Controle de sistema de energia solar fotovoltaica

Abstract

Este projeto visa aprimorar a eficiência de sistemas fotovoltaicos por meio do desenvolvimento de um sistema de controle de posição, incorporando sensores de luminosidade LDR para possibilitar o funcionamento autônomo do sistema e ajustando sua posição conforme a trajetória solar. O objetivo consiste em um rastreador solar elaborado com quatro peças modeladas no Solidworks e fabricadas com impressão 3D. Uma placa fotovoltaica de 12 volts, acoplada ao rastreador, é movimentada por dois servo motores 995, cada um responsável por um eixo de movimento, permitindo uma angulação de até 360 graus. Esses motores são orientados por dados obtidos pelos sensores LDR e transmitidos para placa controladora Arduino UNO, que gera parâmetros determinantes para o movimento e a angulação do rastreador. O intuito fundamental desse sistema é maximizar a conversão da luz solar em energia elétrica, visando otimizar o desempenho global de sistemas fotovoltaicos e provar que sistemas fotovoltaicos com rastreadores solares são mais eficazes do que sistemas de posição fixa. Além disso, adicionalmente desenvolvemos um aplicativo utilizando FlutterFlow e a biblioteca Firebase. Os resultados preliminares indicam que uma placa fotovoltaica equipada com o rastreador solar supera significativamente o desempenho de uma célula fotovoltaica fixa. No entanto, consideramos crucial para estudos futuros aprofundar a avaliação de motores, peso dos painéis utilizados, e ganho energético, garantindo que o consumo de energia do movimento dos motores do rastreador não exceda os ganhos proporcionados pelo rastreador solar, consolidando assim a eficiência e eficácia sistema fotovoltaico.

This project aims to improve the efficiency of photovoltaic systems through the development of a position control system, incorporating LDR luminosity sensors to enable independent operation of the system and adjusting its position according to the solar trajectory. The objective consists of a solar tracker made with four parts modeled in Solidworks and manufactured using 3D printing. A 12 volt photovoltaic plate, coupled to the tracker, is moved by two 995 servo motors, each responsible for an axis of movement, allowing an angulation of up to 360 degrees. These motors are guided by data obtained from sensors by the LDR and transmitted to the Arduino UNO controller board, which generates determining parameters for the movement and angulation of the tracker. The fundamental objective of this system is to maximize the conversion of sunlight into electrical energy, change the overall performance of photovoltaic systems, and prove that photovoltaic systems with solar trackers are more effective than fixed-position systems. Furthermore, we additionally developed an application using FlutterFlow and the Firebase library. Preliminary results indicate that a photovoltaic plate equipped with the solar tracker significantly outperforms a fixed photovoltaic cell. However, we consider it crucial for future studies to further evaluate the motors, weight of the panels used, and energy gain, ensuring that the energy consumption of the movement of the tracker's motors does not exceed the gains provided by the solar tracker, thus consolidating efficiency and effectiveness. photovoltaic system.