Construção de protótipos de hardware livre para análise da produção de eletricidade em sistemas solares fotovoltaicos fixos e com rastreamento solar de duplo-eixo. - Mariano, Daniele Cristina Lopes [UNESP] (2024)
A energia solar é uma fonte alternativa, renovável e eficiente, ideal para regiões sem acesso à rede elétrica tradicional, possibilitando que sistemas solares fotovoltaicos, economicamente viáveis a médio e longo prazo, possam ser dimensionados de acordo com a demanda. O objetivo deste estudo foi construir dois protótipos de sistemas solares fotovoltaicos, um com uma base fixa e imóvel e outro com um dispositivo de rastreamento solar com duplo eixo de movimentação, a fim de determinar qual deles é eletricamente mais produtivo em relação aos padrões de cobertura de céu. O experimento foi implantado na Estação de Radiometria Solar (22°54' S, 48°27' O e 786 m) do Departamento de Bioprocessos e Biotecnologia da Faculdade de Ciências Agronômicas da UNESP de Botucatu - SP, Brasil. Ambos os sistemas solares fotovoltaicos foram construídos em perfil de alumínio, o de base fixa foi posicionado ao norte verdadeiro e o painel solar inclinado de acordo com a latitude do local, o de duplo eixo de movimentação foi acoplado a um rastreador solar baseado em Arduino Uno, com sensores de LDR e motores de passo de alto torque ajustando a posição do painel solar a cada 10 minutos. Um dispositivo eletrônico de aquisição de dados foi criado, em Arduino Uno, para mensurar a corrente e a tensão dos sistemas solares fotovoltaicos, permitindo o cálculo da potência elétrica e da irradiância solar obtidas em julho de 2024, o que possibilitou uma análise comparativa em diferentes condições de nebulosidade. A maior variação relativa percentual na conversão de energia solar em elétrica (70,89%) foi observada em condições de céu parcialmente nublado, provavelmente pelo fato de o rastreador solar ajustar a orientação do painel solar para o ângulo de melhor incidência, mesmo em condições com muitas variações de iluminação. Em condições de céu parcialmente aberto, a variação foi de 69,05%, e em céu nublado, de 50,28%. A menor variação (27,71%) ocorreu em condições de céu aberto. Os dados indicam que o sistema solar fotovoltaico de duplo eixo com rastreador solar é mais eficiente na captação de energia solar ao longo do dia em comparação com o de eixo único com base fixa em 54,48%, em média. As medições de corrente, potência elétrica e irradiância solar são mais altas com o rastreamento solar, pois permite captar mais luz solar.