1.    JUSTIFICATIVA

Em 2016, a Universidade Veiga de Almeida adquiriu equipamentos ligados aos conceitos de fontes renováveis de energia, o que se encaixa perfeitamente na formação de um curso de Engenharia Elétrica. Logo em seguida, a UVA também adquiriu equipamentos ligados aos conceitos de um Fab Lab (acrônimo para Fabrication Laboratory), o que também se enquadra na formação de um profissional de Engenharia Elétrica, bem como de outras áreas. Em 2017, a UVA conseguiu firmar uma parceria com a empresa Solarize, a qual criou um laboratório de instalações de painéis fotovoltaicos dentro do Campus Tijuca. Em 2019, foi dado início a extensão do laboratório Solarize através de um sistema de energização fotovoltaica para carros elétricos, também no Campus Tijuca, denominado CARPORT.

As aplicações para os laboratórios supracitados são inúmeras, dentre elas a possibilidade de abordagens diferenciada nas metodologias de ensino para diversas disciplinas, tais como: Tópicos Especiais em Conservação e Eficiência Energética; Tópicos Especiais em Fontes Renováveis de Energia; Automação I e II; Eletrônica e Eletrônica de Potência; Conversão de Energia I e II; Eletricidade Aplicada; Geração de Energia Elétrica; Máquinas I e II; etc., além de Linhas de Pesquisas já consagradas pela Veiga em Projetos de Extensão, como o Projeto CECom (Projeto de Extensão da UVA desde ). De posse de tantos equipamentos, a UVA passa a estar apresentando para seus alunos de engenharia elétrica, bem como aos alunos de outras engenharias correlatas, uma grade disciplinar com um conteúdo mais bem preparado para os atuais problemas da sociedade moderna.

Cabe ressaltar que, para cada novo laboratório criado, se faz necessário uma remodelação na estruturação e no levantamento de práticas específicas que contemplem tantos recursos, ou seja, que tenha a produção tecnológica, a conservação de energia, a eficiência energética e fontes renováveis de energia, e as linhas de pesquisas dos Projetos de Extensão da UVA, como metodologias de ensino para seus alunos. Isto posto, é crucial que pesquisas que possibilitem a inserção destes laboratórios nas disciplinas listadas acima, ou mesmo outras dos cursos de engenharia da UVA, viabilizem uma integração permanente das novas técnicas laboratoriais que serão apresentadas. 

Este projeto tem sido tão agregador aos cursos da Veiga, uma vez que é uma continuação dos PICs de laboratório realizados deste 2016, que a continuidade desta linha de pesquisa está possibilitando a criação de novas alternativas didáticas para Universidade Veiga de Almeida. 

2.OBJETIVO

Geral

Implementação de uma estrutura metodológica de ensino baseada nos laboratórios dos cursos de engenharia da Universidade Veiga de Almeida através da implementação de sistema solar fotovoltaico. Assim, vislumbra-se a elaboração das mais diversas práticas, gerando aulas expositivas para os alunos de Engenharia Elétrica, abordando os problemas da atualidade.

Através dos trabalhos desenvolvidos tanto dentro dos Projetos de Iniciação Científica da Veiga (PICs UVA) quanto pelas empresas parceiras, busca-se a elaboração de práticas de ensino e desenvolvimento de um conceito diferenciado na gestão e na estruturação dos laboratórios da UVA. Assim, busca-se uma abordagem voltada para o ensino baseado em problemas práticos para alunos de Engenharia Elétrica e outras engenharias correlatas o que está em consoante com as novas diretrizes do Ministério da Educação.

Específicos

Restruturação metodológica de ensino laboratorial baseada nos laboratórios do curso de engenharia da UVA, tais como o laboratório: de Fontes Renováveis de Energia, laboratório de Sistemas Fotovoltaicos (ampliação pela Solarize incluindo um CARPORT), e outros, através da utilização dos módulos de painel solar fotovoltaico já adquiridos e da parceria com empresas da área, tais como: Solarize, Bosh, entre outras.

O foco deste projeto está na busca pelo aprimoramento das práticas laboratoriais dos laboratórios da Universidade Veiga de Almeida, bem como:

•       Que os alunos dos cursos de engenharia do Campus Tijuca da UVA tenham acesso direto ao desenvolvimento de práticas laboratoriais, fazendo com que estes possuam uma vivência prática da engenharia através do conceito de solução-problema;

•       Que esses alunos possam participar de projetos práticos de sistemas voltados para fontes renováveis de energia elétrica, tais como a:

o    Melhoria do desempenho das bancadas da WEG (laboratório de Fontes Renováveis de Energia);

o Melhoria do desempenho dos painéis fotovoltaicos já instalados e em operação em dois laboratórios do Campus Tijuca (BANCADA EXPERIMENTAL DIDÁTICA FOTOVOLTAICA);

o    Participação ativa na instalação de um CARPORT no estacionamento do Campus Tijuca;

•       O fortalecimento da parceria entre as empresas do setor de energia e a Universidade Veiga de Almeida, fazendo com que seja um modelo a ser seguido pelas demais instituições de ensino na busca pelo aumento da eficiência da gestão de seus cursos, especialmente na gestão de seus laboratórios.

Cabe ressaltar que, com uma abordagem diferenciada nas metodologias de ensino para alunos de Engenharia Elétrica e outras engenharias correlatas, de fato objetiva-se o aumento da eficiência energética de seus laboratórios. 

3. METODOLOGIA

Em um primeiro momento será dada continuidade aos trabalhos desenvolvidos originalmente no trabalho de TRINKENREICH (“Bancada experimental didática fotovoltaica”), como uma continuação dos trabalhos de 2018 e em sua sequencia em 2019, bem como no projeto CARPORT. Entretanto, em paralelo, serão abordados novos conceitos práticos na utilização das bancadas da WEG através da possibilidade de utilização direta de motores na mesma. A metodologia adotada, mais especificamente voltada para o tipo solução-problema, terá os seguintes passos:

Inicialmente serão necessários estudos e análises dos conceitos de gestão e estruturação de laboratórios em geral, para aplicação direta nos laboratórios de Fontes Renováveis de Energia. Para tanto, serão realizadas visitas técnicas a outros laboratórios e leitura de artigos científicos e livros, conforme bibliografia apresentada.

Após e durante a etapa anterior, serão necessários estudos e análises das diferentes metodologias de ensino com práticas laboratoriais que possuam uma abordagem diferenciada para a engenharia, tanto através de visitas técnicas a outros laboratórios, quanto por leitura de artigos científicos na área.

Após a etapa anterior, serão necessários estudos e análises de cada equipamento listado anteriormente, visando a implementação de práticas com os mesmos para as disciplinas incluídas no escopo de aplicação do laboratório em questão.

Após a certeza de que tais conceitos estão bem assimilados pelos alunos, o respectivo orientador poderá efetivamente dar início a implementação de práticas de ensino com os sistemas solares fotovoltaicos já instalados (dois laboratórios mais o CARPORT) e aos ensaios laboratoriais das bancadas da WEG, em conjunto com os alunos envolvidos no projeto PIC LABEnergia, visando, em um primeiro momento, a implementação no Campus Tijuca inicialmente, com o intuito de aplicações nas disciplinas de Tópicos Especiais em Conservação e Eficiência Energética; Tópicos Especiais em Fontes Renováveis de Energia; Automação I e II; Eletrônica e Eletrônica de Potência; Conversão de Energia I e II; Eletricidade Aplicada; Geração de Energia Elétrica; Máquinas I e II; e Projetos de Extensão com Linhas de Pesquisas correlatas com o tema. Para tanto, o orientador em questão deverá acompanhar o desenvolvimento dos alunos, de acordo com o efetivo conhecimento adquirido por estes.

A cada prática criada e desenvolvida conforme exposto acima, serão criados relatórios dos procedimentos que poderão ser adotados por cada disciplina em questão.

Em um segundo momento, após a certeza de que as práticas elaboradas conforme as primeiras disciplinas especificadas estão bem estruturadas, será verificada a possibilidade de utilização das práticas criadas conforme as disciplinas do curso.

4. RESULTADOS ESPERADOS (META)

Dentre os resultados e produtos e/ou serviços esperados podem ser citados:

•       Relatórios e artigos científicos contendo práticas de ensaios laboratoriais para as aplicações dos novos equipamentos adquiridos que envolvam procedimentos para os laboratórios de Fontes Renováveis e o laboratório de Sistemas Fotovoltaicos;

•       Um sistema para energização de carros elétricos instalado no Campus Tijuca da Universidade Veiga de Almeida;

•       Melhora de eficiência da bancada experimental didática fotovoltaica;

•       Melhora de eficiência da bancada prática da WEG;

•       Novas práticas laboratoriais aplicáveis aos Projetos de Extensão tais com o Projeto CECom e disciplinas da grade da Engenharia Elétrica da UVA, conforme supracitado;

•       Novas práticas laboratoriais que não só deverão ser adotados pelas disciplinas elencadas, mas que também sirvam como modelo e referência para outras disciplinas do curso de engenharia elétrica bem como as demais engenharias correlatas;

•       Implementação de uma metodologia de ensino orientada pela solução-problema;

•       Utilização dos conceitos adquiridos em campo nas salas de aula pelos professores da Universidade Veiga de Almeida.