Diseño y construcción de un seguidor solar para aplicaciones en solarimetría / Design and construction of a solar tracker for solarimetry applications

Abstract

El presente artículo muestra el diseño y construcción de un prototipo denominado sistema seguidor solar para aplicaciones en solarimetría, es un sistema mecánico que sostiene a un panel solar fotovoltaico así como a otros instrumentos especiales de medición y tiene la capacidad de orientarlos para lograr que estos permanezcan siempre perpendiculares a los rayos del sol mediante una trayectoria que permite seguir el movimiento del sol y a su vez permite la recolección de diferentes datos o variables solares y climáticas en periodos específicos, tal como; mes, estación del año o año completo ; con este dispositivo automatizado se logra crear una herramienta que permite la obtención y aportación de datos importantes para realizar cálculos para el correcto dimensionamiento de sistemas solares fotovoltaicos tanto autónomos como interconectados a la red. El sistema está integrado en tres partes; la parte mecánica, se construye con un mecanismo que consta de 3 eslabones articulados tipo esfera los cuales representan las articulaciones para lograr el movimiento de configuración esférica, el diseño se basa en el software SolidWorks y es de bajo coste; la parte electrónica está construida con cuatro sensores opto - resistivos, un isolarímetro, un panel solar fotovoltaico, dos servomotores y una tarjeta electrónica RaspBerry Pi 3 b+; la parte programación constituida por software de tipo OpenSource utilizado para registro y almacenamiento de datos así como el control del seguidor mediante la programación e implementación de un algoritmo que permite interactuar a las tres partes que integran a dicho seguidor en donde se utilizan condiciones iniciales de operación, esta parte solo muestra un 40% ya que posteriormente el proyecto se extiende a una 4 parte denominada interfaz hombre-maquina.

Lo anterior da como resultado lograr una optimización de la energía solar fotovoltaica mediante la obtención máxima de efectividad en paneles solares; se presentan resultados de diseño y elementos que conforman la construcción del sistema seguidor solar, así como el ensamble final en SolidWorks el cual esta normado en unidades (CGS) centímetro, gramo, segundo. Los dispositivos eléctricos, electrónicos y mecánicos también son sometidos a prueba con la finalidad de demostrar que dicho sistema está construido y se obtiene la óptima funcionalidad; siendo la prueba final en base al peso que este dispositivo puede soportar cuando realiza un movimiento libre de sus articulaciones siempre y cuando no se exceda los 6 kg que involucran a los elementos que lo integran.