Desenvolvimento de sistema de iluminação solar com fibras ópticas
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRJ |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/11422/11676 |
Resumo: | O desenvolvimento do sistema de iluminação solar tem como objetivo iluminar ambientes internos utilizando luz solar concentrada guiada através de fibras ópticas. Como diferencial dos sistemas existentes, este projeto utiliza apenas um motor para mover a lente, não utiliza sensores de luminosidade para localizar o sol e apresenta apenas uma lente para um feixe de fibras ópticas. Um algoritmo inteligente é implementado em um microcontrolador para controlar um único motor, sem a necessidade de sensores de luminosidade, para que a lente sempre aponte para o sol maximizando a eficiência do sistema. Um estudo sobre a concentração solar mostra qual o limite que o feixe de fibras suporta sem ultrapassar a temperatura máxima indicada pelo fabricante. Filtros infravermelhos tiveram suas características estudadas e o mais adequado foi utilizado no protótipo com o objetivo de diminuir o aquecimento das fibras. Duas luminárias foram desenvolvidas sendo uma projetada para iluminar de forma difusa e uniforme, e outra de forma focada e concentrada. Na difusa as fibras foram modificadas para permitir que a luz escapasse pela lateral das fibras e é mostrada uma avaliação comparativa de desempenho de distribuição de luz de cada uma das modificações feitas. Os resultados mostram a capacidade de o sistema rastrear o sol, a distribuição da luz por cada luminária, o espectro da luz fornecido pelo sistema e a quantidade de luz que o sistema é capaz de fornecer. O sistema fornece 1.850 lúmens em um feixe de 120 fibras ópticas plásticas de 7 metros de comprimento. |
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Um estudo sobre a concentração solar mostra qual o limite que o feixe de fibras suporta sem ultrapassar a temperatura máxima indicada pelo fabricante. Filtros infravermelhos tiveram suas características estudadas e o mais adequado foi utilizado no protótipo com o objetivo de diminuir o aquecimento das fibras. Duas luminárias foram desenvolvidas sendo uma projetada para iluminar de forma difusa e uniforme, e outra de forma focada e concentrada. Na difusa as fibras foram modificadas para permitir que a luz escapasse pela lateral das fibras e é mostrada uma avaliação comparativa de desempenho de distribuição de luz de cada uma das modificações feitas. Os resultados mostram a capacidade de o sistema rastrear o sol, a distribuição da luz por cada luminária, o espectro da luz fornecido pelo sistema e a quantidade de luz que o sistema é capaz de fornecer. O sistema fornece 1.850 lúmens em um feixe de 120 fibras ópticas plásticas de 7 metros de comprimento.The development of the solar lighting system aims to illuminate internal environment using concentrated sunlight guided through optical fibers. Unlike existing systems, this model uses only one motor to move, do not use the brightness sensors to locate the sun and have only one lens for a bundle of optical fibers. A smart algorithm is implemented in a microcontroller to control a single motor, without the need of brightness sensors, so the lens always points to the sun maximizing system efficiency. A study of the solar concentration shows the limit that the fiber bundle supports without exceeding the maximum temperature indicated by the manufacturer. Infrared filters had their characteristics studied and the most appropriate was used in the prototype with the objective of reducing the heating of the fibers. Two luminaires were developed with one designed to illuminate diffusely and uniformly, and another in a focused and concentrated way. In diffuse the fibers were modified to allow light to escape from the side of the fibers and a comparative evaluation of the light distribution performance of each of the modifications made is shown. The results show the system's ability to track the sun, the distribution of light by each luminaire, the spectrum of light provided by the system, and the amount of light the system is able to provide. The system delivers 1,850 lumens in a beam of 120 plastic optical fibers 7 meters long.Submitted by Aglair Aguiar (aglair@ct.ufrj.br) on 2020-03-31T11:36:52Z No. of bitstreams: 1 888732.pdf: 1146311 bytes, checksum: 58c04b6605cded9d1f20d43f7b5dca88 (MD5)Made available in DSpace on 2020-03-31T11:36:52Z (GMT). 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