6745 CT – Sistema de monitoramento e diagnóstico de falhas para arranjos fotovoltaicos

Última modificação: Sexta-feira, 26 de fevereiro de 2021

Autores: Maria Clara Moreira Alves de Araújo; Miguel de Oliveira Ferreira Soares

Orientador: Bruno Macedo Gonçalves

Coorientador: Listz Simões de Araújo

 

Resumo

Uma das formas de garantir o funcionamento adequado dos arranjos fotovoltaicos se dá através do monitoramento da sua produção de energia aliado a uma estratégia que vise detectar e identificar rapidamente possíveis falhas ou defeitos no sistema. Estas medidas são essenciais para manter o alto nível de desempenho, reduzir os custos de manutenção e operação, além de assegurar um retorno mais rápido do investimento. Dentre as formas de identificação e diagnóstico de falhas, destacam-se os métodos baseados na caracterização e análise das curvas corrente-tensão (I-V) dos geradores fotovoltaicos. As curvas I-V fornecem informações detalhadas sobre os parâmetros elétricos dos geradores, permitindo avaliar e monitorar a sua qualidade e desempenho. Neste contexto, este trabalho visa o desenvolvimento e a implementação de um dispositivo que permita monitorar as variáveis elétricas e ambientais em um gerador fotovoltaico de pequeno porte e obter, de forma automática e remota, a sua curva característica I-V afim de caracterizar, executar ensaios de desempenho e realizar a análise e diagnóstico de falhas e defeitos no sistema fotovoltaico. Para o desenvolvimento do trabalho, os conceitos pertinentes foram revisados com o intuito de ter embasamento para a definição e implementação do dispositivo proposto. Após a revisão, foi definido a arquitetura do sistema e seus elementos. Utilizou-se o método da carga capacitiva para traçar a curva I-V e empregou-se o microcontrolador ESP32 para realizar o controle, supervisão e comunicação do equipamento. Ademais, incorporaram-se ao sistema sensores de ângulo absoluto, Sistema de Posicionamento Global (GPS) e barômetro com o objetivo de estudar as perdas causadas pelo posicionamento dos módulos em relação ao Sol. Foram realizadas simulações para o dispositivo proposto considerando anormalidades típicas de um sistema fotovoltaico permitindo comprovar a sua capacidade na identificação de defeitos e falhas. O diagrama de circuito e o desenho da placa eletrônica do dispositivo proposto foram desenvolvidos. O próximo passo será a construção dos circuitos do dispositivo em circuito impresso e a programação do software aplicativo de supervisão, controle e análise. Por fim, serão realizados testes para várias condições reais de operação afim de validar o sistema proposto.

Palavras-chave: Fotovoltaico. Curva I-V. Diagnostico de falhas.

 

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