Desenvolvimento de transdutor LVDT e módulo de instrumentação para ajuste da posição de refletores em rastreadores solares

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Pelegrin, Juliano de
• Orientador(a): Bertotti, Fabio Luiz
• Banca de defesa: Vargas, Diogo Ribeiro , Bertotti, Fabio Luiz , Sousa, Kleiton de Morais , Kerschbaumer, Ricardo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Pato Branco
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Energia solar; Energia - Fontes alternativas; Transformadores elétricos; Geração de energia fotovoltaica; Solar energy; Renewable energy sources; Electric transformers; Photovoltaic power generation
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25615

Os principais métodos para geração de energia solar, renovável e limpa, são os sistemas fotovoltaicos e os sistemas de energia solar térmica. Os sistemas térmicos apresentam margem para melhorias, principalmente na tecnologia do tipo Refletor Fresnel Linear (LFR) que é uma opção de baixo custo pela simplicidade do sistema. Para o aumento da eficiência desses sistemas, mecanismos para o rastreamento solar são utilizados. Buscando-se controlar a posição do espelho refletor de sistemas de rastreamento solar do tipo Fresnel linear, esse trabalho propõe a instrumentação de um sensor do tipo LVDT (do inglês Linear Variable Differential Transformer), para controle da posição angular e correção da posição do espelho refletor, quando esse for submetido a perturbações externas como vento, chuva, granizo ou para corrigir possíveis erros de posição causados por imprecisões na estrutura mecânica do sistema de rastreamento. Um LVDT é um simples e robusto transdutor linear e em sua aplicação pode propiciar a posição de refletores em sistemas seguidores solares. O desenvolvimento de um sensor de deslocamento linear de baixo custo com interfaces de comunicação digital para ser aplicado em seguidores solar foi realizado. Um transdutor LVDT foi construído e o seu módulo de instrumentação foi produzido baseado no circuito integrado PGA970 da Texas Instruments® que é um condicionador de sinal de sensores LVDT com recursos avançados de processamento de sinal. Foi realizada a caracterização do protótipo construído e uma análise da performance foi desenvolvida, efetuando-se um detalhamento do funcionamento e desempenho do sensor de deslocamento linear. Da resposta do LVDT tornou-se possível um procedimento de calibração. Os resultados de medição apresentaram uma incerteza de ±0,0687 mm para toda a sua faixa de medição e de ±0,0274 mm na região de maior linearidade. Por fim, para validação dos resultados, foi realizada implementação da instrumentação proposta em um transdutor LVDT já caracterizado com outro módulo de instrumentação obtendo-se uma incerteza 5 vezes menor, evidenciando que a instrumentação proposta apresentou um bom desempenho.