Sistema de rastreamento solar automático baseado em algoritmo de posição solar aplicado a um refletor fresnel linear
| Orientador(a) (dc.contributor.advisor) | Macagnan, Mario Henrique | |
| Lattes Orientador(a) (dc.contributor.advisorLattes) | http://lattes.cnpq.br/9129454582576885 | pt_BR |
| Autor(a) (dc.contributor.author) | Oliveira, Álvaro Daniel de | |
| Autor(a) Lattes (dc.contributor.authorLattes) | http://lattes.cnpq.br/5538242905754210 | pt_BR |
| Data de Disponibilização (dc.date.accessioned) | 2019-07-16T16:14:47Z | |
| dc.date.available (dc.date.available) | 2019-07-16T16:14:47Z | |
| Data da defesa / Data do evento (dc.date.issued) | 2018-12-21 | |
| Abstract (dc.description.abstract) | The use of solar energy can be a significant alternative to meet the growing demand for energy. In this context, solar concentrators have emerged as a very promising option. This research presents a model of automation of a solar tracker that dispenses the use of sensors to determine the position of the Sun. This determination is made only based on astronomical aspects, using an algorithm for calculating ephemeris, through which it is possible to predict the solar position by determining the values of the azimuth angles and solar elevation through time counting data constantly updated by a clock applied to the equation programmed in an Arduino module. For this, a comparison was made between two equation methods of apparent solar position, one of them based on Duffie and Beckman (2013) and the other based on Reda and Andreas (2008), the latter has the advantage of having a known uncertainty of 0.0003°, and the disadvantage of requiring a much more complex equation compared to the first method. Through simulations to obtain the required accuracy value that the tracking method should have to remain within the limits of the absorver area. It was verified that only the second method could provide the values within the required range of 0.2°. To confirm the applicability of the calculated values in the programming, it was simulate in the Tonatiuh software, in addition to measurements made directly on the mirrors, through a slope sensor with a resolution of 0.2°. The results obtained in the calculations were satisfactory, since they presented values very close to the simulated ones (maximum difference of 0,1º between both), whereas for the measured ones, the maximum difference for the calculated value was of 0.14º. After this confirmation, the values obtained in the programming have been applied in the positioning of a step motor responsible for the activation of a set of 14 mirrors coupled to each other and designed to concentrate the radiation in an absorber, using the technology of Fresnel Linear Reflector. This movement uses only one trigger, based on the observation that the values of the angular difference between the mirrors remain constant throughout the day. | en |
| Resumo (dc.description.resumo) | O aproveitamento da energia solar pode ser uma alternativa muito importante para o atendimento da demanda cada vez maior por energia. Neste contexto, os concentradores solares acabam surgindo como uma opção bastante promissora. O presente trabalho apresenta um modelo de automação de um rastreador solar que dispensa o uso de sensores para determinação da posição do Sol. Esta determinação é feita apenas com base em aspectos astronômicos, utilizando um algoritmo para cálculo de efemérides, através do qual é possível prever a posição solar determinando os valores dos ângulos de azimute e de elevação solar através de dados de contagem de tempo constantemente atualizados por um relógio aplicado ao equacionamento programado em um módulo Arduíno. Para isso foi realizado um comparativo entre dois métodos de equacionamento de posição solar aparente, sendo um deles baseado em Duffie e Beckman (2013) e o outro o método baseado no trabalho de Reda e Andreas (2008), este último, com a vantagem de apresentar uma incerteza conhecida de 0,0003º, e a desvantagem de exigir um equacionamento muito mais complexo em relação ao primeiro método. Através de simulações para obter o valor da precisão necessária que o método de rastreamento deveria ter para se manter dentro dos limites da área de concentração do sistema absorvedor, foi verificado que apenas o segundo método poderia fornecer os valores dentro da faixa exigida de 0,2º. Para confirmar a aplicabilidade dos valores calculados na programação, foram realizadas simulações no programa Tonatiuh, além de medições realizadas diretamente nos espelhos através de um sensor de inclinação com resolução de 0,2°. Os resultados obtidos nos cálculos se mostraram satisfatórios, pois apresentaram valores muito próximos aos simulados (diferença máxima de 0,10º entre ambos), enquanto que para os medidos, a diferença máxima para o valor calculado foi de 0,14º. Após essa confirmação, os valores de posição solar obtidos na programação passaram a ser aplicados no posicionamento de um motor de passo responsável pelo acionamento de um conjunto de 14 espelhos acoplados entre si e projetados para concentrar a radiação em um absorvedor, utilizando a tecnologia do refletor Fresnel linear. Essa movimentação utiliza apenas um acionador, baseado na observação de que os valores da diferença angular entre os espelhos se mantêm constantes ao longo do dia. | pt_BR |
| Agência de fomento (dc.description.sponsorship) | CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior | pt_BR |
| URI (dc.identifier.uri) | http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/8659 | |
| Idioma (dc.language) | pt_BR | pt_BR |
| Nome da instituição (dc.publisher) | Universidade do Vale do Rio dos Sinos | pt_BR |
| País da Instituição (dc.publisher.country) | Brasil | pt_BR |
| Departamento (dc.publisher.department) | Escola Politécnica | pt_BR |
| Sigla da Instituição (dc.publisher.initials) | Unisinos | pt_BR |
| Programa (dc.publisher.program) | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica | pt_BR |
| Direitos de acesso ao documento (dc.rights) | openAccess | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Energia solar | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Refletor Fresnel linear | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Rastreador solar | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Solar energy | en |
| Assunto (dc.subject) | Linear Fresnel reflector | en |
| Assunto (dc.subject) | Solar tracker | en |
| Tema (CNPq) (dc.subject.cnpq) | ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Mecânica | pt_BR |
| Título (dc.title) | Sistema de rastreamento solar automático baseado em algoritmo de posição solar aplicado a um refletor fresnel linear | pt_BR |
| Tipo de arquivo (dc.type) | Dissertação | pt_BR |
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