PROTOTIPO DE PLATAFORMA DE GENERACÓN DE ENERGÍA …

PROTOTIPO DE PLATAFORMA DE GENERACÓN DE ENERGÍA ALTERNA PARA CARGA Y RECARGA DE VEHÍCULO ELÉCTRICO TIPO E-TRIKE

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PROTOTIPO DE PLATAFORMA DE GENERACÓN DE ENERGÍA ALTERNA PARA CARGA Y RECARGA DE

VEHÍCULO ELÉCTRICO TIPO E-TRIKE

TESIS PROFESIONAL

Presenta

Gilberto Nava Anguiano

Director de Tesis

M.C. Olimpo Lúa Madrigal

Co Director de Tesis

M.C. Rosario Lugo Báez

Nombre de la Carrera

Ing. Mecatrónica

Villa de Álvarez, Col., a 5 de junio de 2018.


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Índice

1. Resumen .................................................................................................................. 4 2. Introducción ............................................................................................................. 5 3. Antecedentes ........................................................................................................... 6

3.1 Efecto Fotovoltaico ............................................................................................. 6 3.2 Celdas Solares ................................................................................................... 6 3.3 Auto Eléctrico ..................................................................................................... 6 3.4 El Sector Energético fotovoltaico en México ...................................................... 7

4. Planteamiento del problema .................................................................................... 9

5. Objetivos ................................................................................................................ 10 5.1 Objetivo general: .............................................................................................. 10

5.2 Objetivo específicos ......................................................................................... 10

6. Hipótesis ................................................................................................................ 11 7. Alcances y limitaciones .......................................................................................... 12

7.1 Alcances .......................................................................................................... 12 7.2 Limitaciones ..................................................................................................... 12

8. Justificación ........................................................................................................... 13 9. Marco teórico ......................................................................................................... 14

9.1 Conceptual ....................................................................................................... 14 9.1.1 La célula solar ........................................................................................... 14 9.1.2 El panel solar ............................................................................................. 14

9.1.3 Acumuladores ............................................................................................ 14 9.1.4 Sistema Interconectado ............................................................................ 15

9.1.5 Sistemas fotovoltaicos autónomos ............................................................ 16 9.1.6 Inversor ...................................................................................................... 18

9.1.7 Controlador de carga ................................................................................. 18 9.1.8 Estructuras paneles solares ...................................................................... 19

9.1.9 Sistemas de montaje para techos inclinados. ............................................ 20 9.1.10 Sistemas de montaje para techos planos. .............................................. 20 9.1.11 Sistema de montaje pérgola ................................................................... 21

9.1.12 Tipos de soportes para placas solares ................................................... 21 9.1.13 De Paneles Solares ................................................................................ 21 9.1.14 Los tres Grandes Riesgos de instalar Paneles Solares ......................... 22

9.1.15 Dimensionar y calcular paneles solares fotovoltaicos necesarios .......... 23 9.1.16 Automóvil Eléctrico ................................................................................. 26

9.1.17 Frenado regenerativo ............................................................................. 27 9.2 Referencial ....................................................................................................... 27

9.2.1 Panel Solar Para Recargar Baterías Automotrices (PA/a/2005/013990) ... 27 9.2.2 Estación De Distribución De Combustible Móvil (MX/a/2011/010601). ..... 27 9.2.3 Las estaciones de recarga para coches eléctricos se vuelven solares, móviles y gratuitas ................................................................................................. 28 9.2.4 Sono Motors .............................................................................................. 28 9.2.5 Recarga tu coche eléctrico directamente con energía solar ...................... 29 9.2.6 Este sistema genera energía eléctrica limpia y autosustentable ............... 31


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9.2.7 Por su privilegiada ubicación geográfica México es uno de los países con mayor riqueza para producir energía a base del viento y el sol. ............................ 32

9.3 Contextual ........................................................................................................ 32 9.3.1 CFE inaugura cuatro electrolineras en el Valle de México ........................ 32

9.3.2 Más estaciones de carga para autos eléctricos en México ....................... 33 9.3.3 Total con paneles y electrolineras ............................................................. 34

9.4 Realizar una vigilancia tecnológica sobre los sistemas de generación de energía alterna aplicados en recarga de baterías para vehículos eléctricos tipo E-trike cero emisiones. .............................................................................................. 34

9.5 Conceptualizar el prototipo de plataforma para generación de energía alterna, en donde se determinen las características básicas, las variables estratégicas a controlar y la funcionalidad de la misma. ............................................ 36

9.6 Elaborar la ingeniería básica y detalle del prototipo de plataforma para generación de energía alterna, en donde se incluyan los sistemas de generación, sistemas de regulación y conversión, y sistemas auxiliares tales como cableado, equipos de acumulación, elementos de protección, y equipos de medida entre otros. .................................................................................................... 43

9.7 Seleccionar la tecnología necesaria para su desarrollo, la cual permita cumplir las características requeridas de capacidad, calidad de energía, tensión, frecuencia e intensidad. ............................................................................................. 45

9.7.1 Calcular Los Paneles Solares Necesarios ................................................. 46 9.7.2 Cálculo del tiempo de descarga de una batería solar ................................ 47

9.7.3 Selección controlador de carga ................................................................. 48 9.7.4 Tiempo de carga ........................................................................................ 48

9.8 Simular pruebas de funcionalidad del prototipo de plataforma para generación de energía alterna primeramente en un entorno ideal. .......................... 48 9.9 Identificar áreas de oportunidad en las pruebas de funcionalidad, las cuales permitan retroalimentar el prototipo de plataforma para generación de energía alterna. ....................................................................................................................... 49

9.10 Elaboración de reporte técnico. .................................................................... 49 10. Resultados ............................................................................................................. 50

10.1 Paneles Solares Necesarios ......................................................................... 50

10.2 Tiempo de descarga de una batería solar .................................................... 50 10.3 Selección controlador de carga .................................................................... 51 10.4 Tiempo de carga ........................................................................................... 51 10.5 Estructura ..................................................................................................... 51

10.6 Diagrama eléctrico ........................................................................................ 52 11. Conclusión ............................................................................................................. 53 12. Anexos ................................................................................................................... 54 13. Bibliografía ............................................................................................................. 67


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Índice de Tablas

Tabla 1 .- Cronograma de actividades. ......................................................................... 10 Tabla 2 .- Ventajas y desventajas de energía alterna ................................................... 35

Tabla 3 .- Sistemas fotovoltaicos................................................................................... 40 Tabla 4 .- Tipos de paneles solares. ............................................................................. 43 Tabla 5 .- Dispositivos de carga. ................................................................................... 44 Tabla 6 .- Alternativas de acumuladores. ...................................................................... 45

Índice de Imágenes

Imagen 1.- Símbolo de panel solar. .............................................................................. 23

Imagen 2 .- Paneles solares en paralelo. ..................................................................... 24 Imagen 3 .- Paneles solares en serie. ........................................................................... 25 Imagen 4.- Conexión mixta. .......................................................................................... 26

Imagen 5.- Sistema fotovoltaico .................................................................................... 30 Imagen 6 .- Sistema fotovoltaico. .................................................................................. 36 Imagen 7 .- Sistema aislado. ......................................................................................... 37

Imagen 8 .- Sistema in terconectado. ........................................................................... 38 Imagen 9. .- Sistema híbrido ......................................................................................... 39

Imagen 10 .- Propuesta 1 .............................................................................................. 41 Imagen 11 .- Propuesta 2. ............................................................................................. 42 Imagen 12 .- Propuesta de sistema fotovoltaico. .......................................................... 46

Imagen 13 .- Conexión serie - paralelo. ........................................................................ 47 Imagen 14 .- Propuesta de sistema fotovoltaico. .......................................................... 50

Imagen 15 .- Estructura de montaje. ............................................................................. 51 Imagen 16 .- Circuito eléctrico de sistema fotovoltaico. ................................................ 52


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1. Resumen

En la actualidad el uso de los vehículos eléctricos ha resultado ser una gran opción ante el incremento de los costos de combustibles fósiles y el cambio climático, al ser tecnología amigable al medio ambiente y no generar emisiones de CO2. Esto sin duda contribuye además a generar una cultura de valores y sobretodo de respeto con el medioambiente, el problema surge a la hora de generar y suministrar la energía necesaria para lograr la potencia requerida para el funcionamiento del vehículo eléctrico. El objetivo principal del presente proyecto es el diseño y desarrollo de un sistema de generación de energía alterna para la recarga del banco de baterías del vehículo eléctrico tipo E-trike cero emisiones, para descartar por completo la necesidad de cargar el banco de baterías utilizando la red eléctrica de CFE y hacer autosustentable el vehículo. La propuesta seleccionada es debida a todas las ventajas que presenta un sistema fotovoltaico, por lo que la presente propuesta permitirá generar un sistema de movilidad con cierta autonomía en cuanto al consumo y generación de la energía eléctrica .El proyecto se dividió en tres partes, la primera fue hacer una vigilancia tecnológica en referencia al tema para ampliar nuestras ideas y conocimiento, ya que es un tema relativamente nuevo; en la segunda parte se establecieron las características básicas y la funcionalidad del prototipo; en la última parte se desarrolló el diseño de la plataforma con cada uno de los elementos que lo conforman.


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2. Introducción

Uno de los grandes interrogantes de la población mundial consiste en cómo generar y usar la energía eléctrica, a la vez que se protege el medio ambiente y se logra un desarrollo sostenible. En los próximos años se espera un incremento en los costos de la energía eléctrica debido al incremento en los costos de producción, esto unido al efecto del cambio climático (Sevilla, 2013). Por tal motivo se vuelve una necesidad el uso de un vehículo sostenible con combustibles alternativos para un vehículo eléctrico, al mismo tiempo conlleva la necesidad de implementar una infraestructura que ofrezca el servicio de recarga a estos vehículos.

Los autos eléctricos tienen una eficiencia energética en torno a 90% comparado con el 38% de un motor tradicional, esto quiere decir que necesita menos energía para realizar el mismo esfuerzo. Conveniente para nuestra economía y nuestros bolsillos porque la gasolina es de un costo más elevado que la electricidad, ahora imagínate que puedes explotar un recurso renovable como el sol, cada año arroja 4 mil veces más energía de la que consumimos. Esto se puede hacer realidad instalando un sistema fotovoltaico desde tu hogar o lugar de trabajo. El uso del auto eléctrico puede representar un ahorro económico de hasta el 29% por kilómetro recorrido en comparación con un auto a gasolina, este ahorro es bastante significativo, sin embargo, si instalamos una estación solar fotovoltaica de recarga, podemos tener un ahorro de hasta el 65%* por kilómetro.

En este proyecto se presenta el diseño de un prototipo de plataforma de generación de energía alterna, para evaluar el rendimiento de carga y recarga de baterías de un vehículos eléctricos tipo E-trike cero emisiones.


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3. Antecedentes

3.1 Efecto Fotovoltaico

Descubierto en 1839 por el físico francés Alexandre Edmond Becquerel. Observa que se generaban pequeñas cantidades de corriente cuando se iluminaba uno de los electrodos (Ag Cl - Pt) de una solución electrolítica conductora, y apreció un aumento de la generación eléctrica con la luz.

3.2 Celdas Solares

En 1883 Charles Fritts construye la primera celda solar con una eficiencia del 1 %. La primera celda solar fue construida utilizando como semiconductor el Se con una muy delgada capa de Au. Debido al alto costo de esta celda se utilizó para usos diferentes a la generación de electricidad, como en sensores de luz en la exposición de cámaras fotográficas.

La celda de Si proviene de la patente del inventor norteamericano Russell Ohl (US Patent 2402662, "Light sensitive device"), fue construida en 1940 y patentada en 1946.

La época moderna de la celda de Si llega en 1954 en los Laboratorios Bells. Accidentalmente experimentando con semiconductores se encontró que el Si con algunas impurezas era muy sensible a la luz.

Daryl Chapin, Calvin Fuller y Gerald Pearson, de los Laboratorios Bell Telephone, desarrollan la primera célula de silicio, la cual da origen a la primera estructura fotovoltaica que lograba convertir luz en electricidad con una eficiencia razonable del 6 %.

La primera utilización práctica de la generación de energía con celdas fotovoltaicas fue en los dos primeros satélites geoestacionarios de la URSS y USA. La URSS lanzó su primer satélite espacial en el año 1957, y los EEUU un año después, el 1 de Febrero de 1958. En el diseño de este se usaron células solares desarrolladas por la compañía Hoffman Electronics (8 %).

En 1967, se desarrolla la primera célula solar de película delgada (thin film) de sulfuro de cadmio (Cd S). Se descubren nuevos materiales fotovoltaicos como el arseniuro de galio (Ga As), arseniuro de indio (In As) y teluro de cadmio (Cd Te). Se establecen las estrategias de implementación tipo tándem, y células multiunión. Entre 1974 - 1977, se fundan las primeras compañías dedicadas a energía solar. Las aplicaciones terrestres superan a las aplicaciones espaciales. La producción de paneles fotovoltaicos en el mundo supera los 500 kW. (Solis, 2012)

3.3 Auto Eléctrico

El coche eléctrico fue uno de los primeros automóviles que se desarrollaron, incluso existieron antes que el coche con motor de combustión de 4 tiempos tanto de Diésel como de Benz. Se llegó a un punto en el que el motor eléctrico, el de combustión y el


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del vapor estaban a un nivel de prestaciones semejantes, compitiendo cada cual por ser el ganador en la carrera para la propulsión de los vehículos.

El primer intento de conseguir un vehículo que se moviera de forma autónoma, fue llevado a cabo por Isaac Newton, el cual tan sólo lo ideó pues no se llegó a construir.

Newton propuso un vehículo propulsado a reacción por vapor de agua. Esta idea la retomó en 1769 Nicholas-Joseph Cugnot, el cual la materializó. El gran problema con el que se encontró fue su enorme peso, cerca de 4.5 toneladas, lo que significaba una gran dificultad a la hora de frenar debido a la enorme inercia. Este fue el punto de partida de la carrera del vehículo propulsado por un motor de vapor.

En lo que al motor eléctrico se refiere, el origen hay que atribuírselo a Michael Faraday, que en 1821 construyó dos aparatos que producían rotación electromagnética.

Con los tres tipos de motores desarrollados, pero descartada la tracción basada en motores de vapor debido a su enorme peso, comienza la lucha por el liderazgo. Mientras los motores de combustión tenían desventajas como el ruido, la suciedad, bajo rendimiento, monocilíndricos (lo que obligaba a poner un gran volante de inercia), poco potentes y que se hacían necesarios conocimientos de mecánica tanto para su arranque como para cualquier problema técnico. Los motores eléctricos gozaban de ventajas como el manejo sencillo, limpios y podían ser montados en vehículos cerrados.

El factor decisivo que hizo que los motores de combustión ganaran la batalla, e incluso hoy en día sigue siendo el cuello de botella de los vehículos eléctricos, fue su autonomía.

Los primeros hitos en la carrera de los vehículos eléctricos datan en el siglo XIX, cuando Robert Anderson inventó el primer vehículo eléctrico puro entre 1832 y 1839, y el profesor Sibrandus Stratingh diseñó y construyó vehículos eléctricos a escala reducida en 1835. El primer gran obstáculo con el que se encontraron fue el almacenamiento de la energía, por este motivo hasta que en 1865 y 1881 Gaston Planté y Faure, respectivamente, no llevaran a cabo una mejora considerable de la pila eléctrica no se empezó a llevar a cabo el desarrollo de estos modelos para la vida real (Valenzuela, 2012).

3.4 El Sector Energético fotovoltaico en México

La investigación y desarrollo en la tecnología fotovoltaica tiene una gran tradición en el país y se remonta hasta la década de los setentas. El CINVESTAV del Instituto Politécnico Nacional inició la manufactura de obleas FV y su ensamble en módulos. En 1978 se puso en operación una planta piloto para fabricar 4 KWp por año. La capacidad de la planta posteriormente fue incrementada hasta los 20KW. Algunas otras instituciones como el Laboratorio de Energía solar de la UNAM han realizado investigación en materiales para obleas fotovoltaicas.


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El Instituto de Investigaciones Eléctricas inicio en 1979 investigaciones relacionadas con la ingeniería de plantas fotovoltaicas. A partir de los noventas, la investigación se dirigió hacia pequeñas aplicaciones FV en zonas aisladas. Actualmente los trabajos de investigación se han dirigido hacia dos campos principales: sistemas fuera de red, que incluyen los sistemas fotovoltaicos domiciliarios para electrificación rural y los sistemas híbridos, Solar-rólico-diésel. En lo que respecta a sistemas FV conectados a red eléctrica las investigaciones se han enfocado a sistemas que pueden ser utilizados para dar soporte y alivio térmico a líneas de distribución en zonas con grandes picos de demanda durante el verano, el cual es motivado principalmente por el uso de aire acondicionado.

En México también se han realizado instalaciones de sistemas híbridos solar-eólico para electrificar poblaciones. Existen diversas aplicaciones y sistemas de generación de energía de tecnología fotovoltaica, tanto de instituciones públicas como de capital privado y de diversas capacidades. El Centro de Investigación en Energía de la UNAM y el CINVESTAV continúan realizando investigación de materiales y películas delgadas (Pérez).

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4. Planteamiento del problema

El problema surge a la hora de generar y suministrar la energía necesaria para lograr la potencia requerida para realizar el trabajo por dicho vehículo eléctrico, una alternativa es obtenerla directamente de la energía eléctrica producida por Comisión Federal de Electricidad, en donde bastaría cargar y recargar directamente una batería o un banco de baterías con una toma conectada directamente a la línea, esto impactaría directamente en el consumo de los mismos energéticos utilizados para generar dicha energía eléctrica.


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5. Objetivos

5.1 Objetivo general:

Diseñar un prototipo de plataforma de generación de energía alterna, para evaluar el rendimiento de carga y recarga de baterías de un vehículos eléctricos tipo E-trike cero emisiones.

5.2 Objetivo específicos

1) Realizar una vigilancia tecnológica sobre los sistemas de generación de energía alterna aplicados en recarga de baterías para vehículos eléctricos tipo E-trike cero emisiones.

2) Conceptualizar el prototipo de plataforma para generación de energía alterna, en donde se determinen las características básicas, las variables estratégicas a controlar y la funcionalidad de la misma.

3) Elaborar la ingeniería básica y detalle del prototipo de plataforma para generación de energía alterna, en donde se incluyan los sistemas de generación, sistemas de regulación y conversión, y sistemas auxiliares tales como cableado, equipos de acumulación, elementos de protección, y equipos de medida entre otros.

4) Seleccionar la tecnología necesaria para su desarrollo, la cual permita cumplir las características requeridas de capacidad, calidad de energía, tensión, frecuencia e intensidad.

5) Simular pruebas de funcionalidad del prototipo de plataforma para generación de energía alterna primeramente en un entorno ideal.

6) Identificar áreas de oportunidad en las pruebas de funcionalidad, las cuales permitan retroalimentar el prototipo de plataforma para generación de energía alterna.

7) Elaboración de reporte técnico.

Tabla 1 .- Cronograma de actividades.


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6. Hipótesis

Sí la vigilancia tecnológica y el desarrollo de la investigación son las ideales, se tendrá como resultado el diseño de un prototipo de plataforma de generación de energía alterna que cumpla con los requerimientos necesarios.


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7. Alcances y limitaciones

7.1 Alcances

El presente proyecto tiene como alcance realizar una investigación tecnológica sobre los sistemas de generación de energía alterna aplicados en recarga para baterías de vehículos eléctricos, así poder conceptualizar el prototipo de plataforma y elaborar la ingeniería básica para posteriormente seleccionar y diseñar la plataforma.

Gracias a la gran cantidad de información que hay del tema de investigación podemos hacer una selección mediante la comparación de las nuevas tecnologías y ver las ventajas que nos ofrecen cada una de ellas.

7.2 Limitaciones

El presente proyecto tiene como limitante el diseño de la plataforma de generación de energía alterna, no se tiene considerado el desarrollo del proyecto en este punto, por lo tanto las pruebas experimentales de campo no se podrán hacer, toda la investigación está basada en información y cálculos teóricos, lo que podría variar los resultados a la hora de desarrollar el proyecto, ya que los paneles solares varían en sus valores de corriente y voltaje dependiendo de la instalación y su ubicación.

El período de tiempo de recolección de la información para nuestro proyecto comprende seis meses de duración, a partir de enero de 2018.


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8. Justificación

En los próximos años se espera un incremento en los costos de la energía eléctrica debido al encarecimiento de producción (Sevilla et., 2013). En la actualidad la situación en la que se encuentra el mercado eléctrico en lo referente al excedente de capacidad y las asimetrías en la curva de la demanda, así como las posibilidades que brinda la tecnología desarrollada hasta el momento, representan una oportunidad única que justifica todas las inversiones que se lleven a cabo para la implementación del vehículo eléctrico en el sector del transporte. Por lo anterior el principal objetivo es obtener un vehículo auto sustentable.

Desde la llegada de los primeros coches eléctricos una de las principales dificultades es la de conseguir una estación de recarga, ya que en muchas ocasiones están instaladas en un lugar alejado a nuestra casa o trabajo lo que dificulta el alimentar de energía a nuestro coche, teniendo que optar por la recarga casera con el respectivo coste de energía que esto conlleva (Álvarez, 2015).

Las energías renovables ya han mostrado avances importantes en las décadas recientes. La impresionante reducción de costos de estas tecnologías, junto con la esperada subida de los precios de los hidrocarburos en el presente y el futuro, y la valoración de los costos ambientales ligados a los sistemas convencionales de suministro de energía, han hecho posible que algunas tecnologías de energías renovables sean totalmente competitivas para su uso masivo hoy en día, y que otras lo serán en los años venideros. Todo esto sumado al enorme potencial de recursos de ER disponible en México, por cierto, mucho mayor es este potencial que el que tenemos de combustibles fósiles (Centro de Investigación en Energía, 2010).

El uso de las fuentes renovables de energía y el uso racional de la energía se han convertido en los pilares fundamentales de una política energética responsable para el futuro. Debido a sus características de sustentabilidad, las tecnologías de energías renovables son capaces de preservar las fuentes, virtualmente sin ningún impacto ambiental. Así, ellas contribuyen a la protección del ambiente y a la seguridad energética de las generaciones presentes y futuras.

De acuerdo a información de la Secretaria de Energía (SENER), México es el tercer país en el mundo, con más potencial para generar energía solar. Expertos señalan que 100 mil hectáreas de celdas fotovoltaicas en el Norte del país serían suficientes para satisfacer la demanda total de energía en México, esto es, la energía generada sería suficiente para satisfacer el 100% del consumo energético en el país. (SENER, 2016)

Lo anterior justifica plenamente la urgencia de realizar investigación básica, aplicada, desarrollo tecnológico y desarrollo de proyectos que cubran las necesidades de las futuras generaciones para la movilidad sustentable.


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9. Marco teórico

9.1 Conceptual

9.1.1 La célula solar

El elemento principal de cualquier instalación de energía solar es el generador, que recibe el nombre de célula solar.

Se caracteriza por convertir directamente en electricidad los fotones provenientes de la luz del sol. Su funcionamiento se basa en el efecto fotovoltaico.

Una célula solar se comporta como un diodo: la parte expuesta a la radiación solar es la N, y la parte situada en la zona de oscuridad, la P. Los terminales de conexión de la célula se hallan sobre cada una de estas partes del diodo: la cara correspondiente a la zona P se encuentra metalizada por completo (no tiene que recibir luz), mientras que en la zona N el metalizado tiene forma de peine, a fin de que la radiación solar llegue al semiconductor.

9.1.2 El panel solar

Un panel solar o módulo fotovoltaico está formado por un conjunto de células, conectadas eléctricamente, encapsuladas, y montadas sobre una estructura de soporte o marco. Proporciona en su salida de conexión una tensión continua, y se diseña para valores concretos de tensión (6 V, 12 V, 24 V...), que definirán la tensión a la que va a trabajar el sistema fotovoltaico (Díaz Corcobado & Carmona Rubio, 2010).

9.1.3 Acumuladores

La llegada de la energía solar a los módulos fotovoltaicos no se produce de manera uniforme, sino que presenta variaciones por diferentes motivos. Algunas de estas variaciones son predecibles, como la duración de la noche o las estaciones del año, pero existen otras muchas causas que pueden producir alteraciones de manera aleatoria en la energía recibida, como puede ocurrir con un aumento de la nubosidad en un determinado instante. Este hecho hace necesario utilizar algún sistema de almacenamiento de energía para aquellos momentos en que la radiación recibida sobre el generador fotovoltaico no sea capaz de hacer que la instalación funcione en los valores diseñados. Para ello se utilizarán las baterías o acumuladores.

Las baterías son recargadas desde la electricidad producida por los paneles solares, a través de un regulador de carga, y pueden entregar su energía a la salida de la instalación, donde será consumida. Tres son las misiones que tienen las baterías en las instalaciones fotovoltaicas:

Almacenar energía durante un determinado número de días.

Proporcionar una potencia instantánea elevada.

Fijar la tensión de trabajo de la instalación.


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Uno de los parámetros más importantes que tener en cuenta a la hora de elegir un acumulador es la capacidad. Se define como la cantidad de electricidad que puede lograrse en una descarga completa del acumulador partiendo de un estado de carga total del mismo. Se mide en amperios hora (Ah), y se calcula como el producto de la intensidad de descarga del acumulador durante el tiempo en el que está actuando: C = t I.

Además de la capacidad, debemos considerar otros parámetros en los acumuladores que vamos a utilizar en las instalaciones fotovoltaicas:

Eficiencia de carga: relación entre la energía empleada para recargar la batería y la energía realmente almacenada. Interesa que sea un valor lo más alto posible (próximo al 100 %, lo que indicaría que toda la energía utilizada para la recarga es factible de ser empleada en la salida de la instalación). Si la eficiencia es baja, será necesario aumentar el número de paneles solares para obtener los resultados deseados.

Autodescarga: proceso mediante el cual el acumulador, sin estar en uso, tiende a descargarse.

Profundidad de descarga: cantidad de energía, en tanto por ciento, que se obtiene de la batería durante una determinada descarga, partiendo del acumulador totalmente cargado. Está relacionada con la duración o vida útil del acumulador. Si los ciclos de descargas son cortos (en torno al 20 %, por ejemplo), la duración del acumulador será mayor que si se le somete a descargas profundas (por ejemplo, del 80 %).

Las baterías más utilizadas en las instalaciones solares son las de plomo ácido, por las características que presentan. Dentro de este tipo de baterías nos podemos encontrar diferentes modelos. (Díaz Corcobado & Carmona Rubio, 2010).

9.1.4 Sistema Interconectado

Se le llama así, pues el suministro de energía eléctrica va a estar conectado en todo momento con la red de CFE de tal forma que si en cualquier momento del día se requiere mayor consumo en kW de la que generan los paneles, la energía faltante la tomará de la red.

El medidor que se requiere es del tipo bidireccional, por sí se genera mayor energía con los paneles de la que se consume, el medidor lo contabiliza como un crédito de energía en Wh, que podrá ser utilizado cuando los paneles ya dejaron de producir energía, evitando así, cualquier desperdicio de energía.

El funcionamiento del sistema es muy simple; los paneles solares generan la energía eléctrica en corriente directa y un inversor la convierte en corriente alterna e iguala la frecuencia y voltaje de la energía que llega de la CFE.

Por la noche, al no haber energía solar, los paneles ya no producen energía, entonces el sistema automáticamente conecta el suministro de energía directamente de la CFE tomando el crédito generado durante el día.


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Este tipo de sistemas son muy simples en su instalación, el mantenimiento requerido es mínimo y tiene pocos puntos de fallas posibles además de que es muy seguro y cuenta con protección interna en el mismo inversor, tanto para corriente directa como corriente alterna.

Los sistemas interconectados, son los más comunes y exitosos, y son los más instalados alrededor del mundo.

Ventajas Del Sistema Interconectado.

Puedes combinar tu sistema con otros tipos de energías renovables, como la eólica o la hidráulica.

Es el sistema que menos mantenimiento requiere.

Los inversores utilizados son de la máxima tecnología desarrollada en el mundo, ofrecen garantías desde 5 y hasta 20 años.

No es necesario considerar el peor de los casos, pues siempre se tendrá el respaldo de CFE.

Es el más económico y que más incentivos trae.

No requiere baterías.

Son de alta eficiencia (hasta 98%).

Es el que menos componentes necesita.

El sistema puede ser de cualquier tamaño pues la red puede alimentar las cargas adicionales.

Rinden más que los sistemas aislados al generar energía mientras exista radiación solar sin el límite de un controlador de carga.

Es el más eficiente de todos pues tiene pocos componentes y no hay desperdicio de energía.

El exceso de energía es depositado en la red de CFE, y se contará con un año natural para utilizarla.

La complejidad del sistema es básica.

Intercambia energía con CFE, y no se necesitan baterías.

Su instalación es muy sencilla y prácticamente libre de mantenimiento

Desventajas Del Sistema Interconectado.

No hay independencia a la red (CFE).

No se puede instalar donde no haya CFE.

Si hay un apagón, el sistema no funcionará.

La red debe ser fiable.

Se requieren pagos por el servicio de electricidad, aunque obviamente van a reducirse.

9.1.5 Sistemas fotovoltaicos autónomos

Los sistemas fotovoltaicos autónomos (SFA) están constituidos, en lo fundamental, por los paneles fotovoltaicos, que constituyen el generador de energía eléctrica, las baterías para almacenar la energía y utilizarla en los momentos de ausencia de la


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radiación solar, y la carga eléctrica que se va a consumir mediante equipos eléctricos domésticos y/o industriales.

Los SFA son usados frecuentemente en locaciones aisladas para producir electricidad en áreas inaccesibles para la red de potencia eléctrica y de esta forma mejorar las condiciones de salud, educación, comunicación y recreación de la población, al tiempo que favorece la agricultura y el abastecimiento de agua. Los más simples SFA usan la electricidad en forma de corriente continua y la energía es producida donde y cuando es necesaria, sin necesidad de complejos sistemas de control y transmisión de energía. Sistemas de alrededor de 500 W pesan menos de 70 kg, lo que permite una fácil transportación e instalación.

El almacenamiento de la energía eléctrica convierte a los SFA en una fuente fiable de energía, ya sea de día o de noche, independientemente de las condiciones climáticas. Luminarias, sensores, TV, equipos de audio, herramientas, etc., pueden ser usados con los SFA añadiéndoles baterías para el almacenamiento de energía. De esta forma se genera energía por el día y se almacena el excedente en las baterías para su uso en la noche. El número de baterías debe estar en correspondencia con el consumo energético de la carga y el número de horas de autonomía (ausencia de radiación solar) al cual se aspira. El uso de los SFA conlleva la necesaria optimización del consumo energético de las cargas. Por ejemplo, se deberán utilizar luminarias eficientes cuya relación entre lúmenes/watt sea la óptima. Los usuarios deben tener, por lo tanto, una cultura mínima del consumo energético, teniendo en cuenta las posibilidades del sistema.

El empleo de las baterías tiene dos inconvenientes fundamentales: el aumento de los costos del sistema y el hecho de que sólo puede extraerse 80% de la energía almacenada. Además de los SFA que funcionan con corriente directa (DC), existen los que trabajan con alterna (AC), donde es necesario un convertidor de DC/AC, que en la actualidad transfieren la energía eléctrica directa en alterna con una eficiencia de conversión superior a 95%

Ventajas Del Sistema Aislado.

No depende de la disponibilidad de una línea de energía pública (CFE).

Disponibilidad inmediata.

Son sistemas modulares, que permiten crecer el proyecto de acuerdo a necesidades o posibilidades de pago.

Se puede usar para encender desde una lámpara hasta un sitio de telecomunicaciones.

Puedes combinar tu sistema con otros tipos de energías renovables, como la eólica o la hidráulica.

Desventajas Del Sistema Aislado.

Si el inversor es de cierta capacidad, no se podrá conectar ningún equipo que exceda este consumo, por lo que, el sistema debe ser diseñado para ciertas cargas y tiempos de conexión, a lo que se debe que si estos


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incrementan, el sistema no podrá soportar estos cambios a menos que se expanda su capacidad de generación y almacenamiento de energía.

Consta de más componentes, mismos que requieren un mayor y más continuo mantenimiento, el cual debe ser efectuado por personal con conocimiento especial.

Al tener más componentes, se generan pérdidas de eficiencia, que al sumarlas suman una ineficiencia de al menos 20% mayor que un sistema interconectado.

Los componentes tienen una menor durabilidad.

9.1.6 Inversor

El inversor se encarga de convertir la corriente continua de la instalación en corriente alterna, igual a la utilizada en la red eléctrica: 220 V de valor eficaz y una frecuencia de 50 Hz.

Es un elemento imprescindible en las instalaciones conectadas a red, y estará presente en la mayoría de instalaciones autónomas, sobre todo en aquellas destinadas a la electrificación de viviendas.

Las características deseables para un inversor DCAC las podemos resumir de la siguiente manera:

Alta eficiencia: debe funcionar bien para un amplio rango de potencias.

Bajo consumo en vacío, es decir, cuando no hay cargas conectadas.

Alta fiabilidad: resistencia a los picos de arranque.

Protección contra cortocircuitos.

Seguridad.

Buena regulación de la tensión y frecuencia de salida, que como ya hemos comentado debe ser compatible con la red eléctrica.

9.1.7 Controlador de carga

En sistema de carga de baterías mediante paneles solares fotovoltaicos, es necesario, para evitar el deterioro innecesario de la batería, colocar un regulador de carga entre éste y los paneles fotovoltaicos. La función de éste regulador, entre otra finalidad, es la de cargar de forma óptima, la batería, evitando para ello la sobrecarga de las mismas. En una instalación a 12 Vcc, los paneles pueden alcanzar una tensión de hasta 20 voltios en vacío. Durante el periodo de carga de las baterías, la tensión de los paneles se acopla a la tensión de la batería. De tal forma que comienzan a suministrar corriente de carga e igual que las baterías, ambos incrementan su tensión, conforme las baterías se van cargando, cuando la tensión de las baterías alcanzan aproximadamente 13,5-14 voltios, significa que están cargadas, en éste punto y dado que el sistema solar puede seguir produciendo corriente, cabe la posibilidad que sobrecarguemos la batería, hasta tal punto que ésta sufran una pérdida de vida, debido a ésta sobrecarga, en el momento de carga completa, actúa el regulador, desconectando automáticamente los paneles solares de la batería, cuando la batería se descarga, de nuevo el regulador permite el paso de corriente a la batería.


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¿Qué ocurre cuando una batería está completamente cargada?

A los 14 voltios, el regulador se desconecta, ya que entiende que la carga de la batería ha finalizado, en éste punto nos podemos encontrar que teniendo radiación solar suficiente, los paneles se encuentran desconectados y sin producir corriente.

REGULADOR PWM.- Como hemos dicho, el panel proporciona en el periodo de carga, los amperios que en función de la tensión de la batería, éstos puedan suministrar, De tal modo, que al inicio de la carga, cuando la tensión de la batería es baja, por ejemplo, 11 voltios, los amperios que suministra el panel corresponde a éste punto de tensión del mismo, conforme la tensión de la batería se va elevando, la corriente que suministra el panel va decreciendo, de tal forma que al alcanzar los 14,voltios, éste se desconecta, entonces, en éste punto: ¿qué hacemos con la energía que puede seguir proporcionando los paneles y no producen porque están desconectados de la batería?. Se pierden

REGULADOR MPPT.- El regulador MPPT, utiliza el 100% de la energía que pueden suministrar los paneles, para ello, a diferencia del PWM, el regulador MPPT, es el que controla la tensión de la batería permanentemente, de tal forma que éste regulador funciona siempre en el Punto de Máxima Potencia del panel, de tal forma que en cada momento proporciona la Intensidad máxima que el panel está dispuesto a suministrar.

EJEMPLO: Supongamos un panel de 12 Voltios (100W) con las siguientes características principales:

Tensión circuito abierto: 22 voltios

Intensidad de cortocircuito: 6,2 amperios

Tensión a máxima potencia: 18 voltios

Intensidad a máxima potencia: 5,55 amperios

Efectivamente el panel de 100w nos proporciona ésta potencia en condiciones óptimas: 18 voltios x 5,55 amperios = 100 w ,pero en una instalación con baterías, esta condición no se cumple nunca, debido a que el panel nunca funciona a 18 voltios, ya que a 14 voltios se desconecta el regulador MPPT, utiliza ésta diferencia de tensión ( 18V – 14 voltios = 4 voltios) en corriente de carga de baterías, por lo que permanentemente le sacamos la máxima potencia al panel solar, con éste sistema, podemos sacarle diariamente y aproximadamente un 30% más de energía diariamente al panel solar. (Monera, 2015).

9.1.8 Estructuras paneles solares

Monoposte: El poste tipo, consta de una hinca o tornillo que cumple la función de pilar en la estructura, se utiliza un tirante y un travesaño en el que se apoyan las correas sobre las que se colocan los módulos que a su vez se fijan a la estructura mediante grapas de fijación.


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Biposte: El poste tipo posee dos puntos de apoyo que funcionan como pilares, se fijan al suelo mediante hinca, tornillos anclados o sobre zapata de hormigón superficial. Se utilizan uno o dos tirantes, dependiendo del proyecto y poseen un travesaño en el que se apoyan las correas sobre las que se colocan los módulos, que a su vez se fijan a la estructura mediante grapas de fijación. (EITGROUP, 2018)

9.1.9 Sistemas de montaje para techos inclinados.

Las tres opciones más comunes para sujetar los paneles solares a los tejados de tipo inclinado coinciden en al menos un aspecto. Este no es otro que la necesidad de realizar algún tipo de perforación, directamente sobre el tejado, o sobre una viga o travesaño. Estas son las alternativas disponibles:

Con riel.- En este sistema, cada panel queda sujeto con abrazaderas a dos rieles que, a su vez, se fijan en el tejado con pernos o tornillos. Estas estructuras están además selladas e incluyen sistemas que garantizan que se vierta el agua.

Sin riel.- Menos costes de producción y, también, de transporte. Son las ventajas de los sistemas para sujetar los paneles solares en tejados curvados que prescinden de los rieles. En este caso, los paneles se conectan con un soporte que está anclado directamente sobre el tejado con tornillos y pernos. Esta opción no evita las perforaciones, que serán tantas como con el sistema con riel.

Con riel compartido.- La tercera alternativa es la del montaje de los paneles con rieles compartidos. En este caso, dos hileras de paneles se colocan sobre tres rieles, no sobre cuatro, al compartir ambas filas el de la parte central. En este caso, se logra reducir el número de penetraciones en el tejado al maximizar el uso de los rieles.

Hay otro método que, durante mucho tiempo, se pensó que no era apto para este tipo de tejados y que, sin embargo, está abriéndose poco a poco un hueco, también en este campo. Se trata de los montajes con balastros y sin penetraciones, más habituales en superficies planas. Sin embargo, cuando se emplean en áreas en pendiente, lo que suele hacerse es cubrirlas de forma que el peso se distribuya a partes iguales en los dos lados del tejado.

9.1.10 Sistemas de montaje para techos planos.

Para techos planos como los que habitualmente se ven en edificios comerciales o industriales, aunque también en viviendas dotadas de terrados llanos, se suele acudir por lo general a montajes con balastros.

Entre sus fuertes se encuentra la posibilidad de evitar o, al menos, minimizar en lo posible las perforaciones en los tejados. Además, la instalación en superficies lisas facilita mucho las operaciones, lo que reduce el tiempo necesario para el montaje y favorece incluso que la estructura pueda ser prefabricada. (Medina, 2018)


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9.1.11 Sistema de montaje pérgola

Esta instalación se recomienda cuando los paneles solares pueden tener dos usos, como recolectores de energía solar y como sombra en estacionamientos, o zonas de esparcimiento ya sea a nivel de piso o azoteas, albercas techadas, tragaluces etc.; con la ventaja de que se pueden utilizar paneles solares de dos caras en donde actúan por su parte de arriba como cualquier otro panel, pero por la parte de abajo captan la energía solar reflejada en cualquier superficie, haciéndolos más eficientes por metro cuadrado, reduciendo el número de paneles a utilizar, o generando más energía eléctrica en menos espacio.

9.1.12 Tipos de soportes para placas solares

Las estructuras suelen clasificarse en dos bloques:

Estructuras fijas: muy utilizadas en el ámbito de los módulos fotovoltaicos planos. Dotan a los paneles de ángulos fijos, determinados por la latitud del lugar, que maximizan la eficiencia de la instalación. Existen modelos para tejado, pared, suelo, poste e inclusive con integración arquitectónica.

Estructuras móviles: su concepción es bastante distinta, gracias a uno o dos ejes móviles consiguen aumentar la captación solar de los módulos fotovoltaicos realizando un seguimiento del Sol (una forma similar al proceder de los girasoles, por ejemplo). Obviamente esta movilidad requiere de un consumo eléctrico y su mayor complejidad mecánica también conlleva más operaciones de mantenimiento.

Ventajas y desventajas de cada tipología

Estructuras fijas

Su coste es menor.

La periodicidad del mantenimiento y el coste del mismo, también.

Se trata de elementos de gran fiabilidad.

No consumen energía.

Su simplicidad también se traduce por lo general en menor peso (unos 60kg de “hierros” por cada kWp instalado, frente a los 150-250 kg por kWp en las instalaciones con seguimiento monoposte y horizontales respectivamente).

Estructuras móviles

Aumentan la producción entre un 15-40%, dependiendo de la latitud de la ubicación de la instalación, de la época del año y del propio mecanismo de seguimiento. En nuestro ámbito, es muy raro ver estructuras móviles de más de un eje, ya que encarecen notablemente la instalación y su mantenimiento. (Siles, 2017)

9.1.13 De Paneles Solares

Dimensionamiento y Cotización.- Para instalar un sistema de energía solar, es necesario planear adecuadamente lo que se va instalar. Se debe diseñar un


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sistema de acuerdo a sus necesidades eléctricas del usuario, es decir, dependiendo de la cantidad de energía que debe generar para satisfacer los requerimientos de su hogar o negocio, ya que esto le brindará los mejores resultados. Nuestros paneles solares y accesorios, son de la mejor calidad, lo cual garantiza que su sistema le permitirá obtener un ahorro significativo en su recibo ante CFE.

Planeación e Instalación.- Una vez que usted apruebe la propuesta, proseguiremos a realizar la instalación de su sistema fotovoltaico. Para ello, contamos con ingenieros calificados que se encargaran de que todo se instale correctamente, para aprovechar al máximo su sistema. Al finalizar estará todo listo para hacer la conexión a la red de CFE. Nosotros nos encargamos de facilitarle todo el equipo requerido para instalar su sistema fotovoltaico y también efectuamos las gestiones y trámites necesarios para que todo funcione correctamente.

Trámite e Interconexión.- Una vez instalados los paneles solares, procederemos a realizar el trámite ante CFE para cambiar su medidor por uno bidireccional y conectar su sistema al centro de carga de su hogar o negocio, así como al medidor bidireccional de la CFE, para monitorear adecuadamente la producción y consumo de energía.

Ahora solo falta cerciorarse de que su instalación está funcionando correctamente y al finalizar usted empezará a generar su propia energía y a disfrutar de los beneficios de contar con un sistema fotovoltaico.

9.1.14 Los tres Grandes Riesgos de instalar Paneles Solares

Como bien lo decimos en el título de este artículo, el tema central en esta sección del sitio oficial de CPM Solar les hablaremos sobre los tres grandes riesgos de instalar Paneles Solares en México y cuál es la mejor manera de evitarlos. Esperamos que la información que a continuación les presentaremos les será de gran utilidad y les permitirá comprender con detalle el por qué es mejor optar por la instalación de sistemas solares con una empresa de calidad y que cuenta con especialistas como CPM Solar.

Penetraciones en el techo.- Una sección mal instalada de sistema de montaje puede causar que el agua se filtre en su hogar, dañando su longevidad.

Cargas de viento.- Un panel solar grande y plano atornillado a una estructura en su techo es como una vela gigante el viento puede tirar de ellos hacia arriba si se instalan mal, estos paneles solares pueden causar grandes daños.

Peligros eléctricos y de incendio.- La generación de su sistema solar debe ser integrada con el sistema eléctrico de su casa bajo la supervisión general de un electricista con licencia. Las corrientes inadecuadamente integradas pueden causar problemas eléctricos y peligros de electrocución que pueden ser un peligro para su vida y propiedad, causando incendios y amenazas a la vida humana.


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Por lo tanto, si un instalador con el que habla no tiene una licencia eléctrica o una sólida relación de electricista que le puedan describir en detalle, huya. Las empresas calificadas emplean instaladores solares en planta, como grupo CIPSA y CPM Solar, cuentan con poco más de 80 ingenieros con experiencia en instalaciones solares e instalaciones eléctricas de todos los tamaños y que trabajan con licencias eléctricas y personal eléctrico calificado.

9.1.15 Dimensionar y calcular paneles solares fotovoltaicos necesarios

Se va ejemplificar el cálculo de los paneles solares necesarios para una instalación que demanda una cierta cantidad de energía. La estructura del artículo irá presentando como se conectan los paneles solares en serie o paralelo, cuánta energía produce un panel solar y en función de eso, cómo calcular las placas solares necesarias para una casa, por ejemplo.

Energía generada por un panel solar:

Para calcular la energía generada un por panel solar durante un día (Epanel), debemos usar la siguiente ecuación:

Epanel = Ipanel · Vpanel · HSP · 0,9 [Whd]

Siendo, Ipanel y Vpanel la corriente máxima y tensión máximas del panel, HSP son las horas sol pico, y 0,9 sería el coeficiente del rendimiento del panel (típicamente 85-90% al descontar ya las pérdidas). La energía resultante estaría expresada en Whd.

Esa sería la energía generada por un solo panel solar, pero si lo que queremos es saber cuánta energía va a generar una instalación solar con varias placas solares, simplemente habría que aplicar la fórmula siguiente:

Egenerador-fotovoltaico = Igenerador-fotovoltaico · Vgenerador-fotovoltaico · HSP · 0,9

La corriente, en este caso, sería la máxima resultante de la asociación de los módulos fotovoltaicos conectados en paralelo de cada rama (string), y la tensión sería la resultante de la suma de tensiones de cada rama (string) conectados en serie.

El símbolo eléctrico que se suele utilizar para representar gráficamente un panel solar fotovoltaico es el siguiente:

Conexión paneles solares en serie y paralelo:

En la mayoría de proyectos fotovoltaicos, sobre todo de las instalaciones solares aisladas y dependiendo de la potencia de la instalación, será necesario asociar varios paneles en serie o paralelo para obtener los niveles de tensión y corriente deseados.

Imagen 1.- Símbolo de panel solar.


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Para la conexión de placas solares fotovoltaicas, hay tres opciones posibles:

Conexión de placas solares en Paralelo: se conectan todos los paneles por sus polos positivos y, por separado, por todos los polos negativos. Con esto, lo que conseguimos es aumentar la corriente generada en la rama (suma de las corrientes de cada panel) pero se mantiene la misma tensión que la de uno de los paneles que componen la rama.

En otras palabras, si conectamos los paneles en paralelo, a la salida de la rama tendremos la suma de las corrientes de cada “sub-rama” y la tensión de salida de cada “sub-rama”. Lo vemos mejor con un ejemplo:

Consideremos que tenemos una instalación fotovoltaica aislada compuesta por 3 ramas en paralelo con 1 panel solar de 18,4V y 8,37A de tensión y corriente máximas respectivamente. Si no hubiera pérdidas de ningún tipo (caso hipotético), el esquema de conexión de placas solares en paralelo se podría representar así:

Imagen 2 .- Paneles solares en paralelo.

Como podemos ver en el esquema, en color naranja tenemos los valores de salida del sistema de generación fotovoltaico (los paneles solares), donde la tensión de salida que tendremos sería 18,4V (pues los paneles están conectados en paralelo) y la corriente 33,48A (pues al estar en paralelo se suma la corriente de cada rama a, b y c).

Conexión de módulos fotovoltaicos en Serie: para este tipo de configuración se conecta el polo positivo de un módulo, con el polo negativo del siguiente, así sucesivamente con cuantos paneles sean necesarios. Con esto se consigue aumentar la tensión y mantener el mismo valor de corriente generada.

La tensión generada será igual a la suma de cada una de las tensiones de cada panel que compone la rama (string), o dicho de otro modo, multiplicamos la tensión unitaria por el número de paneles de la rama, pues siempre debemos conectar paneles de las mismas características unos con otros. Lo vemos entonces con un ejemplo:

Consideremos que tenemos una instalación fotovoltaica de autoconsumo compuesta por una rama con 3 paneles en serie de un módulo solar con 37,45V de tensión y 8,98A de corriente máximas. Si no hubiera pérdidas de ningún tipo (caso hipotético), el esquema de conexión de placas solares en serie se podría representar así:


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Imagen 3 .- Paneles solares en serie.

Como podemos ver indicado en color naranja, a la salida de la rama (c), tendremos la tensión resultante de la suma de cada una de las tensiones de cada panel que componen la rama en serie (112,35V) y la corriente será la misma que la de uno de los paneles (8,98A).

Seguramente estarás pensado, ¿Qué pasa si se avería un panel y tengo que cambiarlo por otro diferente? Pues imaginemos que, como no encontramos en el mercado el mismo panel, vamos a comprar una placa solar con las siguientes especificaciones: 31,40V de tensión y 9,33A de corriente máximas.

Lo que va a suceder al conectar este módulo en serie con los demás paneles ya instalados, es que toda la rama (string) se pondrá a trabajar a la corriente de menor magnitud, en nuestro caso como el módulo tiene una corriente (9,33A) mayor que los módulos ya instalados (8,98A), no sufrirá modificaciones la instalación.

En caso de que nuestro módulo tuviese una corriente inferior a los ya instalados, afectará a todo el string y se producirá una caída de producción, por lo tanto no es recomendable usar módulos de sustitución con corrientes inferiores a las de los módulos instalados.

Conexión mixta de placas solares: sería la última opción de configuración de las que nos podemos encontrar, en este caso sería una configuración donde encontramos ramas con paneles conectados en serie y a su vez, estas ramas, conectadas en paralelo. Esta configuración se usa cuando debemos lograr unas corrientes y tensiones de salida muy determinadas, y entonces “jugamos” con las


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opciones que nos dan los distintos tipos de conexionado. Veamos un ejemplo al respecto:

Como podemos ver en el esquema eléctrico, en el punto (nodo c) de la primera rama (string) tenemos la suma de tensiones de los paneles y la corriente unitaria, en el punto (nodo d), que es la salida del sistema, tendremos la misma tensión de salida de cada una de las ramas, pero como corriente de salida será la suma de la corriente de salida de cada una de las ramas, al encontrarse las dos ramas conectadas en paralelo.

Imagen 4.- Conexión mixta.

Como resumen práctico, digamos que en conexiones en serie la corriente total (de salida) es igual a la de uno de los paneles que componen la rama (string) y la tensión total (de salida) es la suma de la tensión de cada panel conectado en serie. En conexiones en paralelo la tensión total (de salida) es igual a la de salida cada rama y la corriente total (de salida) es la suma de corrientes de cada rama. (Sunfields Europe)

9.1.16 Automóvil Eléctrico

Los motores eléctricos están conformados con dos partes: el estator y el rotor. El estator, como su nombre lo sugiere, está inmóvil y rodea al rotor, que es el que gira (es la única parte móvil del motor). Los autos eléctricos pueden contar con dos motores, en las ruedas traseras o en las delanteras, o con cuatro motores, uno en cada rueda. Por eso decimos que en el auto eléctrico no se necesita ni la caja de velocidades ni el diferencial, ambos indispensables en los automóviles de gasolina o diésel. Los otros dos elementos fundamentales en el motor eléctrico son las baterías, que proporcionan la energía, y el control eléctrico que se encarga de administrar dicha energía de acuerdo a los requerimientos del automovilista y del tráfico (Herrán, 2014).


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9.1.17 Frenado regenerativo

Un concepto muy interesante es el de los frenos, otra cualidad del auto eléctrico que lo hace aún más eficiente. En lugar de disipar la energía del frenado en calor que se va a la atmósfera, tal energía puede aprovecharse para recargar las baterías, esto debido a que los motores pueden funcionar como generadores durante el frenado. Este frenado regenerativo no es nada nuevo, todas las locomotoras eléctricas en bajada generan electricidad que utilizan las que van en subida, cosa que también ocurre en los vagones del metro cuando frenan en las estaciones (Herrán, 2014).

9.2 Referencial

9.2.1 Panel Solar Para Recargar Baterías Automotrices (PA/a/2005/013990)

La investigación comprende un panel solar diseñado para servicio automotriz capaz de recargar automáticamente una batería de automóvil fuera de servicio y mantenerlo en una carga eléctrica de 14.2 a 14.6 volts.

Generalmente, cuando los vehículos automotrices se encuentran estacionados por un periodo largo de tiempo sin usarcé o después de haberse usado en un camino con mucho tráfico en el cual las operaciones de parar y arrancar son requeridas repetidamente, el voltaje de la batería cae, entonces el motor podría tener dificultades para arrancar .con la finalidad de evitar cualquier descarga en la batería del vehículo, es muy práctico utilizar un sistema de carga auxiliar compuesto por paneles solares.

Panel solar para recargar baterías automotrices, mediante una pluralidad de celdas solares montadas en un marco de carcaza plástica y fijada en el interior de ventanas o parabrisas de un vehículo automotriz por adherencia o por succión, caracterizado por un arreglo de bastidor de 39 celdas de silicio policristalino que están sujetadas mediante elementos de seguro de presión al marco de carcaza siendo integrado dicho arreglo por: un regulador de voltaje que deja de suministrar carga a la batería a los 14.6 ± 0.2 volts mediante un limitador de voltaje o volver a cargar la batería a los 14.6 ± 0.2 volts

9.2.2 Estación De Distribución De Combustible Móvil (MX/a/2011/010601).

Una estación de distribución de combustible móvil ambientalmente amigable y modular incluye un tanque de combustible, una estructura de soporte que tiene una pluralidad de piernas para sostener una plataforma de operación en una posición elevada a una distancia predeterminada arriba del terreno, un dispositivo de generación de energía alterna, siendo uno de un generador solar y uno de un generador de energía de viento para proporcionar una energía primaria a la estación de distribución de combustible móvil y una central conectada operativamente a por lo menos dos de las piernas soportando el peso de la plataforma central, en donde el tanque de combustible y el dispositivo de generación de energía alterna están colocados sobre la plataforma de operación.

http://siga.impi.gob.mx/newSIGA/content/common/busquedaSimple.jsf


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9.2.3 Las estaciones de recarga para coches eléctricos se vuelven solares, móviles y gratuitas

Desde la llegada de los primeros coches eléctricos una de las principales dificultades es la de conseguir una estación de recarga, ya que en muchas ocasiones están instaladas en un lugar alejado a nuestra casa o trabajo lo que dificulta el alimentar de energía a nuestro coche, teniendo que optar por la recarga casera con el respectivo coste de energía que esto conlleva.

Por ello se han tratado de hacer varios esfuerzos por implementar estaciones de recarga en zonas públicas pero el mayor problema ha sido en sí la instalación, ya que requiere permisos especiales y el abastecimiento de la red pública, pero eso podría quedar en el pasado ya que en la ciudad de San Francisco, Estados Unidos, acaban de estrenar unas nuevas estaciones de carga solares con interesantes características.

San Francisco se acaba de convertir en la primera ciudad del mundo en estrenar tres estaciones de recarga para coches eléctricos que no requieren estar conectadas a la red de energía de la ciudad ya que su funcionamiento se basa en celdas solares, lo que además las hace móviles, es decir, se pueden cambiar de ubicación sin necesidad de complicadas instalaciones, pero lo más importante es que son gratuitas.

En total son tres las estaciones que acaban de arrancar operaciones como parte de la campaña Driving on Sunshine, que busca concientizar a la población del uso de energías renovables, demostrando sus beneficios tanto para el medio ambiente como para los bolsillos, ya que quieren demostrar que el uso de vehículos eléctricos no tiene por qué ser costoso.

La instalación corrió a cargo de la compañía Envision Solar junto con el Departamento del medio ambiente de San Francisco. Cada estación fue costeada por el gobierno de la ciudad y requirió de una inversión de 45 mil dólares.

Estas estaciones conocidas como EV ARC (Electric Vehicle Autonomous Renewable Charger) están clasificadas como nivel 2, lo que quiere decir que son capaces de obtener cada día hasta 16kWhrs que se almacenan en una batería de 22kWhr, con lo que sus encargados dicen abastecer más de 161 kilómetros de autonomía diariamente (Álvarez, 2015).

9.2.4 Sono Motors

El coche eléctrico que aprovechará la energía solar gracias a los paneles solares integrados en la carrocería se hará en 2 versiones:

– Urbana – que contará una batería de 14 KWh y su costo será aproximadamente de 12 mil euros.

– Extensible – que contará con una batería de 30 KWh y costará alrededor de 16 mil euros.


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La velocidad máxima promedio del coche eléctrico solar es de 140 km/h y podrá desplazarse hasta 30 km de distancia al día sólo aprovechando la energía proveniente de los paneles solares.

Además de crear un increíble coche eléctrico solar, Sono Motors, ofrecerá a los usuarios talleres y tutoriales sobre como sustituir las piezas, dar mantenimiento y reparar su propio auto.

El auto contará con un sistema de filtración con musgo para regular la humedad del vehículo y tendrá capacidad para transportar 6 pasajeros (como cualquier otro coche convencional) (Sono-motors).

9.2.5 Recarga tu coche eléctrico directamente con energía solar

Como ya debéis saber, el coche eléctrico es uno de los medios de transporte más ecológicos de los que disponemos a día de hoy. Cuando conduces un coche eléctrico no contaminas absolutamente nada, es decir, el coche eléctrico no usa ningún combustible para funcionar y por lo tanto no expulsa ningún tipo de sustancia nociva durante su funcionamiento. Además, como ya vimos en la anterior entrada del blog (poner enlace a la entrada de las "10 razones para conducir vehículos eléctricos"), cada vez con más frecuencia la electricidad proviene de fuentes de energía renovables, lo que significa que el vehículo eléctrico durante su conducción y en la obtención de electricidad para su recarga, respeta el medio ambiente. De este modo vemos que el coche eléctrico es un medio de transporte que con el paso de los años todavía es más limpio debido al aumento de la producción de energía a partir de recursos renovables.

Las energías renovables y los coches eléctricos combinan perfectamente. Aunque estamos más acostumbrados a escuchar hablar de puntos de recarga que están conectados a la red eléctrica convencional, hoy nos toca hablar de los puntos de recarga sostenibles que se alimentan directamente de la energía solar para recargar vehículos eléctricos. La estructura de la instalación de energía fotovoltaica ofrece in-situ la energía solar obtenida para la recarga de las baterías de los coches eléctricos.

Hace ya algunos años que muchas ciudades a nivel nacional e internacional apostaron por implantar este tipo de puntos de recarga, tanto en infraestructuras públicas de recarga como en viviendas particulares. También ha empezado a ser una solución alternativa para aquellas empresas que solicitan una instalación en el parking para su flota de vehículos con la idea de recargarlos mediante autoconsumo de energías renovables, con inyección cero a la red de suministro. Además, estas instalaciones aprovechan los excedentes de máxima radiación solar gracias al uso de baterías para acumular la energía y así utilizarla en momentos de menos insolación.

En el esquema que sigue vemos cómo funcionan algunas es estas instalaciones. Imaginemos por ejemplo que queremos recargar la flota de vehículos de nuestra empresa, y los coches requieren potencias de hasta 6 kW de media. Estas recargas supondrían un consumo anual de aproximadamente 24.000 kWh. Ahora necesitaríamos saber cuántos paneles fotovoltaicos y de qué potencia tendríamos que instalarlos para poder abastecerlos con la energía requerida. Bien, si decidimos instalar


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50 placas de 240 W pico cada una, obtendríamos una potencia de 12 kW, y teniendo en cuenta que en ciudades como Barcelona la media diaria de insolación es de 6 h/día, este conjunto de células producirían un total de unos 26.000 kWh anuales, suficiente para cubrir las necesidades de la flota.

En Holanda, Dinamarca o Alemania - entre otros - se ofrecen servicios de instalación de puntos de recarga de este tipo ajustándose a cada necesidad, tanto para tu vivienda particular, el parking privado de tu empresa o en la misma vía pública. En San Francisco, recientemente han instalado tres estaciones de recarga gratuita que no necesitan estar conectadas a la red de energía de la ciudad gracias al funcionamiento de sus celdas solares, las cuales además son móviles, permitiendo así cambiarlas de ubicación con facilidad. En China, acaban de instalar 24.000 puntos de recarga fotovoltaica en tres de sus principales autopistas (entre ellas la que une Pekín y Shanghái).

En nuestras ciudades también se están haciendo un hueco este tipo de infraestructuras de recarga. Diversas fotolineras repartidas por todo el estado español están contribuyendo a que la energía consumida por los coches eléctricos sea cada vez más limpia. En noviembre de 2011, el rector de la Universidad de Alcalá de Henares (Madrid) inauguró la primera fotolinera de España, que fue instalada en el Real Jardín Botánico Carlos I. La fotolinera consta de 15 paneles fotovoltaicos que expenden electricidad para la recarga de vehículos eléctricos y a la vez que abastece de energía al Real Jardín Botánico con la producción excedente. Siguiendo este ejemplo, Valladolid se sumó a la idea de las fotolineras y en 2012 presentó la primera electrolinera fotovoltaica de la ciudad, en la que se instalaron ocho puntos de recarga inteligente. Como no vamos a citar todas las ciudades que han ido instalando este tipo de puntos de recarga sostenible, ya que cada día son más, vamos a dar el último guiño a la población de Rubí (Barcelona) que recientemente ha instalado su segunda fotolinera (ya se estrenaron con otra en 2014) impulsando así el consumo de electricidad renovable.

Como vemos, cada vez son más las personas dispuestas a promover el consumo de las energías renovables. La movilidad eléctrica y los recursos sostenibles van de la mano y ganan más fuerza cada día que pasa (Redacción el día, 2017).

Imagen 5.- Sistema fotovoltaico


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9.2.6 Este sistema genera energía eléctrica limpia y autosustentable

Ingenieros del Corporativo Jhostoblak han desarrollado un dispositivo semejante a una caja de un televisor, que no hace ruido y es capaz de generar energía eléctrica suficiente para abastecer las necesidades de una casa, sin usar combustibles, agua ni elementos atmosféricos.

El sistema es llamado EGS y funciona mediante un movimiento de turbinas de quinta generación, el cual se produce por efecto de no atracción de campos continuos electromagnéticos, es decir, cuando se tratan de juntar dos fuerzas del mismo polo. El proceso es constante y, aunado a la ruptura de los principios de la ley de la fuerza y la potencia, permiten la producción de energía eléctrica limpia las 24 horas de los 365 días del año.

“En términos sencillos, todo es movimiento perpetuo a partir de imanes que van acoplados de forma secuencial, armónica y de manera estratégica para hacer funcionar a otros que son del mismo polo. Entonces, al tratar de no pegarse entre sí se crea una fuerza que hace que las turbinas giren con firmeza para producir energía eléctrica por medio de un generador especial”, refieren los desarrolladores.

El EGS, tiene la capacidad de contribuir con la generación de energía eléctrica que actualmente se produce en las plantas hidroeléctricas, termoeléctricas, solares y eólicas. Pues es capaz de generar la energía suficiente para abastecer una casa con refrigerador, televisión, horno de microondas, estufa, calentador de agua y computadora, entre otros aparatos.

“Con la implementación de esta tecnología pueden resolverse los problemas de suministro energético, las alteraciones por picos de generación de electricidad, reducir el costo de mantenimiento de los equipos que usan energía y disminuir el efecto por calentamiento global, así como la quema indiscriminada de elementos fósiles”.

La capacidad mínima de producción del dispositivo es de cinco kilowatts por hora (120 al día), cantidad suficiente para abastecer 12 casas de vivienda media superior. Y la máxima es un mega por hora (es decir 24 Megas al día), con lo que pueden cubrirse los requerimientos de una gran población o un municipio.

Por otra parte, explican, no provoca campos magnéticos ni radiación alguna para procesar la energía eléctrica, la corriente alterna y la directa; y la instalación sólo requiere conectar los dos cables que van a la línea del servicio eléctrico al equipo.

Cabe destacar que la tecnología está protegida bajo secreto industrial en Estados Unidos y, en corto plazo, obtendrá el mismo tipo de registro bajo la tutela de Suiza. Además, se desarrolló hace 20 años, tiempo en el que los ingenieros han manufacturado prototipos, los cuales han sido perfeccionados hasta llegar al actual (Sánchez, 2015).


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9.2.7 Por su privilegiada ubicación geográfica México es uno de los países con mayor riqueza para producir energía a base del viento y el sol.

Nuestro país se convirtió en la sexta economía mundial más atractiva para la generación de energías renovables o verdes. Prueba de ello es la inversión que se tiene para favorecer la transición a las energías limpias.

Además de producir energía con los elementos que nos da la naturaleza, a base de inversión pública y privada, las energías fotovoltaica y eólica permiten que paulatinamente disminuya la matriz energética dependiente de los elementos fósiles.

Así, en los próximos tres años, se pondrán en marcha 40 centrales solares y 25 eólicas, que se ubicarán en 17 estados del país, con esto en el 2024 se alcanzará el 43 por ciento de generación proveniente de energías limpias.

Aguascalientes es uno de los estados que se verá beneficiado con la construcción de nuevas centrales de este tipo.

En su municipio, El llano, se instalará una central con capacidad de generación de energía que beneficiará aproximadamente a 180 mil hogares.

Al igual que en el municipio de Pabellón de Arteaga, donde se construirá otra central que tendrá una capacidad instalada de 95 megawatts que dará beneficio a 57 mil hogares.

Sonora será otra de las entidades que ya cuenta con nuevas centrales fotovoltaicas. En este estado se construirán cuatro nuevas centrales de generación de electricidad por medio de energía solar, que en su conjunto representan 498 megawatts de capacidad instalada, lo que equivale a 298 mil 800 hogares. La inversión en Sonora alcanzará a los 423 millones de dólares en los próximos tres años.

Preferir la generación de electricidad por fuentes limpias es necesario para la protección y preservación del medio ambiente del México de hoy y del futuro (Secretaría de Energía, 2018).

9.3 Contextual

9.3.1 CFE inaugura cuatro electrolineras en el Valle de México

CIUDAD DE MÉXICO.- Cuatro electrolineras públicas - estaciones de carga para vehículos eléctricos-, fueron inauguradas de manera simultánea en las tiendas de Wal-Mart de Interlomas, Toreo, Perisur y Taxqueña, como parte de una alianza en la que participaron la cadena de autoservicios, BMW Group, Schneider Electric y Comisión Federal de Electricidad (CFE).

Para este proyecto, que considera la instalación de 30 electrolineras en el Valle de México durante este año, Walmart aportó los espacios en sus estacionamientos, BMW Group los cargadores y Schneider Electric realizó la instalación eléctrica.

“Nos llena de satisfacción que el medio ambiente es una prioridad, por ello a partir de una demanda por energía limpia la CFE destinará una central de electricidad limpia


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para todos los centros de carga y así completar un ciclo de generación eléctrica completamente limpio”, indicó el director general de la CFE, Enrique Ochoa Reza.

Los usuarios de vehículos eléctricos podrán estacionarse en las tiendas Walmart y recargar sus autos de forma gratuita, mientras realizan sus compras.

Las estaciones instaladas en las tiendas, son un donativo de BMW Group México, como parte de la estrategia de lanzamiento de su nueva submarca BMW I3 enfocada en vehículos eléctricos e híbridos de alta tecnología.

En tanto Schneider Electric, se ocupó de la instalación eléctrica con sus equipos ‘EVlink’ diseñados 100 por ciento por ingenieros mexicanos en el Centro de Desarrollo e Innovación de la Ciudad de Monterrey, que son compatibles con cualquier vehículo eléctrico de formato americano.

Laura Crespo, directora de Marketing de BMW Group México, explicó que el BMW I3 tiene una autonomía de 160 kilómetros y una velocidad máxima de 150 kilómetros por hora.

Enrique González Haas, Presidente de Schneider México y Centroamérica, señaló que es una tarea fundamental de los gobiernos instaurar cambios de hábitos en diversos frentes que apoyen el medio ambiente y la sustentabilidad de las ciudades.

“El crecimiento del mercado de vehículos eléctricos es fundamental hacia la consolidación de ciudades inteligentes que promueven la movilidad sustentable.

En este sentido, la infraestructura de recarga es un factor clave para el éxito del vehículo eléctrico en México”, dijo Enrique González Haas (Meana, 2015).

9.3.2 Más estaciones de carga para autos eléctricos en México

BMW y Nissan están impulsando la instalación de más estaciones de carga para autos eléctricos en México.

Gracias a una alianza firmada por BMW Group México y Nissan Mexicana, se buscará que nuestro país cuente con más estaciones de recarga. La alianza también promoverá la creación de nuevos proyectos de infraestructura para los vehículos híbridos además de incentivos para los usuarios de estos autos.

El acuerdo lograría que los conductores de un BMW o Nissan, puedan recargar el vehículo en cualquiera de las distribuidoras de las marcas. Además en el sitio www.chargenow.mx, los conductores podrán encontrar con mayor facilidad la estación de recarga más cercana.

Cabe destacar que actualmente, hay más de un millón de vehículos eléctricos o enchufables circulando a nivel mundial. Se prevé que en 2021 la cifra crezca a 2.2 millones de conductores de vehículos de este tipo a nivel mundial.


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9.3.3 Total con paneles y electrolineras

La petrolera francesa Total llega a México de la mano de Gasored, y dentro de su estrategia comercial tiene prevista la instalación de 250 estaciones de servicio en siete entidades del País, algunas de ellas con paneles solares para autoabastecimiento parcial, e incluso puntos de recarga para autos eléctricos.

En entrevista, Alexandre Duret-Proux, director general de Total México, dijo que aprovechará que la empresa tiene una participación mayoritaria con el fabricante de paneles solares Sun Power, cuya planta de producción está ubicada en Mexicali.

"A nivel mundial tenemos 16 mil estaciones de servicio y tenemos un plan de desarrollo de paneles solares en una primera etapa en 5 mil estaciones de servicio, y por supuesto, México va a estar incluido en este plan de desarrollo.

"Entonces, según este plan y este desarrollo, vamos a tener paneles solares sobre los toldos de nuestras estaciones; es una contribución marginal a la contaminación, y parece un detalle, pero no lo es cuando tenemos cámaras frías que consumen mucha electricidad, por lo que es una manera de reducir el impacto sobre la demanda de electricidad", señaló.

Duret-Proux añadió que en aquellas estaciones de servicio cuya ubicación tengan la posibilidad de espacio y exista demanda, instalarán puntos de carga para vehículos eléctricos (Meré, 2017).Desarrollo

9.4 Realizar una vigilancia tecnológica sobre los sistemas de generación de energía alterna aplicados en recarga de baterías para vehículos eléctricos tipo E-trike cero emisiones.

En la primera fase se realizó una vigilancia tecnológica, acerca de las tecnologías disponibles y utilizadas para el diseño y desarrollo del prototipo de plataforma para la generación de energía alterna. Se realizó una vigilancia tecnológica en la cual se muestra los resultados de artículos y patentes (anexo 2) derivados de los proyectos afines ya desarrollados para aclarar un panorama de investigación nos encontramos con algunos sistemas que pudieran ayudarnos a dar una retroalimentación para nuestro proyecto.

En esta búsqueda comenzamos analizando las principales fuentes de generación de energía alterna, de las cuales se desglosan sus ventajas y desventajas (tabla 2), con la información obtenida se compara y elige la más adecuada, misma que debe cubrir las necesidades del proyecto y que se adapte al entorno; por lo antes mencionado se descartaron las otras opciones y se decidió enfocar la investigación en un sistema de generación alterna a base de paneles solares.


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Ventajas Desventajas Potencia

Panel solar

Gratuita ,limpia ,inagotable, elevada calidad energética

Llega a la tierra de modo disperso y aleatorio, no se puede almacenar ni usar directamente

Es variable, en función de la hora del día, época del año y situación atmosférica. La radiación media incidente por m2fuera dela atmósfera es de 1,4 kw/m2.

Aerogenerador

Gratuita ,limpia, inagotable

Dispersión, aleatoria, difícil almacenar, aerogeneradores caros y grandes

Es variable en función de la hora del día, del día del año y de la topografía local. Un viento de 13 m/s a través de una superficie de 150 m2 tiene una potencia de198 kw.

Hidrogenerador

Suministra energía cuando hace falta

Aleatoria depende del año hidrológicos ara la inversión en centrales, transporte atreves de redes y lagos

Constituye una de las energías renovables más importantes del planeta.1 Ton de agua, a 10 m de altura, tiene una energía de 278 kwh. El potencial de energía hidráulica aprovechable en toda la tierra se estima entre 2 y 3 TW.

Geotérmica

Inagotable ,menor impacto que la energía fósil

Aplicación local, no puede transmitirse a grandes instalaciones.

El potencial geotérmico de flujo geotérmico se estima en unos 30 TW.

Energía del oleaje

Recurso renovable, energía limpia, eficientes a bajas velocidades, larga vida útil.

Efectos medio ambiente, cercanía a la tierra, tecnología cara.

Varía mucho de un punto a otro de los mares y de una estación del año a otra. El potencial energético de los olas se estima en 0.5 TW

Energía de la biomasa

Neutral respecto a las emisiones de carbono, Mínimo precio, La biomasa es abundante

Puede ser cara, Requiere espacio, Aspectos medioambientales

Puede variar según el tipo de cultivo, el método de aprovechamiento empleado y las necesidades de transporte de la misma hasta el punto de aprovechamiento.

Tabla 2 .- Ventajas y desventajas de energía alterna

Una vez que se definió el sistema de generación de energía alterna se enfocó toda la investigación en diseñar y desarrollar un sistema fotovoltaico, continuando la investigación, buscando los conceptos básicos y elementos que integran un sistema fotovoltaico.


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9.5 Conceptualizar el prototipo de plataforma para generación de energía alterna, en donde se determinen las características básicas, las variables estratégicas a controlar y la funcionalidad de la misma.

Para poder generar electricidad con un sistema de energía solar son necesarios algunos elementos, para lograrlo como se muestra en la imagen 6.

Estos son los elementos que necesitas de un sistema de energía solar fotovoltaico:

Paneles solares: los que convierten la radiación solar en electricidad

Baterías: donde se almacena la energía generada

Controlador de carga: el encargado de que las baterías se carguen y descarguen aumentando su vida útil.

Inversor: los paneles solares generan corriente directa, la mayoría de los aparatos que usamos en casa funcionan con corriente alterna, el inversos es el encargado de convertir la energía de corriente directa a alterna para que la podamos utilizar.

Un regulador solar (o de carga): es un dispositivo encargado de controlar constantemente el estado de carga de las baterías así como de regular la intensidad de carga con el fin de alargar la vida útil de las baterías. Controla la entrada de corriente proveniente del panel solar y evita que se produzcan sobrecargas y sobre descargas profundas en la batería.

Imagen 6 .- Sistema fotovoltaico.


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En este punto de la investigación identificamos que dependiendo las necesidades, la ubicación y los requerimientos de la carga hay tres sistemas fotovoltaicos:

Aislados

Imagen 7 .- Sistema aislado.


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Interconectados

Imagen 8 .- Sistema interconectado.


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Híbrido

Imagen 9. .- Sistema híbrido


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Se identificaron las características, ventajas y desventajas (tabla 3)de cada uno y de acuerdo a las necesidades del proyecto se decidió continuar con un sistema aislado

Características Sistema aislado Sistemas

interconectados a la red con baterías

Sistemas interconectados a la

red sin baterías

Independencia a la red

Si Limitado durante cortes de servicio publico

No

Instalación en lugares aislados

Si No No

Pagos de servicios públicos

Ninguno Si, Si

Combinarla con otra energía renovable

Si Si Si

Incentivos disponibles Algunos Si Si

Mantenimiento Alton Medio Bajo

Requiere baterías Si , para todas las cargas

Si, para cargas criticas No

Exceso de energía Se pierde a menos que el exceso de energía sea utilizada.

Se deposita en la red de CFE para intercambio

Depositado en la red de CFE para el intercambio

Tamaño del sistema Lo suficiente grande para alimentar todas las cargas

Lu suficiente para alimentar la carga

Cualquier tamaño ,la red puede alimentar el resto

Eficiencia

Bajo: más componentes ,y la mayoría de las baterías causan perdidas más grandes

Moderado: parte de la energía se utiliza para mantener las baterías de energía completamente cargadas

Alto: pocos componentes y no hay perdidas por baterías

Cortes de servicio público durante horas

sin producción

Irrelevante el sistema funciona todo el tiempo

El respaldo de baterías proporciona la energía para las cargas

El sistema no funciona

Complejidad

Alto Alto requiere inversor especializado

Menor

Costos Alto: por las baterías Moderado: requiere

baterías Bajo: no baterías y pocos componentes

Tabla 3 .- Sistemas fotovoltaicos.


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dado que la red del tecnológico de colima es compleja y se complica la interconexión a la red de comisión federal de electricidad, puesto que ya teníamos conocimiento de los elementos que integran un sistema fotovoltaico aislado identificamos dos formas de cargar el banco de batería de nuestro vehículo: el primero es el de la (imagen 10) en donde la energía generada por el panel pasa por un controlador de carga y carga directamente nuestro banco, el segundo (imagen 11) de la energía obtenida por nuestros paneles fotovoltaicos pasa a un inversor de corriente que transforma la energía de corriente directa a corriente alterna, una vez que ya tenemos 120v que nos entrega el inversor podemos conectar directamente el cargador de baterías convencional con el que cuenta en la actualidad el vehículo.

Opción 1

Imagen 10 .- Propuesta 1


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Opción 2

Imagen 11 .- Propuesta 2.


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9.6 Elaborar la ingeniería básica y detalle del prototipo de plataforma para generación de energía alterna, en donde se incluyan los sistemas de generación, sistemas de regulación y conversión, y sistemas auxiliares tales como cableado, equipos de acumulación, elementos de protección, y equipos de medida entre otros.

Para continuar se debía seleccionar un sistema de los mencionados anteriormente, siendo necesario comparar el funcionamiento del controlador de carga con el cargador convencional de baterías para ver cuál es la mejor opción, ya que los dos cumplen la misma función, uno alimentado con 120v de corriente alterna y el otro con la corriente generada por los paneles, para ello se hizo un análisis técnico de cada uno, se utilizaron los datos de los acumuladores del vehículo y los datos de los paneles fotovoltaicos. En este caso teníamos 4 baterías de ciclo profundo (L-24MDC-140) de 12v y 89ah, dos en serie dando un resultado de 24v, con estos datos buscamos los dispositivos de carga a 24v. Otro dato importante fue conocer el consumo de los cargadores de batería que se obtuvo a partir de la corriente y voltaje de entrada. En cuanto a los paneles se hiso la investigación de los tipos de paneles fotovoltaicos y se identificaron tres tipos (tabla 4) monocristalino, policristalino y amorfo, de los cuales por su bajo costo y accesibilidad en el mercado nos enfocamos en los policristalinos, de tal manera que se escogieron 4 paneles de 250w policristalinos de 30.6V y 8.17A,

Silicio Rendimiento Características Fabricación

Monocristlino 24%

Son típicos los azules homogéneos y la conexión de las células individuales entre sí (Czochralski).

Se obtiene de silicio puro fundido y dopado con boro.

Policristalino 20% La superficie está estructurada en cristales y contiene distintos tonos azules

Igual que el del monocristalino, pero se disminuye el número de fases de cristalización.

Amorfo 16%

Tiene un color homogéneo (marrón),pero no existe conexión visible entre las células

Tiene la ventaja de depositarse en forma de lámina delgada y sobre un sustrato como vidrio o plástico.

Tabla 4 .- Tipos de paneles solares.

Para calcular la corriente que se suministraría por los controladores para la carga de las baterías se calculó la corriente de carga del controlador, al tener 4 paneles se multiplico 4X8.17A =36.68A que serán la corriente de carga del controlador tipo MPPT, por otro lado el tipo pwm presenta perdidas de un 30% por lo que se redujo la corriente


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de carga a 22.87A. Con los datos necesarios se calculó el tiempo de carga estimado para nuestro banco de baterías, ya con todos los datos se continuo con la investigación y se hiso una tabla (tabla5) con los datos de cada uno para comparar toda la información. En todos los aspectos fue mucho más eficiente un controlador de carga tipo MPPT, por su tecnología que protege la vida de la batería así como su alta eficiencia en el manejo de la energía obtenida por los paneles fotovoltaicos y por último el tiempo de carga que es mucho menor a los demás, por tal razón se continuo con este dispositivo.

Equipo Corriente entrada

Voltaje de entrada

Corriente salida No.

Paneles Voltaje salida

Costo Tiempo de

carga batería 89ah

Cargador VRLA 24V (actual del

vehículo) 2.5a máx. 120v 4a 4 24v $1630 22h

Cargador Schumacher 5212ª

3a máx. 120v 10a 4 24v $1800 8.9h

Cargador Ej2407la 5 a máx. 120v 7a 6 24v $2998 12.7h

Controlador de carga pwm 30ª

kw1230 10 a máx.

50v máx.

40 a máx.

8.17ª por panelx4=22.87a

4 24v $679 7.7h

Controlador de carga mppt 30ª

MPPT30 13 a máx. 50v máx.

40 a máx.

8.17ª por panel X4=32.68a

4 24v $3445 5.44h

Tabla 5 .- Dispositivos de carga.

Ya con el dispositivo de carga seleccionado nos dimos a la tarea de buscar alternativas en cuanto al banco de baterías, el vehículo ya contaba con un banco de baterías conformado por 4 acumuladores de ciclo profundo (L-24MDC-140) de 12v y 89ah que cumplían con la finalidad, pero presentaban algunos inconvenientes uno de ellos su gran tamaño y por otro lado el tiempo de descarga. Se hiso la investigación para encontrar más opciones y se hiso la tabla comparativa para seleccionar una mejor opción.


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Batería AH voltaje Cantidad

baterías para el vehículo

Peso y dimensiones

costo

Batería LTH L-24MDC-140

89 12 4 278x228x174

Peso 20.7kg 1921

Batería monoblock AGM U-Power TFS250

250 12 4 555x125x320

peso 57kg 5947

Batería Trojan J185h-ac 249 12 4 381x178x371

Peso 58kg 9730

Batería Solar Trojan J185pac

205 12 4 350x380x176

52kg 7585

Batería Ciclo Profundo Lth Solar 115ah L-31t/s-

190 M 115 12 4

330x239x27.7

27.7kg 3,264

Tabla 6 .- Alternativas de acumuladores.

Para finalizar se seleccionó la mejor ubicación para la instalación, dada la arquitectura y la ubicación la mejor opción fue el techo del edificio de mecatrónica ya que es un área donde la incidencia de los rayos del sol es mayor durante todo el día, en cuanto al tipo de estructura seleccionamos una estructura fija con su respectiva inclinación para aprovechar al máximo los rayos del sol, para techos planos como los que habitualmente se ven en edificios comerciales o industriales. Sin embargo para un futuro se recomienda implementar una estructura móvil con seguimiento de punto máximo para maximizar la eficiencia de los paneles solares.

9.7 Seleccionar la tecnología necesaria para su desarrollo, la cual permita cumplir las características requeridas de capacidad, calidad de energía, tensión, frecuencia e intensidad.

La opción que se selecciono fue la de la imagen 12, aunque la carga se realizará directamente del controlador de carga, se incluye el inversor para poder aprovechar la energía en algún momento que sea necesario.


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Imagen 12 .- Propuesta de sistema fotovoltaico.

9.7.1 Calcular Los Paneles Solares Necesarios

Lo primero que necesitas consultar es cantidad de kilowatts que consume nuestro cargador, para poder realizar el cálculo de paneles que se necesitaran para construir un sistema fotovoltaico autónomo, es decir, para que puedas desconectarte del sistema de CFE (aunque no es recomendable).

En este caso seleccionamos el controlador de carga MPPT30, de igual manera calculamos el consumo y número de paneles necesarios para Cargador Schumacher 5212ª, este cargador tiene una corriente de entrada de 3amp max y un voltaje de 120v entonces:

P=IxV P=3ampx120v=360w

Esto se multiplico por dos ya que serán 2 cargadores 360wx2=720w


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Como nuestros paneles fotovoltaicos son de 250w realizamos la siguiente operación para calcular el número de paneles:

720w/250w=2.88 2.88/.85=3.38 paneles

Para el consumo indicado será necesario de 4 paneles fotovoltaicos de 250w cada uno.

Este cargador tiene una corriente de salida de 10amp, teniendo en cuanta que son dos cargadores calculamos el tiempo de carga:

T=178ah/20amp=8.9horas de carga

9.7.2 Cálculo del tiempo de descarga de una batería solar

En una instalación fotovoltaica, cuya tensión de trabajo es de 12 voltios, se está utilizando un acumulador cuya capacidad es de 89Ah. Calcular el tiempo que tarda en descargarse cuando el banco de baterías se conecte al vehículo cuya potencia consumida es de 1000w.

Para esto el arreglo que tenemos es de dos baterías conectadas en serie 89ah de 12V que nos dan como resultado 89ah a 24v, y de este arreglo se tiene otro igual pero conectados en paralelo, lo que nos da como resultado un banco de baterías de 24v y 178ah (imagen 13).

Imagen 13 .- Conexión serie - paralelo.

Lo primero que tenemos que calcular es la intensidad que va a circular por la instalación cuando esté conectado el aparato. Si aplicamos la fórmula del cálculo de la potencia para obtener la intensidad:

P = V I ⇒ I = P /V = 1000w /12v = 83.33 amp


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Según la definición dada de capacidad, la corriente de descarga será, por tanto, de 83.33 amperios. C =178 Ah, el tiempo en horas que tardará en descargarse el acumulador será:

t = C I = 178/ 83.33 = 2.1 horas

Entonces el tiempo máximo de descarga del banco de baterías será de 2.1 horas usando el vehículo a su máxima velocidad.

9.7.3 Selección controlador de carga

En el cálculo del cargador de baterías se escogieron 4 paneles de 250w policristalinos de 30.6V y 8.17A, por tal motivo se calculó con el mismo número de paneles el controlador de carga y de este modo se hiso la comparación y se seleccionó la mejor.

8.17A X 4 =32.68amp

En este caso seleccionamos el controlador de carga MPPT40A.

9.7.4 Tiempo de carga

Ya que la suma de voltajes y corrientes del banco de baterías nos dio como resultado 24v y 178ah y nuestro controlador de carga seleccionado fue de 40A acompañado de 4 paneles de 250w calculamos el tiempo de carga:

Pt=250wX4=1000W

It=32.68amp

Puesto que el banco de baterías es de 178ah y la corriente suministrada por el controlador es de 32.68amp.

T=178ah/32.68amp =5.44 horas de carga utilizando el controlador seleccionado

Para la estructura se seleccionó una estructura fija, sobre el techo del edificio de mecatrónica ya que presento muchas ventajas sobre los demás.

Para el desarrollo de este proyecto se seleccionó un sistema fotovoltaico aislado compuesto de 4 paneles de 250w policristalinos de 30.6V y 8.17amp, dos controladores de carga tipo mppt de 30amp, un inversor de corriente y 4 baterías de ciclo profundo (L-24MDC-140) de 12v y 89ah, además de esto por las características de la ubicación se seleccionó el techo del edificio de mecatrónica para hacer la instalación y se escogió una estructura fija, en cuanto al cableado seleccionamos cable solar fotovoltaico 10 Awg que es especial para las condiciones de la instalación y además de esto conectores Mc4 para instalaciones Fotovoltaicas.

9.8 Simular pruebas de funcionalidad del prototipo de plataforma para generación de energía alterna primeramente en un entorno ideal.

Para finalizar se realizaron simulaciones del sistema completo para ver el comportamiento de los elementos y tener una referencia del funcionamiento de nuestro sistema en un entorno ideal, esta simulación se realizó en el programa proteus.


49

9.9 Identificar áreas de oportunidad en las pruebas de funcionalidad, las cuales permitan retroalimentar el prototipo de plataforma para generación de energía alterna.

Como recomendación al proyecto y futuras mejoras se recomienda principalmente implementar un sistema de seguimiento de punto máximo, para aumentar la eficiencia del sistema y buscar la posibilidad de hacer la interconexión a la red local de electricidad, otra opción puede ser seleccionar otro tipo de acumuladores de los mencionados con anterioridad.

9.10 Elaboración de reporte técnico.

Como parte final de este proyecto se realizó el presente reporte que muestra todo el desarrollo de la investigación, en el cual se muestran cada uno de los objetivos planteados y los resultados.


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10. Resultados

La opción que se selecciono fue la de la imagen 14 aunque la carga se realizará directamente del controlador de carga se incluye el inversor para poder aprovechar la energía en algún momento que sea necesario.

Imagen 14 .- Propuesta de sistema fotovoltaico.

10.1 Paneles Solares Necesarios

Lo primero que necesitas consultar es cantidad de kilowatts que consume nuestro cargador y servirá para realizar el cálculo de paneles que se necesitaran para realizar un sistema fotovoltaico autónomo, es decir, para que puedas desconectarte del sistema de CFE, en este caso el resultado fueron 4 paneles de 250w .

10.2 Tiempo de descarga de una batería solar

En una instalación fotovoltaica, cuya tensión de trabajo es de 12 voltios, se está utilizando un acumulador cuya capacidad es de 89Ah. Calcular el tiempo que tarda en descargarse cuando el banco de baterías se conecte al vehículo cuya potencia consumida es de 1000w.


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Para esto el arreglo que tenemos es de dos baterías conectadas en serie 89ah de 12V que nos dan como resultado 89ah a 24v, y de este arreglo se tiene otro igual pero conectados en paralelo, lo que nos da como resultado un banco de baterías de 24v y 178ah.

Entonces el tiempo máximo de descarga del banco de baterías será de 2.1 horas usando el vehículo a su máxima velocidad.

10.3 Selección controlador de carga

En el cálculo del cargador de baterías Se escogieron 4 paneles de 250w policristalinos de 30.6V y 8.17A, por tal motivo se calculó con el mismo número de paneles el controlador de carga y de este modo se hiso la comparación y se seleccionó la mejor. Por lo tanto se seleccionó un controlador de 40A. En este caso seleccionamos el controlador de carga mppt 40A MPPT40 de 40amp con un tiempo de carga de 5.44 horas

10.4 Tiempo de carga

5.44 horas de carga utilizando el controlador seleccionado

10.5 Estructura

Para la estructura se seleccionó una estructura fija (imagen 15) sobre el techo del edificio de mecatrónica ya que presento muchas ventajas sobre los demás.

Imagen 15 .- Estructura de montaje.


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10.6 Diagrama eléctrico

Para finalizar en el siguiente diagrama (imagen 16) se diseñó el circuito eléctrico de la instalación fotovoltaica, que se realizó en proteus y cuenta con los paneles solares, banco de baterías, controlador e inversor.

Imagen 16 .- Circuito eléctrico de sistema fotovoltaico.


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11. Conclusión

Como conclusión a este proyecto podemos decir que México tiene un enorme potencial de generación de energía solar lo cual hace que los sistemas fotovoltaicos sean una gran solución a la demanda energética en la actualidad y a los altos costos, gracias a esta alternativa se logró que el vehículo eléctrico E-trike fuera completamente autosustentable, para esto se diseñó un sistema fotovoltaico capaz de proporcionar la energía necesaria para cargar el banco de baterías del vehículo. Primero se identificaron las propiedades principales del vehículo, para posteriormente con la información necesaria seleccionar el sistema adecuado. Se hizo una investigación detallada de cada uno de los elementos que integran un sistema fotovoltaico y se hizo la selección de cada elemento que mejor se adecuaran a nuestro proyecto, se seleccionaron 4 paneles de 250w, un controlador de 40amp y las baterías de 89ah que resultaron ser una buena opción en este momento para el proyecto.

En lo personal puedo decir que los resultados de la elaboración de este proyecto fueron positivos ya que aprendí cosas nuevas sobre un tema un tanto desconocido para mí y descubrí que puedo desarrollar un proyecto de un tema nuevo, pienso que fue una gran oportunidad para mí y que se cumplió con los objetivos.

En cuanto a mi desarrollo profesional puedo decir que fue muy bueno ya que puse en práctica todo lo aprendido durante mis estudios en el Instituto Tecnológico de Colima y desarrolle un proyecto que tendrá un gran impacto.

Como recomendación al proyecto y futuras mejoras se recomienda principalmente implementar un sistema de seguimiento de punto máximo para de este modo aumentar la eficiencia del sistema, tras la investigación acerca de los acumuladores se decidió continuar con las que ya cuenta el vehículo, ya que las que se encuentran comercialmente en la actualidad son muy costosas, y el precio es muy elevado al igual que el tamaño y peso.


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12. Anexos

Anexo 1 .- Ventajas y desventajas de sistemas de generación alterna.

Ventajas Desventajas Potencia

Panel solar Gratuita, limpia, inagotable, elevada calidad energética

Llega a la tierra de modo disperso y aleatorio, no se puede almacenar ni usar directamente

Es variable, en función de la hora del día, época del año y situación atmosférica. La radiación media incidente por m2fuera dela atmósfera es de 1,4 kw/m2.

Aerogenerador Gratuita, limpia, inagotable

Dispersión, aleatoria, difícil almacenar, aerogeneradores caros y grandes

Es variable en función de la hora del día, del día del año y de la topografía local. Un viento de 13 m/s a través de una superficie de 150 m2 tiene una potencia de198 kw.

Hidrogenerador Suministra energía cuando hace falta

Aleatoria depende del año hidrológicos ara la inversión en

Centrales, transporte atreves de redes y lagos.

Constituye una de las energías renovables más importantes del planeta.1 Ton de agua, a 10 m de altura, tiene una energía de 278 kwh. El potencial de energía hidráulica aprovechable en toda la tierra se estima entre 2 y 3 TW.

Geotérmica Inagotable, menor impacto que la energía fósil

Aplicación local, no puede transmitirse a grandes instalaciones.

El potencial geotérmico de flujo geotérmico se estima en unos 30 TW.

Energía del oleaje

Recurso renovable, energía limpia, eficientes a bajas velocidades, larga vida útil.

Efectos medio ambiente, cercanía a la tierra, tecnología cara.

Varía mucho de un punto a otro de los mares y de una estación del año a otra. El potencial energético de los olas se estima en 0.5 TW

Energía de la biomasa

Neutral respecto a las emisiones de carbono, Mínimo precio, La biomasa es abundante

Puede ser cara, Requiere espacio, Aspectos medioambientales

Puede variar según el tipo de cultivo, el método de aprovechamiento empleado y las necesidades de transporte de la misma hasta el punto de aprovechamiento.


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Anexo 2 .- Vigilancia tecnológica.

Investigación Descripción Datos Publicación

Desempeño de un sistema fotovoltaico autónomo frente a

condiciones medioambientales de una región en

particular

Este artículo presenta un método de modelado, simulación e

implementación de un sistema fotovoltaico autónomo. El modelo

está basado en un circuito equivalente del panel fotovoltaico;

teniendo en cuenta la interacción de éste con los elementos que

componen el sistema y con los parámetros medioambientales

(radiación solar, velocidad del viento y temperatura ambiente) que

influencian su funcionamiento.

Edgar Darío Obando-Paredes*, Rubiel Vargas-

Cañas

Departamento de Física, Facultad de Ciencias

Naturales, Exactas y de la Educación, Universidad del Cauca, Popayán, Colombia.

*Correspondencia: Edgar Darío Obando-Paredes,

[email protected]

Revista de la Academia Colombiana de Ciencias

Exactas, Físicas y Naturales

Print versión ISSN 0370-3908

Incorporating a three dimensional

photovoltaic structure for

optimum solar power generation - the effect of height

In a renewable energy system, incorporating three-dimensional

technology in solar power generation takes advantage of the three-

dimensional nature of the biosphere so that energy collection occurs in a

volume, contrary to what is commonly obtained in planar or flat photovoltaic

panel. Three-dimensional photovoltaic technologies are capable

of generating more power from the same base area when compared to the conventional flat solar panels.

This investigation examines methodologies for computation and analyses the effect of height per unit

volume compared with a plain surface arrangement.

Olufunmilayo Alice Mafimidiwo; Akshay Kumar

Saha*

School of Electrical, Electronic and Computer Engineering, University of kwazulu-Natal,

Durban

Journal of Energy in Southern Africa

On-line version ISSN 2413-3051

Print version ISSN 1021-447X

Diseño, construcción y

evaluación de un sistema de

seguimiento solar para un panel fotovoltaico

El software que se desarrolló resultó funcional para la totalidad del

territorio de la República Mexicana y durante todo el año, ya que los datos de salida tanto de altura como azimut solar tienen una diferencia menor a 1

grado en la mayoría de los casos, respecto a los datos que proporciona

el software de http://www.sunearthtools.com/; que

permitió el diseño del DSSF

Rubisel Arreola Gómez1

Abel Quevedo Nolasco1 §

Martiniano Castro Popoca1

Ángel Bravo Vinaja1

David Reyes Muñoz2

Revista mexicana de ciencias agrícolas

Versión impresa ISSN 2007-0934

DESARROLLO DE UN SISTEMA DE CONTROL PARA LA CAPTURA Y

MEDICIÓN EXPERIMENTAL

DE LA EFICIENCIA Y CURVA

CARACTERÍSTICA I-V EN TIEMPO REAL DE UN

En el presente artículo se presenta un sistema de control para la

visualización en tiempo real de datos experimentales de la curva de

eficiencia y de la curva característica I-V (corriente versus voltaje) de un panel fotovoltaico (FV) SUNTECH-

STP030-12. El sistema está compuesto de un programa

desarrollado en labview® y un circuito electrónico de captura y

Juan Pablo Vargas B. Y Gonzalo Navia A.

Centro de Investigaciones Ópticas y Energías (CIOE)

Universidad Privada Boliviana

[email protected]

Investigación & Desarrollo

Versión On-line ISSN 2518-4431

http://www.sunearthtools.com/


56

SISTEMA FOTOVOLTAICO

UTILIZANDO LABVIEW® Y

ARDUIN

procesamiento de datos. Se utilizó un microprocesador Arduino UNO R3 para la interface entre los datos del panel FV y el programa en labview®

Evaluación de un Sistema hibrido de

generación de energía renovable

para un área remota de Colombia usando el software

HOMER

Posterior al estudio de la demanda energética y evaluación de los

posibles recursos disponibles en la zona aislada de red eléctrica, de Riosucio Chocó en Colombia, se

plantea un análisis de implementación de tres sistemas alternativos de generación: Una

microcentral hidroeléctrica en el río Truando, el cual incluye el diseño por

simulación con HOMER software además de los costos de

construcción e implementación, así como su porcentaje energético de

participación; un arreglo de paneles fotovoltaicos, en configuración

aislada que incluirá el diseño por simulación con HOMER software de baterías, distribución de los paneles,

inversores y conexiones, para un área específica aprovechable

teniendo como limitante el recurso solar de la zona, y por último

generación con energía eólica, sistema que incluirá la determinación

de la turbina más apta para el recurso eólico disponible en la zona,

así como el análisis la cantidad óptima de generadores eólicos, basándose en la participación

energética y los costos

Yecid Muñoz1, Julian Guerrero2, Adalberto Ospino3

1 Universidad Autonoma de Bucaramanga (UNAB),

Bucaramanga, Colombia, [email protected]

Tecciencia

Print version ISSN 1909-3667

Modelado y simulación de un panel fotovoltaico

empleando técnicas de inteligencia

artificial

El trabajo presenta la modelación del comportamiento energético y la

determinación de los parámetros del circuito equivalente de un panel

fotovoltaico con el empleo de técnicas de inteligencia artificial. Para tal efecto, se desarrolló en Matlab un

algoritmo genético que permite obtener los parámetros físicos no

brindados por los fabricantes para la implementación de funciones

matemáticas que se homologuen al comportamiento dinámico de un

panel solar. El algoritmo desarrollado en Matlab permite determinar,

además, la eficiencia del algoritmo seguidor del punto de máxima

potencia del inversor, el cual es un parámetro de no simple obtención o no determinado en condiciones de

campo.

Msc. Adalberto Ospino castroi, msc. Carlos Robles algarínii,

msc. Alejandro Duran pabóniii

I Facultad de Ingenierías, Universidad de la Costa, Barranquilla, Colombia

Ingeniería Energética


Parámetros Las tecnologías utilizadas en los Ing. Ramón A. Álvarez lópezi,


57

comparativos de células

fotoeléctricas para generación de

energía: implementación de banco de pruebas

usando DSP

módulos solares se distinguen principalmente por la eficiencia de

conversión energética. En consecuencia, la selección del panel fotovoltaico es determinante para el

rendimiento a largo plazo de una instalación generadora fotovoltaica.

Por lo cual, dicha selección debe estar soportada por resultados

experimentales obtenidos bajo un entorno de operación específico. En el artículo se implementa un banco de prueba para obtener de manera

experimental los parámetros característicos de un módulo solar,

se analiza la eficiencia de conversión energética y otros parámetros correlacionados que inciden

directamente sobre el rendimiento de un generador fotovoltaico.

Ing. Maritza A. García angaritaii

I Universidad Nacional de Colombia, Manizales-Caldas,

Colombia.



Incorporating a three dimensional

photovoltaic structure for

optimum solar power generation - the effect of height

Olufunmilayo Alice Mafimidiwo; Akshay Kumar

Saha*

School of Electrical, Electronic and Computer Engineering, University of kwazulu-Natal,

Durban







Se diseñó y construyó un sistema de seguimiento autónomo y capaz de seguir el movimiento de sol, el cual se acoplo a un panel fotovoltaico para mejorar la eficiencia en la

captura de energía. Se evaluó el funcionamiento del dispositivo en

términos energéticos, se realizaron tres pruebas de evaluación

programándolo para que se oriente al sol a cada 60, 30 y 5 min, y se

compararon los resultados con el rendimiento energético de un panel

fotovoltaico fijo.





David Reyes Muñoz2

1Colegio de Postgraduados. Carretera México-Texcoco km 35.5, C. P. 56230, Montecillo, Texcoco, Estado de México.

Tel: 01 55 58045900 Ext. 1383.



Riego por goteo con energía solar para

el tomate en Cavaco, Benguela,

Angola

La República de Angola, se justifica el diseño de un sistema de riego

solar fotovoltaico por goteo para la producción de tomate en el valle de

Cavaco, Angola en un área experimental de 0,23 ha, donde la

estimación de la radiación solar sobre un plano horizontal y la

inclinación del panel FV se realizó con los modelos de Hottel y

SOLENER. El sistema de riego FV se diseñó para la máxima demanda hídrica del cultivo, mediante los

métodos de sistemas autónomos y

Ing. Anaclides Rogério mossandei, Dr.C. Oscar

Brown manriqueii, Dr.C. Albi Mujica cervantesii, M.Sc.

Carlos Mata rodriguezii, Ing. Iván Osorio leónii

Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias



58

fotorriego.

TRAZADOR DE CURVAS I-V DE

CÓDIGO ABIERTO PARA

MONITOREO DE RENDIMIENTO DE

PANELES FOTOVOLTAICOS

EN BOLIVIA

Se presenta el desarrollo de un trazador de curva I-V de código

abierto para el monitoreo de potencia producida por un panel solar en

Bolivia, y los resultados obtenidos por éste. El dispositivo está

elaborado con componentes de bajo costo y es posible adaptar su diseño

para monitorear paneles de diferentes potencias. El dispositivo

toma muestras de corriente y voltaje para un elemento fotovoltaico

utilizando una carga variable para obtener los diferentes puntos que conforman una curva corriente-

voltaje.

Tatiana Vargas y Augusta Abrahamse

Centro de Investigaciones Ópticas–(CIO)

Universidad Privada Boliviana

[email protected]

Investigación & Desarrollo


Desarrollo de vivienda

ecosostenible para sectores

vulnerables

El trabajo consiste en el montaje de un módulo habitacional ecosostenible para sectores vulnerables (en el caso de este proyecto: Fundación "Kyrios", centro de restauración), fabricado en

plástico y tetrapack reciclado, proveniente de residuos en procesos de empaque de diferentes empresas;

con instalación de sistemas ecoeficientes (panel fotovoltaico, y

colector solar) para suplir demandas energéticas eléctrica y térmica

respectivamente.

Ingeniería y competitividad


Edgar A. Salazar

Universidad Tecnológica de Pereira Facultad de

Tecnología. Programa de Tecnología Mecánica.

Pereira, Colombia

E-mail: [email protected]

Design of a low voltage DC

microgrid system for rural electrification

in South Africa

This project entails the design of a low voltage DC microgrid system for rural electrification in South Africa.

Solar energy is freely available, environmental friendly and it is

considered as a promising power generating source due to its availability and topological advantages for local power

generation. Off-grid solar systems are perceived to be a viable means of

power delivery to households in rural outlying areas in South Africa as solar panels can be used almost

anywhere in the country. The design presented in this paper is based on

the power demand estimation, photovoltaic panel selection, battery

sizing and wire selection for the distribution system.

Gilbert M Bokanga; Atanda Raji; Mohammed TE Kahn

Department of Electrical Engineering, Cape Peninsula

University of Technology, Cape Town, South Africa




Use of hybrid solar-wind energy

generation for remote area

electrification in south-eastern

Nigeria

This paper presents simulated hybridized solar-wind generation as an alternative for rural dwellers that do not

have access to a conventional grid connection. Solar and wind were used as the main sources of energy with battery

storage. Each power source has a DC-DC

Damian B N nnadii; Charles I odehi; Crescent omejeii

Idepartment of Electrical Engineering, University of Nigeria, Nsukka, Nigeria





59

converter to control the power flow. An axial flux permanent magnet generator, which is suitable for a location with a low

wind speed, was driven by the wind turbine. By using this generator, the

efficiency of the system increased since certain losses were removed. The

perturbation and observation method of MPPT is used to achieve maximum power extraction from the solar panel. The hybrid system was modelled in Matlab/Simulink software. A squirrel cage induction motor

was used as the electrical load to the system load. The results obtained for the proposed hybrid system indicates that it

can be used as an isolated power supply. By doing so, it improves the standard of

living and hence, increasing total number of citizens using energy in the country.

Pampa Solar: un proyecto

multidisciplinario para la construcción de un vehículo solar

A partir de un proyecto multidisciplinario, se diseñó y

construyó un vehículo solar híbrido experimental y se validó su desempeño en la primera

competición de autos solares de Latinoamérica, denominada Desafío Solar Atacama y desarrollada en el Desierto de Atacama, Chile hacia

fines del año 2011. El comportamiento de la mecánica,

electricidad y electrónica del vehículo, así como de los sistemas

energéticos, especialmente el sistema de paneles solares

fotovoltaicos, demostraron un grado de confiabilidad muy auspicioso.

Rossi, Silvano**; Spina, Marcelo*; Benger, Fernando*;

de la Vega, Roberto*; Leegstra, Roberto*; Santillán,

Guillermo*

Autores: *Grupo INTELYMEC, Dpto. De Ing.

Electromecánica, Facultad de Ingeniería, UNCPBA

(Olavarría, Buenos Aires, Argentina).

Ciencia, docencia y tecnología


Aplicación electrónica para el ahorro de energía eléctrica utilizando

una energía alternativa

El artículo presenta un trabajo orientado a disminuir el consumo de

energía eléctrica entregada por la red eléctrica convencional, a través del

aprovechamiento de la energía solar fotovoltaica. Se propone el diseño de

un sistema de transferencia electrónica que facilita el uso de la

energía eléctrica DC proveniente del panel solar, suprimiendo de esta

manera, la utilización del inversor de voltaje, comúnmente usado en este tipo de aplicaciones y que eleva el costo de utilización de la energía

solar

Juan Carlos Cruz-Ardila*

Juan Carlos Cardona-Gómez**

Diego Mauricio Hernández-Porras***

*Magister en Educación, Universidad de San Buenaventura Cali.

Entramado


MODELADO ORIENTADO AL CONTROL DE

SISTEMAS FOTOVOLTAICOS

PARA APLICACIONES

Este artículo presenta el modelado y control de sistemas fotovoltaicos

considerando perturbaciones en la irradiación solar y en la carga. Se

consideran tres casos: sistemas con elevación/reducción usando un

convertidor Buck/Boost no inversor,

JUAN C. VELÁSQUEZ-VÁSQUEZ

Universidad Nacional de Colombia, GAUNAL, Medellín,

[email protected]

DYNA



60

ELEVADORAS Y REDUCTORAS DE

VOLTAJE

sistemas exclusivamente reductores usando un convertidor Buck, y

sistemas exclusivamente elevadores usando un convertidor del Boost. Los

sistemas son modelados para diseñar controladores de voltaje que

regulen el panel fotovoltaico de acuerdo con la referencia dada por un algoritmo para seguimiento del punto de máxima potencia, el cual

busca maximizar la potencia producida. Los modelos propuestos son validados a partir del análisis de

su respuesta en frecuencia, y el diseño de los controladores se

validada a través de simulaciones detalladas realizadas con un

simulador estándar de electrónica de potencia. Finalmente, la aplicabilidad

de la solución propuesta se valida con resultados experimentales.

Modelado y control de sistemas fotovoltaicos

conectados a la red eléctrica

Este artículo propone un modelado unificado del sistema fotovoltaico con conexión a la red, para el diseño de estrategias de control que mitiguen

las oscilaciones de voltaje en el enlace DC y los disturbios en la irradiación solar causados por

cambios ambientales, haciendo factible el uso de condensadores no

electrolíticos. Las estrategias de control desarrolladas se asocian a

una técnica de seguimiento del punto de máxima potencia para maximizar la potencia producida. Finalmente,

las solución propuesta se validó usando expresiones analíticas,

simulaciones, y resultados experimentales.

Daniel González1, Carlos Andrés Ramos Paja1, Andrés

Julián Saavedra Montes1*, Eliana Isabel Arango

Zuluaga1, Carlos Eduardo Carrejo2

1Universidad Nacional de Colombia. Carrera 80 No 65-

223. Medellín, Colombia

Revista Facultad de Ingeniería Universidad de

Antioquia


Nuevo sistema de control para el

seguimiento del punto de máxima

potencia en paneles solares basado en el control predictivo

de corriente de convertidores cc-cc.

Para obtener la máxima energía de un panel solar es necesario operarlo

en el punto de máxima potencia, donde el producto de la tensión

fotovoltaica generada y la corriente extraída es un máximo. En operación

normal este punto cambia continuamente, lo que requiere de un sistema de seguimiento del punto de máxima potencia para optimizar la operación del panel. Los paneles

solares presentan una característica no lineal en la curva corriente-voltaje,

lo que hace difícil la utilización de algoritmos convencionales de

seguimiento de puntos de operación donde se busca un máximo o un

mínimo. Se ha demostrado que el algoritmo “perturbar y observar”

(P&O) es adecuado para el

Baethge Erick, Berzoy Alberto, Guzmán Víctor y Giménez

María Isabel

Departamento de Electrónica y Circuitos, Universidad Simón Bolívar, Caracas, Venezuela.

[email protected]

Universidad, Ciencia y Tecnología



61

seguimiento del punto de máxima transferencia de potencia sobre este sistema. Este trabajo presenta una simulación en Matlab Simulink del

comportamiento del panel solar bajo irradiancias y temperaturas típicas.

Modelado y simulación en

pscad de celdas fotovoltaicas

El objetivo central de este trabajo es presentar un modelo genérico que

permite representar arreglos de paneles solares conectados en serie

y paralelo en el lenguaje de simulación PSCAD. El modelo

propuesto puede incorporarse a la biblioteca de PSCAD y admite

parámetros que permiten personalizar el tipo de arreglo según la aplicación que el usuario desea

evaluar, tales como número de celdas en serie y en paralelo, valores de la resistencia serie y en paralelo

por celda y la temperatura de funcionamiento de la celda solar. La aplicación del modelo se restringe a celdas fotovoltaicas sometidas a una misma radiación solar, ya que en la versión actual no se consideran los

efectos de sombra sobre un subconjunto de las celdas en el

arreglo.

Fernández, Herman (1) Martínez, Abelardo (2)

Guzmán, Víctor (2) Giménez, María (2) y Díaz, Alexis (2)

(1) Departamento de Ingeniería Electrónica Unexpo Vicerrectorado Puerto Ordaz



Fotocal, sistema automatizado para

la determinación del área y el costo de

un modulo fotovoltaico

El Sistema Automatizado FOTOCAL, realiza el cálculo de las dimensiones

y la generación de electricidad del modulo fotovoltaico que se necesita

para la demanda energética según la situación que se plantea, además

establece el precio de la tecnología requerida. Con los resultados obtenidos de este software, es posible establecer los recursos

económicos para la implantación tecnológica propuesta. Este

programa ha sido utilizado para la determinación del potencial

energético solar fotovoltaico de instalaciones agropecuarias,

proyectos de investigación científica, tesis para la obtención del titulo de Ingeniero Mecanizador, maestría y

trabajo de diploma.

Msc., Prof. Asistente Enrique Álvarez Torres1, E-mail:

[email protected] y Dr. C., Profesor Auxiliar Félix

Ponce Ceballo



MODELO GENÉRICO DE

CELDAS FOTOVOLTAICAS

Este trabajo presenta el modelado y la simulación en pspice de un circuito

que se comporta eléctricamente como un panel solar. El modelo

permite seleccionar un circuito que representa una única celda o

combinaciones de múltiples celdas solares conectadas en serie y

paralelo. La evaluación del modelo

Fernández, Herman Martínez, Abelardo Guzmán, Víctor

Manuel Giménez, María Isabel

El Dr. Herman Fernández es Profesor Titular en el Dpto. De Electrónica de la Universidad

Nacional Experimental




62

se realiza mediante una herramienta computacional, que permite ingresar

parámetros relacionados con el número de celdas conectadas en distintas configuraciones serie-

paralelo, las resistencias de una celda simple, un parámetro

adimensional para el ajuste del voltaje a circuito abierto y la corriente

de cortocircuito. El modelo calcula automáticamente la resistencia serie

y paralelo cuando se trata de circuitos complejos formados por un

arreglo de paneles solares. Ajustando debidamente los

parámetros mencionados, se obtienen las curvas características de

la corriente y de la potencia en función del voltaje de circuito abierto de arreglos con celdas fotovoltaicas

comerciales. L

Politécnica “Antonio José de Sucre”, UNEXPO

Vicerrectorado Puerto Ordaz, Telefax 0286-9621205, correo

electrónico [email protected]

Water pumping in a system fed by

photovoltaic panels

The main objective of this paper is to evaluate a water pumping system powered by photovoltaic panels

installed at Federal Technological University of Paraná - UTFPR, in

Medianeira, State of Paraná, Brazil. The city is located at the West of Paraná (25º17'43"; 54º03'38" and 500.7 meters - 1,642.72 feet). The system operated in a real working

situation, pumping water to 20 meters (65.62 feet) of elevation. The data

were collected, from February 2005 to November 2005, by means of a

computerized data collector made by Campbell Scientific Inc that made

possible to acquire and store irradiance values in the panel plane, generated current and voltage, panel

temperature and outflow.

Roger N. Michelsi; Reinaldo P. Ricieriii; Estor gnoattoiii;

Samuel N. M. De sousaiv; Suedêmio de Lima silvav;

Marcos fischbornvi

Iprof. Colaborador, Universidade Tecnológica

Federal do Paraná - UTFPR, Medianeira - PR,

[email protected]

Engenharia Agrícola

Print version ISSN 0100-6916On-line version ISSN

1809-4430

Aplicación electrónica para el ahorro de energía eléctrica utilizando

una energía alternativa

El artículo presenta un trabajo orientado a disminuir el consumo de

energía eléctrica entregada por la red eléctrica convencional, a través del

aprovechamiento de la energía solar fotovoltaica. Se propone el diseño de

un sistema de transferencia electrónica que facilita el uso de la

energía eléctrica DC proveniente del panel solar, suprimiendo de esta

manera, la utilización del inversor de voltaje, comúnmente usado en este tipo de aplicaciones y que eleva el costo de utilización de la energía

solar.

Juan Carlos Cruz-Ardila*

Juan Carlos Cardona-Gómez**

Diego Mauricio Hernández-Porras***

*Magister en Educación, Universidad de San Buenaventura Cali.

Entramado


LAS CELDAS SOLARES COMO

En este trabajo se usan las celdas solares para enseñar a los

Clara L. Calderón1 * , John Aguirre1

Momento


63

ALTERNATIVA PEDAGÓGICA EN LA ENSEÑANZA

DE LA ELECTRICIDAD

estudiantes de educación media los conceptos básicos de electricidad y la importancia del uso de fuentes de energía renovable y no contaminante para generar electricidad. Para lograr estos objetivos se diseñó y desarrollo

un programa de actividades pedagógicas en el cual se usaron

diferentes metodologías y se llevaron a cabo varias actividades dentro del proceso de enseñanza-aprendizaje.

Las actividades desarrolladas permitieron enseñar a las nuevas

generaciones las ventajas de usar la energía solar para obtener energía

eléctrica, con respecto al uso de fuentes de energía no renovables que principalmente se usan en la

actualidad.

1 Departamento de Física, Facultad de Ciencias,

Universidad Nacional de Colombia, Bogota, Colombia.


Evaluación de sistemas térmicos y

fotovoltaicos solares en unidades

de producción agropecuaria, Región Huetar

Norte, Costa Rica

El objetivo del presente trabajo fue determinar el potencial del uso de la energía solar para el calentamiento de agua y generación de energía

eléctrica. El estudio se desarrolló en la lechería de la Sede Regional San

Carlos, Instituto Tecnológico de Costa Rica, entre mayo de 2015 y

abril de 2016. Se determinó la cantidad de electricidad producida y

las temperaturas alcanzadas, por medio de los sistemas fotovoltaicos y

térmicos instalados mediante un registro computarizado. También se

calculó la cantidad de dióxido de carbono equivalente que se dejó de

emitir a la atmósfera y, el ahorro energético y económico de su

consumo. El uso de los sistemas de energía solar permitió lograr un autoabastecimiento de energía

eléctrica entre 30 y 40% del consumo total de la unidad productiva.

Tomás de Jesús Guzmán-Hernández1

[email protected], Freddy Araya-Rodríguez2

[email protected], Javier Mauricio Obando-Ulloa3

[email protected], Mikel Rivero-Marcos4

[email protected], Guillermo Castro-Badilla5

[email protected]

Agronomía Mesoamericana


Síntesis dimensional de un

mecanismo esférico para la orientación de paneles solares

En el presente trabajo se realiza la síntesis de un mecanismo esférico de

cuatro barras que pueda ser usado como seguidor solar. Con un

mecanismo esférico se logra tener un movimiento tridimensional con un

único grado de libertad. La síntesis dimensional del mecanismo esférico

se basó en encontrar las dimensiones de un mecanismo ajustable de manera tal que las

trayectorias requeridas pudiesen ser rastreadas lo más cerca posible. Se analizaron diferentes eslabones para

ajuste dimensional: manivela, acoplador, balancín y pivote del balancín. Se logró obtener un

L. A. Mejía1 , J. Mosquera2 , J. S. Betancourth3

1Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira, Colombia,

email: [email protected]

Entre Ciencia e Ingeniería



64

mecanismo en acoplador ajustable para dos trayectorias diferentes con un error considerablemente pequeño

para la aplicación

Sistematização do dimensionamento

técnico e econômico de

sistemas fotovoltaicos

isolados por meio de programa

computaciona

Uma das principais questões referentes à energia solar é como

compará-la, técnica e economicamente, com outras fontes de energia, tanto alternativas quanto com as convencionais (como a rede elétrica). O propósito deste trabalho

foi desenvolver um programa computacional que reúne os principais dados técnicos e

econômicos, para identificar, por meio de métodos de análise

microeconômica, a viabilidade comercial no dimensionamento de

sistemas fotovoltaicos, além de considerar os benefícios

provenientes da própria geração energética.

José A. Marinii; Luiz A. Rossiii

Imestrando em Engenharia Agrícola, Faculdade de Engenharia Agrícola,

Universidade Estadual de Campinas, Campinas - SP

Iiprof. Doutor, Faculdade de Engenharia Agrícola,

Universidade Estadual de Campinas, Campinas - S

Engenharia Agrícola

Print version ISSN 0100-6916On-line version ISSN

1809-4430

Herramientas de Simulación para

Sistemas Fotovoltaicos en

Ingeniería

Este trabajo presenta la simulación de un sistema fotovoltaico, basado

en el entorno abierto de programación Matlab/Simulink,

utilizada en la asignatura Sistemas Fotovoltaicos, dictado en un programa de Magíster de la

Universidad Politécnica de Cataluña, España. Para su aplicación se han desarrollado modelos de todos los

componentes de un sistema fotovoltaico. El método permite un rápido y fácil acceso a la evolución

de las corrientes y tensiones del sistema. Este ejemplo de simulación permite a los estudiantes, un acceso

cómodo y rápido al análisis y dimensionado de un sistema

fotovoltaico, lo que facilita una visión global clara del comportamiento del

sistema en distintos entornos de funcionamiento.

S. Silvestre1, L. Castañer1 y D. Guasch2

(1) Universidad Politécnica de Cataluña, E.T.S.I.T.,

Departamento de Ingeniería Electrónica, Calle Gran

Capitán s/n, Módulo C-4,

Campus Norte, 08034 Barcelona-España (e-mail:

[email protected], [email protected])

Formación universitaria





Entre las fuentes de energías renovables, la energía solar es la

más importante, debido a su abundancia, sostenibilidad y

completamente libre de costo. Además utilizando un colector solar

con seguimiento, la energía total recibida en un día claro puede ser del orden de un 30-45% mayor que para el mismo colector solar estático. Se diseñó y construyó un sistema de seguimiento autónomo y capaz de seguir el movimiento de sol, el cual se acoplo a un panel fotovoltaico





David Reyes Muñoz2

1Colegio de Postgraduados. Carretera México-Texcoco km




65

para mejorar la eficiencia en la captura de energía. Se evaluó el funcionamiento del dispositivo en

términos energéticos, se realizaron tres pruebas de evaluación

programándolo para que se oriente al sol a cada 60, 30 y 5 min, y se

compararon los resultados con el rendimiento energético de un panel

fotovoltaico fijo.

35.5, C. P. 56230, Montecillo, Texcoco, Estado de México.

Tel: 01 55 58045900 Ext. 1383. (arreola.rubisel@

colpos.mx; [email protected]; [email protected]).

Análisis energético de un sistema

fotovoltaico integrado a una cubierta plana

horizontal

En el presente trabajo se analiza el desempeño energético de un sistema fotovoltaico a base de silicio amorfo,

integrado a la cubierta plana horizontal del Edificio Docente #2 del Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa. Con el software PV syst se determinó la producción anual de energía eléctrica del sistema de 3

kwp conectado a la red, así como las pérdidas por sombras, cableado,

electrónica de potencia, modificación del ángulo de inclinación y por efecto

de la irradiancia y temperatura. También se calcularon los

parámetros característicos de la instalación, útiles para establecer

perfiles mensuales para la planificación del consumo eléctrico

Ing. Liomnis Osorio Laurencio y Dr.CT. Reineris Montero

Laurencio

Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa (ISMMM),

Holguín, Cuba



Fotocal, sistema automatizado para

la determinación del área y el costo de

un modulo fotovoltaico

El Sistema Automatizado FOTOCAL, realiza el cálculo de las dimensiones

y la generación de electricidad del modulo fotovoltaico que se necesita

para la demanda energética según la situación que se plantea, además

establece el precio de la tecnología requerida. Con los resultados obtenidos de este software, es posible establecer los recursos

económicos para la implantación tecnológica propuesta. Este

programa ha sido utilizado para la determinación del potencial

energético solar fotovoltaico de instalaciones agropecuarias,

proyectos de investigación científica, tesis para la obtención del titulo de Ingeniero Mecanizador, maestría y

trabajo de diploma.

Msc., Prof. Asistente Enrique Álvarez Torres1, E-mail:

[email protected] y Dr. C., Profesor Auxiliar Félix

Ponce Ceballo1



Diseño y fabricación de un vehículo

autonomo impulsado por energía solar

El termino diseño abarca una amplia gama de significados. Tratándose del

automóvil la palabra diseño puede estar dada en función de su

apariencia externa; pero también los elementos que lo constituyen son diseñados, no por artistas sino por

ingenieros aunque en algunos casos este tenga oportunidad de mostrar

Elsy Del Pilar Carreño Aguillon1, Edwin Alfonso Vacca Melo2, Ingrid Lugo

Ariza3

1 Ingeniera Mecánica, Especialista en Gestión de

Proyectos. Investigadora de la

Tecnura



66

algo de capacidad artística. Por lo tanto, el diseño de un automóvil

alimentado por energía solar consiste en definir y calcular movimientos,

fuerzas y cambios de energía a fin de determinar el tamaño, las formas y

los materia les necesarios para cada uno de los componentes

interrelacionados del vehículo y de esta manera plantear procesos

tecnológicos de fabricación apropiados que permitan llegar a la

construcción de la maquina logrando que cumpla, sin falla, la función

pretendida.

Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Bogotá,

Colombia. [email protected]

Anexo 3.- Mapa Irradiación Solar


67

13. Bibliografía

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Documents

PROTOTIPO DE PLATAFORMA DE GENERACÓN DE ENERGÍA …