Carregador Inteligente

Carregador Inteligente Universal

Cristian Henrique Rosa da Silva Ra: T334BE

Pablo Pessoa Magalhães RA: A706BJ-5

Resumo

Neste trabalho, vamos mostrar que o melhor jeito de ajudar no aquecimento global é aderir às novas fontes de energia renováveis. A energia solar é uma das alternativas energéticas mais promissoras, é abundante e permanente, renovável a cada dia, não polui e nem prejudica o ecossistema.

O carregador de celular inteligente universal pode ser usado numa simples tomada da rede elétrica como também há possibilidade da utilização da energia solar fotovoltaica na forma de proporcionar recargas das baterias de telefones celulares em qualquer lugar onde haja emissão de raios solares.

O estudo foi feito na melhoria do circuito elétrico do carregador de celular convencional junto com a célula solar fotovoltaica de policristalino. A energia solar é importante na preservação do meio ambiente, pois tem muitas vantagens sobre as outras formas de obtenção de energia, como: não ser poluente, não influir no efeito estufa, não precisar de turbinas ou geradores para a produção de energia elétrica.

Palavras-chave: Energia solar. Carregador solar. Célula fotovoltaica de policristalino. Energia renovável.

Problema

Os celulares trouxeram inúmeros recursos ao dia a dia dos usuários, mas também criaram uma dor de cabeça: a duração da bateria. Se antes os telefones chegavam a durar de 3 dias a uma semana longe da tomada, hoje poucos deles duram mais que 24 horas.Isso obriga nós usuários a ficarmos próximos de uma tomada sempre quando houver pouca energia da bateria,caso contrário iremos ficar sem poder utilizar o aparelho celular.Com isso o propósito é utilizar a energia solar para suprir a necessidade dos usuários em momentos críticos de bateria.

Conforme o Centro de Referência Para Energia Solar e Eólica Sergio de Salvo Brito-CRESESB (2006), a radiação solar incidente na superfície da Terra representa uma fonte inesgotável de energia, disponibilizando um enorme potencial (1,5x1018 kWh anualmente) que pode ser captado e convertido em outras formas de energia. Painel ou módulo fotovoltaico é composto de células conectadas em arranjos produzindo tensão e corrente em nível suficiente para o aproveitamento da energia elétrica gerada.

De acordo com Fedrizzi (2003), trata-se de uma tecnologia consolidada tecnicamente, de alta confiabilidade e com vida útil de mais de 25 anos.

De acordo com Marini e Rossi (2005), um sistema solar fotovoltaico oferece muitas vantagens: não possui partes rotativas, tem longa vida útil, a manutenção é mínima, não gera poluição ou ruído, não requer combustível, exceto o Sol, é modular ou expansível, é leve e fácil de transportar e está disponível o ano todo.

Desenvolvimento

Os aparelhos celulares trouxeram muitos benefícios, pois diminuiu a distância entre as pessoas, o que desafia as operadoras espalhar seus sinais a lugares onde não tenha qualquer outra forma de comunicação.

A eletricidade se tornou fundamental em nossa vida nos dias atuais, com uso do celular necessitamos sempre ficarmos próximo de uma tomada da rede elétrica diariamente para que possamos carregar a bateria do celular, caso contrário o celular se desliga por falta de energia armazenada no interior da bateria.

Com base nessa necessidade nosso objetivo é fazer um protótipo de um carregador que possa alimentar celulares em duas condições, pela rede elétrica (tomada) ou através da energia solar (célula fotovoltaica).

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Figura 1: circuito de simulação de um carregador eletrônico

Energia Fotovoltaica

A energia solar fotovoltaica, conversão de energia solar em eletricidade, é uma fonte de eletricidade limpa, pois o seu funcionamento não tem emissões indesejáveis, é renovável, devido à natureza inesgotável do sol. Tem, além disso, outras vantagens como o longo tempo de vida dos seus equipamentos.

Figura 2 – Circuito de um celular alimentado por energia solar

Segundo Roger A. Hinrichs, Merlin Kleinbach, Lineu Belico dos Reis (2012, p.446) “Um painel solar é uma composição de células solares, constituídas por material semicondutor, geralmente cristal de silício dopado, sendo uma parte do tipo P, com característica de carga positiva, e outra do tipo N, com carga negativa”.

Figura 3:Livro Energia e o Meio Ambiente página 446 o M. T. Tolmasquim.

Comportamento sob Iluminação

As células solares sob iluminação absorvem fótons, que são partículas que produzem uma passagem de elétrons da banda de valência para a banda de condução Os portadores gerados pelos fótons absorvidos estão sujeitos à ação do campo elétrico interno, que se estabelece na interface da junção P-N, dando origem a uma corrente que atravessa a carga externa. Fonte: CRESESB/CEPEL, “Tutorial solar”)

Figura 4– Efeito Fotovoltaico na junção PN (fonte: CRESESB/CEPEL, “Tutorial solar”)

Tipo de célula usada no protótipo

Silício policristalino: células obtidas a partir de blocos de silício obtidos por fusão de porções de silício puro em moldes especiais. Uma vez nos moldes, o silício resfria lentamente e solidifica-se. Neste processo, os átomos não se organizam num único cristal, formando assim uma estrutura policristalina com superfícies de separação entre os cristais. Sua eficiência é da ordem de 13%10, um pouco menor do que a do silício monocristalino, mas sua produção é mais simples e barata.

Figura 5 – foto da célula de Silício Monocristalino usado no projeto

As especificações técnicas da Célula de Silício usada em nosso projeto serão:

• 5.5 watts de potência elétrica

• tensão de 5.5 volts

• 1600 mAh

• Dimensões do Produto: Comprimento = 9,4cm