TCC - Monografia - Verificador de eficiência energética

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São Paulo 
2018 
ETEC PROF. HORÁCIO AUGUSTO DA SILVEIRA 
 
 
 
 
 
Alexandre Barbosa 
Júnior Oliveira 
Leonardo Guedes 
Marcelo Lunardelli 
Pedro Paulo 
Rulemberger Gutier 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Verificador de eficiência energética 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
São Paulo 
2018 
ETEC PROF. HORÁCIO AUGUSTO DA SILVEIRA 
 
 
 
 
 
 
Alexandre Barbosa 
Júnior Oliveira 
Leonardo Guedes 
Marcelo Lunardelli 
Pedro Paulo 
Rulemberger Gutier 
 
 
 
 
Verificador de eficiência energética 
 
 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao 
Ensino Técnico da ETEC Horácio Augusto da 
Silveira, como requisito parcial para conclusão 
Do curso de Técnico em Eletrônica. 
 
 
 
ORIENTADOR: Prof. Ulisses Nogueira Lima 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
À minha família, amigos e todos 
aqueles que contribuíram e apoiaram 
durante a elaboração 
deste trabalho. 
 
 
 
 
 
 
AGRADECIMENTOS 
 
 
 
Ao prof. Ulisses por todo auxilio e pelas durante toda a elaboração do projeto e por 
todas as aulas que sempre se empenhou em passar o conhecimento para nós. 
 
Ao prof. Lucas que foi de extrema importância em diversas partes do projeto. 
 
Ao prof. Jonatas por colaborar com algumas ideias 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESUMO 
 
 
Este trabalho tem por objetivo construir um equipamento capaz de realizar medições 
de potência e checar a eficiência energética de placas solares disponíveis no 
mercado nacional, com ou sem os selos de certificação do INMETRO (Instituto 
Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia) e do IEC (Comissão Eletrotécnica 
Internacional). 
 
Com este projeto, pretendemos mostrar ao consumidor uma comparação com 
produtos diferentes a cerca de evidenciar o mais eficaz para facilitar no momento da 
compra. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE ILUSTRAÇÕES 
 
 
 
 
Figura 1 - DAQ ....................................................................................................................................... 17 
Figura 2 - Placa Relé .............................................................................................................................. 18 
Figura 3 - Trimpots ................................................................................................................................ 19 
Figura 4 - Variador de potência (Dimmer) ............................................................................................ 20 
Figura 5 - Placa Solar 1 .......................................................................................................................... 21 
Figura 6 - Placa 2 ................................................................................................................................... 22 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 7 
1.1 Problema ........................................................................................................ 8 
1.2 Objetivo .......................................................................................................... 9 
1.3 Justificativa ................................................................................................... 10 
2. DESENVOLVIMENTO E METODOS.................................................................. 11 
2.1 Funcionamento ............................................................................................ 12 
2.2 Procedimento de utilização do equipamento ................................................ 13 
2.3 Diagrama elétrico ......................................................................................... 14 
2.4 Interface e Programação em LabView ......................................................... 15 
2.4.1 DAQ ....................................................................................................... 17 
2.4.2 Placa Relé ............................................................................................. 18 
2.4.3 Trimpot .................................................................................................. 19 
2.4.4 Variador de Potência ............................................................................. 20 
2.4.5 Placas Solares ....................................................................................... 21 
2.5 Fluxograma do processo .............................................................................. 23 
2.6 Diagrama de Blocos ..................................................................................... 24 
2.7 Cronograma ................................................................................................. 25 
2.8 Orçamento ................................................................................................... 26 
3. RESULTADOS OBTIDOS .................................................................................. 27 
4. CONCLUSÃO ..................................................................................................... 28 
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................... 29 
6. ANEXOS ............................................................................................................. 30 
6.1 Datasheet DAQ 6008 ................................................................................... 30 
6.2 Especificaçoes do variador de potência ....................................................... 34 
 
 
 
 
 
7 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
 Todo equipamento elétrico possui uma potência apresentada em Watts (W). 
 
 Normalmente esta informação vem estampada no produto ou na embalagem. A 
partir desta informação, é possível calcular o consumo e o valor do custo de 
funcionamento do equipamento. 
 
 Uma pesquisa de mercado sobre o comércio de placas e painéis solares, tem 
demonstrado uma falta de clareza por parte dos fabricantes na indicação da 
potência e da eficiência energética de seus produtos. 
 
 Note-se que nos equipamentos elétricos a potência está diretamente ligada ao 
consumo. Quanto maior a potência, maior será o consumo. 
 
 O painel solar (Composto por várias placas) porém, não consome energia. Ele é o 
próprio produtor de energia elétrica, cuja a fonte é a luz solar. Os parâmetros para 
suas medições de potência e, consequentemente, eficiência energética não podem 
ser os mesmos usados para os equipamentos elétricos em geral, que são 
relativamente de fácil compreensão. Por outro lado, para que uma placa solar possa 
ser comercializada no Brasil, a única exigência é o selo de certificação do 
INMETRO, considerada insuficiente pelo mercado internacional. 
 
 O teste feito pelo INMETRO mede apenas potência dos painéis (teste feito com um 
simulador solar que pode ser realizado ao ar livre). É importante lembrar que pode 
haver fraude na certificação (com falso selo do INMETRO), o que agrava a questão. 
 
 Nosso objetivo é realizar medições nas células dos painéis, ou seja, na unidade, na 
placa isoladamente. 
 
 O público alvo do nosso projeto é o comércio no ramo de materiais elétricos, onde 
se comercializa placas e painéis fotovoltaicos. Por consequência o consumidor final 
também é beneficiado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1.1 Problema 
 
 A nossa primeira preocupação quando formamos nosso grupo de TCC foi pensar 
em um projeto que pudesse ser, ao mesmo tempo, útil e simples de elaborar. 
 Logo surgiu no grupo a ideia de pesquisar sobre algo relacionado a questão 
ambiental. (fontes de energia renovável). 
 Foi um ótimo começo, com base nisso,podemos pensar e elaborar um meio de 
unir o estudo da eletrônica com o da eletrotécnica, logo que trabalhamos com a 
conversão de energia solar em elétrica. 
 Ao começar nossas pesquisas descobrimos que no mercado não há um método ou 
algo do tipo simples, confiável e acessível para testar a eficiência energética de 
placas solares. 
 Decidimos investir nessa ideia de desenvolver um equipamento que pudesse 
resolver esse problema, preenchendo essa lacuna existente no mercado, podendo 
disponibilizar meios para verificar na hora para o futuro usuário, que o produto que 
ele está levando de fato é o que consta na certificação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1.2 Objetivo 
 
 O objetivo preestabelecido pelo nosso grupo é construir um equipamento que 
possa medir a potência e a eficiência energética de placas de energia solar, dentre 
as inúmeras comercializadas no mercado nacional, fabricadas dentro e fora do país, 
com ou sem os selos de certificação do INMETRO e do IEC. 
 Tal equipamento visa preencher a lacuna do mercado em apoio á lojistas do ramo 
de materiais elétricos e clientes, que poderão testar as placas solar, simples, 
verificando, comparando e aferindo os dados obtidos referente a eficiência de uma 
determinada placa na hora da aquisição. 
 O teste, simples, didático e rápido, permite aos usuários do equipamento ter 
confiabilidade no produto que pretende adquirir. E com isso pretendemos incentivar 
o uso de energias mais limpas, como a energia solar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1.3 Justificativa 
 
 Este projeto vem de encontro com uma observação na tendência do mercado, cada 
vez mais o mundo tende a olhar para fontes de energias mais limpas e renováveis. 
Logo, nosso projeto visa a deixar o usuário que adquiri as placas mais seguro em 
relação os parâmetros das placas comercializadas. 
 Vivemos num país continental, com alta incidência solar, e a energia solar 
fotovoltaica e uma realidade que vem ganhando muito espaço no mercado 
internacional e nacional. 
 É uma tecnologia descomplicada, e pode ser instalada nos locais mais remotos, 
onde não há previsão de chegar energia elétrica convencional. 
O maior incentivo que encontramos para iniciarmos os nossos estudos e pesquisas 
foi a possibilidade de contribuirmos para estimular a produção individual de energia 
elétrica através da conversão de uma energia limpa e renovável. 
 Investir na energia solar fotovoltaica significa, além de diminuir os processos gastos 
com contas elevadas de energia elétrica, colaborar com o meio ambiente em nosso 
lar comum, o planeta terra. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2. DESENVOLVIMENTO E METODOS 
 
 O método que utilizamos para o desenvolvimento do projeto, foi o desenvolvimento 
em etapas do projeto. A primeira parte foi as pesquisas relacionadas ao 
funcionamento de placas solares e métodos para conseguir realizar a 
fundamentação da ideia com base na aquisição de dados reais para fazermos uma 
comparação que consequentemente seria uma simulação do sol, utilizando uma 
lâmpada como referência. 
 Contudo, desenvolvemos um circuito automatizado e decidimos através dos dados 
recolhidos, o período e a tensão no qual iria ser acionada para fazer a simulação de 
acordo com os dados obtidos. 
 No Inicio, para podermos obter os objetivos pré estabelecidos, coletamos dados 
reais. Estabelecemos 5 horários a serem medidos, com base nisso, deixamos nossa 
placa base exposta ao sol nesses horários, por um período de três semanas. Após 
essa parte, fizemos médias desses horários e adotamos como o ponto de eficiência, 
logo uma placa que atingisse o mesmo parâmetro dessa base ou superasse, iria ser 
considerada eficiente. 
 
 
 
 
12 
 
 
2.1 Funcionamento 
 
 Uma lâmpada de 120W ilumina toda a superfície da placa, dentro de uma caixa 
espelhada. Decidimos utilizar uma lâmpada pela viabilidade do projeto. Porém 
como o comprimento de onda da luz solar é totalmente diferente do de uma 
lâmpada, vimos que era necessário utilizar apenas 10% das médias obtidas para 
daí conseguir efetuar as medições com certa precisão, utilizando um tratamento 
matemático para podermos visualizar esses valores no gráfico e no indicador 
numérico do sistema supervisório. 
 O acionamento da lâmpada ocorre através de um variador de potência, que 
recebe a corrente elétrica limitada por trimpots, acionados por uma placa de 
relés; 
 É o que define o brilho que a lâmpada terá sobre a placa e consequentemente o 
valor da sua tensão; 
 O ajuste de cada trimpot foi feito com um valor de resistência relativo a dados 
coletados durante a pesquisa do projeto, como se a placa estivesse exposta a 
horários diversos; 
 A placa de relés passa a liberar a corrente que vem da rede elétrica, recebendo 
um sinal de lógico de 5v do DAQ; 
 Que por sua vez recebe um comando do software (LabView), via cabo USB; 
 A placar solar confinada na caixa, recebe a luminosidade conforme a resistência 
do trimpot. 
 A tensão gerada pela placa é enviada ao DAQ, que consequentemente envia as 
informações ao LabView; 
 E por fim, as informações são apresentadas ao usuário em forma de gráficos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.2 Procedimento de utilização do equipamento 
 
 Primeiramente, o usuário deve colocar a placa a ser verificada no local apropriado 
e no sistema supervisório, deixar o controlador numérico do DAQ no início para 
simular o primeiro horário, logo após iniciar o programa e fazer as medições. 
 O teste feito pelo usuário, inicialmente é ativando relés específicos para um horário 
determinado, através do sinal mandado para o DAQ e a partir disso, a lâmpada 
atinge uma determinada potência por conta do valor da resistência atribuída ao 
circuito (trimpot) que consequentemente faz a placa solar transformar a energia 
luminosa em elétrica na tensão que efetivamente medimos. Logo essa tensão que 
esta sobre uma carga de 4 W (que na realidade é quem consome a energia gerada 
pela placa) e sua potência é o valor que real que visualizamos na interface de 
potência. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.3 Diagrama elétrico 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.4 Interface e Programação em LabView 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.4.1 DAQ 
 
 
Figura 1 - DAQ 
 
 É um dispositivo de aquisição de dados. Essa aquisição é um processo de 
medição de um fenômeno elétrico ou físico, como tensão, corrente, temperatura, 
pressão ou som, com o uso de um software de programação lógica para ser 
utilizado. 
 O DAQ usado no nosso projeto, NI Usb – 6008, mede apenas tensão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.4.2 Placa Relé 
 
 
Figura 2 - Placa Relé 
 
 Dispositivo para acionamento das cargas através do microcontrolador. 
 Um sinal lógico em nível de tensão baixa, aciona o rele que por sua vez aciona 
cargas de até 5500watts (corrente continua ou alternada) com total segurança para 
o microcontrolador que fica protegido por optoacopladores contra surtos de até 5000 
watts. 
 
• Tipo: Digital 
• Placa de oito canais com dois relés e circuitos de driver optoacoplados 
• Sinal de controle: Nível TTL 
• Bobina: 5VDC 75mA 
• Carga nominal do relê: 12A 125VAC, 7A 250VAC 
• Carga nominal do módulo: 10A 
• Tempo de acionamento de contato: 10ms 
 
 
 
19 
 
 
2.4.3 Trimpot 
 
 
 Os trimpots são pequenos resistores variáveis capazes de limitar a passagem da 
corrente até o limite de sua resistência nominal. Utilizamos três unidades de 33 kΩ, 
um de 22 kΩ e um de 1 kΩ. 
 
 
 
Figura 3 - Trimpots 
 
 
 
 
 
 
 
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2.4.4 Variador de Potência 
 
 
 
Figura 4 - Variador de potência (Dimmer) 
 
 No nosso projeto um circuito com 5 trimpots substituem o potenciômetro atuandosobre o equipamento realizando as variações de potência preestabelecidas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.4.5 Placas Solares 
 
 Composta de células solares, feitas de materiais semicondutores como o silício, 
são as chamadas células fotovoltaicas. 
 Quando as partículas da luz solar colidem com os átomos desses materiais 
provocam o deslocamento dos elétrons gerando uma corrente elétrica, usada para 
carregar uma bateria. No projeto ela é ligada uma carga para podermos ver o valor 
dessa conversão. Para termos base com comparação, utilizamos duas placas para 
poder visualizar diferentes eficiências energéticas. 
 
 
Figura 5 - Placa Solar 1 
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Figura 6 - Placa 2 
 
 
 
 
 
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2.5 Fluxograma do processo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.6 Diagrama de Blocos 
 
 
 
 
 
 
 
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2.7 Cronograma 
 
 
Cronograma 
Atividades Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho 
Aprovação 
Levantamento de 
dados 
 
Elaboração 
Compra de Materiais 
Teste do Projeto 
Monografia 
Entrega 
 
 
 
 
 
26 
 
 
2.8 Orçamento 
 
 
Orçamento 
Placa Solar R$ 80,00 
Variador de Potência R$ 68,00 
Régua de Relés R$ 33,00 
Caixa Acrílica R$ 80,00 
Fita Laminada R$ 5,00 
Trimpots R$ 15,00 
Placa p/ circuitos R$ 5,00 
Espelhos R$ 60,00 
Lâmpada 120W/127V R$ 7,00 
Lâmpada 4W/12V R$ 2,50 
Total R$ 355,50 
 
 
 
 
 
 
 
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3. RESULTADOS OBTIDOS 
 
 O resultado que tivemos, foi o resultado esperado, uma vez que o objetivo 
estabelecido pelo grupo, que era elaborar um equipamento capaz de saber se uma 
placa solar é eficiente a partir de dados reais coletados com uma placa que 
declaramos ser padrão que ainda por cima possui o selo do INMETRO. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
28 
 
 
4. CONCLUSÃO 
 
 Com os dados coletados e armazenados em um software, nosso equipamento, 
simulando a luz solar, é capaz de verificar por comparação a eficiência energética de 
uma placa solar. Observamos que o nosso projeto foi uma ideia bem interessante 
com uma proposta singela, porém útil, porque estaremos disponibilizando meios 
mais baratos para de fato saber o quão eficiente é uma placa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
http://www.ni.com/pt-br/support/model.usb-6008.html 10/06/2018 
http://www.baudaeletronica.com.br/modulo-rele-5v-8-canais.html 14/04/2018 16:16 
http://www.fscheib.com.br/index.php/produtofs-1902/ 14/04/2018 15:14 
https://www.enelx.com.br/blog/2016/05/tudo-sobre-energia-solar-como-funcionam-
as-placas-solares/ 25/03/2018 20:15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
http://www.ni.com/pt-br/support/model.usb-6008.html
http://www.baudaeletronica.com.br/modulo-rele-5v-8-canais.html
http://www.fscheib.com.br/index.php/produtofs-1902/
https://www.enelx.com.br/blog/2016/05/tudo-sobre-energia-solar-como-funcionam-as-placas-solares/
https://www.enelx.com.br/blog/2016/05/tudo-sobre-energia-solar-como-funcionam-as-placas-solares/
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6. ANEXOS 
 
6.1 Datasheet DAQ 6008 
 
 
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32 
 
 
 
 
33 
 
 
 
34 
 
 
 
6.2 Especificaçoes do variador de potência 
 
 
 
35 
 
 
 
 
 
 
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