Integração de instrumentação e capacidade de comunicação com nuvem a uma placa Raspberry Pi para monitoramento remoto de plantas de geração fotovoltaicas off-grid

Abstract

Com o aumento da demanda por energia elétrica e diversificação da matriz de produção de energia elétrica, a eficiência da produção de energia elétrica a partir de módulos fotovol taicos tem ganhado uma importância cada vez maior. A análise de características elétricas de cada módulo fotovoltaico requer sensores e uma rede configurada que seja capaz de fazer a transmissão dessas informações para comparações que demonstrem a melhora ou piora na eficiência de painéis em diferentes condições ambientais. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de dois sistemas de instrumentação dedicados, controlados por uma placa Raspberry Pi por meio de diferentes padrões de interface serial, a saber, SPI (Serial Peripheral Interface), I2C e UART. No protocolo SPI são lidos os sensores de tensão e corrente elétrica conectados aos módulos fotovoltaicos, enquanto no protocolo I2C existe uma placa com um conjunto de sensores de umidade, temperatura, pressão barométrica e atitude. Os dados coletados pelo conjunto de sensores são transmitidos para nuvem por outro circuito conectado à Raspberry Pi utilizando o protocolo UART. Os sistemas para medição e envio de dados são desenvolvidos com diferentes placas e diferentes circuitos integrados para que possam ser conectados à planta de geração de energia fotovoltaica. Cada um dos sistemas é avaliado qualitativamente em relação à sua capacidade de atender as tarefas para as quais foram desenvolvidos, considerando-se a realização efetiva das tarefas para as quais foram projetados e precisão das medições.