PROJETOS Data de Publicação: 09 jul 2024 17:56 Data de Atualização: 11 jul 2024 19:16
O projeto de pesquisa "Estudo e Implementação de um Sistema Fotovoltaico para Alimentação de Carga em Corrente Alternada" de coordenação do professor Rogério da Silva, da área de Processos Industriais, foi um dos contemplados no Edital 02/2023/PROPPI. Ele busca construir um sistema fotovoltaico completo para alimentação de energia elétrica de uma carga residencial. O projeto encerra sua execução em agosto deste ano e conta com dois bolsistas.
O professor Rogério conta que o intuito em trabalhar com o tema vem da necessidade de busca por alternativas aos combustíveis fósseis, uma demanda global e necessária. "Dentre os maiores problemas de uma sociedade globalizada, industrializada e cada vez mais tecnológica, se encontra a geração e o fornecimento de energia elétrica. Grande parte da energia elétrica produzida no mundo provém de fontes não renováveis, ou seja, fontes que se esgotam. Essas fontes em sua grande maioria são combustíveis fósseis que causam, através da emissão de gases poluentes, o aumento do efeito estufa, apontado como principal responsável pelo aquecimento global. Com o intuito de respeitar o meio ambiente, novas fontes de energia foram propostas, dentre elas, a geração de energia solar", introduz o professor.
Nessa linha, o projeto propõe a construção de um sistema fotovoltaico completo para alimentação de uma carga residencial, com potência próxima a 2000 Watts. "Para sua implementação se utiliza de topologias conversoras da Eletrônica de Potência e teorias de controle para realimentação. São realizadas revisões bibliográficas, a elaboração do algoritmo e testes no software de simulação numérica, dimensionamento dos componentes eletrônicos do conversor, o desenvolvimento dos diagramas eletrônicos e confecções das pcb`s (placas eletrônicas). Também é feita a soldagem dos componentes eletrônicos e os ensaios práticos do protótipo", conta o professor. O trabalho acima é protagonizado por alunos sob a supervisão dos professores. Além do professor Rogério, os docentes Darlan Felipe Klotz e Thiago Henrique Mombach compõem o projeto como colaboradores.
O professor Rogério disse que os alunos pesquisadores dispõem de uma carga horária de 20 horas semanais para o projeto, enquanto os docentes pesquisadores de 4 a 6 horas semanais. Ele explica que algumas ações são de maior risco, em virtude do envolvimento da energia elétrica. Porém, como os bolsistas são do curso superior de Engenharia Mecânica, o desafio para eles é maior e à altura. "Estão indo muito bem, pensando na segurança dos nossos discentes pesquisadores e evitando riscos de acidentes desnecessários devido a formação, os docentes ficam à frente dos ensaios práticos, com os alunos participando destes feitos", complementa.
O coordenador explica que os resultados obtidos serão analisados e submetidos a criteriosa avaliação em congressos e artigos científicos. Um artigo já foi submetido ao Congresso Brasileiro de Automática (CBA) 2024 e está na etapa de avaliação. Os autores acreditam que outros artigos surgirão ao longo dos próximos meses, tendo em vista o projeto ser bastante abrangente. A comunidade científica é um dos três pilares que podem ser impactados pelos resultados do projeto, segundo o professor Rogério.
Além deles, os pesquisadores discentes e docentes, por meio dos conhecimentos aprimorados ou adquiridos ao longo dos estudos e resultados alcançados, como nas simulações com software numérico, o projeto eletroeletrônico, a fabricação do protótipo, os ensaios de validação do protótipo, o estudo e análise dos resultados obtidos. "Também a sociedade, pois de uma forma análoga, o protótipo em desenvolvimento é o coração de um sistema de energia fotovoltaico, responsável por converter uma forma de energia elétrica contínua não utilizada pela sociedade, para uma forma de energia alternada amplamente utilizada. O protótipo em desenvolvimento funcionará sempre que houver energia solar, pois, o projeto não prevê banco de baterias para funcionar em horários que não haja a incidência solar', complementa o professor. Outra característica do projeto é trabalhar na forma Off Grid, ou seja, não conectado a uma rede elétrica, ótimo para o fornecimento de energia elétrica remota.
Participação Discente
Como dito, o trabalho é realizado por bolsistas do curso superior de Engenharia Mecânica. Franciele Warmling Branco, estudante da sétima fase do curso, é lageana e frequenta o IFSC pela primeira vez. Ela conta que o interesse pelo projeto surgiu logo após a publicação do edital. "Sempre gostei de me desafiar intelectualmente e eu vi que era uma área totalmente diferente da Engenharia Mecânica e que poderia contribuir para minha formação, uma vez que eu e meu parceiro de projeto Emanuel aprendemos assuntos relacionados à eletrônica e controle, os quais não vemos na grade curricular do nosso curso", comenta a estudante.
Ela conta que a participação de cada integrante no projeto contribuiu para o avanço do projeto dia após dia nas pesquisas e testes. "Minha participação no projeto está sendo dedicada ao relatório que temos que entregar no final e também nas pesquisas, que no momento estamos desenvolvendo um layout do conversor boost, o qual será acoplado no circuito das placas fotovoltaicas. As habilidades desenvolvidas até agora foram muitas, como por exemplo lidar em softwares de projeto e simulação eletrônica. Também aprendemos teorias de eletrônica e a soldar placas eletrônicas. Os conhecimentos foram muitos", complementa a aluna.
Os ganhos de estar em um projeto como esse são muitos. E a aluna destaca alguns deles. "É muito gratificante, pois além de nós, alunos, nos aproximarmos dos professores, a gente acaba aprendendo muitos assuntos de outras áreas. É um momento de estudo, mas que futuramente trará benefícios para todos os envolvidos. E não digo o benefício de reconhecimento, mas sim o sentimento de ver algo que foi projetado por sua equipe dar certo e funcionar", completa Franciele. Ela reconhece que os auxílios do IFSC estão sendo muito importantes para a compra de materiais necessários para a execução do projeto.
Sentimento semelhante vive Emanuel Boeira Martins, da nona fase de Engenharia Mecânica. "Depois que entrei no projeto, passei mais tempo no câmpus e tive que interagir com mais professores, alguns de outras áreas, inclusive. Isso me fez aprender sobre coisas diferentes e saber para quem pedir ajuda quando precisar. Teve uma vez que precisei usar a impressora 3D para fabricar uma peça para o projeto, para isso tive que relembrar a usar um software de modelagem (Inventor) e aprender a gerar um arquivo para a impressora.", lembra o estudante, que também é de Lages e realiza o primeiro curso no IFSC.
Sobre o projeto, Emanuel conta que realiza as atividades que lhe são repassadas. Em caso de dúvidas, o aluno ainda pode recorrer a livros e pedir ajuda para outros professores para saná-las. "Por causa disso, tenho aprendido bastante sobre eletrônica, que é de extrema importância para o projeto. No começo tivemos que estudar eletrônica de potência e depois aprender sobre fabricação de PCI, para isso tivemos que utilizar softwares de layout de PCI como o Kicad", complementa.
O interesse em realizar o projeto surgiu numa lacuna em que o estudante se encontrava após o término de um estágio e estava procurando outra coisa para fazer. "Eu recebi um aviso da abertura de bolsas para essa pesquisa e resolvi me inscrever, o que chamou a minha atenção sobre o projeto foi que o escopo dele vai além do que é visto no curso de engenharia mecânica, os principais conteúdos teóricos usados até agora se relacionam mais com elétrica do que com mecânica e achei que seria uma boa oportunidade e diferencial para a minha formação", finaliza Emanuel.
De fato o grande benefício do projeto, assim como uma das missões da instituição, dar-se-á no processo de ensino e aprendizagem. Ao longo do projeto, os alunos são colocados como proponentes do projeto, gerando responsabilidade, atitude e comprometimento, ou seja, são os principais pesquisadores, participam das tomadas de decisão e são desafiados, também participam do planejamento, da elaboração do projeto e de seu desenvolvimento. "É comum entre os pesquisadores a busca pelo aprimoramento ou de novos conhecimentos (ensino-aprendizado), por vezes nem atuamos na área da pesquisa em questão, mas estamos dispostos a aprender, como é o caso dos nossos discentes pesquisadores da Engenharia Mecânica. Ou seja, trata-se de um processo contínuo de capacitação para a vida acadêmica, científica, profissional e pessoal", explica o professor Rogério.
O projeto está correndo bem, segundo o professor. Contudo, ainda há desafios para o próximo mês. "Os resultados dos ensaios práticos do primeiro protótipo foram positivos, estamos na fase de fabricação do protótipo final de uma das topologias do conversor (potência e controle), e na fabricação da segunda topologia (inversor) em desenvolvimento, ou seja, acreditamos que 75% dos compromissos estão realizados, por isso, continuamos trabalhando forte para entregar os compromissos assumidos", finaliza Rogério.