1 Uso da energia solar como fonte alternativa para o aquecimento de utilidades: simulação e controle Auxiliary solar heating system: simulation and control Uso de la energía solar como fuente alternativa para sistemas de calefacción: simulación y control Resumo A energia solar se tornou uma das formas de energia alternativa mais utilizada, por ser uma fonte renovável e não poluente. Sendo assim, sistemas de aquecimento solar vêm sendo cada vez mais empregados nos setores residenciais e industriais. Todavia, em períodos com baixa ou nenhuma luminosidade solar, a sua eficiência fica prejudicada. Partindo desse pressuposto, o presente trabalho propõe a modelagem matemática de um sistema auxiliar de aquecimento de utilidades industriais, empregando a energia solar como fonte alternativa. Sendo avaliados três tipos de configurações para o sistema de aquecimento: sistema I -sem coletor solar, sistema II -com coletor solar funcionando 24 h por dia, e sistema III -sistema híbrido, no qual coletor solar é acionado apenas durante o período em que há incidência de radiação solar (10h -17h). Para o melhor aproveitamento das fontes de energia disponíveis (renovável e não renovável) propõe-se a implementação de controladores do tipo on/off e do tipo PI, nas configurações estudadas. O modelo matemático proposto foi simulado usando o software livre Scilab ® . Analisando os resultados obtidos pela simulação, o sistema híbrido apresentou maior economia de energia, cerca de 8%, quando comparado ao sistema I. Para os casos utilizando controladores, quando comparados ao sistema sem controlador, aquele que se mostrou mais Research, Society and Development, v. 9, n. 3, e188932730, 2020 (CC BY 4.0) | ISSN 2525-3409 | DOI: http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v9i3.2730 2 adequado foi o com controlador PI implementado ao sistema híbrido, apresentando uma economia de 60W de energia, por dia de operação. Palavras-chave: Controlador on/off; Controlador PI; Energia Solar; Modelagem.
AbstractSolar energy has become the most used forms of alternative energy, being a renewable and non-polluting source. As such, solar heating systems have been increasingly used in the residential and industrial sectors. However, in periods with low or no solar luminosity, its efficiency is impaired. Based on this assumption, this work proposes the mathematical modeling of an auxiliary heating system, using solar energy as an alternative source. Three types of configurations are evaluated for the heating system: system I -without solar collector, system II -with solar collector running 24 hours a day, and system III -hybrid system, in which solar collector is activated only during the period in which there is incidence of solar radiation (10am -5pm). It is proposed the implementation of on/off and PI controllers, in the configurations studied. The results are obtained from the simulation of the mathematical model using the free software Scilab®. The results show that the hybrid system is saving more energy, about 8% of energy when compared to the system I. The PI contro...