Automação de Limpeza de Painéis Fotovoltaicos para Sistemas de Geração Distribuída de Energia

1. Engenharia Mecatrônica
Maceió - AL
Automação de Limpeza de Painéis
Fotovoltaicos para Sistemas de
Geração Distribuída de Energia
Isaac Victor Oliveira Carvalho
Vinícius Góes Menezes
Orientador: Prof. Me. Matheus Lobo dos Santos

2. Engenharia Mecatrônica
INTRODUÇÃO
• Energias Renováveis
• Gerações de Energia
• Energia Solar
• Implicações da Sujidade
• Limpeza dos Painéis

3. Engenharia Mecatrônica
OBJETIVOS
Objetivo geral
• Desenvolver a automação de limpeza de painéis fotovoltaicos
Objetivos específicos
• Desenvolvimento do projeto de automação para limpeza dos
painéis fotovoltaicos
• Escolha e descrição dos elementos e materiais que serão
utilizados para a construção do projeto
• Desenho esquemático da planta de funcionamento do projeto
• Descrição e detalhamento do sistema do projeto

4. Engenharia Mecatrônica
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Energias Renováveis no mundo e no Brasil
• Surgimento do conceito das energias renováveis
• Importância das energias renováveis
• Uso das energias renováveis no mundo
• Uso das energias renováveis no Brasil

5. Engenharia Mecatrônica
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Fonte: LOSTES, Mattias, [2006] Fonte: Atlas Brasileiro de Energia Solar, 2017
Figura 01 – Fornecimento total de energia primária Figura 02 – Total diário de irradiação global horizontal no Brasil
Energia Solar

6. Engenharia Mecatrônica
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Geração de Energia Elétrica por Módulos
Fotovoltaicos
• Energia Solar
• Efeito Fotovoltaico
• Painéis Fotovoltaicos
• Geração Central
• Geração Distribuída

7. Engenharia Mecatrônica
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Fonte: WIKIMEDIA, 2009
Fonte: PUBLICDOMAINVECTORS, 2005
Figura 03 – Painéis Fotovoltaicos Figura 04 – Instalação de painéis fotovoltaicos em uma casa
Geração de Energia Elétrica por Módulos
Fotovoltaicos

8. Engenharia Mecatrônica
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Sujidade nos Módulos Fotovoltaicos
• Poeira
• Compostos Vegetais
• Fuligem
• Sais
• Excrementos de Animais
• Crescimento de Espécies Orgânicas

9. Engenharia Mecatrônica
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Prejuízos nos Módulos Fotovoltaicos
• Dimensões da Sujidade
• Deterioramento e Corrosão das Placas
• Limpezas
• Limpezas Passivas
• Perda de Eficiência

10. Engenharia Mecatrônica
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Mercado
• Tabela de mercado
SISTEMA MÉTODO DISPONIBILIDADE CUSTO
Limpador Tensoativo
com vassoura.
Limpeza manual, usado
para limpeza em geral.
O produto pode ser
encontrado para venda
na internet com
facilidade.
Baixo, visto que o
produto é usado para
limpezas em geral.
Haste de limpeza de
janela com escova
telescópica alimentada
a água.
Limpeza manual, usado
para limpezas de vidros
em geral.
O produto pode ser
encontrado para venda
na internet com
facilidade.
Baixo, visto que o
produto é usado para
limpeza de vidros em
geral.
Limpadora com motor
de indução e bomba
axial.
Limpeza manual,
voltada especificamente
para painéis
fotovoltaicos.
O produto pode ser
encomendado no site da
fabricante.
Mais alto, visto que o
produto é especificado
para o uso nos painéis
fotovoltaicos.
Tabela 01 – Pesquisa de Mercado

11. Engenharia Mecatrônica
METODOLOGIA
• Uso da água como fator de limpeza
• Condições do sistema para limpeza
• Automação do ciclo de limpeza
• Desenvolvimento do sistema

12. Engenharia Mecatrônica
METODOLOGIA
Fonte: Produzido pelo Autor, 2022
Figura 05 – Planta do Projeto

13. Engenharia Mecatrônica
METODOLOGIA
Fluxograma de funcionamento
Fonte: Produzido pelo Autor, 2022
Figura 06 – Fluxograma do Funcionamento

14. Engenharia Mecatrônica
METODOLOGIA
Elementos do projeto
• PIC18F4550
• Módulo RTC DS1307 Grove
• Válvula de Vazão Solenoide
• Relé
• Bomba Hidráulica
• Filtro Central
• Dispersor de Água

15. Engenharia Mecatrônica
Metodologia
Elementos do projeto
Fonte: Produzido pelo Autor, 2022
Fonte: FILIPIFLOP, 2022
Fonte: ELETRODEX, 2022
Figura 11 - Rolamentos lineares
Figura 10 - Relé
Figura 07 – PIC18F4550
Figura 09 – RTC DS1307 GROVE
Figura 08 – Válvula Solenoide
Fonte: FILIPIFLOP, 2022
Fonte: FILIPIFLOP, 2022

16. Engenharia Mecatrônica
METODOLOGIA
Diagrama Esquemático do Circuito Eletrônico
Fonte: Produzido pelo Autor, 2022
Figura 12 – Diagrama Esquemático do Circuito Eletrônico

17. Engenharia Mecatrônica
• Código do PIC
• Comunicação I2C
METODOLOGIA

18. Engenharia Mecatrônica
• Escalonamento do Projeto
• Efetividade do Sistema de limpeza
• Configurações da Atuação do Projeto
• Condições Adversas
Resultados e Discussões

19. Engenharia Mecatrônica
Resultados e Discussões
Fonte: Produzido pelo Autor, 2022
Figura 13 – Sistema montado
Fonte: Produzido pelo Autor, 2022
Figura 14 – Sistema montado

20. Engenharia Mecatrônica
Conclusões
• Proposito da realização do trabalho
• Limpeza
• Tempo de Ativação
• Eficácia

21. Engenharia Mecatrônica
• Qualidade de uso
• Eficiência do sistema
• Eficiência da limpeza
• Controle do sistema
Sugestões para Trabalhos Futuros

22. Engenharia Mecatrônica
AGRADECIMENTO
• A Deus;
• Nossos pais, parentes e amigos;
• Mestres professores;
• Todos que nos ajudaram de forma indireta;
• Centro Universitário Tiradentes – UNIT.

23. Engenharia Mecatrônica
REFERÊNCIAS
LOSTER, Matthias. Total Primary Energy Supply - From Sunlight. [S. l.], 2010. Disponível em:
<https://www.ez2c.de/ml/solar_land_area/> Acesso em: 09/04/2022;
PEREIRA, Enio Bueno et al. Atlas Brasileiro de Energia Solar. São José dos Campos. Disponível em:
<http://doi.org/10.34024/978851700089>. Acesso em: 9 jan. 2022;
POSADA, Emilio J. Rodríguez. Solar cell panels in the University of Cádiz, Spain. Disponível em:
<https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Placas_solares_en_la_azotea_de_la_Facultad_de_Ciencias_E
con%C3%B3micas_y_Empresariales,_Universidad_de_C%C3%A1diz_2.jpg>. Acesso em: 09/06/2022;
Public Domain Vectors. Imagem do vetor dos painéis solares instalados no telhado. Disponível em:
<https://publicdomainvectors.org/pt/vetorial-gratis/Pain%C3%A9is-solares-no-telhado-da-
casa/84032.html> Acesso em: 09/06/2022;
ELETRODEX. Disponível em: <https://www.eletrodex.net/>. Acesso em 09/06/2022;
FILIPEFLOP. Disponível em <https://www.filipeflop.com/>, Acesso e, 09/06/2022;