Sistema de energia solar de rastreamento solar

Introdução

Fontes de energia

Com o desenvolvimento crescente, surge a necessidade subsequente de energia para todas as partes da vida humana. A principal fonte de energia é a natureza, que fornece diversas fontes, como os combustíveis fósseis. Os recursos naturais podem ser classificados em fontes de energia não renováveis ​​e não renováveis.

Fontes não renováveis ​​de energia como carvão, petróleo e gás natural são usadas principalmente, mas não podem ser repostas. Além disso, fatores como aquecimento global e aumento contínuo do combustível criam obstáculos no uso dessas fontes de energia.

Doravante, a única maneira é usar fontes renováveis ​​de energia, que podem ser reabastecidas e substituídas. Exemplos são a energia eólica, a energia solar, a energia térmica.

Desta energia solar é a mais primária.

Confira o projeto ao vivo de Painel solar de rastreamento solar

Sol como fonte de energia

A fusão nuclear no núcleo ativo do sol produz uma temperatura interna de 10⁷K e um fluxo interno de radiação de distribuição espectral desigual. Esta radiação interna é absorvida nas camadas passivas externas que são aquecidas a cerca de 5800K. Essa radiação gera energia luminosa na forma de fótons que carregam uma grande quantidade de energia e momento. Esses fótons podem ser desviados ou absorvidos durante sua jornada do Sol à Terra.

A Terra recebe energia de radiação solar de aproximadamente 1,73 * 10¹⁴KW. Esta energia recebida continuamente se integra a uma energia total de 5,46 * 10^{vinte e um}MJ por ano. Assim, a energia solar é a fonte de energia mais relevante necessária para atender à crescente demanda da humanidade.

Existem três maneiras diferentes de reunir essa energia, com base no tipo de coletor:

• Coletores de placa plana são o tipo de coletor mais comumente usado hoje. Eles são matrizes de painéis solares dispostos em um plano simples.
• Os coletores de foco são essencialmente coletores de plano plano com dispositivos ópticos dispostos para maximizar a radiação que incide sobre o foco do coletor. Atualmente, eles são usados ​​apenas em algumas áreas dispersas. Os fornos solares são exemplos desse tipo de coletor.
• Os coletores passivos são completamente diferentes dos outros dois tipos de coletores. Os coletores passivos absorvem a radiação e a convertem em calor naturalmente, sem serem projetados e construídos para isso.

Painéis solares

Fora dessas placas planas, os coletores são os mais amplamente usados. Um exemplo é um painel solar.

Um painel solar é um aglomerado de células solares organizadas em uma matriz. Esses painéis podem reunir energia entre 10 a 300W.

Uma célula solar é um dispositivo semicondutor de duas camadas usado para absorver a radiação. Funciona segundo o princípio da energia fotovoltaica, o que implica a geração de tensão por luz incidente. Quando a luz incide sobre as camadas, ela excita os elétrons, fazendo-os saltar de uma camada para outra, formando uma carga elétrica.

Fonte da imagem - etap - etap

O típico sistema de recebimento de energia solar consiste nas seguintes partes

1. Painel solar - para coletar energia.
2. Inversor- Para converter a energia DC recebida em AC.
3. Bateria- Para armazenar a energia DC recebida.

Montagem de Painéis Solares

Uma das principais limitações no uso de painéis solares está na maneira como são montados para receber o máximo de energia luminosa do sol.

Os fatores que afetam a produção ou a eficiência do painel solar são os seguintes:

• Direção: No caso de o local ser o hemisfério norte, os painéis devem estar voltados para o norte e o local ser o hemisfério sul, os painéis devem estar voltados para o sul.
• Inclinação ou orientação : Os painéis solares devem ter uma inclinação igual à latitude de sua localização. Conforme a inclinação da rotação da Terra muda, os painéis solares precisam ser ajustados para obter o máximo de luz.
• Tipo de superfície : Uma superfície mais ampla é preferível, pois recebe uma quantidade máxima de luz solar.

Para uma montagem eficiente dos painéis, de modo que recebam a luz solar adequada, são utilizados dispositivos chamados Trackers que apontam os painéis para o solo.

Existem dois tipos de rastreadores:

uma. Rastreador Passivo :

Os rastreadores passivos utilizam um sistema pelo qual um líquido se move conforme é aquecido pelo sol e é utilizado para mover o painel, retornando automaticamente à posição correta pela manhã. É constituído por dois tanques tubulares colocados nas laterais do painel solar de forma que, caso o painel não esteja alinhado com o sol, o líquido nos tanques aquece de forma desigual causando uma diferença de pressão. Essa diferença de pressão, por sua vez, faz com que o líquido se mova em direção ao tanque com baixas temperaturas. Assim, à medida que o nível de líquido flutua entre os dois tanques, a mudança no peso faz com que a gravidade gire o rastreador junto com a orientação do sol. Eles são mais baratos e não requerem aparelhos elétricos e requerem menos manutenção. No entanto, os mecanismos convencionais de detecção de luz podem não ser precisos durante dias nublados e também não são eficientes.

b. Rastreador Ativo :

Um Active Tracker geralmente consiste em motores como um servo motor ou um Motor de passo para girar o painel. Idealmente, a radiação solar atinge o painel em ângulos de 90⁰. O motor mantém o painel nesse ângulo, para receber a radiação máxima. O controle do motor pode ser feito de uma das duas formas. Uma maneira é usar um sistema eletrônico para calcular a posição astronômica do sol em um determinado local e, consequentemente, girar o painel solar em uma orientação perpendicular ao sol em intervalos de tempo predefinidos. Outro controle é usar um arranjo de sensor para sentir o brilho no céu e girar o painel em ângulos retos com a orientação do sol.

Aplicação do Método Acima

Aplicação de montagem de painéis solares

O motor de passo é controlado usando o microcontrolador 8051 , através do driver de relé IC ULN2003A. Ele consiste no painel de baixa potência em seu eixo e fornece uma rotação de 0 a 180⁰ rotações em intervalos de 5 segundos cada. Esta rotação do motor de passo corresponde à rotação da Terra em torno do sol, o que é responsável por 180⁰ mudanças na direção da Terra em relação ao sol. O motor de passo é programado para fornecer rotação de 90⁰ na maior parte do tempo.