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SolarSpotter: Dispositivo de monitoramento de hot-spots em painéis solares

Resumo do projeto

O projeto “SolarSpotter: Dispositivo de monitoramento de hot-spots em painéis solares” consiste no desenvolvimento de um dispositivo de monitoramento de temperaturas de painéis solares fotovoltaicos visando detecção de problemas antes que eles se tornem mais graves. Para que isso seja possível, foi desenvolvido um protótipo, que junto de seu aplicativo, tem como um dos objetivos, fazer a comunicação entre o protótipo e o smartphone, possibilitando assim o envio de notificações de alerta ao usuário caso haja irregularidades nos módulos que estão sendo monitorados, como os pontos quentes. Após uma abrangente pesquisa bibliográfica, evidenciou-se que os hot-spots são a fonte principal de falhas e degradação dos módulos fotovoltaicos, podendo resultar em graves problemas, por exemplo, incêndios gerados pela queima do painel solar, se não feita a manutenção para removê-los quando identificados. Nessa perspectiva um dos fatores responsáveis por causar o aparecimento dos hot-spots, são os sombreamentos causado por fenômenos naturais como folhas, dejetos de pássaros, sombras provocadas por nuvens ou arborização e pela falta de manutenção nos módulos, resultando em acúmulo de sujeira, também há a possibilidade de que a instalação dos módulos tenha sido realizada de maneira incorreta ou existir algum defeito de fabricação. Sabendo de todas as situações que podem degradar os módulos, considera-se necessário o monitoramento constante dos painéis solares. Inicialmente o sistema é constituído por um microcontrolador (ESP32), responsável por fazer com que o protótipo seja pareado com aplicativo via conexão com a internet e receber os dados gerados pelo sensor termográfico (MLX90640), capaz de comparar as temperaturas das células solares e, enviar os dados em uma matriz 24×32. O protótipo está sendo planejado para utilizar conexão WI-FI, possibilitando acessar os dados de temperatura e as imagens termográficas do painel em tempo real pelo aplicativo, que tem como finalidade enviar notificações aos usuários em caso de irregularidades de temperatura nos módulos. Considerando os dados obtidos durante o projeto, com testes no qual foram criados cenários variados para forçar o surgimento de hot-spots nos módulos fotovoltaicos, para que dessa forma pudesse ser analisado e concluído se o projeto conseguiu cumprir com seus objetivos, pode-se verificar que o objetivo de construir um dispositivo capaz de monitorar, em tempo real, as diferenças de temperatura de um módulo fotovoltaico foi alcançado parcialmente até o momento. Faltando apenas enviar os dados medidos ao servidor online e visualizar em um aplicativo para smartphone. Através dos custos de aquisição dos componentes envolvidos no desenvolvimento do protótipo, é notável que o valor do dispositivo é significativamente baixo em relação a uma inspeção termográfica, visto que essa revista é feita periodicamente. Além disso, comparado as perdas que se pode obter no sistema, a aquisição do sistema se mostra relevante, com custo de aquisição dos componentes de R$ 519,63. Partindo da necessidade do público-alvo, pode-se considerar que a pesquisa é relevante, visto que o monitoramento das temperaturas dos módulos fotovoltaicos é necessário para que haja, além de um bom funcionamento do sistema, segurança para a instalação e menos prejuízos futuros com manutenções. Através da observação dos dados coletados, verifica-se que existem consideráveis avanços e melhorias possíveis na pesquisa, o que motiva para a continuação do trabalho a fim de aprimorar o dispositivo, alcançando um produto potencialmente comerciável, considerando que no momento o sensor utilizado possui algumas restrições de alcance e resolução que, com alguns ajustes podera ser resolvido, porém elevando significativamente seu valor. Palavras-chave: Pontos quentes. Sombreamento. Módulo. Termografia. Monitoramento.

Alunos

Valentina Fernandes Kern dos Santos
Murilo Nizzola de Souza
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Orientadores

Diego Ramos Moreira

Instituição

Fundação Escola Técnica Liberato Salzano Vieira da Cunha
Novo Hamburgo /
  Novo Hamburgo –  
  RS –
  Brazil

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