Inovação para otimizar a instalação de painéis solares em média e larga escala

Abstract

A transição para fontes de energia sustentáveis deixou de ser uma opção para se tornar uma necessidade estratégica no cenário global. Entretanto, a implementação de grandes usinas solares ainda enfrenta desafios significativos, sobretudo quanto ao tempo e ao custo de instalação. Empreendimentos de 100 MWp, por exemplo, podem demandar de três a quatro anos para serem totalmente implantados, o que evidencia a relevância de soluções que acelerem este processo. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver uma solução que otimize a montagem de painéis fotovoltaicos, reduzindo etapas manuais e custos associados. Inicialmente, foram analisados os métodos de fixação existentes, avaliando praticidade, segurança estrutural e viabilidade de fabricação em larga escala. A partir dessa análise, optou-se por abandonar a proposta inicial de um mecanismo de engate rápido, que não atenderia à escala pretendida, em favor do desenvolvimento de um trilho capaz de permitir o deslizamento dos painéis durante a instalação. Este sistema foi projetado em CAD, prevendo integração futura com um robô capaz de automatizar toda a etapa de posicionamento e fixação dos módulos, conceito que será detalhado na conclusão do trabalho. Na fase preliminar, a validação do projeto considerou aspectos de resistência mecânica, segurança e adaptação a diferentes layouts de usinas. A prototipagem inicial foi feita através da manufatura aditiva e as peças usadas para testes de montagem, prevendo, em etapas posteriores, a fabricação em metal e testes práticos em campo. Os resultados indicam que a adoção do sistema de trilhos integrados apresenta elevado potencial para reduzir significativamente o tempo de instalação, aumentar a padronização e viabilizar a automação completa do processo, contribuindo para a competitividade e expansão da energia solar em larga escala

The transition to sustainable energy sources is no longer an option but a strategic necessity for global development. However, the implementation of renewable energy infrastructure presents significant challenges, particularly in terms of installation time and costs. Currently, large-scale photovoltaic power plants (100 MWp) can take three to four years for full deployment, highlighting the need for solutions that accelerate this process. In this context, this study develops a quick-locking mechanism designed to expedite the installation of solar panels in photovoltaic power plants, with the primary goal of enhancing efficiency and reducing operational costs associated with the assembly process. To achieve this, an analysis of existing fastening methods was conducted, evaluating their installation practicality, mechanical safety, and large-scale manufacturing feasibility. Based on this study, a simplified locking mechanism was designed, utilizing quick-attachment principles and modeled using Computer-Aided Design (CAD) software. This design will later undergo structural stress simulations to validate its strength and durability. In the initial prototyping phase, additive manufacturing was employed for preliminary tests, followed by the adoption of metal manufacturing techniques to produce components for experimental validation. The results will be compared against technical safety standards and load requirements that the mechanism must withstand. It is concluded that the proposed quick-locking system has the potential to significantly optimize solar panel assembly, reducing installation time and costs. The next phase of the project will include detailed technical testing and economic feasibility studies, aiming for the practical application of the solution in real-world solar energy projects.