Use of artificial intelligence in fire safety in solar photovoltaic systems
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v12i14.44567Keywords:
Artificial intelligence; Solar system; Photovoltaic; Security; Fire.Abstract
Photovoltaic solar energy, especially in the form of Distributed Generation (DG), plays an essential role in the global energy matrix, including the Brazilian scenario. This article aims to analyze the application of Artificial Intelligence (AI) in fire safety in photovoltaic solar systems, focusing on improving and optimizing prevention, detection and response processes to fire-related incidents. Therefore, it becomes essential to implement comprehensive measures, especially intelligent arc detection and rapid shutdown technologies, in order to improve the safety and management of PV plants, whether in residential, commercial and industrial installations or even in solar farms. As a methodology, it adopts a descriptive approach and case study, of a qualitative nature, as well as bibliographical sources in books, articles and online journals, seeking to understand the application of AI in the safety of photovoltaic solar systems, as well as case analysis. specifications that exemplify the effectiveness of AI in preventing and responding to fire incidents in solar installations. Among the results, we seek to demonstrate the contributions of AI in a significant way to maximize safety and reliability for users of solar PV systems, protecting lives and properties. It is concluded that the application of AI in this context contributes not only to the protection of users and their properties, but also to the ongoing sustainability and reliability of solar PV power generation. Therefore, its use must be encouraged and regulated in accordance with current safety standards.
References
ABB Group. Disjuntores de falha de arco (AFCI) nos ambientes residenciais. https://new.abb.com/news/pt-br/detail/105885/protecao-contra-arco-eletrico.
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. (2018). NBR-16.690: instalações elétricas de arranjos fotovoltaicos - Requisitos de projeto. Rio de Janeiro.
ABSOLAR. (2022). 93% dos consumidores estão satisfeitos com seus sistemas. Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica - ABSOLAR. https://www.absolar.org.br/noticia/93-dos-consumidores-estao-satisfeitos-com-seus-sistemas/.
ANEEL. Agência Nacional de Energia Elétrica (2019). Revisão das regras aplicáveis à micro e minigeração distribuída – Resolução Normativa nº 482/2012 Relatório de Análise de Impacto Regulatório nº 003-SRD/SGT/SRM/SRG/SCG/SMA/ANEEL. Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). http://www2.aneel.gov.br/cedoc/ren2015687.pdf.
Brasil (2022). Lei 14.300, de 06 de janeiro de 2022: Institui o marco legal da microgeração e minigeração distribuída, o Sistema de Compensação de Energia Elétrica (SCEE) e o Programa de Energia Renovável Social (PERS), altera as Leis nºs 10.848, de 15 de março de 2004, e 9.427, de 26 de dezembro de 1996, e dá outras providências. https://in.gov.br/en/web/dou/-/lei-n-14.300-de-6-de-janeiro-de-2022-372467821.
Brasil. (2023). Portaria nº 515, de 10 de novembro de 2023: Altera a Portaria Inmetro nº 140, de 21 de março de 2022, que aprova o Regulamento Técnico da Qualidade e os Requisitos de Avaliação da Conformidade para Equipamentos de Geração, Condicionamento e Armazenamento de Energia Elétrica em Sistemas Fotovoltaicos – Consolidado. http://sistema-sil.inmetro.gov.br/rtac/RTAC003010.pdf.
Canal Solar. (2020). Proteção contra arco elétrico nos inversores fotovoltaicos: O arco elétrico é um fenômeno temido e indesejado nos sistemas fotovoltaicos. Mateus Vinturini, 15 dez. https://canalsolar.com.br/ protecao-contra-arco-eletrico-nos-inversores-fotovoltaicos/
Canal Solar. (2022). AFCI e rapid shutdown: como melhorar a segurança dos sistemas FV. https://canalsolar.com.br/afci-e-rapid-shutdown-como-melhorar-a-seguranca-dos-sistemas-fv/
Canal Solar. (2023). Eficiência energética em sistemas FV: avanços impulsionados por baterias de lítio: Como essa tecnologia tem sido crucial para impulsionar o armazenamento de energia fotovoltaica? 06/10/. https://canalsolar.com.br/eficiencia-energetica-em-sistemas-fv-avancos-impulsionados-por-baterias-de-litio/.
CBMMS. (2023). Corpo de Bombeiro Militar do Estado de Mato Grosso do Sul. Corpo de Bombeiros Militar de Porto Murtinho atende ocorrência de incêndio em sistema de energia solar. 03/02. https://www.bombeiros.ms.gov.br/corpo-de-bombeiros-militar-de-porto-murtinho-atende-ocorrencia-de-incendio-em-sistema-de-energia-solar/.
Conrado, D. M. (2021). Estudo dos Principais Aspectos de Manutenção em Sistemas Fotovoltaicos On-grid. Trabalho de Conclusão de Curso em Bacharel de Engenharia Elétrica, Universidade Federal Rural de Pernambuco, 1-91. https://repository.ufrpe.br/bitstream/123456789/2705/1/TCC_ DeyvisonMunizConrado .pdf.
Gil, A. C. (2017). Como elaborar projetos de pesquisa. (6a ed.), Atlas.
Goodwe. (2023). Bateria de lítio. https://br.goodwe.com/lynx-home-u-series-low-voltage-lithium-battery.
GO. Governo do Estado de Goiás (2023). Corpo de Bombeiros Militar. Norma técnica 44/2023: segurança em sistemas fotovoltaicos. Editada pela Portaria 544, de 20 de outubro de 2023.
IRENA (2023). Agência Internacional de Energias Renováveis. Matriz elétrica brasileira: projeção até ano 2040 – BNEF. www.irena.org/publications.
Kalogirou, S. & Senc, A. (2012). Artificial Intelligence Techniques in Solar Energy Applications. Solar Collectors and Panels, Theory and Applications, p. 1–8.
Kim, M. A., Chun, J., & Shim, H. (2022). Using photovoice with male problematic gamblers to understand their lived story on the path to recovery in South Korea. SAGE Open. Advance online publication.
Lu, S., Sahoo, A., Ma, R., Phung, B.T. (2022). DC Series Arc Fault Detection Using Machine Learning in Photovoltaic Systems: Recent Developments and Challenges. The 8th International Conference on Condition Monitoring and Diagnosis. Jul.
MME. Ministério de Minas e Energia (2023). Micro e Minigeração Distribuída. 29/08. https://www.gov.br/aneel/pt-br/assuntos/geracao-distribuida.
MG. Estado de Minas Gerais (2022). Instrução Técnica nº 30/2022. Corpo de Bombeiros Militar do Estado de Minas Gerais.
MT. Estado do Mato Grosso (2022). Norma Técnica do Corpo de Bombeiros nº 49/2022. Corpo de Bombeiros Militar.
Nascimento, L. R., Viana, T. S., Campos, R. A., & Rüther, R. (2019). Extreme solar overirradiance events: Occurrence and impacts on utility-scale photovoltaic power plants in Brazil. Solar Energy. 186, 370-381. https://doi.org/10.1016/j.solener.2019.05.008
Pereira, A. S., Shitsuka, D. M., Parreira, F. B., & Shitsuka, R. (2018). Metodologia da pesquisa científica. Universidade Federal de Santa Maria - UFSM
Wang, Z., & Balog, R. S. (2022). Arc Fault and Flash Detection in Photovoltaic Systems Using Wavelet Transform and Support Vector Machines. IEEE Power & Energy Society Section. Jul./.
Xi, P., Lin, P., Lin, Y., Zhou, H., Cheng, S., Chen, Z., & Wu, L. (2021). Online Fault Diagnosis for Photovoltaic Arrays Based on Fisher DiscriminationDictionary Learning for Sparse Representation. IEEE Power & Energy Society Section. (9).
Yin, R. K. (2015). Estudo de caso: planejamento e métodos. (5a ed.), Bookman.
Zgonena, T., Ji, L., & Dini, D. (2011). Photovoltaic DC Arc-Fault Circuit Protection and UL Subject 1699B.
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