Banco experimental didáctico para la evaluación de la generación de energía eléctrica de un panel fotovoltaico en función de su ángulo de inclinación con sistema de control programable

Chaparro Pérez,Camilo Andrés; Suarez Botello,José Fernando

Banco experimental didáctico para la evaluación de la generación de energía eléctrica de un panel fotovoltaico en función de su ángulo de inclinación con sistema de control programable

dc.contributor.advisor	Amarís Castilla,Carlos Fidel
dc.contributor.advisor	Ríos Díaz,Yennifer Yuliana
dc.contributor.author	Chaparro Pérez,Camilo Andrés
dc.contributor.author	Suarez Botello,José Fernando
dc.contributor.evaluator	Meneses Florez, Jorge Enrique
dc.contributor.evaluator	Silva Ortiz, Pablo Andrés
dc.date.accessioned	2025-08-28T12:20:03Z
dc.date.available	2025-08-28T12:20:03Z
dc.date.created	2025-08-24
dc.date.issued	2025-08-24
dc.description.abstract	El aumento sostenido de la demanda energética a nivel global ha impulsado históricamente el uso intensivo de combustibles fósiles, generando serias consecuencias ambientales como el calentamiento global y la contaminación atmosférica. En respuesta a esta problemática, aparecen alternativas sostenibles, entre ellas las energías renovables, cuyo estudio y aplicación se vuelven indispensables para la formación de la nueva generación de ingenieros. En este contexto, la ingeniería de control juega un papel fundamental al contribuir al mejoramiento de la eficiencia de las plantas energéticas; un ejemplo de esto es el control de la orientación de los paneles solares, que permite aumentar la captación de radiación solar y mejorar la generación de energía.Atendiendo a esta necesidad, se construyó un banco experimental didáctico que permite implementar diferentes estrategias de control para regular el ángulo de inclinación de un panel fotovoltaico y analizar su influencia en la generación de potencia. Este banco está concebido como una herramienta esencial para la enseñanza de sistemas de control y automatización, orientada a estudiantes de ingeniería mecánica de la Universidad Industrial de Santander (UIS). Para su desarrollo, se diseñaron e integraron los componentes mecánicos y electrónicos en un sistema funcional de seguimiento solar, el cual fue programado con controladores PID y ON/OFF. A partir de evaluar el efecto del ángulo de inclinación del panel solar y su corrección con sistemas de control, se evidenció un impacto positivo en la potencia generada. En el escenario más desfavorable, donde el panel partía de una orientación inicial incorrecta, el control activo permitió incrementar la potencia generada en 9,11 W, pasando de 0,16 W en su posición inicial a 9,27 W con el ajuste generado en el ángulo. Por otro lado, en el caso inicial más favorable para la generación, donde el ángulo de inclinación ya permitía una buena incidencia solar (es decir, partía con un ángulo inicial beneficioso para captar la radiación), la potencia aumentó ligeramente en 0,19 W, de 8,74 W a 8,94 W (estos datos de generación son valores promedio de los ensayos realizados) tras la aplicación del control. Lo anterior permitió confirmar el correcto funcionamiento del sistema.
dc.description.abstractenglish	The sustained increase in global energy demand has historically driven the intensive use of fossil fuels, leading to serious environmental consequences such as global warming and atmospheric pollution, as a response, renewable energy sources have emerged as sustainable alternatives, becoming essential in the training of the new generation of engineers, in this context, control engineering plays a key role in improving the efficiency of energy systems, one relevant application is the orientation control of photovoltaic panels to enhance solar radiation capture and energy generation.To address this need, a didactic experimental bench was developed to implement different control strategies aimed at regulating the tilt angle of a photovoltaic panel and analyzing its influence on power output, the system, designed for educational purposes at the Universidad Industrial de Santander (UIS), integrates mechanical and electronic components and was programmed with PID and ON/OFF controllers.Experimental results demonstrated the effectiveness of the system in adjusting the panel’s orientation to improve power generation, in the most unfavorable scenario, where the panel started in a misaligned position, the applied control strategy increased the average power from 0,16 W to 9,27 W, representing a gain of 9,11 W, conversely, in the most favorable initial condition, the system achieved a smaller improvement of 0,19 W, from 8,74 W to 8,94 W, these outcomes validate the proper functioning of the system and its relevance as a pedagogical tool for teaching control and automation concepts.
dc.description.degreelevel	Pregrado
dc.description.degreename	Ingeniero Mecánico
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/46044
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.program	Ingeniería Mecánica
dc.publisher.school	Escuela de Ingeniería Mecánica
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Seguidor solar
dc.subject	Automatización
dc.subject	Control PID
dc.subject	Control ON/OFF
dc.subject	Energía fotovoltaica
dc.subject.keyword	Solar tracker
dc.subject.keyword	Automation
dc.subject.keyword	PID control
dc.subject.keyword	ON/OFF control
dc.subject.keyword	Photovoltaic energy
dc.title	Banco experimental didáctico para la evaluación de la generación de energía eléctrica de un panel fotovoltaico en función de su ángulo de inclinación con sistema de control programable
dc.title.english	Educational experimental bench for the evaluation of the electrical energy generation of a photovoltaic panel as a function of its inclination angle with a programmable control system
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado