Seguimiento solar para un sistema fotovoltaico de pequeña escala

Abstract

Actualmente se ve como las poblaciones rurales son las que en menor porcentaje tiene acceso a energía eléctrica. Entonces, la apuesta para brindar diversidad y acceso al servicio eléctrico es usando fuentes no convencionales de energía, como solar y eólica, siendo uso de paneles fotovoltaicos es una de las maneras más utilizadas para brindar servicio eléctrico en comunidades remotas, sin embargo, por la eficiencia de los módulos y su instalación, su rendimiento no es el mejor. La opción de fijarlos a un ángulo óptimo o hacer seguimiento solar podrían mejorar el desempeño y en algunos casos, llegar a reducir el número de dispositivos instalados. Lo que se busca entonces es, para un sistema de pequeña escala (< 1kW), generar a través de simulación un sistema mecatrónico de seguimiento solar en dos ejes para paneles fotovoltaicos que permita mejorar el rendimiento general del sistema consumiendo el mínimo de energía posible. Para el desarrollo se parte de los modelos de radiación y trayectoria solar, pasando por el diseño y optimización del mecanismo paralelo que soportará el arreglo de módulos, hasta llegar a la integración que permitirá evaluar el desempeño del sistema. El mecanismo paralelo es uno de 3 grados de libertad y el sistema fotovoltaico consiste en dos módulos de 400W en serie. Tras la evaluación del sistema de seguimiento, para la ciudad de Bogotá se estimó una mejora en la producción de al menos un 7.87% para un año típico con respecto al sistema fijo instalado en su inclinación óptima. Y que, para el caso alternativo ubicado en una zona no interconectada con mayor recurso solar como lo es Guajira, la mejora en el desempeño alcanza a ser de un 10.87% con respecto al sistema fijo instalado en su inclinación óptima. Sin embargo, el costo nivelado de energía muestra que se tendrían que pagar, en promedio, 444 COP/kWh adicionales con respecto al sistema fijo.

Nowadays, rural populations became the ones with least access to electricity worldwide. So, the use of renewable energies arises as the safe bet to bring diversity and access to electricity in these communities, being solar photovoltaic energy the most used way to provide electrical service in remote places, however, because of their efficiency and installation, the performance is not the best. The option to increase the performance of the system is to install it in an optimal tilt or to track the sun. The aim is, for a small-scale system.