Monitoramento e acionamento remoto da movimentação e arrefecimento de painéis fotovoltaicos para maximização da potência e eficiência
Abstract
O consumo de energia elétrica no mundo aumenta a cada dia juntamente com as preocupações
com o meio ambiente. Para suprir o aumento da demanda de energia elétrica no Brasil está
havendo nos últimos anos uma grande expansão na geração de energia elétrica a partir das
fontes renováveis. Tais fontes são principalmente providas por painéis fotovoltaicos (PVs) e
turbinas eólicas associadas ainda a uma redução do número de novas usinas hidroelétricas.
Neste sentido, um estudo que vise à aplicação e aproveitamento dos painéis fotovoltaicos tem
grande importância. Isto se relaciona ao aumento da potência e da eficiência de painéis PVs que
podem ser otimizados por sistemas de rastreamento, concentradores solares, mecanismos de
arrefecimento e aproveitamento de calor. Esta dissertação é o desenvolvimento de um padrão
sistemático de controle e monitoramento para usinas fotovoltaicas que permita estudos
experimentais sobre a movimentação, concentração solar e o arrefecimento de painéis
fotovoltaicos visando à maximização de potência e eficiência via um canal de comunicação
remoto. Como protótipo será utilizado a usina experimental do CEESP/UFSM. Para esta
pesquisa, o sistema de comunicação e atuação foi projetado de forma modular com a utilização
de microcontroladores encarregados de cinco especialidades diferentes. A primeira delas é
responsável pela medição da geração de energia elétrica, a segunda realiza o controle do
arrefecimento, a terceira e a quarta fazem o controle da movimentação dos painéis em dois
eixos distintos e uma quinta faz a aquisição dos dados meteorológicos. Os microcontroladores
estão conectados a uma rede de comunicação e a um microcontrolador mestre que coordena o
fluxo de informações com os controles necessários para esta planta fotovoltaica diversificada.
O monitoramento das variáveis da geração de energia nos painéis PVs, tais como tensão,
corrente e temperatura apresentaram uma taxa de sucesso bastante aceitável, algo em torno de
97%. As medições de tensão e corrente tiveram erros baixíssimos, menores do que 0,5%. Na
movimentação, os erros de atuação foram também bastante reduzidos, da ordem de 0,2° a 0,3°.
Para o arrefecimento dos painéis PVs usando energia geotérmica e circulação fechada de água
de reservatórios, a temperatura manteve-se bem estável na placa PV, em torno de 35 a 40°C.
Por fim, fizeram-se testes práticos para comparação entre algumas configurações, tais como
painéis fotovoltaicos fixos e com rastreamento manual. Os painéis fotovoltaicos com
rastreamento em dois eixos atingiram uma eficiência de geração 32% maior do que aquela
obtida num painel PV de referência com uma posição fixa ótima a 30° com isso demonstrando
o efetivo funcionamento desta proposta.
Collections
The following license files are associated with this item: