Modelagem e implementação de sistemas de células fotovoltaicas flexíveis em sistemas embarcados

Abstract

This work aims to develop a portable and easily installable photovoltaic module to provide electrical power in remote areas. The lack of access to energy in these locations is often attributed to logistical challenges, such as high cost and transportation difficulties. To overcome these barriers, prototypes were developed using both optimized geometries and flexible photovoltaic panels. These prototypes allow the module to have a reduced volume when closed, being compact enough to facilitate transportation, but also have an increased area when opened, thus optimizing the captation of solar beams.

A rigid external structure was developed in order to guide the opening and closing processes of the module. Due to limitations in the access to flexible panels in Brazil, rigid MDF panels were used in the prototypes, joined by Kapton tape. This temporary substitution allowed the geometry’s dynamic to be studied and understood even with the absence of some materials, thus enabling the project’s advance. The results show that the final geometry met expectations, presenting an efficient area consistent with previously calculated efficiency figures, and managing to open and close successfully.

Este trabalho tem como propósito desenvolver um módulo fotovoltaico portátil e de fácil instalação para fornecer energia elétrica em locais remotos. A falta de acesso à energia nestes locais é frequentemente atribuída a desafios logísticos, como elevado custo e dificuldade no transporte. Para superar estas barreiras, foram construídos protótipos utilizando geometrias otimizadas e placas fotovoltaicas flexíveis. Essas características permitem que o módulo tenha um volume reduzido quando fechado, sendo compacto o suficiente para facilitar o seu transporte, porém apresente uma área grande ao ser aberto, de forma a otimizar a captação de energia solar.

Foi desenvolvida uma estrutura externa rígida a fim de auxiliar e guiar os processos de abertura e fechamento do módulo. Devido à limitação de acesso a placas flexíveis no Brasil, foram utilizadas placas rígidas de MDF nos protótipos, unidas por fita "Kapton". Essa substituição temporária permitiu que a dinâmica da geometria fosse estudada e compreendida mesmo que alguns materiais não possam ter sido utilizados, assim permitindo o avanço do projeto.

Os resultados indicam que a geometria final atendeu às expectativas, apresentando uma área eficiente condizente com os cálculos de energia previamente realizados, além de abrir e fechar com sucesso.