Cientistas de Camarões projetaram um novo sistema de iluminação movido a energia solar para áreas rurais.
O sistema proposto é baseado na solução de circuito integrado (IC) de coleta de energia solar AEM10941, disponível comercialmente e desenvolvida pela E-peas, com sede na Bélgica. O sistema AEM10941 é um circuito integrado de gerenciamento de energia que extrai energia CC de painéis solares de até 7 células para armazenar simultaneamente energia em uma bateria e fornecer ao sistema duas tensões reguladas independentes.
Os acadêmicos adicionaram o microcontrolador ATMEGA328PU, que permite que o sistema de iluminação alterne entre os ambientes de iluminação interna e externa, bem como um sensor infravermelho passivo (PIR), um potenciômetro e um módulo de iluminação LED.
O painel solar que alimenta cada sistema tem capacidade de 2 W e carrega uma bateria de íons de lítio de 3,7 V durante o dia, enquanto a miniplaca foi configurada com uma taxa de rastreamento de ponto de potência máxima (MPPT) de 85%. Vinte peças de LED também foram instaladas, cada uma com capacidade de 0,2 W, para um total de 4 W. O sistema mede 28 cm x 6 cm x 16 cm e pesa 100 g. O painel solar é instalado com um ângulo de inclinação de 10 graus e o sensor PIR é instalado a 36 graus.
O grupo realizou uma série de medições para medir as taxas de carga e descarga e os níveis de iluminância.
“Empregamos um multímetro conectado à bateria para monitorar o processo de carregamento, com leituras registradas em intervalos regulares usando um cronômetro”, explicaram ainda. “Por outro lado, para a avaliação de descarga, ativamos a lâmpada com brilho máximo em uma sala escura para simular as condições de uso do mundo real.”
As medições mostraram que o sistema exibiu uma intensidade luminosa de 50 lx na configuração de brilho mais baixo, 700 lx no brilho médio e 1.436 lx no brilho máximo, o que se mostrou melhor ou semelhante à intensidade das lâmpadas de querosene.
Além disso, o tempo de carga solar foi de três horas, suficiente para um tempo de execução de brilho total de 10 horas. Com base na resposta do usuário das lâmpadas de querosene, a necessidade de luz por noite em comunidades remotas em Camarões é de quatro horas.
Os testes de avaliação de desempenho revelaram que o AEM10941 carrega efetivamente a bateria até a capacidade total em três horas. Além disso, no modo interno, uma única carga pode sustentar até 10 horas de iluminação, demonstrando a eficiência e confiabilidade da lâmpada em fornecer iluminação prolongada.
“Além disso, a iluminação confiável aumenta a segurança, iluminando caminhos e dissuadindo ameaças potenciais, contribuindo para uma sensação de segurança na comunidade. Além disso, ao reduzir a dependência de lâmpadas de querosene perigosas, as lâmpadas solares promovem melhores resultados de saúde, minimizando a exposição a vapores nocivos e reduzindo o risco de acidentes”, acrescentaram os acadêmicos.
O sistema foi apresentado em “Design and implementation of AEM10941 based solar energy system harvester for domestic lighting as a sustainable lighting solution for rural areas“, publicado na Scientific Reports. A pesquisa foi conduzida por cientistas da Universidade de Buea, em Camarões, e da Associação Científica Africana para Inovação e Empreendedorismo (ASAIE).
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