CURSO 2025-2026
TÍTULO DEL PROYECTO: RoboHelioStat
Convocatoria Prototipos orientados al mercado en TCUE CURSO 2025-2026
Autora: Sara Montes Valentín Tutora Académico: María Belén Pérez Lancho Colaboradores: Ignacio Varela Andrés y Francisco Javier Álvarez de Celis
Esta actuación se enmarca en el PLAN TCUE 2024-2027 financiado por la Junta de Castilla y León
CURSO 2025-2026
CO N T EX TO
El reto: la energía solar que se desaprovecha
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511 GW
2,4 TW
~49%
instalados en el mundo solo en 2025
de potencia solar acumulada
de toda la energía renovable instalada
La mayoría de las instalaciones solares utilizan paneles fijos que no siguen la trayectoria del sol a lo largo del día y desaprovechan una parte importante de la radiación disponible.
•
Los heliostatos ofrecen una alternativa: espejos orientables que redirigen la luz
•
Las soluciones industriales existentes son caras, complejas de instalar o solo calibran de forma puntual en vez de corregir de forma continua.
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CURSO 2025-2026
P R O P U E S TA
La solución: RoboHelioStat Un heliostato de bajo coste que corrige su propio error de apuntado en tiempo real, combinando cálculo astronómico y visión artificial.
Lazo abierto Calcula la posición teórica del sol mediante tablas y fórmulas astronómicas.
Lazo cerrado Una cámara y un script de visión artificial corrigen el error de apuntado cada pocos segundos, compensando desviaciones mecánicas que el cálculo teórico no puede prever. 3
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ARQUITECTURA
Cómo funciona LAZO ABIERTO — DE L A LUZ AL ESPEJO
Sol
Espejo
Objetivo
Posición calculada mediante tablas astronómicas y hora NTP.
Se orienta según la bisectriz sol-objetivo (ley de reflexión).
Punto fijo que recibe la luz reflejada por el espejo.
LAZO CERRADO — CORRECCIÓN VISUAL CONTINUA
ESP32-CAM
Python + OpenCV
ESP8266
Captura fotogramas y los envía al PC por HTTP.
detector.py detecta el error de apuntado y calcula la corrección.
Mueve los servomotores y sirve la interfaz web.
El lazo abierto orienta el espejo hacia la bisectriz entre la posición calculada del sol y el objetivo fijo (ley de reflexión); el lazo cerrado afina esa orientación cada pocos segundos mediante corrección visual, con límites de seguridad que protegen la estructura.
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OPERACIÓN
Manual de usuario La interfaz web la sirve la propia placa ESP8266: basta con conectarse a la misma red WiFi y abrir su dirección IP en el navegador, sin instalar nada adicional.
Automático El espejo se orienta hacia la bisectriz entre la posición calculada del sol y el objetivo fijo, afinando esa orientación con la corrección visual de la cámara.
Manual El usuario mueve el espejo directamente desde la interfaz, en pasos de 1, 5 o 10 grados.
Simulación Comprime un día solar completo en 24 minutos, para observar el comportamiento sin esperar horas.
Un dial se actualiza cada segundo mostrando la posición del sol, del espejo y del objetivo, para que el usuario supervise el sistema de un vistazo. 5
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E X P E R I M E N TA C I Ó N
Resultados validados 100%
42-190s
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de las sesiones de prueba convergen
tiempo de corrección según posición
posiciones de partida evaluadas
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BALANCE
Cumplimiento de objetivos ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓
Prototipo mecánico Estructura completa diseñada y fabricada mediante impresión 3D, con placa ESP8266, espejo, servomotores y cámara ESP32-CAM.
Cálculo de la posición solar Tabla astronómica con hora sincronizada por servidor NTP, funcionando de forma autónoma.
Interfaz web y representación gráfica Monitorización y control en tiempo real con modo automático, manual y de simulación, y un dial actualizado cada segundo.
Corrección por visión artificial Cámara ESP32-CAM y script en Python que detectan y corrigen el error de apuntado en tiempo real.
Registro y análisis de datos Scripts que registran errores y ángulos, y generan gráficas para validar el funcionamiento.
Robustez con bajo coste 38,82 € en componentes electrónicos y límites de seguridad que protegen el prototipo ante fallos.
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E X P L O TA C I Ó N
Oportunidad de mercado
Educación
Pequeñas instalaciones
Escalado futuro
Material práctico y económico para universidades y centros de FP: control automático, visión artificial y energías renovables.
Instalaciones solares domésticas o agrícolas que hoy no pueden permitirse un sistema de corrección comercial.
Base tecnológica para un producto más robusto, comercializable mediante licencia o la creación de una spin-off.
RoboHelioStat ocupa un hueco que ninguna solución industrial cubre hoy: heliostato con corrección de apuntado continua mediante visión artificial, compuesto de componentes de bajo coste.
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GESTIÓN
Trayectoria del proyecto 10 meses
11 fases
octubre 2025 a agosto 2026
compaginadas con el grado
38,82 € coste del prototipo (electrónica)
Trabajo futuro • Módulo RTC para no depender de la red WiFi al sincronizar la hora. • Servidor backend independiente (Node.js) para desacoplar la interfaz de la placa física. • Detección de nubes mediante visión artificial para ahorrar energía. • Incorporar inteligencia artificial en la propia interfaz. • Sustituir el PLA y otros componentes por materiales más resistentes al calor, de cara al uso bajo sol directo. 9
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CURSO 2025-2026
Gracias RoboHelioStat Sara Montes Valentín saramontes@usal.es
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