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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34005| Título: | Desenvolvimento de um protótipo de seguidor solar de baixo custo e análise de viabilidade do projeto |
| Título(s) alternativo(s): | Development of a low-cost solar tracker prototype and project feasibility analysis |
| Autor(es): | Kageyama, Lucas Nakamura |
| Orientador(es): | Brolin, Leandro Castilho |
| Palavras-chave: | Sistemas de energia fotovoltaica Engenharia de protótipos Estudos de viabilidade Photovoltaic power systems Prototypes, Engineering Feasibility studies |
| Data do documento: | 5-Jun-2024 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Campo Mourao |
| Citação: | KAGEYAMA, Lucas Nakamura. Desenvolvimento de um protótipo de seguidor solar de baixo custo e análise de viabilidade do projeto. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Eletrônica) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão, 2024. |
| Resumo: | A energia fotovoltaica é uma fonte de energia sustentável que vem sendo aprimorada e aplicada cada vez mais. É crescente a quantia de estudos sendo desenvolvidos sobre os métodos de produção de energia sustentáveis e junto a energia eólica, o investimento em energia solar vem crescendo consideravelmente. O Brasil possui uma média de insolação elevada em todo seu território, principalmente na região semiárida, o que evidencia o potencial de geração de energia fotovoltaica que o país possui. Este trabalho tem como objetivo contribuir com o tema de energia fotovoltaica com a construção de um protótipo seguidor solar de baixo custo. O seguidor construído é do tipo polar, de um eixo e funciona de forma autônoma. O método de rastreio desenvolvido opera em dois modos diferentes, um faz a calibração, traçando o melhor trajeto e o armazena, e o outro é o modo normal de operação, onde move o painel nas posições armazenadas na calibração a cada intervalo de tempo. Para o posicionamento foi utilizado o sensor MPU-6050, um acelerômetro, que fornece informações de inclinação precisas. Além disso, foi implementado um controlador PI para mover o painel com precisão e suavidade. O projeto usou a plataforma Arduino, aproveitando-se da vasta biblioteca disponível e seus módulos. O protótipo apresentou bons resultados, com melhoras na geração de mais de 30% em dias ensolarados com poucas nuvens. Por fim, foi feita uma análise de viabilidade econômica do projeto, onde foram calculados os paybacks e a taxa interna de retorno do protótipo, no qual mostrou que o retorno financeiro seria em 14,9 anos, e se o mesmo fosse um sistema fixo, seria em 7,7 anos. Ao final do trabalho, foram sugeridas melhorias futuras que podem ser feitas reutilizando os dispositivos usados no protótipo. |
| Abstract: | Photovoltaic energy is a sustainable energy source that has been constantly improved and applied. The number of studies developed on sustainable energy generation methods is increasing and, along with wind energy, investment in solar energy has been growing considerably. Brazil posses a high average insolation throughout its territory, mainly in the semi-arid region, which highlights the potential for photovoltaic energy generation that the country have. This work aims to contribute to the topic of photovoltaic energy with the construction of a low-cost solar tracker prototype. The tracker built is of the polar type, with one axis and works autonomously. The tracking method developed operates in two different modes: one performs the calibration, tracing the best route and stores it; and the other is the normal mode of operation, where it moves the panel in the positions stored in the calibration at each time interval. The MPU-6050 sensor was used for the panel positioning, an accelerometer, which provides accurate inclination information. Additionally, a PI controller was implemented to move the panel. The project used the Arduino platform, taking advantage of the vast library and its modules. The prototype showed good results, with improvements in generation of more than 30% on sunny days with few clouds. Finally, an economic feasibility analysis of the project was conducted, where the paybacks and the internal rate of return of the prototype were calculated, which demonstrated a financial return in 14.9 years, in a fixed system scenario, it would be in 7.7 years. At the end of the work, future improvements were suggested that could be made by reusing the devices used in the prototype. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34005 |
| Aparece nas coleções: | CM - Engenharia Eletrônica |
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