Desenvolvimento de um sistema mecatrônico para posicionamento de um painel fotovoltaico e comparação com painel fixo

Abstract

Uma parcela da população brasileira vive em comunidades rurais isoladas sem acesso a rede de distribuição de energia elétrica. Como as concessionárias de energia elétrica alegam a inviabilidade econômica para instalar linhas de transmissão para abastecer essas comunidades, instituições e órgãos, como o Ministério de Minas e Energias, apóiam pesquisas para desenvolvimento de sistemas de geração de energias renováveis como eólica, biomassa, solar, etc., que sejam economicamente viáveis para abastecer de energia elétrica e promover o desenvolvimento econômico e social dessas localidades. No campo da energia solar, materiais semicondutores, usados na fabricação de células solares, e sistemas de rastreamento solar vêm sendo estudados e desenvolvidos visando aumentar a eficiência na geração de energia elétrica por parte dos painéis solares. Nesse trabalho foi desenvolvido um sistema mecatrônico capaz orientar um painel solar utilizando um algoritmo que calcula a trajetória do Sol a cada instante do ano. O sistema é constituído de dois eixos de rotação que, individualmente, são responsáveis pela movimentação diária e anual do painel rastreando o Sol. Tal configuração possibilitou o desenvolvimento de um protótipo simples, tanto no que diz respeito ao algoritmo de controle, quanto na sua eletromecânica. Foi feita a comparação entre as eficiências elétricas do sistema móvel construído e de um painel fixo, expostos as mesmas condições de insolação, e verificado um aumento médio na geração de energia elétrica de 39 4%. A análise de custos mostrou que o gasto suplementar com o protótipo mecanizado e instrumentado é 6% menos custoso, quando comparado ao sistema fixo, o que indica sua viabilidade econômica. Tais resultados confirmam a importância do investimento em pesquisa no aumento da geração de energia elétrica através sistemas de painéis solares fotovoltaicos que rastreiam o Sol e a possibilidade da implantação desse tipo de sistema em localidades desassistidas pelas concessionárias de distribuição elétrica, promovendo assim um maior desenvolvimento social e econômico local.