SISTEMA DE RASTREAMENTO SOLAR, VISANDO AUTOMATIZAR ENSAIOS NA PRODUÇÃO DE ENERGIA

Monografia a apresentada como requisito parcial para obtenção do título de ENGENHEIRO DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO na Universidade Estadual do Rio Grande do Sul.
Aluno: Daniel Cardoso Dimer
Orientador: Prof. Dr. João Alvarez Peixoto
Co-orientador: Prof. Elton Gimenez Rossini
Banca Examinadora: Prof. Dr. André Borin Soares e Prof. Dr. Rafael Haag

Resumo: Este estudo apresenta o desenvolvimento de um sistema de rastreamento solar automatizado para painéis fotovoltaicos, com foco em otimizar a captação de energia solar e fornecer uma ferramenta prática para análises acadêmicas voltadas a estudantes de Engenharia de Energia. A automação do sistema foi projetada para ajustar dinamicamente a posição do painel fotovoltaico, acompanhando a trajetória do sol ao longo do dia e maximizando a eficiência na geração de energia. O protótipo desenvolvido utiliza o módulo microcontrolador ESP8266, motores de passo Nema 17, e drivers TB6600, que operam em conjunto para possibilitar o movimento em dois eixos, ajustando a inclinação e a orientação do painel. A programação foi realizada em linguagem C/C++ na plataforma Arduino, permitindo o controle automatizado e a coleta de dados em tempo real. A metodologia incluiu experimentos em campo, comparando o desempenho do sistema de rastreamento solar com um sistema fixo, tradicionalmente utilizado. Os resultados demonstraram que o sistema automatizado apresentou um desempenho superior, especialmente nas primeiras e últimas horas do dia, momentos em que a incidência solar no sistema fixo é limitada devido à falta de ajustes dinâmicos. Além disso, o rastreador solar proporcionou maior consistência na geração de energia ao longo do dia, comprovando sua eficácia. Este projeto integra conhecimentos de diversas disciplinas do curso de Engenharia de Controle e Automação, incluindo Algoritmos e Programação, Eletrônica Digital, Microprocessadores, Física Mecânica, Circuitos Elétricos, integração de sistemas de automação e Metrologia, entre outras, destacando a aplicabilidade prática dos conteúdos acadêmicos no desenvolvimento de soluções tecnológicas. Para trabalhos futuros, sugere-se a inclusão de sensores de inclinação e bússolas eletrônicas para permitir a autoverificação da posição do painel e eliminar a necessidade de ajustes manuais. Adicionalmente, a integração de comunicação IoT permitirá a coleta automática de dados sobre inclinação e orientação, tornando o sistema completamente autônomo e apto a enviar informações em tempo real para monitoramento remoto. A implementação bem-sucedida deste projeto não apenas evidencia a viabilidade técnica da automação do rastreamento solar, mas também destaca seu potencial como ferramenta educativa e base para o desenvolvimento de tecnologias inovadoras no campo das energias renováveis. Este trabalho contribui significativamente para o avanço do conhecimento em sistemas de energia solar automatizados, proporcionando uma plataforma prática e eficiente para futuros estudos e melhorias tecnológicas.

Palavras-chaves: Controle e automação, eficiência energética, energia renovável, energia solar, rastreamento solar, sistemas de dois eixos.

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