Control automático de un seguidor solar para paneles fotovoltaicos

El presente trabajo forma parte del proyecto exploratorio de la Macrofacultad 2022 titulado ”Control de Seguimiento Solar en Paneles Fotovoltaicos”, cuyo objetivo principal es diseñar e implementar un algoritmo de control automático para realizar seguimiento solar para un panel fotovoltaico. Este sistema permitirá mejorar la eficiencia energética del Panel entre un 30% al 40%, para más producción energética.

Jorge Sandoval Sandoval, j.sandoval17@ufromail.cl

En estos tiempos, las energías renovables se están implementando y aplicando en diversos lugares del mundo, siendo una excelente alternativa a las energías tradicionales.

En Chile, en estos últimos años, se ha observado un crecimiento exponencial en cuanto al uso de energías alternativas, en particular los parques eólicos o solares que siguen en franca explosión de crecimiento. La zona sur del país ha demostrado ser un buen lugar para el desarrollo de este tipo de energías, Por otro lado, se pretende estudiar el efecto que causaría el medio ambiente ( temperatura y humedad) en el aumento o dismnución de la generación de energía eléctrica.

El proyecto se enfoca en trabajar con energías renovables, en particular con radiación solar fotovoltaica. La idea principal del trabajo es presentar un algoritmo de Control que permitirá realizar un seguimiento solar de un panel fotovoltaico. Para ello, se usará la posición diaria y anual (dos grados de libertad), permitiendo capturar en forma óptima las radiaciones solares que permite que el panel capture en forma perpendicular los rayos solares.

La estrategia de control deberá integrar conceptos astronómicos de ubicación y seguimiento de punto luminoso usando foto sensores. Al instalarse en sitios muy remotos, estos sistemas deben ser autónomos y orientarse a través del algoritmo experto de control para comenzar el seguimiento. Se propone un sistema de control que mezcle programación astronómica y seguimiento de punto luminoso (Sol) para aumentar la eficiencia del panel solar. También existen oportunidades de aplicar el algoritmo a otros procesos, por ejemplo, mantener sombras por más tiempo, como paraguas de protección. También, aplicaciones para re enfocar y concentrar rayos solares en puntos específicos. El potencial de transferencia y escalabilidad del sistema tiene gran proyección y múltiples aplicaciones.

El proyecto mostrará un sistema a escala normal, con piezas del mercado accesibles y una estructura de soporte del panel, con esto se puede desarrollar íntegramente el sistema de seguimiento en nuestra región. De esta manera, el sistema es escalable y tiene un gran potencial de ser usado, posteriormente, en el mercado, pasando por todos los niveles respectivos de calidad y modelos de negocio. En esta etapa del proyecto se cuenta con la colaboración de empresa DOSARQ de Temuco.

En la búsqueda de metodologías para hacer más eficiente la captación de energía por paneles solares, se ha observado, en diversos estudios internacionales, que si se incorpora el seguimiento solar por parte de paneles fotovoltaicos, estos aumentan su eficiencia energética entre 30% y 40%. Basados en esta información, se ha propuesto un sistema que es posible y justificable plantear, un sistema innovador, eficiente y local para realizar este seguimiento. Actualmente, este tipo dese pueden adquirir exclusivamente en el extranjero.

Las figuras 1 y 2 muestran un avance del sistema. Se presentó el Sistema de Seguimiento Solar en la feria de investigación del Departamento de Ingeniería Eléctrica 2022. Director del proyecto Dr. Iván Velasquez y Co-investigador Dr. Boris Pavez. Alumnos laborantes: Valentina Yáñez y Francisco Rioseco.