Apresentação do projeto
Este projeto propõe um estudo experimental comparativo da energia elétrica gerada por dois painéis fotovoltaicos idênticos, instalados no mesmo local e submetidos às mesmas condições ambientais. Um dos painéis permanecerá em posição fixa, enquanto o outro será instalado sobre uma estrutura móvel de rastreamento solar.
Inspirada no comportamento de um girassol, a estrutura móvel utilizará sensores LDR, servomotores e um ESP32 para buscar a região de maior luminosidade. O objetivo será manter a superfície do painel móvel orientada o mais próximo possível da incidência perpendicular dos raios solares, enquanto o painel fixo permanecerá com orientação constante durante todo o período de observação.
Problema de pesquisa
Em quanto a energia elétrica gerada por um painel fotovoltaico dotado de sistema de rastreamento solar difere daquela gerada por um painel fotovoltaico fixo de mesmas especificações, quando ambos são submetidos às mesmas condições ambientais?
Objetivos
Objetivo geral
Comparar a energia elétrica fornecida por um painel fotovoltaico dotado de sistema de rastreamento solar com aquela fornecida por um painel fotovoltaico fixo de mesmas especificações, quantificando as diferenças absoluta e percentual durante o período experimental.
Objetivos específicos
- Construir e configurar os protótipos móvel e fixo em condições experimentais comparáveis.
- Implementar o sistema de rastreamento solar utilizando ESP32, sensores LDR e servomotores.
- Definir e validar um circuito de carga que permita comparar os painéis sem interferência elétrica indevida entre eles.
- Verificar a calibração dos módulos INA219 e dos respectivos canais de medição.
- Registrar periodicamente a tensão, a corrente e a potência elétrica fornecidas por cada painel à carga experimental.
- Calcular a energia elétrica acumulada por meio da integração numérica da potência no tempo.
- Armazenar localmente as medições em cartão microSD, preservando a data e o horário em que foram coletadas.
- Transmitir as medições ao banco de dados, inclusive após eventuais interrupções de conectividade, sem perder sua referência temporal.
- Comparar o desempenho dos painéis por meio de valores absolutos, diferenças percentuais, gráficos e análise estatística.
- Disponibilizar os dados e os indicadores do experimento em um dashboard eletrônico.
Hipóteses
Considerando dois painéis fotovoltaicos de mesmas especificações, submetidos às mesmas condições ambientais e a condições experimentais comparáveis de carga, espera-se que o painel equipado com rastreamento solar forneça maior quantidade de energia elétrica acumulada durante o período de observação. Essa expectativa decorre da capacidade do sistema móvel de manter a superfície do painel mais próxima da orientação perpendicular aos raios solares ao longo do dia.
Hipótese nula (H₀)
Não existe diferença estatisticamente significativa entre a energia elétrica acumulada fornecida pelo painel fotovoltaico com rastreamento solar e aquela fornecida pelo painel fotovoltaico fixo, quando ambos são submetidos às mesmas condições ambientais e experimentais.
Hipótese alternativa (H₁)
O painel fotovoltaico equipado com sistema de rastreamento solar fornece uma quantidade de energia elétrica acumulada estatisticamente superior àquela fornecida pelo painel fotovoltaico fixo, quando ambos são submetidos às mesmas condições ambientais e experimentais.