Development of an automated solar heater: energy efficiency and sustainability with Arduino technology

eficiência energética e sustentabilidade com tecnologia arduino

Authors

DOI:

https://doi.org/10.18554/rbcti.v11i00.7599

Keywords:

Energy efficiency, Solar water heater, Automation, Sustainability

Abstract

Increasing residential electricity consumption in Brazil demands energy efficiency technologies. This study developed and evaluated a low-cost automated solar water heater prototype based on Arduino to analyze its technical and economic feasibility, as well as its thermal performance. Tests conducted in May 2024 monitored temperatures across three distinct configurations. The system reached up to 50 °C, a suitable temperature for bathing. The assembly cost (BRL 900 to BRL 1,000) was lower than conventional commercial systems, making it viable for lower-income households. Automation ensured stability and real-time monitoring. The results confirm the system's technical feasibility and sustainable potential during autumn. Further tests in other seasons, along with detailed consumption and cost-benefit analyses, are recommended.

Author Biographies

  • Danilo de Souza Dias, Centro Paula Souza

    Aluno do Curso de Graduação em Gestão de Energia e Eficiência Energética, da FATEC Franco da Rocha 

  • André Luiz da Conceição, Centro Paula Souza

    PhD and Master in Energy Systems Planning from the State University of Campinas - UNICAMP; Specialist and Bachelor in Geography from the São Paulo State University - UNESP; Teacher and Pedagogical Coordinator of Elementary and High School at Vicentinos Schools (Jundiaí-SP and São Paulo-SP); High School and Technical Education Teacher at Centro Paula Souza (Jundiaí-SP); Visiting Professor and Researcher at the Federal University of São Carlos (UFSCar); Professor at FATEC Franco da Rocha and FATEC Campinas. I work in various areas, such as Geography, Geotechnologies (Cartography, Remote Sensing, and Geoprocessing), Energy Resources Management, Environmental Planning and Management, Educational Training, Active Methodologies in Education, and Educational Technologies. Additionally, I have experience in supervising final papers and scientific initiation projects in specific areas of knowledge.

References

ASTIVERA, J. Metodologia científica: o conhecimento de sua natureza e de seu método. 1. ed. São Paulo: Atlas, 1989.

COSTA, A. G. S. Aproveitamento da energia solar: uma alternativa sustentável e viável para residências. 2017. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Ambiental) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2017.

EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA (EPE). Consumo final de energia. 2022. Disponível em: http://www.epe.gov.br/pt/estudos-e-oportunidades/estudos-de-energia/energia-em-números/consumo-final-de-energia. Acesso em: 15 maio 2024.

FRAIDENRAICH, G. Energia solar. São Paulo: Oficina de Textos, 2015.

FOGAÇA, L. M. S. Avaliação técnica e econômica de um sistema de aquecimento solar de água com circulação natural e termossifão. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022.

GOLDENBERG, M.; VILLANUEVA, P. F. Energia e desenvolvimento: bases para uma nova política energética. São Paulo: Moderna, 2003.

GUERRA, S. G.; VARELLA, E. A. Avaliação econômica de sistemas de aquecimento solar de água residencial. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL, 24., 2014, Curitiba. Anais eletrônicos... Curitiba: ABES, 2014. Disponível em: http://abes-dn.org.br/wp-content/uploads/2015/07/T0341.pdf. Acesso em: 15 maio 2024.

MAMEDE FILHO, J. Energia: hoje e amanhã. Rio de Janeiro: Interciência, 2017.

PEREIRA, E. Energia solar: aspectos econômicos e ambientais. 2010. Monografia (Graduação em Engenharia Ambiental) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2010.

SEVERINO, A. J. Metodologia do trabalho científico. 23. ed. rev. e atual. São Paulo: Cortez, 2007. DOI: https://doi.org/10.36311/2007.978-85-249-1311-2

VIANA, G. R. et al. Energia: a base do desenvolvimento humano. São Paulo: Saraiva, 2021.

VIANA, R. O. R. Energia solar: um estudo sobre a viabilidade técnica e econômica em residências. 2012. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2012.

Published

2026-07-20

Issue

Section

Artigos

How to Cite

DIAS, Danilo de Souza; DA CONCEIÇÃO, André Luiz. Development of an automated solar heater: energy efficiency and sustainability with Arduino technology: eficiência energética e sustentabilidade com tecnologia arduino . BRAZILIAN JOURNAL OF SCIENCE, TECHNOLOGY AND INNOVATION, Uberaba, v. 11, n. 00, 2026. DOI: 10.18554/rbcti.v11i00.7599. Disponível em: https://seer.uftm.edu.br/revistaeletronica/index.php/rbcti/article/view/7599. Acesso em: 31 jul. 2026.