Sistema de aquecimento solar inteligente

Abstract

A automação desempenha um papel fundamental na implantação de soluções eficientes que promovem o consumo racional e eficiente de energia, isso significa, a busca pelo máximo desempenho de uma instalação, com o mínimo consumo. Baseado neste conceito o projeto intitulado Sistema de Aquecimento Solar Inteligente tem como finalidade promover a economia de água e energia elétrica a partir da embarcação de pontos de automação em um protótipo que reproduz um sistema de aquecimento solar residencial. O controle de pontos estratégicos e principais deste sistema, aumenta a eficiência energética da solução, otimizando a sustentabilidade do processo como um todo, provendo uma solução de baixo custo. Durante o desenvolvimento do projeto, foram utilizados os conhecimentos adquiridos durante todo o curso, aplicando-os na programação de um microcontrolador PIC16F628A, este responsável pelo controle de movimentação da estrutura do coletor solar, dando a ele uma solução já difundida em placas fotovoltaicas que é o sistema seguidor solar. Esse controle permite que o coletor receba maior incidência de radiação solar por um intervalo de tempo maior, consequentemente elevando a disponibilidade de água quente fornecida por este meio limpo e sustentável. Outro microcontrolador embarcado em uma plataforma Arduino faz o controle do acionamento de uma válvula solenoide, liberando o fluxo de água durante o banho, somente se houver presença de uma pessoa frente ao sensor óptico presente na estrutura do chuveiro, gerando economia de água. Paralelamente, a plataforma Arduino também monitora a temperatura de água no reservatório de água quente e aciona uma resistência elétrica auxiliar caso a água do reservatório fique abaixo da temperatura desejada, podendo ocorrer em períodos de baixa insolação. O valor da temperatura pode ser visualizado em um display LCD, mostrando a temperatura mínima e máxima registrada pelo sensor. Esta aplicação desperta uma visão da sustentabilidade, economia e preservação de recursos, temas amplamente debatidos e de suma importância para a sociedade nos tempos atuais.

Automation plays a key role in the implementation of efficient solutions that promote rational and efficient energy consumption; this means the search for maximum performance of an installation with minimal consumption. Based on this concept, the project titled “Intelligent solar heating system”, aims to promote the economy of water and electricity from the automation point vessel, in a prototype that reproduces a residential solar heating system. The control of the main strategic points of this system, increase its energy efficiency, optimizing the sustainability of the process as a whole, providing a low-cost solution. During the development of the project, the knowledge acquired throughout the course was used and applied in the programming of a microcontroller PIC16F628A, responsible for controlling the structure of the solar collector, giving it the solution already applied in photovoltaic boards, which is the solar follower system. This control allows the collector to receive higher incidence of solar radiation for a longer time interval, consequently raising the availability of hot water provided by this clean and sustainable environment. Another microcontroller embedded in an Arduino board, makes control of the drive of a solenoid valve, releasing the flow of water during the bath. Only if there is a person’s presence in front of the optical sensor present in the shower structure, generating water savings. In parallel, the Arduino platform also monitors the water temperature in the hot water reservoir, and it triggers an auxiliary electrical resistance if the water below the desire temperature in periods of low insolation. The temperature value can be observed on an LCD display, showing the minimum and maximum temperature recorded by the sensor. This application awakens a view of the sustainability, economics and preservation of resources, topics widely debated and of paramount importance for the society in the current times.