Transformador diferencial linear variável em rastreador solar para um sistema de energia solar concentrada do tipo refletor linear Fresnel

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Carvalho, Bruno Monte de
• Orientador(a): Lafay, Jean Marc Stephane
• Banca de defesa: Lafay, Jean Marc Stephane, Souza, Samuel Nelson Melegari de, Torrico, César Rafael Claure
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Pato Branco
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Energia solar; Energia - Fontes alternativas; Detectores; Transformadores elétricos; Solar energy; Renewable energy sources; Detectors; Electric transformers
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3033

Este trabalho propõe uma solução para aumentar a eficiência do processo de rastreamento de um sistema de energia solar concentrada (CSP) do tipo Linear Fresnel Reflector (LFR). Um transformador diferencial variável linear (LVDT) foi acoplado ao eixo do espelho refletor para indicar sua posição angular durante o perı́odo de funcionamento. A posição obtida por meio do LVDT é entrada de um sistema de controle que foi desenvolvido para compensar a posição angular do espelho refletor nos momentos em que existem perturbações externas ou problemas no sistema mecânico de posicionamento. Foi necessário construir um LVDT de baixo custo, assim como, a estrutura mecânica do sistema refletor e o circuito de instrumentação. O matlab/simulink foi utilizado para simular os modelos elétrico e geométrico do LVDT e o circuito eletrônico de instrumentação. Com relação ao acoplamento do sensor ao eixo do espelho refletor, foi feito através de uma polia. Fez-se uma avaliação, através de simulação, da influência do raio da polia no erro da leitura de posição do espelho, para um mesmo valor de precisão do sensor. Verificou-se também a influência do valor de precisão do sensor no erro de inclinação do espelho refletor. Para determinar na prática a precisão do transdutor realizou-se teste de repetibilidade. Dez curvas de calibração foram obtidas e então foi calculada a margem de erro, com nı́vel de confiança de 99%. Verificouse então que uma polia com raio de 8,5 cm seria suficiente para controlar a posição do espelho com erro de 0,21◦ . A precisão do sistema concentrador foi determinada com o LVDT acoplado a estrutura, também utilizando-se teste de repetibilidade. Dez curvas de calibração foram obtidas e determinou-se a margem de erro, também com nı́vel de confiança de 99%. Foi feita ainda uma avaliação da melhor altura de instalação do receptor para reduzir as perdas de radiação. Além disso, determinou-se a relação entre as perdas de radiação e a distância horizontal de instalação dos espelhos refletores, em relação ao receptor. Na prática o erro máximo na leitura da posição angular do espelho refletor foi de 0,27◦ , o que torna possı́vel que 96,92% da radiação refletida pelo espelho mais distante, e 100% da radiação refletida pelos demais espelhos, atinja o receptor posicionado a 3,47 m de altura.