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Análise da potência e tensão elétrica gerados por um mini painel solar fotoelétrico com o LabVIEW

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:

tensao painel solar

tensao painel solar

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.

potencia painel solar

potencia painel solar

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:

painel solar resistencia 39ohm nublado

painel solar resistencia 39ohm nublado

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:

painel solar resistencia 39ohm com sol parcial

painel solar resistencia 39ohm com sol parcial

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