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Selección, simulación y caracterización de un sistema de energía solar fotovoltaica para alimentación de nodos wi-fi en áreas rurales

Abstract

En este trabajo se presenta una propuesta metodológica para realizar el dimensionado de un sistema de energía solar fotovoltaico (SESF) aislado específicamente para la alimentación de un nodo de comunicaciones Wi-Fi implementado en áreas rurales. Esta propuesta involucra la utilización de un modelo que representa el comportamiento del SESF, el cual incluye como entrada la estimación del recurso solar en la zona de ubicación, a partir de lo encontrado en las fuentes de información disponibles. Además, se muestran los resultados de las pruebas de campo hechas con un prototipo de nodo Wi-Fi autónomo, con lo que se validó el desempeño individual de cada uno de los elementos, y posteriormente de todo el SESF alimentando la carga. Esto permitió su caracterización, es decir, la determinación del comportamiento en el tiempo de las principales variables eléctricas: tensión, corriente, potencia y energía. Para realizar las pruebas de campo fue necesario utilizar un sistema de adquisición de datos, integrado principalmente por un datalogger, y la construcción de circuitos acondicionadores de señal, y así monitorear la dinámica energética que ocurre en todo momento dentro del sistema. En la simulación con Orcad Pspice se aprovecharon tanto los resultados de las pruebas y el modelado, como la estimación del recurso solar. A su vez, con los resultados de la simulación se llevó a cabo la etapa final de dimensionado, que tiene en cuenta las distintas configuraciones del nodo Wi-Fi, sus modos de operación y tiempos de funcionamiento, según lo requerido por el proyecto UIS-Colciencias Diseño construcción y caracterización de un enlace autónomo de comunicación Wi-Fi para áreas rurales alimentado con energía solar. Un dimensionado para un número finito de escenarios, incluyendo la autonomía y los costos, es presentado como resultado.