Comparação de entre dois sistemas: Rastreado e Fixo

4. RESULTADOS E DISCUSSÂO

4.6. Comparação de entre dois sistemas: Rastreado e Fixo

A performance de cada sistema foi comparada e os resultados das curvas da inclinação foram obtidas para o anti-horário e sentido horário, sobrepondo os gráficos da Vcc, Icc e potência pelo painel fotovoltaico em cada sistema, resultando

Gráfico 4.23: Comparativo sistema rastreador e fixo. Tensão x ângulo zenital.

Gráfico 4.24: Comparativo sistema rastreador e fixo. Corrente x ângulo zenital. V_cc= 4,86 V_cc= 4,89 3 3,2 3,4 3,6 3,8 4 4,2 4,4 4,6 4,8 5 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 V cc ( V ) Ângulo zenital (°)

Ensaio III - sentido anti-horário - rastreamento Ensaio III - sentido horário - rastreamento Ensaio III - sentido anti-horário - fixo (inclinação de 5°) Ensaio III - sentido horário - fixo (inclinação de 5°)

I_cc= 29,87 I_cc= 11,19 0 5 10 15 20 25 30 35 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 Ic c (m A ) Ângulo zenital (°)

Gráfico 4.25: Comparativo sistema rastreador e fixo. Potência x ângulo zenital.

4.6.1. Discussão

Observa-se (na bancada didática) que a presença do rastreamento em painéis fotovoltaicos aumenta o período de máximo ângulo zenital solar sobre os módulos, em comparação ao sistema fixo.

No gráfico 4.23 observa-se que a tensão, para o sistema fixo e sistema rastreado é praticamente igual. Os valores não foram iguais, no pico do gráfico, devido a pequenos erros de medição e aumento na temperatura dos painéis em teste.

Dos gráficos 4.23, 4.24 e 4.25 extrai-se que o pico na potência pelo sistema fixo é mais baixo que o menor valor gerado pelo sistema rastreado. Além de que, utilizando-se um sistema rastreado a potência do PV é prolongada, gerando mais energia que o sistema fixo, isto é, devido ao alinhamento do PV, permitido pelo sistema de controle, com o Sol.

Vcc x Icc = 0,1452 w Vcc x Icc = 0,0543 w 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600 0,0700 0,0800 0,0900 0,1000 0,1100 0,1200 0,1300 0,1400 0,1500 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 P o tê n ci a ( w ) Ângulo zenital

Para os dois sistemas, as curvas geradas no sentido anti-horário e horário, apresentam poucas histereses, sendo aceitáveis seus resultados.

Sobre o sistema rastreado e fixo pode-se, dos gráficos 4.23, 4.24 e 4.25, observar em relação à potência gerada:

• A curva está o pico de valores foram gerados próximo ao ângulo zenital de 90°;

• A curva está o pico de sistema rastreador, os maiores valores da Vcc, Icc e W

gerada seguir em:

o Tensão: 4,86 V_cc_{; (gráfico 4.23)} o_{Corrente: 29,87 I}_cc_{; (gráfico 4.24)} o Potência 145,2 mW. (gráfico 4.25)

• A curva está o pico de sistema fixo, os menores valores da Vcc, Icc e W

gerada seguir em:

o Tensão: 4,89 V_cc_{; (gráfico 4.23)} o Corrente: 11,89 I_cc_{; (gráfico 4.24)} o Potência 54,3 mW. (gráfico 4.25)

Capitulo V

5. CONCLUSÃO

Com base na revisão bibliográfica realizada e nos resultados experimentais obtidos, importantes conclusões puderam ser extraídas.

A pesquisa realizada atingiu os objetivos propostos, dentre os quais a implantação de um protótipo, o projeto e a implementação de sistema de controle rastreável de painéis fotovoltaicos (protótipo).

É possível avaliar os parâmetros elétricos com confiabilidade, uma vez que a histerese apresentou-se baixa nos ensaios realizados;

O sistema rastreamento gera maior potência em relação ao sistema fixo;

Se considerarmos o maior valor de potência produzida, o sistema rastreável produz, aproximadamente, 2,5 (duas vezes e meia) mais energia que o fixo. Vale destacar que esse é o valor de potência máxima e não o valor de potência efetiva, junte-se a isto o fato que a energia elétrica, necessária para alimentar o rastreamento automático, não foi diminuída.

A tecnologia simplificada, o baixo custo, além da avaliação do ganho na conversão da energia solar em energia elétrica que este sistema com controlador rastreável apresenta em relação a um sistema fixo é como esperado, seguindo os resultados encontrados na bibliografia.

O protótipo mostrou-se uma ferramenta de valor didático para fins acadêmicos pois o uso da bancada resulta em um conhecimento mais aprofundado, levando os alunos a realizarem pesquisas, propor melhorias, buscar soluções, criticar, sendo sujeito ativo no processo de ensino-aprendizagem.

5.1. Trabalhos futuros

Entre as possíveis pesquisas a serem realizadas tendo como referência estes trabalhos podem ser citados:

Uma possível evolução do trabalho de proposto realizado é a análise da geração de energia do sistema durante o período de um ano, verificando o efeito sobre os diferentes rastreadores, como a alteração da zenital relativa do Sol afeta o sistema, observar as diferenças na incidência solar na bancada didática para simulação e

externo e obter uma análise mais realistas da aplicabilidade do uso de rastreadores dadas as condições locais;

Projeto de um sistema para painéis convencionais;

Verificação efeitos de consumo elétrico tanto para o sistema de bancada didática quanto ara um projeto industrial;

Mensurar ou avaliar os custos de manutenção para estrutura de rastreamento como também estudo de confiabilidade;

Atualmente são utilizados estrutura fixas podendo sofrer alterações em função das pesquisas e vantagens encontradas;

Capitulo VI

Capítulo VI

6. REFERÊNCIA BIBLIOGRAFIA

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APÊNDICE A – Código do Algoritmo

Código do algoritmo C++ utilizada no Arduino para o rastreado solar dois eixos da proposta de experimento.

/*<---> Autor <--->

*Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN *Programa Pós-Graduação Engenharia Mecânica

*Trabalho de Dissertação de Mestrado de Engenharia Mecânica

*Projeto: SISTEMA DE CONTROLE RASTREÁVEL PARA PAINÉIS FOTOVOLTAICOS: PROTÓTIPO *Aluno/Autor: Isaac Péricles Maia de Medeiros

*Revisado em: 27 de Junho de 2016 *e-mail: isaacmedeiros@gmail.com

*Orientador: Prof. Eng. Francisco de Assis Oliveira Fontes *Co-orientador: Prof. Eng. Cleiton Rubens Formiga Barbosa

*Laboratório de Energia da Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN *COMPILADOR POR: Plataforma de desenvolvimento do Arduíno. Versão 1.6.9 <---> Autor <--->*/

#include <Servo.h> // inclusão de biblioteca de controle dos Servos // Definição do Servo de controle horizontal e vertical

Servo horizontal; // Servo horizontal Servo vertical; // Servo vertical // Definição dos Limites de posição dos servos

int servoh = 180; // Valor inicial da posição do servo

int servohLimitHigh = 180; // Limite máximo da posição do servo horizontal int servohLimitLow = 0; // Limite mínimo da posição do servo horizontal int servov = 45; // Valor inicial da posição do servo

int servovLimitHigh = 110; // Limite máximo da posição do servo vertical int servovLimitLow = 0; // Limite mínimo da posição do servo vertical // Definição dos pinos dos sensores LDR

int sldrEI = 0; // Sensor LDR Esquerdo Inferior int sldrDI = 4; // Sensor LDR Direito Inferior int sldrES = 2; // Sensor LDR Esquerdo Superior int sldrDS = 1; // Sensor LDR Direito Superior //Variáveis de controle

int espera = 100; // Valor do tempo de espera em milissegundos entre as repetições do programa int tol = 10; // Valor da tolerância para o controle de verificação entre as médias dos sensores LDR void setup()

{

Serial.begin(9600); // Inicialização da porta serial em 9600 baud horizontal.attach(11); // Atribuição do servo horizontal ao pino digital 11 horizontal.write(servoh); // Atribuição da posição inicial ao servo horizontal vertical.attach(10); // Atribuição do servo vertical ao pino digital 10 vertical.write(servov); // Atribuição da posição inicial ao servo vertical

delay(3000); // Atraso de 3 segundos para a inicialização do programa }

void loop() {

// Recebendo e armazenando os valores dos sensores LDR nas entradas analógicas

int DS = analogRead(sldrDS); // Variável que recebe os valores do sensor Direita Superior int EI = analogRead(sldrEI); // Variável que recebe os valores do sensor Esquerdo Inferior int DI = analogRead(sldrDI); // Variável que recebe os valores do sensor Direita Inferior

// média aritmética entre os valores obtidos dos sensores LDR

int medS = (ES + DS) / 2; // Média entre os sensores superior esquerdo e superior direito int medI = (EI + DI) / 2; // Média entre os sensores inferior esquerdo e inferior direito int medE = (ES + EI) / 2; // Média entre os sensores superior esquerdo e inferior esquerdo int medD = (DS + DI) / 2; // Média entre os sensores superior direito e inferior direito int difVer = medS - medI; // Armazena a diferença entre as médias verticais

int difHor = medE - medD; // Armazena a diferença entre as médias horizontais Serial.print("Sv: "); Serial.print(servov); Serial.print(" "); Serial.print(" Sh: "); Serial.print(servoh); Serial.print(" ");

Serial.print(" Sup. Esq.: "); Serial.print(ES);

Serial.print(" ");

Serial.print(" Inf. Esq.: "); Serial.print(EI);

Serial.print(" ");

Serial.print(" Sup. Dir.: "); Serial.print(DS);

Serial.print(" ");

Serial.print(" Inf. Dir.: "); Serial.print(DI); Serial.print(" "); Serial.print(" M. Sup.: "); Serial.print(medS); Serial.print(" "); Serial.print(" M. Inf.: "); Serial.print(medI); Serial.print(" "); Serial.print(" M. Esq.: "); Serial.print(medE); Serial.print(" "); Serial.print(" M. Dir.: "); Serial.print(medD); Serial.print(" ");

Serial.print(" Dif. Ver.: "); Serial.print(difVer); Serial.print(" ");

Serial.print(" Dif. Hor.: "); Serial.print(difHor); Serial.print(" "); Serial.print(" Tempo: "); Serial.print(espera); Serial.print(" "); Serial.print(" Tol.: "); Serial.print(tol); Serial.println("");

if (-1*tol > difVer || difVer > tol) // Verificar está no ângulo vertical outra mudança tolerância {

if (medS > medI) {

if (servov > servovLimitHigh) {

servov = servovLimitHigh; }

}

else if (medS < medI) { servov= --servov; if (servov < servovLimitLow) { servov = servovLimitLow; } } vertical.write(servov); }

if (-1*tol > difHor || difHor > tol) // Verificar está no ângulo vertical outra mudança tolerância { if (medE > medD) { servoh = --servoh; if (servoh < servohLimitLow) { servoh = servohLimitLow; } }

else if (medE < medD)

No documento Sistema de controle rastreável para painéis fotovoltaicos: protótipo (páginas 107-137)