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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39520| Título: | Estudo de configurações de arranjos fotovoltaicos para ampliação de autonomia de aeronaves remotamente pilotadas (RPAs) de asa fixa |
| Título(s) alternativo(s): | Study of photovoltaic arrangement configurations for expanding the autonomy of fixed wing remotely piloted aircraft (RPAas) |
| Autor(es): | Silva, Danyelle Souza da |
| Orientador(es): | Miyadaira, Alberto Noboru |
| Palavras-chave: | Aeronaves Células solares Autonomia Airships Solar cells Autonomy |
| Data do documento: | 17-Jun-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Medianeira |
| Citação: | SILVA, Danyelle Souza da. Estudo de configurações de arranjos fotovoltaicos para ampliação de autonomia de aeronaves remotamente pilotadas (RPAs) de asa fixa. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2025. |
| Resumo: | Este trabalho teve como objetivo analisar o impacto de diferentes arranjos de células fotovoltaicas na autonomia de um aeromodelo de asa fixa. A motivação principal foi a limitação do tempo de voo em RPAs (Aeronaves Remotamente Pilotadas) alimentadas exclusivamente por baterias, especialmente em missões prolongadas. Para isso, foram realizados testes elétricos em bancada, sob diferentes condições de irradiância solar, visando verificar o comportamento dos arranjos quanto à geração de corrente e tensão. Durante os experimentos, observou-se que arranjos com células conectadas apenas em série já forneciam corrente suficiente ao sistema, dispensando a necessidade de ligações em paralelo. Também foi identificado que configurações com menos de 16 células não atingiam a tensão mínima exigida para o acionamento do controlador de carga MPPT. Entre os arranjos testados, o de 32 células em série apresentou o melhor desempenho energético. A fim de representar o consumo nas fases do voo subida, cruzeiro e descida foi desenvolvido um código para simular a demanda de potência do motor. Complementarmente, implementou-se uma simulação computacional no MATLAB, utilizando dados reais de irradiância, com o objetivo de comparar os resultados obtidos com os testes práticos. Os dados confirmaram que, com o correto dimensionamento dos arranjos fotovoltaicos, é possível ampliar a autonomia do aeromodelo por meio da geração embarcada de energia fotovoltaico. |
| Abstract: | This study aimed to analyze the impact of different photovoltaic cell arrangements on the autonomy of a fixed-wing model aircraft. The main motivation was the limitation of flight time in RPAs (Remotely Piloted Aircraft) powered exclusively by batteries, especially in prolonged missions. For this purpose, electrical tests were performed on a bench, under different solar irradiation conditions, in order to verify the behavior of the arrangements regarding current and voltage generation. During the experiments, it was observed that arrangements with cells connected only in series already provided sufficient current to the system, eliminating the need for parallel connections. It was also identified that configurations with less than 16 cells did not reach the minimum voltage required to activate the MPPT charge controller. Among the arrangements tested, the one with 32 cells in series presented the best energy performance. In order to represent the consumption in the climb, cruise and descent phases of the flight, a code was developed to simulate the engine power demand. Additionally, a computer simulation was implemented in MATLAB, using real irradiance data, with the aim of comparing the results obtained with practical tests. The data confirmed that, with the correct dimensioning of the photovoltaic arrays, it is possible to increase the autonomy of the model aircraft through onboard generation of photovoltaic energy. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39520 |
| Aparece nas coleções: | MD - Engenharia Elétrica |
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