DP - APS PAINEL SOLAR CONSTRUIDO COM LEDS

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ICET - Instituto de Ciências Exatas e Tecnologia 
 
 
 
 
 
Curso de Engenharia Elétrica 
Campus Tatuapé 
 
 
 
Painel Solar construído com Led’s 
 
TRABALHO DE ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA – APS 
 
 
 
Paulo T436940 
 
 
 
 
 
 
SÃO PAULO 
2021 
 
 
 
 
UNIVERSIDADE PAULISTA 
ICET - Instituto de Ciências Exatas e Tecnologia 
 
 
 
 
Curso de Engenharia Elétrica 
 
 
 
 
 
 
 
Painel Solar construído com Leds 
 
TRABALHO DE ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA – APS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho apresentado à disciplina de 
Atividades Práticas Supervisionadas da 
Graduação em Engenharia Elétrica, da 
Universidade Paulista (Campus Tatuapé), 
como requisito à aprovação na matéria, 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SÃO PAULO 
2021 
 
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP 
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
SÃO PAULO / 2021 
 
 
 
 
 
 
 
PAULO SÉRGIO CORDEIRO DOS SANTOS 
 
 
 
 
Painel Solar construído com Leds 
 
 
 
APROVADO EM ____/____/____ 
 
 
 
BANCA EXAMINADORA 
 
 
 
______________________________________________________________ 
 
NOME DO PRPFESSOR – ORIENTADOR 
 
______________________________________________________________ 
 
NOME DO PROFESSOR – EXAMINADOR 
 
 
______________________________________________________________ 
 
 
 
 
 
Sumário 
 
1. INTRODUÇÃO .......................................................................... 7 
2. OBJETIVO ................................................................................ 8 
3. FUNDAMENTOS TEÓRICOS ................................................... 9 
3.1. Sistema de Geração de Energia ........................................................... 9 
3.1.1. Energia Solar ................................................................................ 10 
3.1.2. Como funciona a Energia Solar .................................................... 10 
3.1.3. Tipos de energia solar .................................................................. 10 
3.1.4. Energia Solar Fotovoltaica ............................................................ 11 
3.1.5. Energia solar heliotérmica ............................................................ 12 
3.1.6. Vantagem e Desvantagem ........................................................... 13 
4. CONTRUÇÃO DO PAINEL DE SOLAR .................................. 14 
4.1. Etapa de construção ........................................................................... 14 
4.1.1. Lista de Componentes .................................................................. 15 
5. RESULTADOS OBTIDOS ....................................................... 15 
6. CONCLUSÃO .......................................................................... 16 
7. ANEXOS ................................................................................. 17 
7.1. ANEXO A - DATASHEET RESUMIDO DO LED ................................. 17 
7.2. ANEXO B - DATASHEET RESUMIDO L78L05 .................................. 17 
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................ 18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AGRADECIMENTOS 
 
Primeiramente quero agradecer à Deus, que me dá força, paciência e foco 
nos momentos de dificuldade. 
Quero agradecer a minha família pela paciência, por suportar meus 
momentos de irritação, por minha falta de tempo e por sempre estar ao meu 
lado me incentivando nos meus sonhos e projetos. 
Agradeço também a todo corpo docente da Universidade Paulista que nos 
fornece diariamente informações e incentivos pela busca do conhecimento. 
 
 
 
RESUMO 
O presente trabalho tem como objetivo aplicar os conhecimentos teóricos obtidos 
nas disciplinas do curso de Engenharia Elétrica, tais como Eletrônica básica, 
Eletrônica, Circuitos Elétricos e Circuitos Elétricos Aplicados, em um projeto de 
implementação prática na construção Painel Solar construído com Leds, além 
de proporcionar aos acadêmicos uma visão sistêmica dos conceitos, 
promovendo a busca por soluções para as dificuldades encontradas no 
desenvolvimento de projetos. A característica principal deste painel solar é 
apresenta uma tensão acima de 3 VDC. 
Painéis solares são dispositivos utilizados para converter a energia da luz do sol 
em energia elétrica. O dispositivo também é conhecido como “painel 
fotovoltaico”. 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
O Brasil é um país rico na disponibilidade de recursos naturais 
renováveis para o aproveitamento energético. 
A energia hidroelétrica é a mais comum fonte de energia 
renovável, compondo a principal fonte de energia do país. 
Perante a crescente preocupação com efeitos relacionados ao 
meio ambiente e ao aquecimento global, os governos através de acordos 
de âmbito internacional, estão envidando esforços na busca por alternativas 
para reduzir os impactos causados pelas atividades humanas. Dentre as 
atividades mais influentes está a produção de energia elétrica baseada em 
combustíveis fósseis e hidrelétrica. 
Além da preocupação com o meio ambiente, os governos 
também estão buscando a universalização da energia elétrica. Estima-se 
que 16% da população mundial ainda não tem acesso a este recurso. Um 
dos grandes motivos está no fato de que uma parcela significativa desta 
população vive em áreas rurais, onde o acesso à energia é dificultado pelas 
longas distâncias das unidades geradoras e os elevados custos de 
transmissão. 
Este cenário impulsionou o estudo e o desenvolvimento do 
mercado para novas formas de produção de energia sem a dependência de 
sistemas centralizados de geração, baseados em fontes renováveis. Neste 
cenário, destacam-se a energia solar, eólica e biomassa. Porém, os custos 
de implementação dessas soluções ainda são relativamente elevados para 
pequenos consumidores, o que acaba desestimulando os investimentos. 
Com isso, cresceu a tendência pela busca alternativas onde os próprios 
consumidores constroem suas soluções com matérias primas de fácil 
acesso afim de atender às suas necessidades. 
Neste sentido, o trabalho que se segue busca desenvolver uma 
solução alternativa para a geração de energia de forma isolada, de baixo 
custo e de fácil manuseio, capaz de gerar energia elétrica para pequenas 
cargas. 
 
 
2. OBJETIVO 
Este trabalho tem o objetivo de aplicar conhecimentos teóricos 
obtidos nas disciplinas do curso de Engenharia Elétrica, e aplicar todos 
esses conhecimentos em um projeto que atendam todos os requisitos 
proposto pela banca examinadora, afim de criar um protótipo. A finalidade 
do projeto acadêmico foi proporcionar o desenvolvimento do protótipo de 
uma Painel Solar construído com Leds. 
Os projetos de implementação prática, além de proporcionar aos 
acadêmicos uma visão sistêmica dos conceitos, promovendo ao aluno a 
busca por soluções para dificuldades encontradas em desenvolvimento de 
projetos com protótipos. 
Outra meta relaciona-se com a forma de apresentação, 
buscando adequar os acadêmicos para apresentações formais e 
desenvoltura em oratórias. Com o trabalho escrito, busca-se aprimorar 
gradativamente a escrita dos acadêmicos conforme regras da norma culta 
e formatação de acordo com a Associação Brasileira de Normas Técnicas 
(ABNT). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. FUNDAMENTOS TEÓRICOS 
3.1. SISTEMA DE GERAÇÃO DE ENERGIA 
Podemos citar aqui algumas formas de geração de energia elétrica são elas: 
 Hidroelétrica 
 Solar 
 Eólica 
 Nuclear 
 Biomassa 
As hidrelétricas funcionam por meio de grandes turbinas que 
giram devido à força das águas. A água passa por tubos que são 
interligados às turbinas, fazendo-as girar. Cada turbina é acoplada a um 
equipamento chamado gerador, formando, assim, a unidade geradora que 
faz a transformação da energia mecânica, do movimento das pás da 
turbina, em energia elétrica. 
O processo da energia solar para produção de energia (chamado 
de efeito fotovoltaico) utiliza placas solares produzidas em material 
semicondutor para, quando as partículasde luz solar (fótons) incidirem, os 
elétrons do material semicondutor entrarem em movimento, gerando 
eletricidade. 
A energia solar é gerada pelas placas solares e levada 
ao inversor solar, equipamento responsável por transformar a corrente 
elétrica contínua em alternada e, então, ser distribuída para o local de 
consumo e utilizada pelos equipamentos. 
Energia eólica é a energia proveniente da força dos ventos. Sua 
geração começa com dois elementos principais: vento e aerogerador 
(também conhecido como turbina eólica). A força do primeiro movimenta as 
pás do segundo, girando o rotor no interior da nacele. Através do 
multiplicador, a energia mecânica chega ao gerador, que finaliza o processo 
e a converte em energia elétrica. 
 
A obtenção de energia elétrica a partir da energia nuclear é 
similar ao processo utilizado em uma usina termoelétrica, onde as turbinas 
que geram a eletricidade propriamente ditam também é movimentada por 
vapores de água gerados em caldeiras. A diferença reside na forma como 
a água é aquecida, que ao invés de utilizar o calor proveniente da queima 
de combustíveis fósseis, utiliza o calor de materiais radioativos como urânio. 
Uma usina de biomassa funciona usando o vapor produzido pela 
combustão de material orgânico. O vapor rotaciona uma turbina conectada 
a um gerador elétrico que gera energia elétrica. 
 
3.1.1. Energia Solar 
 
Energia solar corresponde à energia proveniente da luz e do 
calor emitidos pelo Sol. Essa fonte de energia pode ser aproveitada de 
forma fotovoltaica ou térmica, gerando energia elétrica e térmica, 
respectivamente. Por ser considerada uma fonte de energia limpa, a 
energia solar é uma das fontes alternativas mais promissoras para obtenção 
energética. 
 
3.1.2. Como funciona a Energia Solar 
 
A energia solar, como o próprio nome indica, refere-se à energia 
cuja fonte é o Sol. Sua captação pode ser feita por meio de diversas 
tecnologias, como painéis fotovoltaicos, usinas hipotérmicas e aquecedores 
solares. 
Basicamente, ao ser captada, a luz solar é convertida em 
energia. Nos painéis fotovoltaicos e nas usinas hipotérmicas, a luz solar é 
convertida em energia elétrica e térmica. Já no aquecimento solar, a luz 
solar é convertida em energia térmica. 
 
3.1.3. Tipos de energia solar 
 
A energia solar pode ser usada na produção de energia elétrica 
por meio de dois sistemas: hipotérmico e fotovoltaico. 
 
 
 
3.1.4. Energia Solar Fotovoltaica 
 
Energia solar fotovoltaica nada mais é do que a conversão direta 
da radiação solar em energia elétrica. Essa conversão é realizada pelas 
chamadas células fotovoltaicas, compostas por material semicondutor, 
normalmente o silício. Ao incidir sobre as células, a luz solar provoca a 
movimentação dos elétrons do material condutor, transportando-os pelo 
material até serem captados por um campo elétrico (formado por uma 
diferença de potencial existente entre os semicondutores). Dessa forma, 
gera-se eletricidade. 
Constituído por painéis, módulos e equipamentos elétricos, o 
sistema fotovoltaico não exige um ambiente com alta radiação para 
funcionar. No entanto, a quantidade de energia produzida depende da 
densidade das nuvens, ou seja, quanto menos nuvens houver no céu, maior 
será a produção de eletricidade. 
Essa forma de obtenção de energia, uma das mais promissoras 
atualmente, vem crescendo cada vez mais em virtude da redução dos 
preços e dos incentivos oferecidos para que os países adotem fontes 
renováveis de energia 
 
 
 
Figura 1 – Placas fotovoltaicas. 
 
 
 
 
3.1.5. Energia solar heliotérmica 
 
No sistema heliotérmico, a energia proveniente do Sol é 
transformada em calor, aquecendo, principalmente, a água de residências, 
hotéis e clubes. Para que isso seja possível, são utilizados painéis solares 
(espelhos, coletores, helióstatos), que refletem a luz solar, concentrando-a 
em um único ponto no qual há um receptor. 
O receptor é constituído por um líquido, que é aquecido pela luz 
solar refletida nos painéis. Esse líquido é responsável pelo armazenamento 
de calor, aquecendo a água nas usinas e, assim, produzindo vapor. Esse 
vapor movimenta as turbinas nas usinas, provocando o acionamento de 
geradores, que produzem energia elétrica. 
Regiões com grande incidência solar, poucas nuvens e terrenos 
planos são próprias para produção de energia solar hipotérmica. No Brasil, 
as regiões Nordeste, Centro-Oeste e Sudeste destacam-se na produção 
desse tipo de energia solar. 
 
 
 
Figura 2 – Sistema de energia solar Heliotérmica. 
 
 
 
 
 
3.1.6. Vantagem e Desvantagem 
 
Vantagens Desvantagens 
Fonte renovável e inesgotável de 
energia. 
Para ser fabricado, um painel solar 
consome grande quantidade de 
energia, que, às vezes, é maior do 
que a própria energia gerada por ele. 
Não poluente. 
Preços elevados em relação à 
produção de energia por meio de 
fontes não renováveis. 
Exige pouca manutenção em suas 
centrais de produção. 
Produção variável de acordo com as 
condições atmosféricas. 
Painéis solares cada vez mais 
eficientes e com custos cada vez 
mais baixos. 
Durante a noite, a energia solar não 
é produzida. 
Fonte de energia viável para lugares 
afastados e de difícil acesso, visto 
que não necessita de grandes 
investimentos na manutenção de 
equipamentos. 
Regiões localizadas em latitudes 
médias/altas produzem pouca 
energia durante o inverno. 
Excelente fonte de energia para 
países tropicais, como o Brasil, cuja 
radiação solar costuma ser intensa 
durante boa parte do ano. 
O armazenamento desse tipo de 
energia é pouco eficiente se 
comparado à energia hidrelétrica, 
aos combustíveis fósseis e à 
biomassa. 
Requer áreas menos extensas para 
ser produzida. 
Requer um sistema eficiente de 
armazenamento. 
 
 
 
 
4. CONTRUÇÃO DO PAINEL DE SOLAR 
4.1. ETAPA DE CONSTRUÇÃO 
 
 
O processo de planejamento e construção do painel solar foi um 
grande desafio. Após várias pesquisas sobre tecnologias relacionada ao 
assunto, optei por criar um protótipo mais simples o possível, com matérias 
mais baratos. 
A partir daí começou a ser elaborado um designer e os materiais 
que seriam usados, na construção do protótipo. 
Usei uma placa fenólica de 20x15, onde foi posicionado 15 leds 
em serie por fila com 10 filas, que foram ligados em paralelas, cerca de 150 
leds foram utilizados. 
 
 
 Figura 3 – Colocação dos leds na placa 
 
Usei uma placa fenólica de 20x15, onde foi posicionado 15 leds 
em serie por fila com 10 filas, que foram ligados em paralelas, cerca de 150 
leds foram utilizados. 
Após posicionar todos os leds e colocar os capacitores em serie 
no final de cada fileira de leds, fomos para as analises. 
 
 
 
 
4.1.1. Lista de Componentes 
 
 
Tabela 3 – Lista de componentes da placa solar de leds 
Fonte: Elaborado pelo autor 
 
CUSTOS APS 1º SEM 2021 – PLACA SOLAR CONSTRUIDA COM 
LEDS 
Item Descrição Qtd. 
Preço 
unitário 
Preço 
total 
Placa fenolitica 
20x15mm 1un 30,60 30,60 
Leds de auto brilho 
5mm 
150un 0,24 36,00 
Capacitor 3.5uF, 50v 10un 0,23 2,30 
Cabo de cobre NU 1.5mm 1,0 mts 5,49 5,49 
Borne para plug banana 
femea 
4mm vermelho e preto 
2un 3,90 7,80 
TOTAL 
 
 82,19 
 
 
 
 
 
 
 
5. RESULTADOS OBTIDOS 
Um led de auto brilho consegue gerar cerca de 1.5v. Percebi que 
se colocar alguns leds em serie consigo aumentar a tensão, porem a 
corrente permanece praticamente a mesma. Para aumentar a corrente 
resolvi fazer uma combinação entre os leds, alguns em serie com outros e 
paralelo. A ligação em paralelo é o oposto da em serie, colocando alguns 
leds em paralelo consigo aumentar a corrente, já a tensão fica praticamente 
a mesma. 
● Saída do borne – Valor Medido com multímetro 4,5V a 5.0V 
depende da intensidade da luz do sol podendo chegar até 6V. 
 
 
Figura 4 – Tensãomedida na saída do circuito. 
Fonte: Elaborado pelo autor 
 
 
 
6. CONCLUSÃO 
 A proposta oferecida aos alunos de Engenharia Elétrica foi 
positiva, pelo fato de proporcionar o envolvimento no contexto acadêmico, 
bem como na execução funcional, uma vez que todo trabalho leva a 
dedicação e empenho para alcançar o melhor resultado possível. 
 A parte de dimensionamento dos componentes e consultas à 
datasheets teve grande relevância, uma vez que os conhecimentos recém-
adquiridos nas disciplinas foram necessários. 
O projeto visando desenvolver o protótipo de um painel solar 
construído com Leds, cujo objetivo inicial era gerar energia elétrica acima 
de 3V, com uma corrente elétrica limitada a 1A, foi atingido. 
 É importante que o aluno não só utilize a parte intuitiva na 
execução do projeto, mas que também tenha consciência da necessidade 
do conhecimento dos cálculos e das características técnicas dos 
componentes elétricos. Trabalhos como este trazem grande relevância na 
formação do futuro engenheiro e contribuem na proposta. 
 
 
 
 
7. ANEXOS 
7.1. ANEXO A - DATASHEET RESUMIDO DO LED 
 
7.2. ANEXO B - DATASHEET RESUMIDO CAPACITOR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
BOYLESTAD, R., NASHELSKY, L. Dispositivos Eletrônicos. Rio de Janeiro: 
LTC, 1999. 
BRASIL ESCOLA. Energia solar. Disponível em: <http://www.brasilescola. 
com/energia solar.htm>. Último acesso em 16/11/14. 
CIPELLI, A. M. V., SANDRINI, W. J. Fonte de energia renováveis. São Paulo: 
Érica, 1984. 
CKOSOW, I.. Rio de Janeiro: Globo, 2000. 
ELISABETE. LED (Diodo emissor de luz). Disponível em: <http://www.fsc. 
ufsc.br/~canzian/fsc5508/artigos/led-cefet.pdf>. Último acesso em 16/11/14. 
FAETEC. Capacitores. Disponível em: <http://sites.google.com/site/ 
trabalhodidatico/faetec-2010---eletronica/reguladores-78-e-79>. Último acesso 
em 16/11/14. 
FONTES, M. B. A. Reguladores de tensão. Disponível em: <http://www.lsi. 
usp.br/~bariatto/fatec/aca/aula4-reguladores.pdf>. Último acesso em 16/11/14. 
LURCH, E. Norman. Fundamentos de Eletrônica. Rio de Janeiro: LTC, 1984. 
MALVINO, A. P. Eletrônica I. São Paulo: McGraw-Hill, 1987. 
MARQUES, Domiciniano. Capacitores - O que são e para que servem. 
Disponível em:<http://www.eletronicaprogressiva.net/2013/07/O-que-e-um-
resistor-para-que-serve-associacao-em-serie-e-paralelo.html>. Último acesso 
em 16/11/14. 
MSPC. Leds. Disponível em: <http://www.mspc.eng.br/ eletrn/leds_110.shtml>. 
Último acesso em 26/05/21.