Análise da potência e tensão elétrica gerados por um mini painel solar fotoelétrico com o LabVIEW
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Nesta aplicação, demonstraremos novamente a utilização do software de engenharia LabVIEW para controle e aquisição de dados de equipamentos de instrumentação (multímetro Agilent 34401A e a fonte de alimentação programável Rigol DP1308A) para mensurar a potência e tensão elétrica gerados por um mini painel solar fotoelétrico com potência elétrica nominal de apenas 0,8W, corrente nominal de 160mA, tensão nominal de 5,5V e dimensões físicas apenas de 10 (dez) por 7 (sete) centímetros.
É muito comum nos esquecermos que a potência elétrica gerada por painéis solares fotoelétricos depende muito da intensidade solar que incide sob o painel e que a medição da tensão de saída sem carga por meio de um multímetro pode representar uma perspectiva falsa de que o painel pode gerar a potência nominal mesmo quando o clima estiver parcialmente nublado.
Por meio do LabVIEW, uma placa GPIB e um multímetro Agilent 34401A de precisão de 6,5 dígitos, visualizamos a tensão elétrica gerada sem carga, que em condições ótimas de insolação direta sob o painel de fato atingiu a tensão nominal de 5,5V e, sem carga, apresentou apenas uma irrelevante variação de tensão com sombra devido a nuvens:
Todavia, analisando-se a potência absorvida pela fonte de alimentação programável Rigol DP1308A (atuando como carga), percebemos que houve uma redução forte da potência elétrica gerada: conforme o gráfico abaixo, a potência elétrica atingiu até 1 (um) W em condições ótimas de insolação (Sol forte às 14h na cidade de Goiânia, Centro-Oeste), mas devido à sombra momentânea devido a nuvens, o valor gerado instantâneo foi reduzido a apenas 10% do valor máximo gerado.
Ainda, por meio do multímetro de bancada Agilent 34401A, a incapacidade de geração de potência elétrica é demonstrada com a aplicação de carga (resistência de 39 ohms) durante o bloqueio solar parcial por nuvens conforme a imagem abaixo, comprovando que não se deve atestar o desempenho de um painel fotoelétrico apenas por meio da medição da tensão gerada sem carga, prática usual e disseminada no mercado:
Por fim, os seguintes níveis de tensão foram obtidos na carga resistiva de 39 ohms (conectada ao painel fotoelétrico após alguns instantes sem carga) durante o bloqueio da radição solar por nuvens, que possibilitou a geração da potência elétrica nominal apenas em duas ocasiões momentâneas durante o período analisado de 13 (treze) minutos, demonstrando uma baixíssimo desempenho do mini painel solar durante a ocorrência de sombra:
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