Projeto de um Barco Tipo Catamarã Movido a Energia Solar – I

Descrição do circuito principal:

Como mostra o diagrama elétrico na página seguinte, a base do projeto são 4 painéis fotovoltaicos de 260W, cada um capaz de fornecer uma corrente de aproximadamente 8A a uma tensão aproximada de 31V, conectados em série/paralelo. Na saída de cada grupo de painéis existe um diodo para evitar que um grupo com menor nível de insolação atue como carga dos demais, consumindo a sua corrente.

A energia gerada pelos painéis fotovoltaicos é enviada, através de um disjuntor de proteção, a um controlador de carga do tipo MPPT (Maximum Power Point Tracking), que consiste em um regulador do tipo “Buck”, com a finalidade de compatibilizar a tensão de saída dos painéis fotovoltaicos com os 48V da bateria, garantindo a máxima transferência de potência entre eles.

Logo após, um multimedidor digital mostra a tensão, a corrente, a potência instantânea e a energia fornecida pelo MPPT às baterias (4 x 12V em série), e ao restante do circuito. Dos 4 coolers, 2 são instalados na caixa de baterias e 2 na caixa do circuito. Cada par de coolers trabalha com um jogando o ar para dentro da caixa e o outro retirando, e são instalados em posições opostas, para uma boa circulação e refrigeração.

O circuito de comando é composto de uma série, formada pelo contato NF do botão de parada de emergência, a chave (também NF) de “Homem Morto” (Dead Man Switch), que fica conectada ao colete do piloto e abre o circuito em caso deste cair ao mar, e a chave geral SW3A. Por último, a chave SW4. Esta chave, de 3 posições, possui função tripla: A – Motor a vante; B – Motor desligado; C – Motor a ré.

Um segundo multimedidor digital monitora a tensão, a corrente, a potência instantânea e a energia aplicada ao motor. Pela diferença entre os KWh medidos por este e pelo outro multimedidor, é possível calcular a autonomia da bateria. Um microcontrolador do tipo Arduino, a ser desenvolvido, pode fazer esse trabalho.

A velocidade do motor é variada por um controlador do tipo PWM (Pulse Width Modulation), objeto de um projeto específico em um outro trabalho mas que foi aqui incluído.

Descrição do circuito auxiliar:

O circuito auxiliar é constituído por uma única bateria de 12V, que alimenta os ventiladores e exaustores do compartimento das baterias e do restante do circuito, as bombas de porão de bombordo e boreste, que possuem, além de interruptores automáticos de nível que ligam automaticamente em caso de inundação do casco, interruptores manuais (SW5 e SW6) localizados no painel de comando do piloto, além do rádio transceptor de VHF.

Um conversor DC/DC mantém a carga dessa bateria e um voltímetro digital monitora a sua tensão.

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