BICICLETA ERGOMÉTRICA: INSTRUMENTAÇÃO E ANáLISE DA GERAÇÃO DE ENERGIA

1. INTRODUÇÃO

Esse projeto tem como objetivo geral realizar o monitoramento da energia gerada por uma pessoa quando se exercita em uma bicicleta ergométrica. Será monitorado via ESp32 o sinal da tensão que sairá do gerador acoplado à biclicleta (alternador automovito). A energia gerada pelo alternador será armazenada em uma bateria automotiva. neste projeto também será realizado o monitoramento da carga da bateria. Tanto os parametros de tensão como os da carga, lidos pelo Esp32 serão exibidos no dashboard. Será feito um banco de dados e os dados poderão ser acessados a qualquer momento de forma remota. Será possível observar o gráfico em tempo real. Foi criado também uma instância (EC2) e um banco de dados (mySQL) utilizando os serviços Amazon Web Services (AWS). Para que essa rede funcionasse da maneira adequada para o projeto, nela, foi instalado o servidor Apache, protocolo MQTT e a ferramenta Node-red, que será fundamental para a comunicação. Todo esse processo pode ser melhor entendido no diagrama de imagens a seguir:

 

O Esp32 envia o sinal dos sensores para oque envia para o   que enviará para o 

2. Fundamentação Teórica

Segundo Neto, J., Neto R. e Macagnan (2016), a forma com que estão sendo utilizados os recursos naturais do planeta e os processos que se efetuam para converter esses recursos em bens de consumo estão causando grandes danos ao ecossistema. Devido a esse fator, as tomadas de decisões políticas, econômicas e sociais devem levar em conta os temas ambientais. Ressalta-se, também, que a energia é o que move o mundo, e o constante aumento da demanda energética é uma das questões que mais preocupa os governos e a sociedade. Dessa forma é necessário encontrar novos processos que melhorem o aproveitamento deste recurso.

 Dias, Lima e Rodrigues (2016) alegam que a sociedade moderna fica a cada dia ainda mais dependente do abastecimento de energia elétrica, pois é por meio dela que realizamos trabalho, produzimos, desenvolvemos e concedemos bem-estar e conforto aos nossos dias. É importante enfatizar também que 80% da energia produzida no mundo está ligada a queima de combustíveis fósseis, o que contribui para o aquecimento global e para a destruição da camada de ozônio, causando um imenso prejuízo ao meio ambiente e fazendo-se cada vez mais necessário o trabalho para buscar um desenvolvimento energético mais sustentável para o planeta.

Lopes (2009) afirma que ao se desenvolver em sociedade, as pessoas aumentaram o seu nível de conforto e a sua longevidade, isso devido a diversos fatores, como, por exemplo, o avanço da agricultura e da medicina. Entretanto isso acabou resultando no aumento da densidade populacional do planeta, o que eleva a busca e a disputa por recursos energéticos, causando impactos ambientais que, paradoxalmente, vem diminuindo a qualidade de vida, principalmente em alguns grupos isolados. Lopes (2009) também esclarece que quando olhamos para comunidades isoladas, o planejamento energético feito nessas localidades geralmente objetiva somente encarregar-se da demanda de energia elétrica residencial. Entretanto, se colocarmos em pauta a baixa renda dessas famílias, entende-se que a energia elétrica deveria ser utilizada de outras formas, como, por exemplo, para a execução de atividades produtivas, com o intuito de impulsionar o desenvolvimento socioeconômico dessas comunidades.

Considerando esses argumentos, entende-se que é necessário a utilização de meios alternativos para a produção de energia elétrica, tendo em vista a sustentabilidade e a preservação do meio ambiente. Devemos também trabalhar para a ampliação do acesso a formas de energia mais baratas e que sejam verdadeiramente sustentáveis.

Nessa mesma linha de raciocínio, Júnior (2012) ressalta que a utilização da energia elétrica em aparelhos residenciais, os quais permitem maior praticidade e conforto às nossas vidas, acaba nos tornando cada vez mais dependentes dela. Fato que somado ao aumento populacional gera uma demanda cada vez maior de energia elétrica, resultando no aumento de seu preço. Declara-se também que o fluxo de energia elétrica para as grandes cidades é significativo e que os grandes gargalos energéticos se encontram nesse ambiente. Dessa forma, é importante o estudo do ambiente urbano como uma fonte potencial de economia, para que assim possa desenvolver-se a regeneração de energia nessas localidades.

Dessa forma, ao estudar outras maneiras de produzir energia elétrica cria-se uma alternativa à energia produzida pelas concessionárias, eliminando, assim, a necessidade e o custo de transporte dessa energia, uma vez que será gerada próximo aos centros consumidores. Essa produção causa uma redução da demanda por energia elétrica que provém de hidrelétricas, o que acarreta a diminuição do seu preço. Além disso, atualmente milhares de pessoas buscam por uma vida mais saudável, o que as fazem frequentar academias esportivas. Nesse aspecto, a energia que as pessoas gastam nessas academias é perdida  no ambiente em forma de calor, entretanto, boa parte dessa energia pode ser recuperada por bicicletas ergométricas, pedaleiras ou elípticos. (JÚNIOR, 2012).

3. DESENVOLVIMENTO

Foram realizadas as atividades que haviam sido planejadas para o projeto. Foi realizado o monitoramento da Tensão e da Corrente, esses dados foram lidos pelo Esp32. Para continuidade do trabalho, foi criada uma instancia(EC2) e um banco de dados(mySQL) utilizando os serviços da Amazon Web Services(AWS), nessa instancia foi instalado o servidor Apache, protocolo MQTT e a ferramenta Node-red. Nesse banco de dados foi armazenado os dados coletados pelo Esp32. Foi desenvolvida uma programação na ferramenta Node-RED, conforme visto na figura 1, para coletar os dados do Esp32 e armazena-los no banco de dados. 

Posteriormente, foi instaladaa a extensão Dashboard no Node-red para que os dados armazenados ficassem de uma maneira apresentável para o usuário final (forma gráfica e em tabela). Os dados presentes no Dashboard podem ser vistos nas figuras 2 e 3.

 

Figura 1. Programação desenvolvida no Node-RED

Figura 2. Dashboard.

 

Figura 3. Dashboard (Gráfico do banco de dados).

 

Na figura 4 a seguir é possível ver como foi realizada a montagem do ESp 32.

Figura 4. Esp32.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

DIAS, L. R.; LIMA, G. B., RODRIGUES, D. B. Sistema de geração de energia elétrica a partir de uma bicicleta ergométrica. In: Conferência de Estudos em Engenharia Elétrica, 14., 2016. Anais eletrônicos... Uberlândia: UFU, 2016. Disponível em: . Acesso em: 15 jan. 2021.

JÚNIOR, C. A. C. Cidades sustentáveis: análise comparativa com cidades contemporâneas. 2012. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) – Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, 2012.

NI LABVIEW. Versão 18.0. [S.l.]: National Instruments, 2018. 1. CD.

LOPES, D. G. O impacto da energia elétrica proveniente do reformador de etanol e célula a combustível: cenário para a promoção do desenvolvimento socioambiental da comunidade “Pico do Amor”/MT. 2009. 96 f. Dissertação (Mestrado em Planejamentos de Sistemas Energéticos) – Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2009.

MACAGNAN, A. L. ; NETO, J. A. R.; NETO. R. A. Determinação da eficiência energética da tração humana na geração de energia elétrica através de uma bicicleta ergométrica. 2016. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2016.

 

 

[ID:20] Autor: - Criado em: 2021-04-27 04:03:53 - [ Compartilhar ]