Made available in DSpace on 2014-06-12T23:17:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9133_1.pdf: 4158769 bytes, checksum: 8d5fc238bddec95df999443c11d7f090 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Este trabalho apresenta o desenvolvimento, princípio de funcionamento e a avaliação experimental de sistema de controle de um rastreador solar. Um gerador fotovoltaico (FV) tem o máximo aproveitamento quando a normal da sua superfície aponta para o Sol. A função de um rastreador solar é fazer com que isso aconteça com precisão adequada para o gerador FV. O sistema de controle desenvolvido promove o rastreio do Sol ao longo do dia, com retorno ao fim do dia promovido por um banco de baterias. O sistema foi testado durante vários dias. Verificou-se que o sistema de controle promove o rastreio do Sol com boa precisão (erro máximo de 3 graus para céu claro) e possibilita um ganho significativo (até 42,9%) na energia solar coletada em comparação a sistemas FV fixos. O sistema de controle, construído com componentes facilmente encontrados no mercado local, mostrou-se confiável, além de apresentar custo de um terço do similar importado e fácil manutenção

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-12-01Bitstream added on 2014-06-13T20:22:32Z : No. of bitstreams: 1 alves_af_dr_botfca.pdf: 3009487 bytes, checksum: 7d842f6597ccf4cbd7f7ebb8d5925852 (MD5) / A necessidade de oferecer alternativas para energização de propriedades rurais de pequeno porte com eficiência, confiabilidade e custo acessível, motivou a realização desta pesquisa, cujo enfoque principal foram os sistemas fotovoltaicos e a busca por um melhor desempenho destes sistemas a partir de estratégias de posicionamento dos painéis solares em direção ao Sol. Este trabalho apresenta o desenvolvimento experimental de um conjunto posicionador automático para módulos fotovoltaicos e a avaliação do funcionamento deste conjunto considerando-se o aumento na geração de energia elétrica em função da complexidade de implementação e do consumo de energia pelo próprio sistema de movimentação, além de seus custos de implantação. Foi projetado e implementado um dispositivo eletromecânico simplificado, capaz de sustentar e movimentar um módulo fotovoltaico ao longo do dia e ao longo do ano, sempre mantendo sua superfície direcionada em posição perpendicular aos raios solares incidentes. Utilizaram-se motores de passo, controlador lógico programável e componentes de baixo custo, que resultaram em um conjunto de manutenção simplificada,sem uso de sensores e com otimização dos movimentos, devido ao ajuste de inclinação do painel ser realizado somente uma vez ao dia. A avaliação do ganho na geração de energia elétrica baseou-se na coleta dos dados elétricos (tensão e corrente) e ambientais (insolação e temperatura) de dois sistemas fotovoltaicos com as mesmas características, instalados lado a lado, sujeitos às mesmas condições de insolação, temperatura e carga elétrica, sendo um fixo e outro móvel. A partir dos resultados obtidos concluiu-se pela viabilidade da proposta, não apenas pelo êxito no aumento da geração de energia, mas também pela boa relação custo/benefício, indicando que o sistema posicionador desenvolvido mostra-se vantajoso... / The need to offer alternatives of electricity supply to the small rural properties, providing them with efficiency, reliability and accessible cost, has motivated the development of this research, whose main approach was photovoltaic systems and the search for better performance of these systems with the solar panels positioning toward the sun. This work presents the experimental development of an automatic positioning system for photovoltaic modules and the evaluation of this system’s behavior taking in account the increase in generation of electric energy as a function of the complexity of implementation and the consumption of energy by the movement system itself, and its costs of implantation also. It was designed and built a simplified electromechanical device, which is able to support and to move a photovoltaic module along the day and along the year, always keeping its surface aimed to the sun rays. Stepper motors, programmable logic controller and low cost components were used, and these have resulted on a simplified maintenance set, with no sensors and optimization of movements, due the adjustment of panel’s inclination take place only once a day. The methodology adopted to evaluate the gain in the electricity generation was based on the acquisition of electrical data (voltage and current) and environmental data (insolation and temperature) from two photovoltaic systems whose have identical physical and electrical characteristics and were installed side by side, submitted to the same conditions of insolation, temperature and electric load. One of the solar panels was mounted on a fixed mechanical structure, and the other one on a mobile structure.The obtained results demonstrate the feasibility of the proposed mobile system, not only because of the real increase observed in electric energy generation, but also by the excellent cost effectiveness obtained... (Complete abstract click electronic access below)

A geração de energia solar fotovoltaica tem crescido anualmente em utilização. Com o aumento dos custos de geração de energia elétrica, fontes renováveis de energia como essa crescem em interesse, até mesmo em aplicações residenciais de microgeração. Este trabalho apresenta o projeto, construção e ensaios de um rastreador solar autônomo, com controle e aquisição de dados de sensoriamento baseado em sistemas embarcados totalmente projetados e produzidos no país, com o objetivo de se aumentar o ganho de energia elétrica gerada a partir de painéis solares de mercado. O projeto do firmware de controle e os algoritmos utilizados foram adaptados continuamente até se atingir os melhores resultados. Foi utilizado um painel solar comum de mercado para realizar os testes, e as placas de circuito impresso projetadas foram confeccionadas localmente. A tomada de dados em diferentes ensaios mostrou que o rastreamento solar de fato aumentou o ganho de energia elétrica com um painel solar comum de mercado, mesmo com alguns problemas a serem corrigidos em uma próxima pesquisa. Assim, a pesquisa realizada confirmou o ganho de energia elétrica para o painel solar escolhido. / Photovoltaic solar generators have grown annually in use. With the increase in electricity generation costs, renewable sources of energy like that grow in interest, even in residential microgeneration applications. This work presents the design, construction and testing of a standalone solar tracker, with control and acquisition of sensors data based on embedded systems totally designed and produced in the country, aiming to increase the power generated from retail solar panels. The firmware design and used algorithms have been continuously adapted to achieve the best results. It was used a standard solar panel to perform the tests, and the designed printed circuit boards were manufactured locally. The data taken in different tests showed that the solar tracking actually increased the power generated with a standard solar panel, even with some problems in the design that have to be corrected in a future implementation. So the project was validated and can be used, including microgeneration in ordinary houses.

A geração de energia solar fotovoltaica tem crescido anualmente em utilização. Com o aumento dos custos de geração de energia elétrica, fontes renováveis de energia como essa crescem em interesse, até mesmo em aplicações residenciais de microgeração. Este trabalho apresenta o projeto, construção e ensaios de um rastreador solar autônomo, com controle e aquisição de dados de sensoriamento baseado em sistemas embarcados totalmente projetados e produzidos no país, com o objetivo de se aumentar o ganho de energia elétrica gerada a partir de painéis solares de mercado. O projeto do firmware de controle e os algoritmos utilizados foram adaptados continuamente até se atingir os melhores resultados. Foi utilizado um painel solar comum de mercado para realizar os testes, e as placas de circuito impresso projetadas foram confeccionadas localmente. A tomada de dados em diferentes ensaios mostrou que o rastreamento solar de fato aumentou o ganho de energia elétrica com um painel solar comum de mercado, mesmo com alguns problemas a serem corrigidos em uma próxima pesquisa. Assim, a pesquisa realizada confirmou o ganho de energia elétrica para o painel solar escolhido. / Photovoltaic solar generators have grown annually in use. With the increase in electricity generation costs, renewable sources of energy like that grow in interest, even in residential microgeneration applications. This work presents the design, construction and testing of a standalone solar tracker, with control and acquisition of sensors data based on embedded systems totally designed and produced in the country, aiming to increase the power generated from retail solar panels. The firmware design and used algorithms have been continuously adapted to achieve the best results. It was used a standard solar panel to perform the tests, and the designed printed circuit boards were manufactured locally. The data taken in different tests showed that the solar tracking actually increased the power generated with a standard solar panel, even with some problems in the design that have to be corrected in a future implementation. So the project was validated and can be used, including microgeneration in ordinary houses.

Orientador: Elaine Maria Cardoso / Resumo: O presente trabalho consistiu na análise teórica e experimental de um sistema híbrido PVT - fotovoltaico/térmico. Este consiste de um painel fotovoltaico (PV), com sistema de rastreamento, para aproveitar a radiação solar direta e difusa, e de um sistema d e resfriamento por convecção forçada acoplado, permitindo gerar eletricidade e calor em um único processo além de reduzir a temperatura de operação de um painel solar fotovoltaico comercial e, assim, melhorar sua eficiência energética. O módulo PV está instalado na região noroeste do estado de São Paulo. O conjunto experimental possui um sistema de rastreamento solar azimutal de eixo simples; a tensão e a corrente de saída do painel foram medidas para quantificar a potência produzida levando em consideração diferentes condições de operação. Todos os testes foram realizados in loco usando um painel fotovoltaico comercial, sempre levando em consideração as condições meteorológicas do dia. O rastreamento solar aumenta em 45,5% a energia gerada para um dia do mês de junho em relação a um sistema fixo. O painel fotovoltaico com a parte posterior isolada termicamente opera em condições 15 °C a 20 °C mais quente que um painel não isolado, o que implica em perdas energéticas da ordem de 7,6%. O trocador de calor tipo serpentina, com uso de água deionizada, não mostrou desempenho satisfatório ao resfriar o módulo fotovoltaico devido à significativa resistência térmica de contato com a face posterior do módulo. A análise teórica apre... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The present work consisted of a theoretical and experimental analysis of a hybrid PVT – photovoltaic/thermal system. This system consisted of a photovoltaic (PV) panel with a solar tracking system to take advantage of direct and diffuse solar radiation and a forced convection cooling system. This allows the generation of electricity and useful heat in a single process in addition to reducing the operating temperature of a commercial photovoltaic solar panel and thus improves its energy efficiency. The PV module is installed in the northwest region of the state of São Paulo. The experimental apparatus had a single axis, azimuth solar tracking system; the output voltage and current of the panel were measured to quantify the power produced taking into account different operating conditions. All tests were carried out in loco using a commercial photovoltaic panel, always taking into account the weather conditions of the day. Solar tracking increases the energy generated by one day of the month by 45.5% compared to a fixed system. The temperature of the module with a thermally insulated back sheet was 15° C to 20° C hotter than a non-insulated panel, which implies energy losses of the order of 7.6%. The serpentine type heat exchanger, using deionized water, did not show satisfactory performance when cooling the photovoltaic module due to the significant thermal resistance of contact with the rear face of the module. Theoretical analysis showed errors of less than 10% compared to t... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre