Remodelação e colocação em funcionamento de uma instalação solar térmica didática

Abstract

Os sistemas de energia renováveis estão cada vez mais presentes na sociedade. Torna-se assim fundamental para o seu estudo desenvolver ferramentas educacionais que não só ilustrem os princípios básicos do seu funcionamento como também permitam aos alunos testar soluções tecnológicas inovadoras. Este projeto de dissertação tem como finalidade a remodelação e colocação em funcionamento de uma instalação solar didática e o desenvolvimento de um sistema de controlo e monitorização remoto para a mesma, apto para ser utilizado em qualquer tipo de instalação solar térmica. O processo de remodelação da instalação passou pela substituição dos componentes deteriorados com o tempo e a adição de novos componentes que possam melhor o funcionamento da mesma. O controlo e monitorização remoto é feito à distância, no software Node-RED, instalado num computador (PC) do tipo Raspberry PI, que recebe e transmite os dados de e para os sensores e atuadores instalados na instalação solar térmica. Os sensores e atuadores são controlados por uma placa Arduino e os dados são transmitidos recorrendo a um módulo HC12 com comunicação por radiofrequência. Atualmente a instalação e o sistema de monitorização e controlo remoto podem ser utilizados no apoio à lecionação de matérias que envolvam os sistemas solares térmicos, e o sistema de monitorização e controlo pode ser empregue em instalações solares térmicas domésticas ou industriais, com as devidas adaptações.

Renewable energy systems are more and more present in the society which makes the development of tools that help study them and that can improve the efficiency of them fundamental. This dissertation project has the purpose of remodelling and start up a didactic solar installation and the development of a remote control and monitoring system for it, suitable for use in any type of solar thermal installation. The process of remodelling the installation went from replacing the components that deteriorated with the time to the addition of new components that can increase the efficiency of the installation. The remote monitoring and control process is done in the software Node-RED that is installed on a Raspberry PI computer that receives and transmits the data to and from the sensors and the electronic components that are installed in the thermal installation which are controlled by a microcontroller installed on an Arduino board. Through the sensors it is possible to obtain several temperatures throughout the installation, several pressures in the solar circuit, the flow of the solar circuit, the solar radiation incident on the solar collectors and other data that make the installation more educational. Currently the installation and the remote monitoring and control system can be used to support the teaching of materials involving solar thermal systems and the system can be used in domestic hot water systems or industrial hot water installations.