25
I. INTRODUCCIÓN TEÓRICA La potencia solar que recibe el planeta Tierra (fuera de la atmósfera) es cerca de 173x10^12 kW o una energía de 15x10^17 kWh por año. Al atravesar la atmósfera, cerca de 53% de esta radiación es reflejada y absorbida por el nitrógeno, oxígeno, ozono, dióxido de carbono, vapor de agua, polvo y las nubes. Por lo tanto al pasar esta radiación por una distancia de 150 millones de km, se reduce esta cantidad y al final el planeta recibe energía promedio a 3x10^17 kWh al año, equivalente a 4000 veces el consumo del mundo entero en un año (7x10^13 kWh/año), lo cual nos indica la enorme potencia del Sol. Además de aprovecharla, de manera natural (vientos, evaporación de los mares para energía hidroeléctrica, fotosíntesis para la producción de biomasas, gradiente térmico de los mares, etc.), la energía solar se puede convertir en energía calórica y energía eléctrica, y por lo tanto puede usar para todos los usos donde se puede funcionar cualquier otra fuente convencional de energía. Como para: Calentar agua para ducha, lavar trastos y para piscina etc. (Calentador del Agua) Cocinar/ hornear los alimentos y pasteurizar agua, (Horno/Cocina Solar) Secar todos tipos de productos, agrícolas, marinas etc., hasta excrementos de animales, (Deshidratador / Secador Solar) Destilar un líquido para separar los componentes sólidos y liquidas, (Evaporador /Destilador Solar) Producir electricidad directamente (Efecto Fotovoltaico) para alumbrar, TV, Radio, bombear agua, ventilación, nevera y cargar baterías, etc. Aprovechamiento de la energía solar en cualquier maquina térmica (motores). La energía solar es ideal ya que:

Seguidor Solar

Embed Size (px)

DESCRIPTION

I. INTRODUCCIÓN TEÓRICA La potencia solar que recibe el planeta Tierra (fuera de la atmósfera) es cerca de 173x10^12 kW o una energía de 15x10^17 kWh por año. Al atravesar la atmósfera, cerca de 53% de esta radiación es reflejada y absorbida por el nitrógeno, oxígeno, ozono, dióxido de carbono, vapor de agua, polvo y las nubes. Por lo tanto al pasar esta radiación por una distancia de 150 millones de km, se reduce esta cantidad y al final el planeta recibe energía promedio a 3x10^17 kWh al año,

Citation preview

Page 1: Seguidor Solar

I. INTRODUCCIÓN TEÓRICA

La potencia solar que recibe el planeta Tierra (fuera de la atmósfera) es cerca de 173x10^12 kW o una energía de 15x10^17 kWh por año. Al atravesar la atmósfera, cerca de 53% de esta radiación es reflejada y absorbida por el nitrógeno, oxígeno, ozono, dióxido de carbono, vapor de agua, polvo y las nubes. Por lo tanto al pasar esta radiación por una distancia de 150 millones de km, se reduce esta cantidad y al final el planeta recibe energía promedio a 3x10^17 kWh al año, equivalente a 4000 veces el consumo del mundo entero en un año (7x10^13 kWh/año), lo cual nos indica la enorme potencia del Sol. Además de aprovecharla, de manera natural (vientos, evaporación de los mares para energía hidroeléctrica, fotosíntesis para la producción de biomasas, gradiente térmico de los mares, etc.), la energía solar se puede convertir en energía calórica y energía eléctrica, y por lo tanto puede usar para todos los usos donde se puede funcionar cualquier otra fuente convencional de energía. Como para:

Calentar agua para ducha, lavar trastos y para piscina etc. (Calentador del Agua) Cocinar/ hornear los alimentos y pasteurizar agua, (Horno/Cocina Solar) Secar todos tipos de productos, agrícolas, marinas etc., hasta excrementos de

animales, (Deshidratador / Secador Solar) Destilar un líquido para separar los componentes sólidos y liquidas, (Evaporador

/Destilador Solar) Producir electricidad directamente (Efecto Fotovoltaico) para alumbrar, TV, Radio,

bombear agua, ventilación, nevera y cargar baterías, etc. Aprovechamiento de la energía solar en cualquier maquina térmica (motores).

La energía solar es ideal ya que: El sol emite energía 24 horas al día, 365 días al año a nuestro planeta. Todos

lugares reciben esta energía según la ubicación (latitud). es abundante y gratuita. no es contaminante, como el petróleo y el carbón. no tiene desechos radioactivos, como la nuclear, etc. ocupa menor área por watt de la producción de energía. nadie puede aumentar su precio. no necesita algunos tipos de cables o tanques, para su transportación. no se puede secuestrar esta gran fuente. Sol es responsable de que en nuestro planeta existan las condiciones adecuadas

para la supervivencia de la vida humana, animal y vegetal.

Page 2: Seguidor Solar

II. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN

En la actualidad, se evidencia como el desarrollo industrial y económico de gran parte de las empresas conlleva a una clara expansión de los sistemas eléctricos de potencia. En países en donde se requiere la utilización de recursos no renovables o la combustión de materiales tales como el carbón, gas natural, derivados del petróleo entre otros para la generación de energía, se encuentran diferentes inconvenientes, entre los que se uentan principalmente el impacto ambiental y la limitada duración de estos recursos como fuente de energía. La repercusión de la generación de energía eléctrica de manera convencional sobre el medio ambiente se evidencia en el deterioro de la calidad del aire, además se genera un efecto de calentamiento del planeta, conocido como efecto invernadero. El otro gran inconveniente resulta ser el inminente agotamiento de las principales fuentes de generación de energía convencionales, ya que el carácter de no renovables del gas, carbón, petróleo entre otros, así como el aumento constante de la demanda de estos materiales hace que sea una obligación buscar alternativas para reemplazarlos.

Page 3: Seguidor Solar

III. OBJETIVOS

3.1 Objetivo General:

aumentar la eficiencia de los generadores de vapor solares

3.2 Objetivos Específicos:

Concentrar la Energía Solar en un cilindro paraboloide en un futuro, para transformarla a Energía calorífica mediante colectores y un seguidor solar.

Realizar los cálculos de transferencia de calor del sistema, de ese modo justificar el funcionamiento.

Realizar los cálculos de diseño electrónico para implementar el seguidor solar. Diseñar y fabricar las piezas mecánicas para el proyecto

Page 4: Seguidor Solar

IV. MARCO TEÓRICO

La energía solar termoeléctrica o termo-solar consiste en concentrar la radiación solar para elevar la capacidad calorífica del sol. Una vez concentrada, esta radiación se puede emplear para diversas aplicaciones: Producir calor (integrada en sistemas de calefacción), climatizar piscinas, producir

agua caliente sanitaria, etc. Para estos usos generalmente se utiliza la energía solar térmica de baja temperatura.

Crear combustibles solares, obtenidos exclusivamente con luz solar, agua, y dióxido de carbono. Durante años, los investigadores han estado explorando nuevas maneras de imitar la fotosíntesis (la forma con que una planta puede capturar la energía solar y almacenarla en enlaces químicos mediante la división del agua y el dióxido de carbono). Ya existen catalizadores capaces de romper la molécula del agua y liberar oxígeno. El objetivo último es obtener combustibles alternativos no contaminantes como el hidrógeno, aunque esta opción se valora más para el largo plazo que para el momento actual.

Producir electricidad. Actualmente es la opción más utilizada a pesar de ser una tecnología muy joven. Esta industria tiene un margen de mejora muy alto por lo tanto es muy probable que en el futuro sea parte importante del mix energético de los países.

Existen muchas formas de concentrar la luz solar. Todas ellas se sirven de espejos que reflejan la luz hacia un punto y llevan incorporados motores eléctricos para hacer seguimiento de la posición del sol. El fin que tienen es el de producir electricidad. Las más utilizadas son:

1- Concentradores cilindro-parabólicos:

Son espejos con forma de medio cilindro que concentran la luz en un tubo, por el cual circula un líquido (generalmente aceite) capaz de almacenar gran cantidad de calor. Estos aceites circulan por un sistema de tuberías hasta un punto en el que se transfiere ese calor a un tanque de agua. El vapor generado al calentarse el agua se utiliza para mover una máquina de vapor que deriva la energía mecánica a un generador de electricidad. Una vez que el aceite ha perdido temperatura vuelve al sistema de tuberías para calentarse de nuevo. Desde el punto de vista ecológico tiene un inconveniente: la posible fuga de aceite del circuito, degradando el suelo. Pero puede mitigarse mediante un control severo de las instalaciones.

Page 5: Seguidor Solar

La ventaja, respecto al cilindro-parabólico, estriba en su menor coste de fabricación: es más fácil realizar una forma cilíndrica que una parabólica.Un haz de rayos paralelos que se refleje en una superficie cilíndrica no da lugar a un foco único, sino al llamado foco paraxial, que está situado aproximadamente a 0.5 veces el radio. Entre este foco paraxial y la superficie del espejo está la zona de concentración de los rayos solares. En las proximidades de la superficie del espejo hay una zona donde inciden los rayos solares que han sufrido varias reflexiones.El receptor suele consistir en un tubo rectangular situado en esta zona de concentración de los rayos solares.

Dadas las características de estos colectores, su orientación no precisa ser muy exacta, pues, para un amplio margen de ángulos de incidencia, la radiación solar reflejada en el espejo siempre incidirá en el receptor.

2- Concentrador lineal de Fresnel:

El funcionamiento es el mismo, pero en este caso se utilizan espejos planos que simulan espejos curvos al variar su ángulo de colocación. Los espejos curvos concentran la luz con un 15% más de eficiencia, pero al utilizar espejos planos los costes de producción son inferiores.

3- Concentradores de disco:

En este caso los espejos tienen forma de disco y están curvados, igual que una antena parabólica. El punto sobre el que se concentra la luz es un motor stirling* que deriva la energía mecánica a un generador. Actualmente es la forma más eficiente de convertir el calor obtenido de la radiación solar en electricidad.También es cierto que es es sistema más costoso y que posiblemente sería más útil en sistemas aislados (un único disco en lugar de construir un parque con muchos discos para verter electricidad a la red). Con baterías lo suficientemente eficientes, sería un método a tener en cuenta para estos sistemas aislados. La producción en serie de

Page 6: Seguidor Solar

estos componentes permitiría su implantación a gran escala al verse reducidos los costes.*Motor stirling: Es muy similar a la máquina de vapor, la diferencia es que en lugar de ser el vapor el que hace mover el émbolo, lo mueve un gas que se encuentra dentro del motor. Al proyectar la luz solar concentrada sobre el motor el gas se expande y aumenta la presión dentro de la máquina, provocando el movimiento del émbolo.

4- Concentradores con receptor central:

Utilizan espejos planos y cuadrados. Aquí la máquina de vapor sigue siendo el vehículo que transforma el calor en electricidad, pero en este caso se prescinde del sistema de tuberías. Todos los espejos apuntan hacia el mismo punto y provocan la evaporación del agua.

Inconvenientes y futuro de la energía solar termoeléctrica

Puesto que la luz del sol solamente es aprovechable durante el día, se barajan varias opciones para que las centrales termoeléctricas puedan funcionar de continuo. Una opción sería calentar el agua durante la noche mediante la quema de gas, aunque no sería favorable desde el punto de vista ecológico.También se plantea la utilización de sales disueltas (que conservan muy bien el calor) en los sistemas con receptor central o de torre, para facilitar el recurso durante la noche, o el empleo de sistemas híbridos que combinen la energía termo-solar con la biomasa u otras fuentes renovables.Otros inconvenientes de este sistema de energía son que durante el día no siempre luce el sol y que hay que mantener limpios los espejos para que no pierdan su capacidad reflectora. En cualquier caso, son males menores que podrían mitigarse en el futuro con la evolución de la industria, pues como hemos dicho, es todavía muy joven.Actualmente existen varias plantas con esta tecnología en el mundo, y aunque todavía no se utiliza masivamente se espera un importante repunte. También se prevé la reducción de costes de todo tipo a partir de la curva de aprendizaje y la especialización.Los lugares idóneos para instalar estas plantas son aquellos con alta radiación solar. En España existen varios enclaves aptos para ello, de hecho, en el sur del país ya existen varias instalaciones en funcionamiento. No en vano, nuestro país ha sido la impulsora de la tecnología. Existen varias empresas dedicadas a la fabricación de componentes, promoción de plantas e investigación y mejora de la tecnología. Y es España quien lidera la creación de nuevos mercados para la expansión del negocio, lo que nos deja muy bien posicionados de cara al futuro.

Page 7: Seguidor Solar

Central solar térmica Vs Energía Fotovoltaica Las centrales solares térmicas aprovechan la radiación solar convertida en calor, para la generación de energía eléctrica. De la misma forma que las células fotovoltaicas, transforman directamente la radiación solar en electricidad, los colectores solares transforman la energía de la radiación solar en calor, que posteriormente se transforma en energía eléctrica a través de un ciclo de vapor convencional. En pocas palabras: es el camino alternativo para el aprovechamiento de la energía solar.La energía eléctrica que potencial- y técnicamente puede ser producida mediante centrales solares térmicas en la tierra, supera con creces el consumo mundial de energía eléctrica. A diferencia de la fotovoltaica, cuyos puntos fuertes son los sistemas descentralizados en la gama baja de potencia, una central solar térmica puede producir energía eléctrica a gran escala en una gama de potencias entre 50 MW a 250 MW.Con la implementación de un sistema de almacenamiento de energía -del tipo acumulador térmico- es posible además planificar en mayor medida la energía eléctrica a generar por la planta. La principal ventaja de las centrales solares equipadas con este tipo de sistemas de acumulación de energía es que pueden seguir generando energía eléctrica también después de la puesta del sol. Por este motivo, las centrales solares térmicas tienen un mayor potencial para sustituir a las centrales convencionales que utilizan combustibles fósiles para producir energía eléctrica.Las centrales solares térmicas pueden utilizar dos tipos de tecnología esencialmente distintos: sistemas de concentración de la radiación solar a través de espejos -como por ejemplo centrales con colectores cilindro-parabólicos, centrales con lentes Fresnel, centrales de torre, etc.- así como sistemas sin concentración de la radiación solar, que no emplean espejos, como por ejemplo las centrales de chimenea solar. La energía térmica generada a temperaturas claramente superiores a los 100ºC, en los sistemas de concentración de radiación mencionados anteriormente, se transmite a un ciclo de vapor que se encarga de transformarla a su vez en energía eléctrica. Igual que en las centrales convencionales, el vapor generado se hace circular a través de una turbina que a su vez impulsa un generador eléctrico produciendo electricidad.

Figura: central energética de colectores cilindro parabólicos con aislamiento térmico (SOLAR MILLENNIUM)

Page 8: Seguidor Solar

IMPORTANCIA DEL SEGUIDOR SOLAR

Un seguidor solar es una especie de girasol mecánico, ya que su misión consiste en que sus paneles solares sigan al Sol desde su salida hasta su puesta. De esta manera, aprovechan la radiación solar mucho mejor que los sistemas solares fijos. La gran variedad de prototipos permite su uso de manera asequible a grandes y pequeños consumidores, por lo que cada vez más empresas desarrollan dispositivos muy diversos.

La imagen típica de una instalación solar es la de unos paneles fotovoltaicos ubicados en una estructura fija y orientada a la zona del cielo en la que el Sol se encuentra en lo más alto. Sin embargo, durante el resto del día, los rayos solares inciden con un ángulo inferior a 90º, lo que disminuye la radiación captada. Por ello, los seguidores solares se crearon para aprovechar al máximo la luz solar durante todo el día. Así, dependiendo del tipo de instalación, pueden aumentar el rendimiento de los paneles solares entre un 30 y un 40%. Como se ve en la figura a:

Partes de un Seguidor Solar

a. Estructura soporte:

La estructura es metálica y los medios de acoplamiento de los tramos de la misma y del conjunto giratorio, lo constituyen salientes y alojamientos complementarios con orificios enfrentados para el paso de bulones de fijación entre partes.

Page 9: Seguidor Solar

b. Conjunto giratorio:

Son algo parecido a un girasol mecánico y que se encargan de que sus paneles solares sigan al Sol desde su salida hasta su puesta para aprovechar toda su radiación y de mejor manera que los sistemas solares fijos. Pueden manejarse desde un control manual a ser controlado por un ordenador que determina la posición del Sol basándose en los sensores o en un programa sobre posicionamiento solar.

c. Colector Solar Parabólico Cilíndrico:

El colector consiste en un espejo cilindro-parabólico que refleja la radiación solar recibida sobre un tubo de vidrio dispuesto a lo largo de la línea focal del espejo, en cuyo interior se encuentra la superficie absorbente en contacto con el fluido caloportador. Esta disposición del absorbedor y del fluido caloportador tiene por objetivo reducir las pérdidas por convección.

Este fluido es calentado hasta 400ºC aproximadamente.Los rayos solares se concentran en un punto o a lo largo de una línea, dependiendo de la forma que tenga el colector. Si utilizamos una lupa para concentrar la luz del Sol, se observa fácilmente que a cierta distancia, llamada distancia focal, los rayos solares se concentran en un punto denominado foco de la lente. Si en ese punto colocamos por ejemplo, un trocito de papel celofán, éste arderá rápidamente. Pero si en lugar de una lupa, usamos un espejo cóncavo cuya forma sea un paraboloide

Page 10: Seguidor Solar

de revolución (véase la figura 17), se logra también la concentración de los rayos solares en un punto, con la gran ventaja de que es mucho más económico hacer un espejo cóncavo que una lente. Comúnmente se utilizan acrílicos aluminizados por electrodepositado. Estos colectores tienen una eficiencia de 40 a 60% y cuando son de pequeñas dimensiones alcanzan temperaturas de 100 a 300ºC.

d. Tubo absorvedor:

El tubo absorbedor consta de dos tubos concéntricos separados por una capa de vacío. El interior, por el que circula el fluido que se calienta, es metálico, y el exterior de cristal. El fluido de trabajo que circula por el tubo interior es diferente según la tecnología. Para bajas temperaturas (<200ºC)

e. Intercambiadores de calor:

A través de una serie de estos recurre el agua (400 °C aprox) para producir vapor sobrecalentado que pueda alimentar una turbina convencional que genere electricidad.

Page 11: Seguidor Solar

Características

La tecnología cilindro parabólica basa su funcionamiento en el seguimiento solar y la concentración de los rayos solares en unos tubos receptores de alta eficiencia térmica localizados en la línea focal del cilindro.

En esto tubos un fluido transmisor de calor, tal como aceite sintético es calentado por los rayos solares concentrados a una temperatura de aproximadamente 400ºC.

Este aceite es bombeado a través de una serie de intercambiadores de calor para producir vapor. El calor presente en este vapor, se convierte en electricidad en una turbina de vapor convencional.

Las plantas cilindro parabólicas permiten almacenar el calor mediante tecnología de sales y la hibridación con ciclo combinado (ISCC).

Tipos de Vapor y Sus Aplicaciones

¿Cuáles son Algunas de las Aplicaciones de Vapor?

El vapor se refiere a la materia en estado gaseoso. Aunque este no se limita al vapor generado por agua, muchos diferentes tipos de vapor existen en el mundo. Sin embargo, el término 'vapor' es más comúnmente usado para referirse al estado gaseoso del agua.El vapor de agua resulta cuando esta es calentada hasta el punto de ebullición bajo una presión constante, lo cual provoca que se vaporice. En años recientes, los alcances del uso de este 'vapor generado por agua' se han ampliado, de solamente utilizarse en la industria, a utilizarse todos los días de manera doméstica, como en el caso de hornos y limpiadores de vapor.Las aplicaciones principales de vapor pueden ser a groso modo divididas en aplicaciones de calentamiento, humidificación y en aplicaciones de impulso motrices.Para los propósitos de este artículo, dividiremos los tipos de vapor en categorías desde el punto de vista de las aplicaciones en las cuales es usado.

a. Vapor para Calentamiento / Humidificación

Vapor de Presión Positiva

Este es el tipo de vapor más típicamente utilizado en plantas y fábricas. Ampliamente utilizado para calentamiento y humidificación en equipos, tales como: Intercambiadores de calor y evaporadores. Es normalmente utilizado entre 0.1 - 5 Mpa (abs) y a una temperatura entre 110 - 250 °C.

Vapor al Vacío

Page 12: Seguidor Solar

El uso de vapor a temperaturas por debajo de los 100 °C y a presión atmosférica, el cual es tradicionalmente usado como medio de calentamiento en el rango de temperaturas para los cuales se utiliza agua caliente, ha crecido rápidamente en años recientes.Cuando se utiliza vapor saturado de la misma manera que el vapor de presión positiva, la temperatura del vapor puede ser cambiada rápidamente ajustando la presión, por lo que es posible lograr una precisión en el control de la temperatura que no es posible con agua caliente.

b. Vapor para Impulso / Movimiento

Este tipo de vapor es usado para propulsión (Como una fuerza motriz), en aplicaciones tales como: turbinas de vapor. La turbina de vapor es un equipo esencial en una planta de energía termoeléctrica. En un esfuerzo para mejorar la eficiencia, se han hecho avances hacia el uso de vapor a cada vez mayores presiones y temperaturas. Hay algunas plantas de energía termoeléctrica que usan 25 MPa (abs) y 610 °C de vapor sobrecalentado.

GRÁFICO DE VAPOR Y APLICACIONES

Page 13: Seguidor Solar

SEGUIDOR SOLAR IDEALIZADO

IMPLEMENTADOR DEL SEGIDOR SOLAR

Un seguidor solar es un dispositivo mecánico capaz de orientar los paneles solares de forma que éstos permanezcan aproximadamente perpendiculares a los rayos solares, siguiendo al sol desde el este en la alborada hasta el oeste en la puesta. Los seguidores solares son usados en todas las tecnologías de seguimiento solar: FPV, CPV y CSP.

Existen de varios tipos:

En dos ejes (2x): la superficie se mantiene siempre perpendicular al sol. Existen de dos tipos:- Monoposte: un único apoyo central.- Carrousel: varios apoyos distribuidos a lo largo de una superficie circular.

En un eje polar (1xp): la superficie gira sobre un eje orientado al sur e inclinado un ángulo igual a la latitud. El giro se ajusta para que la normal a la superficie coincida en todo momento con el meridiano terrestre que contiene al Sol. La velocidad de giro es de 15° por hora, como la del reloj.

En un eje azimutal (1xa): la superficie gira sobre un eje vertical, el ángulo de la superficie es constante e igual a la latitud. El giro se ajusta para que la normal a la superficie coincida en todo momento con el meridiano local que contiene al Sol. La velocidad de giro es variable a lo largo del día.

En un eje horizontal (1xh): la superficie gira en un eje horizontal y orientado en dirección norte-sur. El giro se ajusta para que la normal a la superficie coincida en todo momento con el meridiano terrestre que contiene al Sol.

Rentabilidad del seguimiento solar

Page 14: Seguidor Solar

El coste y la energía generada dependen del tipo de seguidor.De forma general, se suele admitir que el seguimiento azimutal recoge de un 10% a un 20% más que las estructuras fijas.Los seguidores azimutales pueden llegar hasta el 25%.Entre los distintos seguidores a dos ejes existen variaciones de entre el 30% y el 45% de incremento de producción frente a las instalaciones fijas, así como variaciones importantes en el coste de los equipos y de las cimentaciones.Los parámetros más importantes para comparar los seguidores solares son:

- Incremento de producción de energía- Coste del equipo e instalación del mismo- Resistencia al viento- Disponibilidad- Mantenibilidad

OPCIONES PARA EL PROYETO:

a. DISEÑO BASADO EN UN PUENTE H

CARACTERISTICAS DEL DISEÑO

El dispositivo seguidor solar se basa fundamentalmente en la utilización de un amplificador operacional 741 operando en modo diferencial (1). El integrado recibe sendas señales de dos fotoresistores (LDR) que forman un divisor de tensión, estos al estar sometidos a la acción de los rayos solares, y estando separados por un tabique opaco, reciben el cierto momento distinta radiación, entregando de esta manera distintas señales (V1 y V2 ) a cada entrada del amplificador. Dicho amplificador entonces al estar conectado en modo diferencial entrega una tensión de salida Vo proporcional a la diferencia V2 -V1.

El signo de la diferencia V2 -V1 dependerá de cual de los fotoresistores reciba más radiación, el voltaje Vo de salida del amplificador será 6 V (tensión de referencia) cuando la iluminación en los dos LDR sea la misma. Dicha salida Vo del amplificador está conectada a un circuito de potencia transistorizado de dos ramas en diagonal: la rama NPN conformada por los transistores 1 y 2, y la rama PNP conformada por los transistores 3 y 4 (ver Figura 3) polarizándose una u otra rama dependiendo del signo de V2 -V1. La inclusión al circuito de dos diodos Zenner tiene la finalidad de permitir que cada rama de transistores opere respectivamente cuando Vo supere el valor de 6,7 voltios o cuando Vo sea inferior a 5,3 voltios, lo que hará en cada caso que un motor de corriente continua gire en uno u otro sentido para lograr que el divisor de tensión esté equilibrado, orientando al concentrador hacia el sol.

Page 15: Seguidor Solar

Dicho motor de C.C. opera con 12V y consta de un reductor de velocidades, el mismo está ensamblado mediante una cadena de transmisión al bastidor.A continuación se hace un esquema de cómo seria el circuito para gobernar el motor y de cómo se instalarían los sensores.

b. DISEÑO BASADO EN UN PIC

Page 16: Seguidor Solar

El diseño basado en un PIC (microcontrolador) es un diseño mucho más preciso y económico, ya que la alimentación es menor y el numero de componentes dl circuito electrónico se reduce significativamente.Existen varios tipos de circuitos para gobernar el seguidor, pero los mas comunes son: Circuito astronómico

Este tipo de seguidor presenta una total independencia de las condiciones climáticas ya que su algoritmo no requiere de sensores que indiquen cual es el punto más luminoso. El seguimiento en este caso depende únicamente de una serie de ecuaciones que predicen la ubicación del sol en cualquier momento. Aunque este tipo de seguidor resulta ser de gran precisión cabe mencionar que la implementación del algoritmo representa un alto grado de complejidad.

Circuito según la luminosidad

El algoritmo de este tipo de seguidor basa su funcionamiento en la señal entregada por uno o varios sensores, dependiendo de dicha señal se envía un comando de control a uno o varios motores para que se posicionen en el punto más adecuado de luminosidad.

El diseño consiste en tener varios sensores que marquen la posición del sol. Estos sensores pueden ser LDR’s u otros que cumplan la misma función. Con las señales obtenidas ahora lo que tendríamos que hacer es compararlas para determinar si nos encontramos en la mejor posición para la captación de energía solar. Una vez procesadas las señales se obtiene una señal de salida del microcontrolador que controlara un motor pequeño de DC. Este motor en base a la señal que recibe girara en un determiando sentido para asi reubicarse y volver a repetir el proceso hasta estar alineado con el sol.

Para esto es necesario partir el proceso de seguimiento en partes:

Entrada de datos Procesamiento de señales Salida de datos Ejecución de la orden.

Estos pasos corresponden a una secuencia que se debe seguir para lograr posicionar el seguidor.

V. METODOLOGIA

Page 17: Seguidor Solar

5.1 Planificación del Proyecto

Para realizar el proyecto se siguió los pasos descritos a continuación:

5.1.1 Diagrama de Gant

ACTTIVIDASSEMANAS

1 2 3 4 5 6 7 8 910

11

12

13

14

15

1 Investigación bibliográfica X

2Definición del problema-proyecto

X

3Definición de objetivos del proyecto

X

4 Investigación Teórica X X X5 Diseño del sistema X X6 idealizacion del prototipo X X

7Estimación de costos-Materiales

X

8 Fabricación de proyecto X X X X X

9Implementación del proyecto

XX

10

Experimentación con el proyecto

X X

11

Conclusiones , observaciones, posibles contribuciones

X

12

Posibles mejoras al proyecto

X

13

Presentación del proyectoX

Page 18: Seguidor Solar

VIII. BIBLIOGRAFÍA

- Páginas Web

o http://www.ecorresponsabilidad.es/pdfs/ecoinnovacion/ HISPANOTRACKER_seguidores_solares.pdf

o http://www.ferrostaal.com/index.php?id=189&L=2 o http://www.conenergiasrenovables.com/tag/concentradores-cilindro-parabolicos/ o http://www.solarmillennium.de/upload/Animationen/andasol_blue_spa.swf o http://es.wikipedia.org/wiki/Seguidor_solar o http://www.mecasolar.com/ o http://es.scribd.com/doc/13901121/Seguidor-Solar o http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/

2007/11/09/171602.phpo http://www.solener.com/seguidores.html o http://www.solartiva.com/seguidor-solar/Solartiva-Seguidor-SolarES.pdf