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Title in Portuguese: Dimensionamento e instalação de um sistema solar fotovoltaico em um veículo aéreo não tripulado (VANT) do tipo multirotor alimentado somente por energia fotovoltaica
Title: Sizing and installation of a photovoltaic solar system in an unmanned aerial vehicle of the multirotor type powered only by photovoltaic energy
Author: Velandia, William Felipe Orjuela
Advisor(s): Freire, Francisco Nivaldo Aguiar
Keywords: Engenharia mecânica
Energia solar
Correntes elétricas - Variação
Motores
Drone
Unmanned aerial vehicle
Solar energy
Current
Engines
Voltage
Issue Date: 11-Jun-2018
Citation: VELANDIA, W. F. O. Dimensionamento e instalação de um sistema solar fotovoltaico em um veículo aéreo não tripulado (VANT) do tipo multirotor alimentado somente por energia fotovoltaica. 2018. 87 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Abstract in Portuguese: Atualmente, a procura por novas alternativas e tecnologias limpas de combustíveis que possibilitem amenizar o impacto ambiental causado pelas energias convencionais, se tornou um amplo campo de estudo em nível de engenharia em busca da sustentabilidade energética. Tendo em conta que o sol é uma fonte renovável de energia, e a cada dia, o seu potencial aumenta devido aos grandes avanços, desenvolvimento de novas tecnologias, redução dos custos de produção e aumento da eficiência dos sistemas de captação de energia do sol. Por isso decidiuse estabelecer como objetivo do projeto, utilizar este tipo de energia, e por meio de um arranjo fotovoltaico e acopla-lo em um sistema de veículo aéreo não tripulado do tipo multirotor. Neste estudo foi projetado um sistema, de modo a se alimentar somente por energia solar, deixando de lado o uso de baterias ou outros tipos de fornecimento de energia. Para o desenvolvimento da presente pesquisa, foram construídos três tipos de multirotores, a fim de que no processo de construção o sucessor de cada um deles, apresentara melhoras em desenho. Para cada um desses protótipos, um arranjo fotovoltaico foi projetado para permitir a captura da radiação solar e converte-la em energia elétrica para alimentá-los. Dados de radiação solar foram coletados durante uma semana, com a ajuda de um piranômetro localizado no laboratório de energia solar e gás natural da Universidade Federal do Ceará. A partir destes dados foi feita uma análise do intervalo de tempo apropriado para realizar os testes de alimentação de energia, observar o comportamento do protótipo ao ser irradiado diretamente pelo sol, além de registrar os dados detalhadamente da variação de corrente e tensão. Após a realização dos testes, foi demostrado que é possível alimentar um veículo aéreo não tripulado do tipo multirotor, por meio da energia solar. O estudo mostrou que para que o protótipo decole do solo, o peso total de cada um dos seus componentes, deve ser levado em consideração. Além disso, de acordo com os dados obtidos, o drone 3.0 conseguiu atingir uma potência máxima de 141,57 W, e conseguiu-se demostrar por meio do piranômetro, que o tempo ideal de maior radiação, ocorre no intervalo de 11 a 13 horas.
Abstract: Currently, the search for new alternatives and clean technologies of fuels that allow to mitigate the environmental impact caused by the conventional energies, has become a wide field of study in engineering level in search of the energetic sustainability. Given that the sun is a renewable source of energy, and every day, its potential increases due to major advances, development of new technologies, reduction of production costs and increased efficiency of solar energy capture systems. Therefore, it was decided to establish as a project objective to use this type of energy, and by means of a photovoltaic arrangement and couple it in a multirotor type unmanned aerial vehicle system. In this study, a system was designed so as to feed only by solar energy, leaving aside the use of batteries or other types of energy supply. For the development of the present research, three types of multirotors were constructed, so that in the construction process, the successor of each of them, had improvements in design. For each of these prototypes, a photovoltaic array is designed to allow the capture of solar radiation and converts it into electrical energy to feed them. Solar radiation data were collected during one week, with the help of a pyranometer located in the solar energy and natural gas laboratory of the Federal University of Ceará. From these data, an analysis of the appropriate time interval to perform the tests of energy supply, to observe the behavior of the prototype to be irradiated directly by the sun, besides recording the data in detail of the variation of current and tension. After testing, it has been shown that it is possible to power an unmanned aerial vehicle of the multirotor type by means of solar energy. The study showed that for the prototype to take off from de ground, the total weight of each of its components, must be taken into consideration. In addition, according to the data obtained, drone 3.0 managed to reach a maximum power of 141.57 W, and it was demonstrated by the pyranometer that the ideal time of higher radiation occurs in the interval of 11 to 13 hours
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/33253
Appears in Collections:DEME - Dissertações defendidas na UFC

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