Diseño, construcción y evaluación de un sistema de colector fotovoltaico con seguidor solar de 2 grados de libertad

Abstract

El objetivo de este proyecto es diseñar y construir un sistema de captación de energía solar con dos paneles fotovoltaicos que permita mediante sistemas de seguimiento apuntar directamente al sol para captar la energía solar y poder comparar dos tipos de sistemas de seguimiento y la variación de los grados de libertad de éstos. El sistema consiste en dos paneles fotovoltaicos de 20W pico montados sobre una estructura, cuentan con dos grados de libertad para el seguimiento: Azimut y altura solar. El movimiento de los paneles está dado por motorreductores eléctricos programados por una placa Arduino Mega que controla el sistema mediante un control proporcional de lazo cerrado. El sistema posee dos tipos de control para el seguimiento: Por ecuaciones de posición solar y por diferencia en lectura de fotoceldas, usando como sensores para conseguir el ángulo apropiado potenciómetros y fotoceldas. El controlador permite variar el tipo de seguimiento, los grados de libertad y medir la energía que captada, ésta energía se disipa usando resistencias. El proceso de diseño se realizó utilizando programas CAD, para la fabricación se usaron máquinas CNC programadas con la ayuda de software CAM y el código que usa el controlador se desarrolló en software propio de Arduino. Se evalúa el desempeño relativo en términos de captación de energía de los paneles, se realizan dos pruebas: -Seguimiento por ecuaciones de posición solar vs seguimiento por diferencia de lectura por fotoceldas, con libertad de movimiento solamente en altura solar. -Seguimiento por ecuaciones de posición solar con libertad en altura solar vs seguimiento por ecuaciones de posición solar, con libertad en altura solar y