[Qualificação de Tese] Me. E.A. da Silva - STEG-CUBE: Sist. Híbrido Solar-Termoelétrico para CUBESAT
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- Опубликовано: 13 апр 2025
- [Qualificação da Tese de Doutorado] Me. Eder Andrade da Silva - STEG-CUBE: Sistema Híbrido de Energy Harvesting Solar-Termoelétrico para CUBESAT
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO INTERDISCIPLINAR EM ENERGIA & SUSTENTABILIDADE (PPGIES-UNILA)
Apresentador: Me. Eder Andrade da Silva
RESUMO: A crescente demanda por soluções energéticas eficientes em CubeSats, satélites de pequeno porte com limitações de autonomia em missões espaciais prolongadas, motivou o desenvolvimento do STEG-CUBE, um sistema híbrido de geração e gerenciamento de energia. Este estudo propõe integrar células fotovoltaicas (PV) e geradores termoelétricos (TEGs) em configuração paralela, visando aproveitar simultaneamente à radiação solar direta UV-visível e o calor residual infravermelho dissipado pelos PVs, ampliando a eficiência energética e a robustez operacional dos CubeSats. O objetivo central é projetar, modelar e validar experimentalmente o STEG, superando as limitações dos sistemas convencionais baseados exclusivamente em painéis solares. A metodologia combina revisão sistemática da literatura, modelagem analítica, simulações numérico-computacionais, experimentação em bancada e, prototipagem de um sistema 1U (10×10×10 cm). Os resultados parciais demonstram que o STEG deve alcançar eficiência global superior ao sistema puramente solar devido ao aumento da potência de geração instalada, com potência total de 6,33 W, considerando 5,33 W do TEG e 1 W do PV por face. A análise comparativa deve evidenciar ganhos na densidade energética e redução de perdas devido ao isolamento térmico otimizado. O sistema híbrido ainda conta com supercapacitor de íons de lítio e todo sistema de gerenciamento de energia para assegurar estabilidade em eclipses orbitais. Como impactos, o STEG-CUBE oferece uma solução inovadora para missões espaciais de baixo custo, estendendo a autonomia de CubeSats em condições adversas e reduzindo a dependência de orientação solar. As implicações práticas incluem aplicações em observação terrestre, comunicações e redes de sensores autônomos, além de inspirar tecnologias sustentáveis em contextos industriais e residenciais. Conclui-se que a integração híbrida de PVs e TEGs representa um avanço significativo para o Energy Harvesting, com potencial para transformar a gestão energética em ambientes críticos, tanto espaciais quanto terrestres.
Palavras-chave: CubeSats; Sistemas Híbridos de Energia - STEGs; Energy Harvesting; Geradores Termoelétricos (TEGs); Eficiência Energética.
Data de apresentação: 02/04/2025
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