Protótipo de rastreador solar de um eixo baseado em microcontrolador

The increase in the efficiency of photo-voltaic systems has been the object of various studies the past few years. One possible way to increase the power extracted by a photovoltaic panel is the solar tracking, performing its movement in order to follow the sun’s path. One way to activate the tracking system is using an electric induction motor, which should have sufficient torque and low speed, ensuring tracking accuracy. With the use of voltage source inverters and logic devices that generate the appropriate switching is possible to obtain the torque and speed required for the system to operate. This paper proposes the implementation of a angular position sensor and a driver to be applied in solar tracker built at a Power Electronics and Renewable Energies Laboratory, located in UFRN. The speed variation of the motor is performed via a voltage source inverter whose PWM command to actuate their keys will be implemented in an FPGA (Field Programmable Gate Array) device and a TM4C microcontroller. A platform test with an AC induction machine of 1.5 CV was assembled for the comparative testing. The angular position sensor of the panel is implemented in a ATMega328 microcontroller coupled to an accelerometer, commanded by an Arduino prototyping board. The solar position is also calculated by the microcontroller from the geographic coordinates of the site where it was placed, and the local time and date obtained from an RTC (Real-Time Clock) device. A prototype of a solar tracker polar axis moved by a DC motor was assembled to certify the operation of the sensor and to check the tracking efficiency.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

O aumento da eficiência de sistemas foto-voltaicos tem sido alvo de diversos estudos nos últimos anos. Uma das formas possíveis de aumentar a potência extraída por um painel foto-voltaico é o rastreamento solar, realizando a sua movimentação de modo a seguir a trajetória do sol. Esta movimentação exige que o motor elétrico empregado possua torque suficiente e baixa velocidade, garantindo a precisão do rastreamento. Com o uso de inversores tipo fonte de tensão e de dispositivos que gerem a lógica de chaveamento adequada é possível obter o torque e a velocidade necessários para o funcionamento do sistema. Este trabalho descreve a implementação de um sistema de controle de posição a ser aplicado no rastreador solar construído no Laboratório de Eletrônica de Potência e Energias Renováveis, situado na UFRN. A variação da velocidade do motor é realizada através de um inversor tipo fonte de tensão cujo comando PWM para acionamento das chaves será gerado por um dispositivo microcontrolador dedicado. O sensor utilizado para medição da inclinação do painel é um sensor de estado sólido do tipo acelerômetro interfaceado ao microcontrolador. A posição solar é também calculada pelo microcontrolador à partir das coordenadas geográficas do ponto de instalação, e da data e hora locais obtidas a partir de um dispositivo RTC (Real-Time Clock). Um protótipo de rastreador solar polar de um eixo, movimentado por um motor CC, foi montado para atestar o funcionamento do sensor e verificar se o rastreamento é realizado de forma eficiente.