IX Encontro de Iniciação Científica & VIII Encontro de Extensão

Eleições Para Além do Voto: As Ciências a Serviço da Cidadania

Juazeiro do Norte - CE


ISSN 1984-1876Setembro/2016

MODELO DE DISTRIBUIÇÃO E UTILIZAÇÃO DA LUZ SOLAR DE FORMA OPTIMIZADA EM PAINÉIS SOLARES MONTADOS EM PARALELO

David Cruz Alves1

Akiro Meneses Chikushi2

Introdução: Em meio a um cenário mundial de avanço tecnológico exponencial, a busca de novas formas de obtenção de energia elétrica torna-se cada vez maior, visto que essas novas tecnologias são alimentadas pela mesma. O problema é que, muitas dessas atuais formas de obtenção de energia geram um grande impacto negativo para o meio ambiente, o que levanta discussões para utilização de energia limpa e renovável, e uma opção viável para a solução disso tudo é a utilização de energia solar. O índice de incidência na maior parte do Brasil é muito alto, o que torna a utilização de energia solar uma opção boa e viável financeiramente. As desvantagens do mesmo se dá pelo tempo de retorno financeiro, e pela área ocupada para instalação do sistema de painéis solares, visto que sua montagem é realizada em série (lado a lado). A utilização da luz solar, em praticamente tudo, se dá pela incidência direta da mesma, ou seja, ao montar painéis solares em paralelo (um acima do outro com espaçamento entre os mesmos), os painéis abaixo do primeiro não iriam captar a luz solar, porém, é possível redirecionar essa luz com o auxílio de lentes e espelhos. Objetivo: O projeto visa solucionar o problema da larga área ocupada pela instalação de um sistema de painéis solares, através de uma distribuição da luz solar em um sistema montado em paralelo. Uma vez que o sistema é montado em série, a área ocupada seria de n painéis solares, e a montagem em paralelo ocuparia a área de apenas um painel. Metodologia: A pesquisa tem caráter teórico com base em estudo bibliográfico e observações do fenômeno de irradiação da luz solar (mesmo já existindo estudos sobre). A base de estudo bibliográfico tem ênfase nas leis físicas de refração e reflexão, e na óptica de lentes esféricas. Conclusão: Em primeiro ponto, é importante ressaltar algumas propriedades das leis físicas sobre reflexão e refração. Na reflexão, o feixe de luz incidente retorna ao meio, seguindo o mesmo ângulo formado com a normal da superfície e plano. A reflexão é bastante notável em qualquer espelho. Na refração, o raio de luz muda seu meio de propagação, o que acarreta em uma mudança de comportamento, onde uma parte da luz reflete, e a outra infiltra no novo meio. Formulada pelo matemático Snell, a lei da refração permite calcular o ângulo de refração nessa mudança de meio. Segue: n_1 senα=n_2 senβ ; onde n é a constante de propagação do meio. Assim, podemos calcular as direções que o raio de luz irá adquirir. Em uma lente convexa, a incidência de luz em diversos pontos converge para um foco, que pode ser calculado por d_f=1/2 raio ; ou seja, a distância do centro da lente até o foco é igual a metade da distância do raio da esfera. O modelo segue com a seguinte formatação: • Uma lente convexa é posicionada estrategicamente para a melhor captação da luz solar possível; • Após calculado a distância focal da lente, pode-se posicionar um espelho ligeiramente após a distância focal, com finalidade de formar um “feixe largo”, e direcionar esse feixe para qualquer ponto, usando outros espelhos de, no mínimo, mesmo tamanho; • O ponto onde a incidência do sol não atinge as placas será o ponto escolhido, uma vez que o feixe foi direcionado até lá, é posicionado uma lente divergente, que espalha a luz concentrada. Dessa forma, a montagem em paralelo torna-se viável, já que o redimensionamento da luz irá atingir os pontos cegos dos painéis.

Palavras-Chave: Energia solar, Montagem em paralelo, Distribuição de luz

  1. Autor, Graduação (Cursando), FACULDADE PARAÍSO DO CEARÁ - FAP
  2. Orientador, Graduação (Concluído), UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO - UFPE