Desenvolvimento de um kit didático para demonstrar o funcionamento das Energias: Solar, Hídrica e Eólica

Resumo

As energias renováveis e suas tecnologias vêm ganhando grande destaque no mundo atual. As instituições de ensino têm introduzido esse conteúdo em suas atividades curriculares e extracurriculares de modo a incentivar que os alunos se apropriem dos conhecimentos relacionados a elas e de como essas energias funcionam. O presente trabalho está sendo desenvolvido no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul - Campus Canoas e tem como objetivo, utilizando soluções de hardware e software, desenvolver um kit didático que possibilite a compreensão de como as energias solar, hídrica e eólica funcionam. Para demonstrar a solução e o funcionamento de cada energia renovável, utilizou-se a plataforma Arduino que vem ganhando grande destaque nos últimos momentos, como uma solução simples e de baixo custo. O trabalho seguiu dois tipos de metodologias: a pesquisa bibliográfica e a exploratória. No caso da primeira foi realizada a familiarização com a plataforma Arduino e os diversos componentes eletrônicos que podem ser acoplados a ela; além de estudos que permitiram a ampliação do conhecimento nas áreas de física, matemática, astronomia e biologia, correlacionados com o tema das energias renováveis. Com a pesquisa exploratória foi possível realizar as pesquisas que permitiram experimentações e testes de hardware e software que compõe o kit. O sistema de energia solar proposto utiliza placas fotovoltaicas que fazem parte de um sistema robótico com dois eixos e um centro, direcionados por sensores de luz. O posicionamento das placas segue: (i) durante o dia a posição Leste e Oeste; (ii) durante os meses (equinócios e solstícios) a posição Norte e Sul; (iii) e a posição entro é usada como ponto de referência aos demais lados. A energia hídrica foi explorada através da criação de uma mini hidrelétrica, onde a energia é gerada através da pressão exercida pela água. A solução consiste em usar uma bomba para impulsionar a água que alimenta o sistema, esta é direcionada para um motor, que é responsável por gerar a energia. O sistema é retroalimentado pela água, ou seja, uma vez que a água entra no sistema ela permanece circulando e gerando a energia para os dispositivos conectados ao gerador hídrico. Outro tipo de energia abordada pelo kit compreende a energia eólica, que é capturada através de um mini cata-vento eólico. A energia do vento passa pelas hélices do cata-vento e a força gerada é direcionada para seu motor interno que a converte em energia e alimenta o sistema permitindo o seu uso. Após a realização de vários testes chegou-se a conclusão de que é necessária a modelagem de hélices para o gerador eólico, de forma a aprimorar sua captura de vento proveniente de vários locais. Como resultados tem-se que o kit está quase concluído, pois vários testes já foram realizados. Atualmente, os protótipos do kit estão sendo impressos, na impressora 3D, e os módulos (solar, hídrico e eólico) serão acoplados de modo a demonstrar como seria a aplicabilidade do protótipo na criação de um campus inteligente.