PRODUÇÃO ACADÊMICA Repositório Acadêmico da Graduação (RAG) TCC Engenharia Elétrica
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Plataforma computacional baseada em Edge Computing para estimativa de geração e diagnóstico operacional de sistemas fotovoltaicos utilizando ESP32 e dados meteorológicos em tempo real
Título(s) alternativo(s): Aqui está a tradução do título para o inglês, seguindo as convenções de capitalização (onde a maioria das palavras em títulos é iniciada com letra maiúscula): **Computational Platform Based on Edge Computing for Generation Estimation and Operational Diagnosis of Photovoltaic Systems Using ESP32 and Real-Time Meteorological Data
Autor(es): Santos, Diogo Marciano
Primeiro Orientador: Lima, Marcilon Fonseca de
metadata.dc.contributor.referee1: Araújo, Wanderson Rainer Hilário de
metadata.dc.contributor.referee2: Ferreira, Bruno Fagundes
Resumo: A expansão da geração solar fotovoltaica no Brasil tem ampliado a necessidade de ferramentas capazes de monitorar e estimar o desempenho energético desses sistemas em condições reais de operação. Entretanto, fatores ambientais, como o aumento da temperatura das células fotovoltaicas e o acúmulo de partículas sobre a superfície dos módulos, podem provocar perdas significativas de eficiência. Neste contexto, este trabalho apresenta o desenvolvimento e a validação computacional de uma plataforma baseada em arquitetura de computação de borda (Edge Computing) para monitoramento e diagnóstico operacional de sistemas fotovoltaicos. A solução utiliza o microcontrolador ESP32 como nó de borda responsável pelo processamento local dos dados meteorológicos obtidos em tempo real por meio da API Tomorrow.io. A plataforma implementa modelos analíticos para estimativa de perdas térmicas e perdas por sujidade, permitindo a predição da potência gerada e de indicadores energéticos associados ao desempenho do sistema. Os resultados são disponibilizados por meio de uma Interface Homem-Máquina composta por dashboard web responsivo, armazenamento histórico embarcado em LittleFS e assistente virtual por voz baseado na Web Speech API. A validação foi realizada por meio de simulações computacionais utilizando dados meteorológicos reais da cidade de Goiânia-GO. Os resultados demonstraram a capacidade da plataforma em processar informações localmente, estimar perdas operacionais e disponibilizar indicadores energéticos em tempo real, com base em dados meteorológicos obtidos por meio de serviços web externos. Conclui-se que a abordagem proposta apresenta potencial para aplicações de monitoramento fotovoltaico de baixo custo baseadas em computação de borda.
Abstract: The expansion of solar photovoltaic generation in Brazil has increased the demand for tools capable of monitoring and estimating the energy performance of photovoltaic systems under real operating conditions. However, environmental factors such as elevated photovoltaic cell temperatures and the accumulation of particulate matter on module surfaces can significantly reduce system efficiency. To overcome these limitations, this paper introduces a computational platform leveraging edge computing architecture for the monitoring and operational diagnosis of photovoltaic systems. The proposed solution employs the ESP32 microcontroller as an edge node responsible for the local processing of real-time meteorological data obtained through the Tomorrow.io API. The platform implements analytical models for estimating thermal and soiling losses, enabling the prediction of generated power and energy performance indicators. The results are delivered through a Human-Machine Interface consisting of a responsive web dashboard, historical data storage using the LittleFS embedded file system, and a voice assistant based on the Web Speech API. The validation process was conducted through computational simulations using real meteorological data from the city of Goiânia, Goiás, Brazil. The results demonstrated the platform’s ability to process information locally, estimate operational losses, and provide real-time energy indicators while reducing dependence on external processing resources. It is concluded that the proposed approach presents significant potential for low-cost photovoltaic monitoring applications based on edge computing technologies.
Palavras-chave: Energia solar fotovoltaica
Edge computing
ESP32
Degradação térmica
Monitoramento inteligente
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::GERACAO DA ENERGIA ELETRICA
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::CONVERSAO E RETIFICACAO DA ENERGIA ELETRICA
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS::CONTROLE DE PROCESSOS ELETRONICOS, RETROALIMENTACAO
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Pontifícia Universidade Católica de Goiás
Sigla da Instituição: PUC Goiás
metadata.dc.publisher.department: Escola Politécnica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.pucgoias.edu.br/jspui/handle/123456789/10754
Data do documento: 9-Jun-2026
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