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Estratégias de rastreamento solar para sistemas FV planos

As vantagens em termos energéticos do rastreamento solar são conhecidas. A utilização de sistemas de rastreamento, por exemplo, pode aumentar em 20% o total de energia coletada anualmente em áreas típicas e em 30% nas áreas de alta incidência de irradiação solar direta. Por outro lado, a massificaçã...

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Main Author:	CAMPOS FILHO, Manoel Henriques de Sá
Other Authors:	TIBA, Chigueru
Format:	masterThesis
Language:	por
Published:	Universidade Federal de Pernambuco 2020
Subjects:	Energia solar Estratégias de rastreamento solar Rastreamento solar Painéis fotovoltaicos Concentradores solares
Online Access:	https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/35932
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spelling	ir-123456789-359322020-01-10T05:16:51Z Estratégias de rastreamento solar para sistemas FV planos CAMPOS FILHO, Manoel Henriques de Sá TIBA, Chigueru http://lattes.cnpq.br/8654183379825397 http://lattes.cnpq.br/9914659189514029 Energia solar Estratégias de rastreamento solar Rastreamento solar Painéis fotovoltaicos Concentradores solares As vantagens em termos energéticos do rastreamento solar são conhecidas. A utilização de sistemas de rastreamento, por exemplo, pode aumentar em 20% o total de energia coletada anualmente em áreas típicas e em 30% nas áreas de alta incidência de irradiação solar direta. Por outro lado, a massificação da produção de componentes eletrônicos tornou essa tecnologia muito acessível em termos econômicos, de tal forma que hoje em dia existem disponíveis no mercado mundial centenas de seguidores solares com diferentes graus de precisão e estratégias de acompanhamento solar. Atualmente, a aplicação desses sistemas no Brasil tem várias inconveniências associadas a custos, dificuldades de manutenção e dependência tecnológica, entre outras. Pelo que antecede, foi desenvolvido um sistema multi rastreador com quatro estratégias de acompanhamento solar. Essas estratégias compreenderam uma posição fixa polar, uma posição atualizada a cada minuto com o ângulo solar, outra cuja função foi corrigir erros de posicionamento da anterior por realimentação da energia gerada e finalmente uma última que dividia o ângulo total de rastreamento diário em sete intervalos discretos. Todas compartilharam uma janela de medição de um minuto durante todo o dia. Para atingir a precisão de projeto, foi utilizado um motor de passo com redutor que permitiu alcançar uma resolução de 0,09° por passo. Para medir os ângulos, foi incluído um acelerômetro com acurácia de 0,1°. Além disso, o sistema ainda teve um módulo GPS para medição das coordenadas geográficas e um módulo transceptor de radiofrequência para comunicação e gerenciamento à distância por um sistema mestre. O controle do conjunto foi realizado por meio de um microprocessador e seu firmware desenvolvido na linguagem C pôde ser atualizado via radiofrequência. Quanto aos resultados, os ganhos em relação à posição fixa polar foram os esperados considerando o clima do período. Os erros de rastreamento foram inferiores a 0,14° em média. As estratégias associadas ao rastreamento diário tiveram desempenho equivalente, mesmo aquela responsável por apenas 7 intervalos. CAPES The advantages of solar tracking are well known in terms of energy harnessing. The usage of such systems, for instance, can increase about 20% the total collected energy in typical sites and about 30% in areas of high direct irradiation incidence. On the other hand, by means of massive electronic components production, the technology became affordable in such a way that hundreds of solar trackers arose in the world market, with several accuracy degrees and tracking strategies. Nowadays, in Brazil, those systems have many inconveniences, some associated with acquisition costs, others related to difficulties in maintenance, besides the technological dependence. In this scenario, the main proposal of this approach is the development and evaluation of a single axis multiple tracking system that can accomplish four different tracking strategies: fixed polar mount; continuous tracking; utilization of the energy output as a feedback; and the division of the total tracking angle in seven discrete intervals. All the strategies shared the same window of time within one minute to execute their tasks. In order to increase precision, a stepper motor coupled with a 1:20 reductor was included in the system, reaching a resolution of 0.09°. To measure the angles, an accelerometer based device with accuracy of 0.1° was also included. Besides, as a part of the tracker, there was a GPS module to get the geographic position and a radio frequency transceiver module to allow external management, control and data exchange with the master system. A microprocessor was used to coordinate all functions and modules. Its program was developed in C and the firmware update is done by means of that radio frequency module. Regarding the results, all gains when compared to the fixed polar position had the expected values taking in account the weather conditions of the period. The tracking angle errors were low to the purposes of the experiment, below 0.14° on average. It was concluded that there were no significant differences in the power output among the last three tracking strategies, even the one that uses only seven discrete intervals. 2020-01-09T15:29:05Z 2020-01-09T15:29:05Z 2014-07-25 masterThesis CAMPOS FILHO, Manoel Henriques de Sá. Estratégias de rastreamento solar para sistemas FV planos. 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologias Energéticas e Nucleares) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2019. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/35932 por openAccess http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ application/pdf Universidade Federal de Pernambuco UFPE Brasil Programa de Pos Graduacao em Tecnologias Energeticas e Nuclear
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Estratégias de rastreamento solar para sistemas FV planos

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