Desenvolvimento de um protótipo de circuito sensor de intensidade solar de baixo custo
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Data
2020
Tipo de documento
Monografia
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Área do conhecimento
Engenharias
Modalidade de acesso
Acesso aberto
Editora
Autores
Da Rolt, Rafael de Araujo Figueredo
Orientador
Esswein, Jorge Alberto Lewis Junior
Coorientador
Resumo
This project aims to develop a solar intensity sensor device, specifically an electronic circuit based on a photodiode as a sensor, which has been tested to define its linearity in relation to a reference photovoltaic panel, in addition to tests to define transfer functions. Two similar circuits were developed and tested with the only difference existing in the operational amplifier used, and these sensor circuits aim to be low-cost and easy-to-use devices, not requiring specialized labor, neither a big meteorological installation to support it. These devices were developed with a base photodiode and a posterior amplifier circuit for linear amplification of the diode current, thus making it an economical and sensibly reliable sensor for application in various activities that require the sensing of the intensity of solar irradiance, focusing on this work the application related to renewable energy matrices such as solar energy. Finally, two studies were carried out to verify its linearity and sensitive precision, so it was found that one of the sensors under study obtained its viability in the possible replacement of reference photovoltaic plates used in solar plants, and despite the use of the same device in applications where a pyranometer would be underutilized equipment, in addition to its use for applications in academic studies and the maker community.
Este projeto tem como finalidade o desenvolvimento de um dispositivo sensor de intensidade solar, especificamente um circuito eletrônico baseado em um fotodiodo como sensor, o qual foi testado para definir a sua linearidade em relação a um painel fotovoltaico de referência, além de testes para definição de suas funções de transferências. Foram desenvolvidos e testados dois circuitos semelhantes com a única diferença existente no amplificador operacional utilizado, e esses circuitos sensores tem por objetivo serem dispositivos de baixo custo e fácil utilização, não necessitando de mão de obra especializada, tampouco de instalações meteorológicas de grande porte para comportá-lo. Desenvolveu-se esses dispositivos através de um fotodiodo de base e um circuito amplificador posterior para um amplificação linear da corrente do diodo, assim tornando-o um sensor econômico e sensivelmente confiável para aplicação em atividades diversas que necessitem do sensoriamento da intensidade de irradiância solar, tendo como foco nesse trabalho a aplicação relacionada a matrizes renováveis de energia como a energia solar. Por fim foram realizados dois estudos para constatar sua linearidade e precisão sensível, assim sendo foi constatado que um dos sensores em estudo obteve sua viabilidade na possível substituição de placas fotovoltaicas de referência utilizadas em usinas solares, e não obstante para a utilização do mesmo dispositivo em aplicações aonde um piranômetros seria um equipamento subaproveitado, além da utilização do mesmo para aplicações de estudos acadêmicos e da comunidade maker.
Este projeto tem como finalidade o desenvolvimento de um dispositivo sensor de intensidade solar, especificamente um circuito eletrônico baseado em um fotodiodo como sensor, o qual foi testado para definir a sua linearidade em relação a um painel fotovoltaico de referência, além de testes para definição de suas funções de transferências. Foram desenvolvidos e testados dois circuitos semelhantes com a única diferença existente no amplificador operacional utilizado, e esses circuitos sensores tem por objetivo serem dispositivos de baixo custo e fácil utilização, não necessitando de mão de obra especializada, tampouco de instalações meteorológicas de grande porte para comportá-lo. Desenvolveu-se esses dispositivos através de um fotodiodo de base e um circuito amplificador posterior para um amplificação linear da corrente do diodo, assim tornando-o um sensor econômico e sensivelmente confiável para aplicação em atividades diversas que necessitem do sensoriamento da intensidade de irradiância solar, tendo como foco nesse trabalho a aplicação relacionada a matrizes renováveis de energia como a energia solar. Por fim foram realizados dois estudos para constatar sua linearidade e precisão sensível, assim sendo foi constatado que um dos sensores em estudo obteve sua viabilidade na possível substituição de placas fotovoltaicas de referência utilizadas em usinas solares, e não obstante para a utilização do mesmo dispositivo em aplicações aonde um piranômetros seria um equipamento subaproveitado, além da utilização do mesmo para aplicações de estudos acadêmicos e da comunidade maker.
Palavras-chave
Sensoriamento solar, Irradiância solar, Energia solar