MODELO GLOBAL NÃO LINEAR UNIVERSAL APLICÁVEL EM SETE TECNOLOGIAS FOTOVOLTAICAS.
Modelagem Matemática; Modelo global não-linear; Módulo fotovoltaico; Curva I-V; Filme-fino.
Com a geração solar fotovoltaica em contínua expansão e ocupando papel cada vez mais relevante na matriz elétrica, observa-se a consolidação de novas tecnologias com estruturas construtivas e características elétricas distintas das soluções convencionais de silício cristalino. Esse cenário amplia aplicações e oportunidades de mercado, mas também intensifica a demanda por modelos matemáticos capazes de representar, com elevada precisão, o comportamento elétrico de módulos sob variações ambientais, o que é essencial para atividades como monitoramento de desempenho, previsão de geração, desenvolvimento de algoritmos de seguimento do ponto de máxima potência e diagnóstico de falhas a partir de curvas experimentais. Nesse contexto, este trabalho investiga a modelagem elétrica de módulos fotovoltaicos por meio de Modelos Globais Não Lineares (MGNL), com foco na representatividade de tecnologias menos exploradas e potencialmente mais desafiadoras presentes na base de curvas I-V da NREL. Como motivação, foram avaliados modelos reportados na literatura para essas tecnologias e verificou-se que, em diversos casos, tais abordagens apresentavam erros elevados e limitações de representatividade, reforçando a necessidade de avanços metodológicos que mantivessem desempenho consistente entre diferentes tecnologias. Inicialmente, discutem-se as particularidades construtivas e de aplicação das tecnologias aSi, CIGS e HIT e como diferenças na camada semicondutora e no formato das curvas I-V podem afetar a adequação de modelos concebidos principalmente para módulos cristalinos. Em seguida, analisa-se a influência da massa de ar e das variações espectrais na resposta elétrica das tecnologias, relacionando sensibilidades espectrais distintas com possíveis distorções na curva I-V e discutindo se modelos baseados apenas em irradiância e temperatura são suficientes para descrever, de forma consistente, todas as tecnologias. Por fim, são propostas adaptações estruturais na metodologia MAPS, resultando no modelo aprimorado MAPS2, com o objetivo de reduzir esforço computacional e aumentar a robustez e a coerência física do processo de estimação. A comparação entre diversos MGNL e MAPS2 para todas as tecnologias avaliadas na base da NREL evidencia melhorias consistentes, especialmente na redução dos erros finais em potência, com ganhos em tecnologias cristalinas consolidadas e representação satisfatória das tecnologias mais desafiadoras. De forma geral, os erros médios em potência permaneceram abaixo de 0,3%, sendo o CIGS a única exceção, com erro médio de 1,24%, e os resultados indicam que o MAPS2 se configura como um MGNL mais geral e robusto para a modelagem multitecnologia a partir de curvas I-V.