 17 No. 1 (2019): Ordinary Issue

Section

Articles