Construção de um protótipo de seguidor solar de um eixo para placas fotovoltaicas
This work includes the elaboration of a prototype solar tracker of an axis for photovoltaic panels. Having a reduced scale construction relative to a real application and low cost components, the system proved effective to change the position of a photovoltaic plate over the course of a day in order...
| Autor principal: | Perez, Felipe José |
|---|---|
| Formato: | Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2020
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10163 |
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riut-1-101632020-11-12T17:22:12Z Construção de um protótipo de seguidor solar de um eixo para placas fotovoltaicas Construction of a single-axis solar tracker prototype for photovoltaic panels Perez, Felipe José Zoccoli, Ubirajara Maia, José da Silva Brandalise, Luciane Barcik, Marcelo Energia solar Geração de energia fotovoltaica Coletores solares Radiação Solar Sistemas de energia fotovoltaica Irradiação Engenharia elétrica Solar energy Photovoltaic power generation Solar collectors Solar radiation Photovoltaic power systems Irradiation Engenharia elétrica CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::GERACAO DA ENERGIA ELETRICA This work includes the elaboration of a prototype solar tracker of an axis for photovoltaic panels. Having a reduced scale construction relative to a real application and low cost components, the system proved effective to change the position of a photovoltaic plate over the course of a day in order to keep it perpendicular to solar radiation direct. Equipped with a pair of light sensors based on light-dependent resistors to track the position of the Sun, with a microcontrolled control system and a stepper motor as actuator, the prototype cost about R$ 700,00, with the methodology adopted for its accomplishment being detailed in this study. Five tests were done to prove the operation of the prototype. The first one aimed at the operation of the solar tracker on bench. Using an external power source, since in the internal environment the solar panel does not generate a significant amount of energy, and of a table lamp to simulate the solar radiation, it was possible to prove the correct movement of the photovoltaic plate when moving of the luminaire. Although the system was not able to operate in an autonomous mode, as evidenced in the second test, other experiments were performed under real operating conditions, using an external source of energy, to validate the possibility chosen for sun tracking, according to the objectives of the work. Thus, on a sunny day and another with a completely overcast sky, the prototype was placed on the roof of a building and left running from early morning until late afternoon, moving as planned. Additionally, another test was done on a day that began with a period of Sun between clouds and ended completely cloudy, with the effectiveness of the system once again being proven. In fact, both on days with a predominance of direct solar radiation and on days with predominance of diffuse radiation, the proposed solution demonstrated the validity of the chosen sun tracking technique, which allows the construction of solar trackers with the use of simple luminosity sensors, and the consequent increase of efficiency in the photovoltaic conversion of energy. Este trabalho contempla a elaboração de um protótipo de seguidor solar de um eixo para placas fotovoltaicas. Tendo uma construção em escala reduzida em relação a uma aplicação real e componentes de baixo custo, o sistema mostrou-se eficaz para alterar a posição de uma placa fotovoltaica ao longo de um dia, no sentido de mantê-la perpendicular em relação à radiação solar direta. Equipado com um par de sensores de luminosidade baseados em resistores dependentes da luz para rastrear a posição do Sol, com um sistema de controle microcontrolado e um motor de passo como atuador, o protótipo custou com cerca de R$ 700,00, com a metodologia adotada para a sua realização sendo detalha nesse estudo. Foram feitos cinco testes para comprovar o funcionamento do protótipo. O primeiro deles objetivou o funcionamento do seguidor em bancada. Valendo-se de uma fonte de alimentação externa, dado que em ambiente interno a placa solar não gera uma quantidade significativa de energia, e de uma luminária de mesa para simular a radiação solar, foi possível comprovar a correta movimentação da placa fotovoltaica quando da movimentação da luminária. Embora o sistema não tenha se mostrado capaz de operar em modo autônomo, como evidenciado no segundo teste realizado, outros experimentos foram feitos em condições reais de operação, com o uso de uma fonte externa de energia, para validar a possibilidade de rastreio do sol escolhida, de acordo com os objetivos do trabalho. Assim, em um dia ensolarado e em outro com o céu completamente encoberto, o protótipo foi colocado sobre o telhado de uma edificação e deixado em funcionamento desde o início da manhã até o final da tarde, movimentando-se conforme o planejado. Adicionalmente, outro teste foi feito em um dia que começou com um período de Sol entre nuvens e terminou completamente nublado, com a eficácia do sistema mais uma vez sendo comprovada. Com efeito, tanto nos dias com predomínio de radiação solar direta quanto em dias com predomínio de radiação difusa, a solução proposta demonstrou a validade da técnica de rastreio do Sol escolhida, o que possibilita a construção de seguidores solares com o uso de sensores de luminosidade simples, e o consequente aumento de eficiência na conversão fotovoltaica de energia. 2020-11-12T17:22:11Z 2020-11-12T17:22:11Z 2018-12-03 bachelorThesis PEREZ, Felipe José. Construção de um protótipo de seguidor solar de um eixo para placas fotovoltaicas. 2018. 114 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2018. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10163 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Curso de Engenharia Elétrica UTFPR |
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This work includes the elaboration of a prototype solar tracker of an axis for photovoltaic panels. Having a reduced scale construction relative to a real application and low cost components, the system proved effective to change the position of a photovoltaic plate over the course of a day in order to keep it perpendicular to solar radiation direct. Equipped with a pair of light sensors based on light-dependent resistors to track the position of the Sun, with a microcontrolled control system and a stepper motor as actuator, the prototype cost about R$ 700,00, with the methodology adopted for its accomplishment being detailed in this study. Five tests were done to prove the operation of the prototype. The first one aimed at the operation of the solar tracker on bench. Using an external power source, since in the internal environment the solar panel does not generate a significant amount of energy, and of a table lamp to simulate the solar radiation, it was possible to prove the correct movement of the photovoltaic plate when moving of the luminaire. Although the system was not able to operate in an autonomous mode, as evidenced in the second test, other experiments were performed under real operating conditions, using an external source of energy, to validate the possibility chosen for sun tracking, according to the objectives of the work. Thus, on a sunny day and another with a completely overcast sky, the prototype was placed on the roof of a building and left running from early morning until late afternoon, moving as planned. Additionally, another test was done on a day that began with a period of Sun between clouds and ended completely cloudy, with the effectiveness of the system once again being proven. In fact, both on days with a predominance of direct solar radiation and on days with predominance of diffuse radiation, the proposed solution demonstrated the validity of the chosen sun tracking technique, which allows the construction of solar trackers with the use of simple luminosity sensors, and the consequent increase of efficiency in the photovoltaic conversion of energy. |
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PEREZ, Felipe José. Construção de um protótipo de seguidor solar de um eixo para placas fotovoltaicas. 2018. 114 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2018. |
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