Diseño e implementación de sistemas: fijo, con uno y dos grados de libertad para el análisis de la producción de energía de un sistema fotovoltaico en la ciudad de Popayán

Abstract

Este trabajo está enfocado en el diseño, construcción e implementación de dos seguidores solares, uno con un grado de libertad y el otro con dos, orientados por ecuaciones de seguimiento solar, para hacer un estudio comparativo de la producción de energía en los sistemas fotovoltaicos de características idénticas, en función de: corriente, voltaje, tiempo, humedad relativa y temperatura. Para determinar la eficiencia en función de los grados de libertad que tiene cada sistema fotovoltaico. Además, establecer la viabilidad de la implementación de sistemas de seguimiento solar teniendo en cuenta la relación de consumo y producción de energía. El proyecto se estructura fundamentalmente en cuatro etapas. La primera etapa está enfocada en la documentación de conceptos básicos acerca de la radiación del lugar, la energía solar fotovoltaica, las ecuaciones de movimiento solar y los diferentes dispositivos, sensores, actuadores, materiales y plataformas de software y hardware necesarias. La segunda está enfocada en el diseño, la cual consiste inicialmente en la simulación y diseño del sistema fotovoltaico tridimensional con el programa de solid edge; seguidamente se realiza el algoritmo en la plataforma de arduino para la lectura de los distintos sensores y el movimiento del sistema conformado por la programación de las ecuaciones de movimiento solar. En esta etapa también se hace la adecuación del ordenador de placa reducida raspberry para la visualización, almacenamiento y trasmisión de datos en tiempo real. La tercera etapa consiste en la construcción, la cual está enfocada en el acoplamiento del sistema fotovoltaico con el microcontrolador, los sensores, los actuadores y el ordenador, en esa parte se hacen los diferentes arreglos y adecuaciones para obtener un sistema autónomo, con seguimiento solar, procesamiento, toma y envío de datos en tiempo real. Finalmente, en la cuarta etapa se realiza el análisis de los resultados, con el fin de evidenciar la producción de energía de la celda solar en función del sistema de seguimiento y características ambientales.