Diseño de un seguidor solar en dos ejes para un sistema fotovoltaico de 2 Kw

El problema de la utilización de las celdas fotovoltaicas; es que requieren un área de utilización; que en las zonas urbanas; son muy escazas; lo que obliga a buscar soluciones que eleven la eficiencia de las áreas de utilización. El avance de esta tecnología es cada vez más difundido y eso ha hecho que los componentes sean más económicos. El estudio plantea la posibilidad de diseñar una estructura mecánica sólida, que pueda servir para el soporte de un conjunto de paneles fotovoltaicos, de hasta una potencia de 2Kw; potencia que tiene un alcance significativo para surtir de energía eléctrica; y que se puede optimizar mediante un seguidor solar en dos ejes. La metodología utilizada es realizar el diseño de un seguidor solar para aprovechar la máxima incidencia solar que eleve hasta su máximo la potencia y se pueda aprovechar mejor el área utilizada. Además; se concluye que el diseño del seguidor solar en dos sentidos: vertical y horizontal es bastante flexible en su montaje, lo que lo hace diferente a otros similares.Tesi

Caso de estudio comparativo sobre rendimientos energéticos entre un panel solar fijo y un panel que sigue la trayectoria solar, instalados en una vivienda urbana del departamento de Mendoza, en las estaciones de invierno del 2020 y verano 2020-2021

Analizando una de las problemáticas actuales que tiene la sociedad, el tan nombrado calentamiento global, se considera que una de las tantas causas es el volumen de emisiones de dióxido de carbono que se libera a la atmósfera desde el inicio de la era industrial. Siendo este conflicto de interés mundial, se trabaja desde hace años en la obtención de soluciones y posibles caminos para reducir dichas emisiones. Se obtuvieron como resultados una eficiencia superior del 20% del panel móvil sobre el fijo, para ambas estaciones, pero no se detectó una diferencia en las potencias producidas por cada uno de los paneles entre la estación de verano y la estación de invierno. Con la firma del Acuerdo de París en el 2015, se buscaba disminuir las emisiones y gestionar mejor los recursos naturales. Este documento propuso cambiar la forma en que se consume y genera energía para evitar los impactos negativos del cambio climático, fomentando el uso de diferentes energías renovables. Las energías renovables resuelven, además, otros problemas, el futuro agotamiento de las fuentes energéticas tradicionales y la desigualdad en el acceso a dichas fuentes. Por esta razón, el estado argentino a través de la Ley 27191 promulgada el año 2015, establece el “Régimen de fomento nacional para el uso de fuentes renovables de energía destinada a la producción de energía eléctrica". La ley declara de interés nacional la generación de energía eléctrica a partir del uso de fuentes de energía renovables con destino a la prestación de servicio público como así también la investigación para el desarrollo tecnológico y fabricación de equipos con esa finalidad. Si bien son varias las energías renovables disponibles, como, por ejemplo, la solar, la eólica, la bioenergía, la geotermia y otras, en este trabajo nos centraremos en la energía generada por el sol, ya que la radiación solar es un recurso abundante en la provincia de Mendoza, área de estudio de la tesina. Se buscó poner a prueba la eficiencia energética de un panel solar con orientación fija y compararlo con un panel que sigue la trayectoria del sol durante el día, en una vivienda urbana de la Ciudad de Mendoza. Para esto se instalaron dos paneles solares fotovoltaicos (PV) de 50W cada uno, policristalinos de alto rendimiento, con 144 celdas (8*18), colocados en soportes adecuados con igual inclinación norte-sur, 43° con respecto a la horizontal (inclinación considerada para una mayor eficiencia en la época de invierno), que permiten que uno permanezca fijo y el otro tenga un desplazamiento este-oeste, conservando la inclinación en toda la trayectoria. Se midió la temperatura ambiente (°C), con un termómetro instalado sobre los mismos, protegido de la radiación solar directa de forma tal que permanece ventilado, y las respectivas tensiones (V) y corrientes (A) generadas sobre cargas resistivas del mismo valor. La información obtenida permitió hacer una comparación en tiempo real e histórico, calculando las potencias (W) producidas por cada uno de los paneles para cada momento del día. Del total de los datos obtenidos se seleccionaron 14 días pertenecientes a la estación de invierno del 2020 y 14 días del verano del 2020-2021. De estos 28 días se sacaron promedios diarios de potencia generada y luego estos valores fueron sometidos a una Prueba de Hipótesis para la Diferencia de Medias Poblacionales, con un nivel de significancia de α=0,05, para conocer si existe diferencia estadísticamente significativa entre el rendimiento energético de los paneles en las estaciones de verano y de invierno. También se analizó de manera individual, si cada uno de los paneles variaba su eficiencia en las dos estaciones consideradas, entendiéndose que, en el verano, las condiciones son más favorables que en el invierno.Fil: Biedma, Carmen. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias

Implementación de un seguidor solar de 2 ejes para un sistema fotovoltaico de 560 w.

This project focuses on construction design of a two-axis solar tracker which will allow to optimize energy harvesting in a 560 W photovoltaic system implemented at Technical University of Cotopaxi, initially calculations are made on environmental and physical parameters from the site important for selection of optimal materials for mechanical structure of solar tracking system and its construction as the electrical part of control. The design and implementation of the two-axis solar tracking system electromechanical systems are developed using evolutionary methodologies to check their operation based on solar radiation of location site, it is designed, build and test taking into account the information from radiation analysis, a daily and monthly movement orientation was proposed. Building mechanical system was the challenging part of this system generally the motor that was used, allowed daily tracking (east - west movement) and electric elevator performs a seasonal tracking (north - south movement) therefore the daily tracking motor works continuously and the actuator acts with annual movement works only a few times during the year. The two-axis solar tracking PV system can produce up to 30% more electrical power in a year compared to a fixed-tilt PV system to be economically feasible, a solar tracker must be cost effective too, durable and reliable over the long term despite gain in electrical performance.El presente proyecto se enfoca en el diseño y construcción de un seguidor solar de dos ejes el cual permitirá la optimización de captación de energía en un sistema fotovoltaico de 560 W implementado en la Universidad Técnica de Cotopaxi, inicialmente se realizan cálculos sobre parámetros ambientales y físicos del lugar importantes para la selección de los materiales óptimos para la estructura mecánica del sistema se seguimiento solar y su construcción como la parte eléctrica de control. El diseño y la implementación del sistema de seguimiento solar de dos ejes se desarrollan sistemas electromecánicos mediante metodologías evolutivas para comprobar su funcionamiento basados en la radiación solar del lugar de ubicación, se diseña, construye y prueba teniendo en cuenta la información del análisis de radiación se planteó una orientación de movimiento diario y mensual. Construir el sistema mecánico fue la parte desafiante de este sistema generalmente el motor que se utilizó, permitieron el seguimiento diario (movimiento este -oeste) y el elevador eléctrico realiza un seguimiento estacional (movimiento norte -sur) por lo tanto el motor de seguimiento diario funciona de forma continua y el actuador actúa con movimiento anual funciona solo una pocas veces durante el año. El sistema fotovoltaico de seguimiento solar de dos ejes puede producir hasta un 30 % más energía eléctrica en un año en comparación con un sistema fotovoltaico de inclinación fija para ser económicamente factible, un seguidor solar también debe ser rentable, durabilidad y confiabilidad a largo plazo a pesar de la ganancia en rendimiento eléctrico

Diseño de un sistema de bombeo alimentado por energía solar fotovoltaica en la zona de Cundinamarca

Este trabajo surge de la necesidad de dar solución a problemas en el que el agua sea escasa o no haya un suministro del fluido cerca para captarlo en las cantidades que se requiere, por lo que se diseña un sistema de bombeo alimentado mediante energía solar para un pozo profundo, utilizando para su energización paneles solares fotovoltaicos y para su control en el tanque de agua un electronivel que indicará el nivel de llenado, el fluido estará en un reservorio disponible para su utilización. El diseño fotovoltaico será autónomo y suplirá toda la demanda energética que requiere el sistema de bombeo, lo que se busca es que mediante el diseño del sistema de bombeo se especifique cuáles son los mejores componentes que garanticen el funcionamiento, buscando abastecer del fluido a la zona rural del municipio de Chaguaní, Cundinamarca Colombia.This work arises from the need to solve problems in which water is scarce or there is no supply of the fluid nearby to capture it in the quantities required, so a pumping system powered by solar energy is designed for a deep well, using photovoltaic solar panels for its energization and for its control in the water tank an electron level that will indicate the filling level, the fluid will be in a reservoir available for use. The photovoltaic design will be autonomous and will supply all the energy demand required by the pumping system, what is sought is that through the design of the pumping system it is specified which are the best components that guarantee operation, seeking to supply the fluid to the area. rural area of the municipality of Chaguaní, Cundinamarca Colombia

Sistema de mejora de la eficiencia de paneles solares fotovoltaicos mediante refrigeración geotérmica

La energía solar fotovoltaica se ha convertido en una de las fuentes de energía más seguras y económicas disponibles. A pesar de esto, los valores de eficiencia de los paneles solares comerciales rara vez superan el 20%, y este número se reduce aún más debido al sobrecalentamiento. El sobrecalentamiento de las células solares en condiciones normales de operación reduce considerablemente su eficiencia. En esta tesis se diseña, describe teóricamente y valida experimentalmente un novedoso sistema de refrigeración para paneles solares fotovoltaicos basado en enfriamiento geotérmico de baja entalpía. El sistema propuesto elimina el exceso de calor producido en las células fotovoltaicas en un panel durante su operación normal mediante un sistema de refrigeración monofásico de circuito cerrado que utiliza el subsuelo como foco frío. Se ha diseñado y fabricado un prototipo de la tecnología, orientado a plantas de generación solar fotovoltaica con mecanismo de seguimiento solar de un eje, con el objetivo de incrementar la madurez de la tecnología y verificar la viabilidad técnica y económica del sistema propuesto. Dicho prototipo fue ensayado en condiciones operacionales relevantes y ante diferentes condiciones ambientales en Alcalá de Henares, Madrid, España. En dicha ubicación, la temperatura del subsuelo es estable e igual a 16±2 °C a profundidades relativamente bajas durante todo el año. Adicionalmente, el intercambio de calor con el subsuelo mejora gracias a la presencia de un acuífero, ubicado a una profundidad de aproximadamente 4 m bajo la superficie en la zona de ensayo. Se ha demostrado que, gracias al sistema de refrigeración propuesto, es posible reducir significativamente la temperatura de los paneles solares en hasta 20 ℃ en las condiciones ensayadas, empleando un caudal de refrigerante de 1.84 l/min por cada metro cuadrado de panel solar. Esta reducción de temperatura resulta en una mejora relevante de la eficiencia neta del sistema. En comparación con un panel solar estándar no refrigerado, funcionando en las mismas condiciones, se ha medido una mejora máxima de la eficiencia neta en la época estival de hasta un 13.4%, con promedios diarios de mejora de la eficiencia neta de hasta el 9.4%. De manera experimental se ha determinado, en buen acuerdo con los cálculos teóricos, un aumento anual promedio de la potencia neta generada por el sistema en torno a un 5.9%, lo que demuestra la viabilidad técnica del concepto propuesto. También se ha determinado la relación de la mejora de la eficiencia con las condiciones ambientales, el caudal de refrigeración, y el rendimiento y consumo energético de la bomba del sistema de refrigeración. Por último, se han observado otros beneficios potenciales de la tecnología, como la reducción del rango entre las temperaturas máximas y mínimas alcanzadas por los paneles solares durante el año y la reducción del gradiente térmico entre las superficies frontal y trasera de los paneles

Planta de generación fotovoltaica

El presente proyecto muestra el diseño de una planta de generación fotovoltaica para el control permanente del consumo de energía eléctrica empleando paneles solares para el suministro permanente de energía. Y almacenar en forma de carga la energía proporcionada por los paneles solares en baterías. También se realiza el diseño del circuito conversór de energía DC-AC para el suministro adecuado a hogares, empresas, etc

Autoconsumo fotovoltaico. Aplicación a una depuradora rural

El presente Trabajo de Fin de Grado tiene como objetivo principal la realización y justificación de un estudio de viabilidad tecnico-economico de una instalación fotovoltaica para implementarla en una depuradora rural con una potencia contratada de 30 kW. Además, se sentarán las bases y pautas para tramitar dicha instalación como autoconsumo acogido a compensación de excedentes con la compañía distribuidora de energía y las administraciones públicas. Para la realización de dicho estudio se emplea el software Pvsol premium 2021 combinado con la experiencia obtenida en una empresa del sector fotovoltaico. Con este software se buscará que la instalación sea lo más rentable posible. Una vez finalizado, se adjuntan los documentos necesarios para realizar el proyecto técnico necesario en este tipo de instalaciones.The main objective of this Master Thesis is to carry out and justify a technical-economic feasibility study of a photovoltaic installation to implement it in a rural treatment plant with a contracted power of 30 kW. In addition, the bases and guidelines will be laid to process said installation as self-consumption under compensation of surpluses with the energy distribution company and the public administrations. To carry out this study, the Pvsol premium 2021 software is used combined with the experience obtained in a company in the photovoltaic sector. With this software it will be sought that the installation is as profitable as possible. Once completed, the necessary documents are attached to carry out the necessary technical project in this type of facility.Departamento de Construcciones Arquitectónicas, Ingeniería del Terreno y Mecánica de los Medios Continuos y Teoría de EstructurasMáster en Ingeniería Industria

Diseño de un sistema de generación híbrido utilizando energía renovable de propulsión humana y solar con baterías, para el caserío El Espinal, Chuarrancho, Guatemala

Proponer el diseño de un sistema híbrido para la generación de energía eléctrica utilizando fuentes renovables, para la implantación en un caserío rural del país, con la ayuda de la tecnología actual y disponible en Guatemala, así utilizar fuentes de energías renovables para generar electricidad, con energía solar fotovoltaica y utilizar fuentes alternas para generar electricidad, con energía de propulsión humana

Diseño y construcción de un sistema de rastreo solar biaxial para generación de 600 W-h de energía eléctrica

Las energías catalogadas como renovables se han convertido en una alternativa ambientalmente viable para generar energía, entre ellas destaca la energía solar, la cual es una fuente ilimitada. Actualmente, la cantidad de energía que recibe el planeta tierra es de aproximadamente de 4500 veces la cantidad energética que se consume en un día. Es por ello por lo que, el actual proyecto técnico plantea la búsqueda de un diseño para la construcción de un sistema de recolección solar usando paneles solares fotovoltaicos y un mecanismo dinámico de rastreo solar para el aumento de productividad energética para uso residencial, con el fin de compararlo con un sistema fijo analizando su rentabilidad y viabilidad técnica dentro del sector urbano residencial de Quito. Como resultado del estudio se ha determinado que mediante el uso del seguidor solar se ha logrado obtener un aumento de producción de eficiencia energética del 43.6% con el sistema de rastreo solar en el mes de junio 2021 comparado con la instalación solar fija durante el mes de mayo de 2021. El análisis económico muestra que el punto de equilibrio para el sistema de rastreo solar se encuentra en 17 años y el del sistema fijo en 15,4 años después de su instalación. El costo del proyecto de rastreo solar es de 2140 USD equivalente a 55% más que la instalación fija de 1185 USD. Sin embargo, 20 años después de la instalación el usuario obtendrá mayor ganancia proveniente del sistema con rastreo solar que del sistema fijo, con una ganancia de 354,45 USD y de 353,86 USD respectivamente convirtiendo al proyecto en viable a largo plazo.The energies classified as renewable have become an environmentally viable alternative to generate energy, among them solar energy stands out, which is an inexhaustible source. Currently the amount of energy that planet earth receives is approximately 4,500 times the amount of energy consumed in a day. That is why the current technical project proposes the search for a design which will allow the construction of a solar collection system using photovoltaic solar panels and a dynamic solar tracking mechanism to increase energy productivity for residential use, in order to compare it with a fixed system analyzing its profitability and technical viability within the residential urban sector of Quito. As a result of the study, it has been determined that through the use of the solar tracker, it has been possible to obtain an increase of 43.6% in energy efficiency production with the solar tracking system in the month of June in 2021 compared to the fixed solar installation during the month of May in 2021. The economic analysis shows that the breakeven point for the solar tracking system is in 17 years and the one on the fixed system in 15.4 years after its installation. The cost of the solar tracking project is $2,140 USD equivalent to 55$ 1,185 USD. However, 20 years after installation, the user will obtain more profit from the solar tracking system than from the fixed system, with a profit of 354.45 USD and 353.86 USD respectively, making the project viable in the long term

Diseño de instalación hidráulica abastecida por paneles fotovoltaicos para riego de cultivos

Treball de Fi de Màster Universitari en Eficiència Energètica i Sostenibilitat (Pla de 2013). Codi: SIV034. Curs: 2019/202