Trabajo fin de grado para definir la parte mecánica del cargador solar portatil realizado con filoso

CARGADOR SOLAR PARA APARATOS PORTÁTILES DISEÑADO CON FILOSOFÍA OSE EN EL PROYECTO MULTIDISCIPLINAR e-Betez Trabajo Fin de Grado para definir la parte mecánica del cargador Solar

Autor Director

Mikel Vieito Ortzi Akizu

Autor:SMikelSVieito 26/09/1992

Director:SOrtziSAkiz 19/06/1983

Codirector:SJosebaSSainzSdeSMurieta 01/05/1969

TutorSempresa:STomรกsSTamayo 04/06/1979

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Contenido 1. Introducción ............................................................................................................................ 10 1.1 Filosofía Open Source Ecology (OSE)................................................................................. 13 1.1.1 OSE en Euskadi: BURUTEK .......................................................................................... 14 1.1.2 OSE en diseño mecánico ............................................................................................ 18 1.2 Objetivos del proyecto ...................................................................................................... 20 1.3 Situación actual ................................................................................................................. 21 2. Antecedentes .......................................................................................................................... 25 2.1 Estado del Arte .................................................................................................................. 26 2.1.1 Cargadores solares en el mercado ............................................................................. 27 2.1.2 Proyectos similares..................................................................................................... 30 3. Marco teórico del proyecto..................................................................................................... 32 3.1 Tipos de células y paneles fotovoltaicos ........................................................................... 33 3.1.1 Características paneles solares .................................................................................. 34 3.1.2 Agrupamiento y conexión de paneles ....................................................................... 35 3.1.3 Parámetros eléctricos del panel fotovoltaico ........................................................... 36 3.1.4 Eficiencia de los paneles solares ................................................................................ 38 3.2 Tipos de baterías .............................................................................................................. 39 3.2.1 Baterías de Níquel y Metal Hidruro:........................................................................... 40 3.2.2 Baterías de iones de Litio ........................................................................................... 41 3.3 Arduino .............................................................................................................................. 45 3.3.1 Tipos de Arduino ........................................................................................................ 46 3.4 Funcionamiento cargadores solares convencionales ....................................................... 49 3.5 Impresoras 3D ................................................................................................................... 52 3.5.1 Materiales imprimibles .............................................................................................. 52 3.5.2 G-code ........................................................................................................................ 54 3.6 Posición del Sol .................................................................................................................. 58 3.6.1 Movimientos del planeta con respecto al Sol ............................................................ 58 3.6.2 Ubicación de la trayectoria solar................................................................................ 60 3.6.3 Altura solar ................................................................................................................. 63 3.6.4 Pérdidas de radiación solar. ....................................................................................... 66 4. Descripción del proyecto resultante ....................................................................................... 72 4.1 Electrónica ......................................................................................................................... 72 4.1.1 Placa solar.................................................................................................................. 74 2

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4.1.2 Convertidor DC/DC ..................................................................................................... 74 4.1.3 Instrumentación ......................................................................................................... 75 4.1.4 Arduino ....................................................................................................................... 77 4.1.6 Conectores e indicadores ........................................................................................... 77 4.1.7 PCB ................................................................................................................................. 78 4.2 Diseño.................................................................................................................................... 80 4.2.1 Bocetos ....................................................................................................................... 82 4.2.2 Estética y funcionalidad ............................................................................................. 83 4.2.3 Diseños finales............................................................................................................ 84 4.2.4 Ahorro debido al cambio de cable ............................................................................. 99 4.2.5 Resultado de los diseños .......................................................................................... 100 5. Cálculos ................................................................................................................................. 114 5.1 Comparación de rendimiento panel solar....................................................................... 114 5.2 Orientación panel solar .................................................................................................. 116 5.2.1 CASO A...................................................................................................................... 122 5.2.2 CASO B ...................................................................................................................... 123 5.3 Pérdidas panel solar ........................................................................................................ 125 5.4 Estudio seguidor solar vs fijo .......................................................................................... 128 5.5 Cálculos de resistencia de las carcasas ........................................................................... 133 5.6 Cálculos Impresora 3D..................................................................................................... 138 5.6.1 Características impresora 3D ................................................................................... 147 5.6.1 Problema de impresión 3D ....................................................................................... 149 5.7 Render ............................................................................................................................. 155 ANEXOS ..................................................................................................................................... 159 ANEXO 1 Carcasas pilas AA ................................................................................................... 159 ANEXO 2. Datos del EVE ........................................................................................................ 164 ANEXO 3. Pérdidas de orientación anual .............................................................................. 168 ANEXO 4 Caso A .................................................................................................................... 176 ANEXO 5 Caso B..................................................................................................................... 184 ANEXO 6. Seguidor solar ....................................................................................................... 193 ANEXO 7. Fabricación PCB..................................................................................................... 198 ANEXO 8. Cálculos de presupuesto ....................................................................................... 201 6. Planos .................................................................................................................................... 205 7. Presupuesto........................................................................................................................... 264 3

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8. Bibliográfica ........................................................................................................................... 270

Referencia de Ilustraciones Ilustración 1. Esquema simple..................................................................................................... 11 Ilustración 2. Emisiones de ciclo de vida de CO2[1] .................................................................... 11 Ilustración 3. Estudio del análisis del ciclo de vida de diferentes tecnologías ............................ 12 Ilustración 4. Christian y Aitor ..................................................................................................... 15 Ilustración 5. Irene y Javi ............................................................................................................. 15 Ilustración 6. Mikel e Iker ............................................................................................................ 16 Ilustración 7. Pagina web de Burutek.......................................................................................... 16 Ilustración 8. Check-in ................................................................................................................. 17 Ilustración 9. Desarrollo del cargador ......................................................................................... 18 Ilustración 10. Análisis en tiempo real del uso de energía en España ........................................ 22 Ilustración 11. Consumo de energías renovables y no renovables en España año 2013 ........... 22 Ilustración 12. Evolución coste electricidad [15] ........................................................................ 24 Ilustración 13. Arquímedes ......................................................................................................... 25 Ilustración 14. Cargador Laptop Titan ......................................................................................... 27 Ilustración 15. Cargador Xtrom Lava ........................................................................................... 28 Ilustración 16. Cargador XDModo solar window ........................................................................ 28 Ilustración 17. Cargador ONpower 300....................................................................................... 29 Ilustración 18. Cargador móvil .................................................................................................... 29 Ilustración 19. Cargador Power Bag ............................................................................................ 30 Ilustración 20. Open Energy Monitor .......................................................................................... 31 Ilustración 21. Free Charger Controler........................................................................................ 31 Ilustración 22. Arduino ASCS ....................................................................................................... 32 Ilustración 23. Célula solar .......................................................................................................... 34 Ilustración 24. Curvas paneles..................................................................................................... 35 Ilustración 25. Agrupación células 1 ........................................................................................... 36 Ilustración 26. Agrupación células 2 ........................................................................................... 36 Ilustración 27. Curva I-V .............................................................................................................. 36 Ilustración 28. Curva I-V .............................................................................................................. 37 Ilustración 29. Curva I-V .............................................................................................................. 37 Ilustración 30. Entrada de rayos solares al panel solar ............................................................... 38 Ilustración 31.Batería NiMh (LSD ................................................................................................ 40 Ilustración 32. Descarga de baterías ........................................................................................... 41 Ilustración 33. Gráfica Ion-Litio ................................................................................................... 43 Ilustración 34. Gráfica Ni-Cd ....................................................................................................... 44 Ilustración 35. Arduino Uno ........................................................................................................ 49 Ilustración 36. Esquema luz......................................................................................................... 50 Ilustración 39. Aplicaciones ......................................................................................................... 51 Ilustración 37.Montaña ............................................................................................................... 51 Ilustración 38. Playa .................................................................................................................... 51 Ilustración 40. Resolución ........................................................................................................... 54 4

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Ilustración 41. Ventana Catia V5 ................................................................................................. 55 Ilustración 42. Parámetro Fixed .................................................................................................. 56 Ilustración 43. Curves Accuracy ratio .......................................................................................... 56 Ilustración 44. Movimientos Tierra ............................................................................................. 59 Ilustración 45. Movimiento Tierra 2 ............................................................................................ 59 Ilustración 46. Movimiento Sol-Observador ............................................................................... 60 Ilustración 47. Posición latitud .................................................................................................... 61 Ilustración 48. Posición altura-azimut ......................................................................................... 61 Ilustración 49. Solsticio verano ................................................................................................... 63 Ilustración 50. Solsticio Invierno ................................................................................................. 64 Ilustración 51. solsticios y equinoccios ....................................................................................... 65 Ilustración 52. Declinación según estaciones.............................................................................. 65 Ilustración 53. Espectro solar atmósfera .................................................................................... 67 Ilustración 54. Espectro solar[39] ............................................................................................... 68 Ilustración 55. Célula policristalina ............................................................................................. 70 Ilustración 56. Reflexión rayos solares ........................................................................................ 70 Ilustración 57. Espectro células solares ...................................................................................... 72 Ilustración 58. Esquema circuito montado sobre una protoboard en Fritzing ........................... 73 Ilustración 59. Panel solar ........................................................................................................... 74 Ilustración 60. Circuito ................................................................................................................ 75 Ilustración 61. Ciclo Bobina ......................................................................................................... 76 Ilustración 62. Circuito PCB Design Spark ................................................................................... 78 Ilustración 63. Resultado final PCB ............................................................................................. 79 Ilustración 64. Evolución cable USB A-B...................................................................................... 79 Ilustración 65. Carcasa pilas 1 impresora 3D .............................................................................. 81 Ilustración 66: Carcasas pilas 1 Catia V5 ..................................................................................... 81 Ilustración 67. Carcasa pilas 2 Impresora 3D .............................................................................. 81 Ilustración 68. Carcasas pilas 2 Catia V5 ..................................................................................... 81 Ilustración 69. Carcasa pilas 3 Impresora 3D .............................................................................. 81 Ilustración 70. Carcasa pilas 3 Catia V5 ....................................................................................... 81 Ilustración 71. Boceto 1 cargador portátil .................................................................................. 85 Ilustración 72. Boceto 1 Cargador portátil Catia v5 .................................................................... 85 Ilustración 73. Boceto 2 cargador portátil .................................................................................. 86 Ilustración 74. Diseño Cargador portátil boceto 2 Catia V5 cerrado .......................................... 86 Ilustración 75. Diseño Cargador portátil boceto 2 Catia V5 abierto ........................................... 86 Ilustración 76. Hueco US ............................................................................................................. 86 Ilustración 77. Bisagra ................................................................................................................. 87 Ilustración 78. Pestaña acceso componentes electrónicos ........................................................ 87 Ilustración 79. Soporte Arduino .................................................................................................. 88 Ilustración 80. Boceto 3 cargador 1 ............................................................................................ 89 Ilustración 81. Colocación Arduino y PCB ................................................................................... 89 Ilustración 82.Cargador portátil final cerrado ............................................................................. 89 Ilustración 83. Cargador pórtatil final abierto............................................................................. 89 Ilustración 84. Boceto 1 cargador orientable .............................................................................. 90 5

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Ilustración 85. Carcasa boceto 1 ................................................................................................. 91 Ilustración 86. Boceto 2 Cargador ............................................................................................... 91 Ilustración 87. cargador interiores vista 1................................................................................... 92 Ilustración 88. Cargador interiores vista 2 .................................................................................. 92 Ilustración 89. Cargador Interiores vista 3 .................................................................................. 92 Ilustración 90. Mecanismo de orientación vista 1 ...................................................................... 93 Ilustración 91. mecanismo de orientación vista 2....................................................................... 93 Ilustración 92. Colocación elementos ......................................................................................... 93 Ilustración 93. Marco paneles solares......................................................................................... 94 Ilustración 94. Diseño final del cargador interiores .................................................................... 95 Ilustración 95. Cargador orientable interiores ............................................................................ 96 Ilustración 96. Ventosa fallo diseño ............................................................................................ 97 Ilustración 97. Tapa nueva con cono........................................................................................... 98 Ilustración 98. Acople para ventosa ............................................................................................ 98 Ilustración 99. Tapa con mecanismo ventosa ............................................................................. 99 Ilustración 100. Tapa con soporte y ventosa ............................................................................ 110 Ilustración 101. Tapa con Arduino y ventosa ............................................................................ 110 Ilustración 102. Carcasa principal del cargador ........................................................................ 111 Ilustración 103. Marco panel solar 1 ......................................................................................... 111 Ilustración 104.Marco panel solar 2 .......................................................................................... 112 Ilustración 105. Prueba ventosa sin soporte y marco ............................................................... 112 Ilustración 106. Carcasa cargador solar ventana ...................................................................... 113 Ilustración 107. Carcasa cargador solar ventosa 2 .................................................................... 113 Ilustración 108. Esquema radiación 1000W/m2 ....................................................................... 114 Ilustración 109. Gráfica I-V panel .............................................................................................. 115 Ilustración 110. Grafica P-V panel ............................................................................................. 115 Ilustración 111. Esquema radiación 700W/m2 ......................................................................... 116 Ilustración 112. Gráfica Irradiación horas ................................................................................. 118 Ilustración 113. Gráfica irradiación 25 % nubes........................................................................ 119 Ilustración 114. Irradiación por horas con 25 % de nubes ........................................................ 120 Ilustración 115. Posición cargador verano caso A..................................................................... 122 Ilustración 116. Posición Cargador invierno caso A .................................................................. 123 Ilustración 117. Posición cargador verano caso B ..................................................................... 124 Ilustración 118. Posición cargador invierno caso B ................................................................... 124 Ilustración 119. Servo Ts-53 ...................................................................................................... 128 Ilustración 120. Deformación pestaña y mallado ..................................................................... 134 Ilustración 121. Deformación máxima de bisagra..................................................................... 136 Ilustración 122. Deformación máxima pestañas y mallado ...................................................... 136 Ilustración 123. Deformación máxima del Marco ..................................................................... 137 Ilustración 124. Entorno Calculadora N.O.A.A .......................................................................... 139 Ilustración 125. Datos de la calculadora solar N.O.A.A ............................................................. 139 Ilustración 126. Entorno calculadora Sun Earth Tools .............................................................. 140 Ilustración 127. Elevación vs Azimut ......................................................................................... 140 Ilustración 128. Tabla de errores .............................................................................................. 142 6

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Ilustración 129. Grafica de valores de altura solar.................................................................... 143 Ilustración 130. Disposición 1 piezas en Designjet 3D hp (1) .................................................... 145 Ilustración 131. Disposición 2 piezas en Designjet 3D hp (1) .................................................... 145 Ilustración 132.Disposición 3 piezas en Designjet 3D hp (1) ..................................................... 145 Ilustración 133. Disposición 4 piezas en Designjet 3D hp (1) .................................................... 145 Ilustración 134. Disposición 5 piezas en Designjet 3D hp (2) .................................................... 145 Ilustración 135. Disposición 1 piezas en Designjet 3D hp (2) .................................................... 146 Ilustración 136. Disposición 2 piezas en Designjet 3D hp (2) .................................................... 146 Ilustración 137. Impresora HP ................................................................................................... 147 Ilustración 138. Lavadora y desagüe ......................................................................................... 149 Ilustración 139. Cesta lavadora ................................................................................................. 150 Ilustración 140. cesta dentro de lavadora................................................................................. 150 Ilustración 141. Adiccion de compuestos ................................................................................. 150 Ilustración 142. panel de seleccion de programa ..................................................................... 151 Ilustración 143. Fallo de impresión ........................................................................................... 152 Ilustración 144. fallo impresión 2 .............................................................................................. 153 Ilustración 145. levantamiento de la pieza ............................................................................... 153 Ilustración 146- Nueva disposición de la parte inferior ............................................................ 154 Ilustración 147. Trípode para grabar impresión 3D .................................................................. 155 Ilustración 148. Maqueta de cartón cargador portátil.............................................................. 156 Ilustración 149. Render 1 parque .............................................................................................. 157 Ilustración 150. Render 2 playa ................................................................................................. 157 Ilustración 151. Render 3 parque .............................................................................................. 157 Ilustración 152. render 4 UPV ................................................................................................... 158 Ilustración 153. render 5 oficina 1 ............................................................................................ 158 Ilustración 154. render 6 oficina 2 ............................................................................................ 158 Ilustración 155Carcasa pilas 1 ................................................................................................... 160 Ilustración 156. Carcasa 2.1 ...................................................................................................... 161 Ilustración 157. Tuerca .............................................................................................................. 162 Ilustración 159. Bombilla encendida con carcasa pilas 3 .......................................................... 163 Ilustración 158. Tapa carcasa 3 ................................................................................................. 163 Ilustración 160. Irradiación solar Vitoria ................................................................................... 164 Ilustración 161. Irradiación solar Donostia ............................................................................... 165 Ilustración 162. Irradiación solar Bilbao .................................................................................... 166 Ilustración 163. Irradiación solar Éibar ..................................................................................... 167

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Referencia de tablas Tabla 1. Evolución consumo de electricidad [16]........................................................................ 24 Tabla 2. Condiciones del sol e intensidad ................................................................................... 39 Tabla 3. Características ............................................................................................................... 49 Tabla 4. Bocetos realizados a mano ............................................................................................ 83 Tabla 5. Target específicos ........................................................................................................ 104 Tabla 6. Ángulos rayos solares .................................................................................................. 117 Tabla 7. Irradiación horas .......................................................................................................... 118 Tabla 8.Valores irradiación horas .............................................................................................. 119 Tabla 9. Datos favorables y desfavorables ................................................................................ 127 Tabla 10. Datos vidrio................................................................................................................ 127 Tabla 11. Datos servo ................................................................................................................ 129 Tabla 12. Valores de calculadora solar sun earth ..................................................................... 141 Tabla 13. Datos de altura solar calculadoras solares y excel .................................................... 142 Tabla 14. Valores de irradiación Vitoria .................................................................................... 164 Tabla 15. Valores Irradiación Donostia ..................................................................................... 165 Tabla 16. Valores Irradiación Bilbao.......................................................................................... 166 Tabla 17. Valores de Irradiación Éibar....................................................................................... 167 Tabla 18. Datos diarios variación ángulo rayos solares ............................................................ 175 Tabla 19. Datos producción Caso A ........................................................................................... 183 Tabla 20. Datos seguidor solar .................................................................................................. 197 Tabla 21. PCBs ........................................................................................................................... 200

Iconos ilustrativos de asignación de trabajo

Hecho por Mikel Vieito

Hecho por el grupo e-Betez

Redactado por Mikel Vieito

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Agradecimientos La idea de este proyecto hecho con filosofía Open Source, fue emprendida por Ingeniería Sin Fronteras (ISF) Euskadi, tras contactar a Tomas Tamayo, miembro de ADit S.L gestor de Burutek. Como en ISF, hay profesores de las de la UPV/ EHU de Bilbao, Vitoria, Éibar y Donostia, se pensó que podían ser los propios alumnos de los diferentes centros, los que llevaran a cabo el proyecto. Se formó un grupo llamado e-Betez, que se centró durante 4 meses en el desarrollo de un cargador solar portátil.

Dentro de la convocatoria para la concesión de ayudas de la innovación en la sostenibilidad de la UPV/EHU, el Vicerrectorado de Estudiantes, Empleo y Responsabilidad abrió la convocatoria para la concesión de proyectos y el cargador para dispositivos electrónicos con energía renovable, consiguió la subvención de la UPV y se pudo financiar. Gracias a la ayuda y colaboración de todo el grupo se ha conseguido hacer un cargador totalmente libre, es decir con software y hardware de conocimiento abierto (Open Source).

Personas implicadas en el proyecto e-Betez:  Tomas Tamayo Díez como representante de Burutek  Ortzi Akizu Gardoki, profesor del departamento de expresión gráfica de la UPV/EHU de Vitoria Gasteiz, tutor del proyecto.  Joseba Sainz de Murieta, profesor del departamento de electrónica de la UPV/EHU de Bilbao.  Olatz Azurza profesora del departamento de electrónica de la UPV/EHU de Donostia.  Aitor Urresti, profesor del departamento de termodinámica de la UPV/EHU de Eibar.  Aitor Valdivieso y Christian Ortega, alumnos de la UPV/EHU de Bilbao especialidad en electrónica.  Javier Besné e Irene Larrarte, alumnos de la UPV/EHU de Donostia especialidad en electrónica.  Pablo y Amaia, alumnos de la EUITI de Eibar, especialidad energías renovables  Iker Usategui y Mikel Vieito, alumnos de la UPV/EHU de Vitoria-Gasteiz, especialidad mecánica.

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1. Introducción El proyecto se centrará en la construcción de un cargador solar portátil. Ello a su vez implicará en cierto punto del proyecto el estudio de un seguidor solar. Para la realización del proyecto se llevaron a cabo las siguientes fases con sus procesos. 

1ªfase: Participación activa en la creación del equipo de trabajo multidisciplicar con sub-apartados de Electrónica, Energética y Mecánica. Además de ello la parte docente compuesta por profesorado y empresa externa (ADit).

•

2ªfase: Definición del cargador solar a construir sus características y funciones.

•

3ªfase: Diseño de la parte mecánica del cargador solar: análisis de mercado, creación de nuevos diseños, modelización CAD de diseños, cálculos de producción, cálculos de resistencia, cálculos de coste, análisis de target, detección de errores y mejora, definición de los prototipos finales, realización de renders realísticos, videos de montaje, catálogo de montaje, archivos finales stl para su difusión.

•

4ªfase: documentation de los diseños y cálculos en la plataforma web de Burutek, para que en el futuro se pueda seguir desarrolando este proyecto y otras ideas que surgieron durante el mismo.

Como futuro del proyecto, se ha dejado abierta una vía: una vez que se han comprendido los pasos necesarios a seguir para un montaje en el hogar del usuario de un cargador OSE solar, se podría definir el diseño de una estación de carga para uso didáctico.

El actual cargador solar, se trata de un dispositivo electrónico que mediante su placa solar captura la energía del sol y recarga dispositivos eléctricos. Es un sistema sofisticado ya que, los cargadores son instalaciones de energía fotovoltaica aislada de tamaño reducido. Estará formado principalmente por una placa solar para captar la radiación del sol, un circuito electrónico para regular el voltaje de entrada, salida y el

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cuidado de las baterías y conectores para adaptarse a la mayoría de dispositivos electrónicos y sus baterías internas.

Ilustración 1. Esquema simple

Este proyecto se ha realizado mediante el denominado "Open Source", es decir, un sistema en el que la información se comparte y se utiliza para mejorar un proyecto. El control del circuito (convertidor DC/DC) se realizará con Arduino, que se trata de una plataforma de hardware libre, basada en una placa con un microcontrolador y un entorno de desarrollo, diseñada para facilitar el uso de la electrónica. Para la fabricación de las carcasas y los elementos materiales necesarios para el cargador, se ha utilizado la impresora 3D, previo diseño en CAD. Cada vez se están usando más este tipo de impresoras e incluso hay personas que se construyen una por su cuenta. La idea principal del proyecto es que cualquier persona que disponga de unos recursos mínimos pueda realizar el cargador en su propia casa siguiendo los pasos que se van a marcar en este proyecto.

La energía solar consiste en el aprovechamiento de las radiaciones electromagnéticas provenientes del sol para conseguir energía eléctrica o térmica. Debido a la gran capacidad del sol para irradiar su energía sin sufrir ningún cambio, esta fuente de recursos puede ser considerada como inagotable. Sin embargo, en la producción de los módulos y del resto de componentes (marcos de aluminio, inversores, etc) que integran una instalación fotovoltaica, se necesita consumir electricidad. Son necesarias centrales de gas, fuel y carbón, para la producción de módulos y componentes para Ilustración 2. Emisiones de ciclo de vida de CO2[1]

instalaciones fotovoltaicas lo que provoca emisiones

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de CO2, que contribuyen al cambio climático. A pesar de ello, como se puede ver en la Ilustración 2, no representa un valor elevado en comparación con otro tipo de energías como el carbón o el gas natural que si perjudican el medio ambiente. Las emisiones de CO2 que se generan en la producción de una instalación fotovoltaica, cualquiera sea su

potencia, son de tal envergadura que se compensan en un período aproximado de apenas 2 años. Esto quiere decir que durante el resto de años de vida de la instalación se generará electricidad completamente libre de emisión de CO2.[2]

Ilustración 3. Estudio del análisis del ciclo de vida de diferentes tecnologías

La Ilustración 3 extraída del documento de resumen que realizó “GasNatural Fundación” que a su vez resumen los conceptos elaborados por IDAE durante su estudio del análisis de ciclo de vida de diferentes tecnologías, demuestran que la energía fotovoltaica es más respetuosa con el medio ambiente que la de carbón, gas, lignito, nuclear y petróleo. La comparativa lo realizan con “ecopuntos” un sistema ideado por IDAE mismo.[3]

Otra de las razones por la que usamos la energía solar es que se trata de una energía “democrática”. El sol ofrece su potencia de igual manera a todos los habitantes del mundo, independientemente de su clase social, poder económico o religión.

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Bajo impacto ambiental, democrático, tecnologías probadas y efectivas, la energía solar debe ser un objetivo prioritario en el futuro, tendiendo a cobrar más importancia en el terreno energético y sustituyendo otras fuentes menos rentables y dañinas. Aun así, el rendimiento actual de las placas no es suficientemente importante como para que se convierta en una fuente principal de energía.

Las fuentes principales de energía que abastecen a la mayoría de las ciudades, son las no renovables (petróleo, carbón, gas natural...) sin embargo el sector de energía fotovoltaica está en aumento, con la creación de huertas solares, calefacción de ACS y muchas otros proyectos. Si se sigue por este camino, se podría llegar a no depender tanto de otras fuentes no renovables y que contaminan el medio ambiente.

1.1 Filosofía Open Source Ecology (OSE) Es el término con el que se conoce al software distribuido y desarrollado libremente.

Fue utilizado por primera vez en 1998. La filosofía Open Source otorga la libertad de: 

Usar el programa, con cualquier propósito.



Adaptarlo a las necesidades de uno mismo.



Distribuir copias participando en una comunidad.



Mejorar el programa y compartir las mejoras a beneficio de la comunidad.

Ventajas: 

Calidad e innovación aportadas por el modelo de comunidad de desarrollo y su control de calidad de máxima visibilidad.



Reducción de costos mediante el ahorro del pago de licencias.



Reducción de dependencias de fabricantes de software.



Fomento del desarrollo tecnológico a través del modelo de conocimiento compartido.

[4]

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1.1.1 OSE en Euskadi: BURUTEK Es la Asociación para el Desarrollo de Soberanía Tecnológica y su principal objetivo es el desarrollo de tecnología en abierto. La tecnología es la base del resto de soberanías.

Claramente es necesario para generar energía, para cultivar alimentos, para desarrollar un sistema sanitario, para crear una red de comunicaciones…

Todas esas tecnologías, hoy en día, están en manos de corporaciones de una manera privativa o “cerrada” ya que el modelo económico que conocemos les proporciona ventajas por hacerlo así. Pero como consecuencia de ello, toda la sociedad pasa a ser dependiente de esas empresas supranacionales.

Para cambiar esa situación, es necesario desarrollar, recopilar y socializar ese conocimiento. Ya que, aunque sea un camino largo, es un camino que en algún momento hay que empezar a recorrer. Ese es el reto principal de BURUTEK. Remarcando que el desarrollo hardware libre es sostenible.

La asociación BURUTEK nace para respaldar a cualquier agente, ya sea empresa, institución, asociación ó individuo para dar pasos en esa dirección, apoyar sinergias y dar soporte a la red.

Por ello, su labor será la de hacer de paraguas para los participantes que se unan a llevar a cabo proyectos en pro de la soberanía tecnológica.

“Un problema solventado (por alguien), no debería seguir siendo un problema (para nadie).” [5]

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E-Betez Gracias a Burutek y a la UPV/EHU se ha podido crear un grupo multidisciplinar para llevar a cabo un cargador solar mediante la filosofía Open Source. El nombre del grupo fue e-Betez, está formado por: 

Aitor Valdivieso y Christian Ortega, alumnos de la UPV/EHU de Bilbao especialidad en electrónica.

Ilustración 4. Christian y Aitor



Javier Besné e Irene Larrarte, alumnos de la UPV/EHU de Donostia especialidad en electrónica.

Ilustración 5. Irene y Javi



Pablo y Amaia, alumnos de la EUITI de Eibar, especialidad energías renovables.

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

Iker Usategui y Mikel Vieito, alumnos de la UPV/EHU de Vitoria-Gasteiz, especialidad mecánica.

Ilustración 6. Mikel e Iker

Cada par de alumnos se centraron especialmente en los campos que más afines eran a su carrera en el proyecto del cargador solar, aunque al estar trabajando con filosofía Open Source, todos aprendimos conceptos pertenecientes a otra rama de estudio. Se trata de un aprendizaje basado en la ayuda y colaboración de todo el grupo para conseguir sacar adelante un proyecto, el cargador solar.

El trabajo se realizaba online en la plataforma web de Burutek: www.burutek.org/es y una vez por semana nos juntábamos de forma presencial en Éibar o en Bilbao para hablar sobre el proyecto de cargador solar.

Ilustración 7. Pagina web de Burutek

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Cargador Solar

Mediante esta plataforma, nos comunicábamos y subíamos los avances del proyecto.

Este proyecto no se va a quedar aquí, si no que puede ser mejorado en el futuro por personas que se unan a la web. Hay varios avances hechos y la siguiente idea es desarrollar una estación de carga solar.

Tomas Tamayo, se encargaba de organizar las reuniones y de enseñarnos como trabajar en grupo y nuevas dinámica de trabajo. Durante todas las reuniones se llevó a cabo siempre el mismo esquema de trabajo: o Check-in: en el que se contaba lo que se había hecho durante la semana a todos los miembros de manera oral, es decir, los avances y los problemas surgidos. Y también había que proponer temas para desarrollar en la charla.

Ilustración 8. Check-in

o Organización de tareas: una vez que todos los miembros de e-Betez habíamos hecho el apartado anterior, se pasaba entonces a la organización de las tareas que se habían propuesto. o Realización de tareas: se llevaba a cabo el plan descrito anteriormente y se realizaban avances sobre el cargador solar. Todos participábamos activamente durante el proceso de aprendizaje de otras materias y posteriormente nos centrábamos en nuestro trabajo. En muchas ocasiones, esta parte de la reunión se impartía como si fuera una clase teórico-práctica, en la que éramos los propios alumnos los que las realizábamos para los demás miembros. También los profesores y Tomás nos ayudaban y nos aconsejaban lo que teníamos que hacer cuando surgían algunas dudas.

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Cargador Solar

Ilustración 9. Desarrollo del cargador

o Check-out: para finalizar la reunión, nos juntábamos de nuevo y comentábamos lo que habíamos hecho en las horas de trabajo por equipos. Posteriormente se adjudicaban las tareas para la siguiente semana y por último para desconectar hablamos de cualquier otro tema que no tuviera nada que ver con el proyecto e-Betez.

En el anexo 9, aparecen las actas de reunión de grupo hechas por nosotros sobre las tareas que se realizaron cada día.

1.1.2 OSE en diseño mecánico A continuación se han definido las herramientas software de tipo OSE que se usan en el sector. También existe la presencia de hardware, como el mismo Arduino, pero es menos frecuente.

Diseño del producto 

Software de CAD: Para el proyecto, se ha utilizado el programa de CAD, Catia V5 R20, ya que se contaba con la licencia suministrada por la UPV/EHU y que es el programa que se ha impartido durante el grado de ingeniería mecánica. Sin embargo, existen programas libres con lo que se puede trabajar el diseño por ordenador: o FreeCAD [6]: es una aplicación libre de diseño asistido por computadora en tres dimensiones, para la asistencia en ingeniería mecánica y el diseño de elementos mecánicos. Está

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Cargador Solar

basado en Open CASCADE y programado en los lenguajes C++ y Python. o Sketchup [7]: es un programa de diseño gráfico y modelado en (3D) tres dimensiones basado en caras. Para entornos de arquitectura, ingeniería civil, diseño industrial... o Blender [8]: es un programa informático multi plataforma, dedicado especialmente al modelado, iluminación, renderizado, animación y creación de gráficos tridimensionales. 

Software de diseño vectorial: para algunos dibujos se ha utilizado el programa de diseño vectorial Inkscape [9], es un editor de gráficos en formato vectoriales, gratuito, libre y multiplataforma. Inkscape tiene como objetivo proporcionar a los usuarios una herramienta libre de código abierto de elaboración de gráficos en formato vectorial.



Software de edición de imagen raster o Gimp: es un programa de edición de imágenes digitales en forma de mapa de bits, tanto dibujos como fotografías. Es un programa libre y gratuito.

Otros principios y conceptos ligados a la filosofía OSE 

Tecnologías apropiadas: caracterizadas por su bajo costo, la no importación de insumos, su pequeña escala, su fácil utilización por la población y su sostenibilidad. La tecnología es un factor esencial de la producción, la introducción de nuevas tecnologías o el desarrollo de las existentes en una sociedad constituye uno de los medios para contribuir a su desarrollo. [10]



Replicabilidad: implica que el objeto final, se pueda realizar con materiales accesibles para todo el mundo, es decir que se encuentren fácilmente, en cualquier parte del mundo, en cualquier segmento socioeconómico.

Los materiales con los que se ha hecho el cargador solar OSE, se pueden encontrar fácilmente, ya que los componentes electrónicos se pueden conseguir en cualquier tienda especializada, y las impresoras 3D, aunque ahora 19

Cargador Solar

mismo no todo el mundo pueda permitirse una, es una tecnología que está en auge. Incluso hay personas que se fabrican su propia impresora con la filosofía Open Source.

1.2 Objetivos del proyecto El principal objetivo de este proyecto, es la necesidad de cargar cualquier dispositivo móvil, sin depender de la energía que suministran las compañías eléctricas.

Cada día se puede ver el aumento del precio de la electricidad, lo que supone también otra razón de peso por la cual este cargador solar será de gran utilidad. Debido a la gran demanda energética en los últimos años, la falta de recursos agotables y el gran debate de la contaminación del planeta, existe la obligación de investigar nuevas tecnologías en el campo de las fuentes renovables que mejoren las actuales.

Para el cargador solar portátil, como su nombre indica, la principal novedad es que se puede llevar en una mochila para que cuando una persona quiera cargar las baterías de su equipo portátil por ejemplo en la montaña, lo pueda hacer, lo que implica que éste sea lo más pequeño y manejable posible. También será posible su uso en casa y para poder conseguir el mayor aprovechamiento de los rayos del sol, se podrá colocar en la ventana mediante una ventosa, quedará perfectamente acoplado al cristal y se conseguirá un gran rendimiento del cargador. La gente se está dando cuenta de que este tipo de tecnologías tienen muchas cualidades y todas ellas son buenas. A parte de ser respetuosa con el medio ambiente, es ideal para viajes largos en los que posiblemente no haya ninguna fuente de corriente a la que poder conectar los dispositivos personales.

Durante el trascurso del proyecto, surgió la idea de realizar una estación de carga que permitiría una mayor autonomía a la hora de recargar dispositivos, sin embargo por la falta de tiempo no se ha llevado a cabo. No obstante, se ha realizado un estudio sobre la posible producción que se conseguiría, además, una vez estudiado el cargador solar portátil, será más fácil en un futuro abordar este proyecto. La estación de carga, estará situada en un lugar fijo y se conseguirá un gran ahorro en los 20

Cargador Solar

hogares o lugares públicos, ya que al tener una gran potencia, no habrá la necesidad de utilizar el enchufe como principal fuente de energía. Para aprovechar mejor los rayos solares, el panel solar será orientable hacia el sol, lo que permitirá que en todo momento los rayos lleguen perpendiculares a la placa, para sacar el mayor rendimiento de la estación de carga.

Estos objetivos se llevarán a cabo mediante la implementación de un convertidor buck no síncrono, de modo que éste realizará una adaptación de impedancias entre la entrada y la salida para que la transferencia de potencia a la carga siempre sea la máxima disponible.

En cuanto a la estructura mecánica, en el cargador portátil, se tendrá en cuenta que sea lo más portátil posible y que se aprovechen los rayos solares en cualquier lugar de manera eficiente para sacar el mayor rendimiento al cargador solar, ya sea en el interior o en el exterior.

También se pretende animar a personas emprendedoras a que ayuden y mejoren el cargador solar portátil y los futuros proyectos que se puedan realizar. Al ser una comunidad basada en Open Source.

1.3 Situación actual La energía solar está teniendo una gran repercusión en buena parte de España y el País Vasco no es una excepción. Según datos de EurObserv‘ER, en el año 2012, España era el segundo país de la unión Europea con mayor potencia fotovoltaica acumulada con 3.787 MW, [11] únicamente por detrás de Alemania. Es un sector que

debe seguir adelante con nuevas instalaciones para que la capacidad de producción de energías renovables de Álava sea muy importante en los próximos años y tenga la capacidad suficiente como para cubrir la demanda de energía de todos sus ciudadanos.

En la Ilustración 10 se puede ver la demanda de energía eléctrica en tiempo real, estructura de generación y las emisiones de CO2. Se trata de una web interactiva en la que se puede saber la demanda de energía en cualquier día y a cualquier hora. El grafico circular que aparece a la derecha, va variando dependiendo de la energía que se está usando en ese momento. El uso de la energía solar en el periodo donde los 21

Cargador Solar

rayos de sol llegan con mayor intensidad, es mayor. Con esta plataforma web de la Red Eléctrica Española, se pueden obtener el uso que las personas dan a la energía en tiempo real en España.[12]

Ilustración 10. Análisis en tiempo real del uso de energía en España

Ilustración 11. Consumo de energías renovables y no renovables en España año 2013

Como se aprecia en la Ilustración 11, el uso de la energía solar fotovoltaica y solar térmica en España, a pesar de contar con una gran cantidad de instalaciones, es aun inferior a otras energías renovables como la eólica. [13] 22

Cargador Solar

La energía solar en Euskadi, está contribuyendo en gran medida al uso de energías renovables y en especial a la energía fotovoltaica, gracias a diferentes instalaciones como es el caso de la huerta solar de Lantarón 1,3 millones de KWh, que es una de las más importantes en relación a la energía solar y que ofrece en estos momentos electricidad a muchas familias de la zona (440 hogares) [14], que es algo muy importante a tener en cuenta. El País vasco, está realizando muy buen trabajo en relación a la energía solar, ya sea con la creación de huertas solares, instalaciones de energía solar fotovoltaica en las viviendas (2.000 instalaciones lo que significa una suma de 1,5 MW de energía solar fotovoltaica) o instalaciones de energía solar térmica para acondicionamientos para poder estar preparados en un futuro en el que la energía no renovable no se encuentre disponible y al mismo tiempo poder reducir las emisiones CO2 y la producción de otro tipo de residuos como puede ser la nuclear.

El cargador portátil puede ayudar a aumentar el uso de la energía solar entre los ciudadanos, y en un futuro ser una opción tan válida como un enchufe cualquiera para poder cargar o utilizar aparatos portátiles de una potencia aproximada inferior a 8 vatios de carga.

Asimismo, este tipo de dispositivos portátiles de carga aumentan la fiabilidad del abastecimiento de energía eléctrica, en este mundo donde cada vez dependemos más y más de ella. Hoy en día quedarse sin batería en el móvil, en el ordenador, en el MP3 o con cualquier otro dispositivo electrónico es algo frecuente. En el caso de no disponer de una fuente de corriente eléctrica disponible, el problema se agrava, muchas personas viven esta situación todos los días, pero si tuvieran a mano un cargador solar portátil que sirva para todos los dispositivos electrónicos su problema ya dejará de existir.

Por último es una gran ventaja, ya que el coste asociado del consumo de luz es cada vez más elevado como se puede observar en Ilustración 12 y en Tabla 1. El gasto promedio de electricidad anual por hogar en España es 990 €/año, siendo el consumo medio eléctrico por familia en España 3.487 kWh [15]

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Cargador Solar

Ilustración 12. Evolución coste electricidad [15]

En el año 2012, se produjo un pico en el coste anual de electricidad aunque ya se podía intuir este gran salto debido a que desde el año 2005, el precio se incrementaba cada año.

Tabla 1. Evolución consumo de electricidad [16]

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Cargador Solar

2. Antecedentes Para explicar los orígenes del aprovechamiento de la energía solar hay que remontarse al siglo III a.C. Escritos antiguos de la Antigua Grecia, describen como Arquímedes ideo una serie de espejos hexagonales que concentrarían la energía solar en un punto que aprovecharía para incendiar los barcos de la flota romana en la batalla de Siracusa.

Ilustración 13. Arquímedes

Siglos más tarde, en el año 1515, Leonardo Da Vinci, pensando en el posible aprovechamiento de la energía solar en el campo industrial, trató de construir un concentrador de 6 kilómetros de diámetro a base de espejos cóncavos para la generación de calor y/o vapor de agua.

Finalmente, esta idea solo quedaría en proyecto, aunque valdría como inspiración para futuras ideas que desarrollarían pensadores de siglos posteriores.

Debido a que según Descartes, la historia de la batalla de Siracusa era físicamente imposible, Georges Louis Leclerc, más conocido como el Conde de Buffon y famoso por su carácter empedernido, comenzó a intentar verificar en el siglo XVIII esta anécdota. Es por eso, que construyo a base de una gran cantidad de cristales de gafa un sistema similar al de una lupa consiguiendo que ardiera una madera situada a una distancia de más de 50 metros.

Sin duda, el avance más importante lo dio Alexandre Edmon Becquerel, quien experimentando con una pila electrolítica sumergida en una sustancia de las mismas propiedades, observo que después al exponerla a la luz generaba más electricidad. Así

25

Cargador Solar

fue que descubrió el "efecto fotovoltaico" en 1839 que consiste en la conversión de la luz del sol en energía eléctrica.

Desde ese momento fueron múltiples las personas que investigaron en el terreno de la energía solar. Pero no fue hasta el año 1868 cuando Augustin Mouchot desarrolló los primeros sensores solares, que aumentarían el interés de muchas personas por aprovecharse de este innovador sistema de captación de energía. En 1911 Frank Schuman fundó la empresa Sun Power Co, llegando a producir en 1912 88 KW en la planta solar de Maadi (Egipto).

Las placas solares como hoy se conocen comenzaron a aparecer a partir de 1946, después de que Russel Ohl patentara los primeros paneles solares de silicio, que posteriormente mejoraría Gerald Pearson de Laboratorios Bells.

En 1954 se comenzaron a producir paneles solares, que en su mayoría eran para los satélites espaciales, lo que fue un gran avance en el campo aeroespacial. El primer uso general para el público se dio en la década de los setenta, cuando se incorporaron pequeñas placas solares a las calculadoras, que todavía se siguen utilizando.

Durante los últimos años la producción de energía fotovoltaica ha sufrido un crecimiento exponencial, llegando a generarse una potencia mundial de 96,5GW. El mayor campo de energía solar es el proyecto Mojave solar que está actualmente en construcción, y tiene previsto su funcionamiento en Barstow (California) en el año 2014. Ocupará 714 hectáreas, y tendrá una potencia de 280 MW abasteciendo el equivalente de 54.000 viviendas con energía limpia.

En el Estado español el crecimiento de la energía fotovoltaica deceleró fuertemente en el año 2008 con el cambio de las leyes para las subvenciones públicas de instalaciones. Este paro se incrementó más en el 2009, en julio, con la liberalización del mercado. Además de ello, con la privatización del uso de la energía solar por parte del estado, y las tasas que creó en el año 2013 por el uso de energía solar en instalaciones autónomas el mercado hoy en día está muy bloqueado.

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Cargador Solar

2.1 Estado del Arte Antes de realizar el proyecto, se buscaron en el mercado diferentes tipos de cargadores solares portátiles e instituciones que han empezado proyectos similares a este. Existen varios tipos de cargadores solares portátiles. A continuación se mostrará un estudio realizado sobre las diferentes opciones que hay a la hora de comprar un cargador solar y sobre los avances que hay respecto a este tema realizados por otras personas. No hace falta empezar de cero, existen varios sitios web en los que se trabaja con Open Source, lo que se va a hacer es comprobar si lo que tienen desarrollado puede servir para alguna fase del proyecto y si se puede, aportar nuevas ideas y soluciones a sus trabajos.

2.1.1 Cargadores solares en el mercado

Laptop Titan Cargador solar para todo tipo de dispositivos electrónicos, incluso para ordenadores portátiles.

- Panel solar: 2,5 W - Batería interna: 13.200 mAh - Conectores múltiples - Indicadores de carga -Dimensiones: 190x125x30 mm - Peso: 600g Ilustración 14. Cargador Laptop Titan

- Precio 139,95 €

Se trata de un cargador solar muy completo ya que posee gran capacidad de batería, lo que le permite tener una gran autonomía. Es el cargador ideal para viajes largos en los que se necesite una gran autonomía y continuar trabajando sin preocuparse de la batería del móvil o el ordenador. Se puede encontrar fácilmente en la página web de "tucaradorsolar.com" su precio no es muy económico aunque ofrece grandes prestaciones.[17] 27

Cargador Solar

Xtrom lava Cargador solar con doble panel, ideal para senderismo y montaña.

- Dos paneles solares (3,5 W total) - Batería interna: 4.000 mAh - Multisalida USB - Dimensiones: 92x152x20 mm - Peso: 186 g - Precio: 78,95 €

Ilustración 15. Cargador Xtrom Lava

Es un potente cargador universal de móviles y tablets, ideal para actividades al aire libre. De fabricación holandesa, se caracteriza por su portabilidad, calidad y prestación de carga. El tiempo de carga es mucho menor que el anterior cargador y se puede encontrar en la misma página web a un mejor precio.[17] XDModo solar window Cargador solar que se puede colocar en una ventana mediante ventosas, para aprovechar la luz solar que entra en casa - panel solar 2W - batería interna: 1400mAh - salidas USB - dimensiones: 110x110x17,5 mm - peso: 135 g - Precio 49,95 €

Ilustración 16. Cargador XDModo solar window

La principal novedad es que gracias a que se puede pegar en la ventana, es posible sacar mayor rendimiento del cargador dentro de casa. El tiempo de carga es

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Cargador Solar

muy elevado pero cumple la función de recargar el móvil sin necesidad de conectarse a la red eléctrica en casa.[19] Cargador solar ONpower 300 Concebido para deportistas que quieren tener una autonomía de energía en las actividades en el exterior.

- panel solar: 2W - batería interna: 1000mAh - salidas USB - dimensiones: 250x205x5 mm - peso: 325 g - Precio 32,95 €

Ilustración 17. Cargador ONpower 300

Su principal atributo es que además de no tener un precio elevado, es muy portátil, ya que no ocupa prácticamente nada, únicamente el volumen de la placa con la funda exterior (5mm de grosor). Se puede adquirir en Decathlon.[18] Cargador solar móviles Tiene diversos adaptadores que permiten al cargador funcionar con dispositivos móviles que tengan distintos tipos de conectores: USB, mini USB...

- panel solar: 1,5W - batería interna: No - multi-salidas USB - Precio 90 €

Ilustración 18. Cargador móvil

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Cargador Solar

Power Bag Puede ser fácilmente acoplado a la mochila, bicicleta o tienda de campaña.

- panel solar: 2,7 W - batería interna: 5200mAh - salidas USB - dimensiones: 200x250x18 mm - peso: 459 g - Precio 76,95 € Ilustración 19. Cargador Power Bag

Es el complemento ideal para aventureros que deseen un cargador solar de altas prestaciones con el mínimo volumen y peso posible. [17] Conclusiones Existen muchos más tipos de cargadores con diferentes prestaciones, todo dependerá del uso que le quiera dar la persona que lo compre. Por lo general la gente busca un equilibrio entre calidad-precio. La mayoría de estos dispositivos, aunque son accesibles, no son baratos, lo que se intenta con este proyecto es que cualquier persona, pueda tener el suyo propio a un precio asequible, además de tener una gran autonomía y rendimiento. Al estar trabajando con un conocimiento abierto, el cargador puede mejorarse en un futuro y mejorar las prestaciones actuales.

2.1.2 Proyectos similares 

Open Energy Monitor: es un proyecto para desarrollar herramientas de monitoreo de energía de código abierto (Open Source) que ayuda a relacionar a las personas con el uso de la energía. El sistema Open Energy Monitor es compatible Arduino y se compone de cuatro partes principales: emonTx, emonGLCD,

emonBase,

emoncms. Estos pueden ser ensamblados y 30

Cargador Solar

configurados para una gran variedad de aplicaciones, desde un monitor de energía en el hogar, a un panel fotovoltaico de seguimiento solar.

También es posible ir más allá de la vigilancia para empezar a controlar las cosas: el desvío de los excedentes de energía fotovoltaica para agua caliente sanitaria es un proyecto de investigación activo del Open Energy Monitor. [20]

Ilustración 20. Open Energy Monitor



Free charger controler: aporta la solución al problema de qué hacer a la noche para que la batería del cargador no se descargue y también el circuito del que se puede partir para realizar el cargador solar.[21]

Ilustración 21. Free Charger Controler



Tim Nolan: se trata de un investigador, que ha realizado numerosos proyectos con Arduino y con el tema de la energía solar. Su principal proyecto es un cargador de energía solar basado en el punto de máxima potencia del panel solar, con el que consigue aumentar la eficiencia del cargador.[22]

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Cargador Solar



Arduino Solar Charger Shield: La Solar Shield permite alimentar Arduino con una batería LiPo de 2.7 a 4.2 V y recargarla al mismo tiempo con un panel solar.

La placa convertirá automáticamente un voltaje constante de 5 V para alimentar el circuito. Es ideal para sensores remotos o que necesiten de alimentación continua. [23]

Ilustración 22. Arduino ASCS

Estos avances que han realizado otras personas, han ayudado a este proyecto a no empezar de cero. Se escogieron las ideas que podían ayudar y se pudieron en práctica como se verá a continuación.

3. Marco teórico del proyecto En este apartado, se explicarán todos los conceptos teóricos y las pruebas realizadas antes de llevar a cabo el cargador solar portátil. Es muy importante elegir bien cuales van a ser los componentes que van a formar el cargador y para ello, hay que realizar un estudio de los diferentes paneles, baterías y tipos de Arduino. También se explicará cómo funciona un cargador solar portátil y los usos que se le puede dar.

Un aspecto importante es la posición del sol durante los solsticios y los equinoccios, se estudiará su recorrido y como afecta al cargador solar.

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Cargador Solar

3.1 Tipos de células y paneles fotovoltaicos Los paneles fotovoltaicos (llamados paneles solares) están formados por un conjunto de celdas que producen electricidad a partir de la luz que incide sobre ellos.

El parámetro estandarizado para clasificar su potencia se denomina potencia pico, y se corresponde con la potencia máxima que el módulo puede entregar bajo unas condiciones estandarizadas, que son: 

Radiación de 1000 W/m²



Temperatura de célula de 25 °C Una célula fotovoltaica se construye con dos tipos de silicio, que cuando son

golpeados por la energía solar, producen una diferencia de potencial entre ellos y, si está conectado a un circuito eléctrico, circulará una corriente. Normalmente se utilizan las formadas por la unión p-n. Una célula fotovoltaica se fabrica a partir de dos capas de silicio monocristalino, una con dopado P (dopada en el boro) y la otra dopada en N (dopada en el fosforo) que crea así una unión p-n.

Su efectividad es mayor cuanto mayores son los cristales, pero también su peso, grosor y coste. El rendimiento de las cristalinas puede alcanzar el 20 % mientras que el de las amorfas puede no llegar al 10 %, sin embargo su coste y peso es muy inferior.

Existen tres tipos de placas fotovoltaicas: - Células monocristalinas: se cortan de un solo cristal de silicio es decir, son efectivamente una rebanada de un cristal. Estos son los más eficientes y los más caros de producir. También son rígidos y deben ser montados en una estructura rígida para su protección. Ofrecen un rendimiento entre 17 y 20 %.

- Policristalino: las células son una reducción de corte de un bloque de silicio, compuesto de un gran número de cristales. Poco menos eficiente y un poco menos 33

Cargador Solar

costosa que las células monocristalinas y otra vez deben ser montados en un marco rígido. Ofrecen un rendimiento entre 14 y 16 %.

- Células amorfas: éstas son realizadas mediante la colocación de una fina capa de amorfo (no cristalino) de silicio sobre una amplia variedad de superficies. Estos son los menos eficiente y menos costoso de producir de los tres tipos. Debido a la naturaleza amorfa de la capa fina, es flexible, y si se fabrica sobre una superficie flexible,

el

panel

solar

entero

puede

ser

flexible.

Una característica de las celdas solares amorfa es que su potencia se reduce con el tiempo, especialmente durante los primeros meses, después de los cuales son básicamente estables. Ofrecen un rendimiento de hasta un 11 %.

Ilustración 23. Célula solar

También existen las células multi-capa que ofrecen un rendimiento mayor, con varias capas de cristales de arseniuro de galio, y alcanzan eficiencias del 30 %. En laboratorio se ha superado el 43 % con nuevos paneles.

3.1.1 Características paneles solares La curva tensión-intensidad en función de la temperatura nos informa de la tensión en bornes de la placa y de la intensidad suministrada por la placa.[25]

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Cargador Solar

Ilustración 24. Curvas paneles

La potencia de salida disminuye cuando aumenta la temperatura de las células del panel. Si se supera la intensidad de pico cae de golpe la tensión y la potencia de salida.

La potencia máxima es la característica más importante del panel, se obtiene multiplicando la tensión a potencia máxima (de pico) por la intensidad de pico entregada a la carga. Este punto lo proporciona el fabricante y se puede saca de la curva característica V/I del panel.

3.1.2 Agrupamiento y conexión de paneles

Si una célula fotovoltaica proporciona 0,5 V se necesitarán 36 células en serie como mínimo para obtener 18 voltios de tensión de salida para alimentar las baterías.

Al aumentar la temperatura de trabajo de las células disminuye la tensión de salida y por eso los fabricantes de paneles colocan 36 células en serie para asegurar la carga de las baterías.

Cuando la demanda de potencia crece se pueden conectar varios paneles en paralelo para aumentar la corriente producida, aunque hay que aumentar la sección de los cables.[25]

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Cargador Solar

Ilustración 25. Agrupación células 1

Ilustración 26. Agrupación células 2

3.1.3 Parámetros eléctricos del panel fotovoltaico

Ilustración 27. Curva I-V

Como podemos ver en la Ilustración 27, existen cuatro factores que definen eléctricamente a un panel fotovoltaico.

- Intensidad de cortocircuito Isc que corresponde a la cantidad de amperios que podríamos registrar si la resistencia entre sus bornes fuera 0.

- Tensión de circuito abierto Voc que corresponde a la cantidad de voltios que mediríamos entre sus bornes estando desconectados de cualquier tipo de resistencia eléctrica.

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Cargador Solar

- Potencia máxima o producto de Vmax por Imax que es la máxima potencia que el panel suministra en condiciones normalizadas de potencia lumínica y temperatura. Es el dato que damos cuando hablamos de la potencia de un panel.

- Factor de forma FF que es la relación entre Pmax y el producto Isc x Voc. Da una idea de las prestaciones reales del panel. Entre dos paneles definidos por una misma Pmax, suministrará más potencia aquel cuyo FF se aproxime más a la unidad.

- Rendimiento o relación entre potencia suministrada y la radiación solar disponible (w/m2). [24]

Variaciones

Ilustración 28. Curva I-V

A

mayor

intensidad

Ilustración 29. Curva I-V

el

Isc

variará

Con el cambio de temperatura Isc a penas

considerablemente, mientras que el Voc a

variará, mientras que Voc el cambio será mayor.

penas varía.

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Cargador Solar

3.1.4 Eficiencia de los paneles solares En muchas ocasiones las personas se preguntan, cuál sería la posición correcta del cargador para poder aprovechar al máximo los rayos solares, es decir, como aumentar la efectividad. A continuación se van a explicar los factores a tener en cuenta: 

El principal factor es la intensidad lumínica, cuanto mayor sea ésta, mayor será la efectividad del cargador. Posteriormente se explicará más exhaustivamente como llega la radiación emitida por el sol hasta la superficie terrestre.



El segundo factor más importante es el grado de inclinación hacia esta luz, si el panel solar se encuentra completamente perpendicular al sol, se estará aprovechando al máximo la efectividad del cargador solar. Para que una placa absorba la mayor energía posible los rayos del sol deben incidir perpendicularmente para que no exista reflexión de estos. En el caso de que exista un ángulo de inclinación, entre la incidencia solar y la placa, cuanto más se aleje de la situación ideal (90º) mayor será la energía reflejada y por tanto menor el rendimiento de la placa. La Ilustración 30, muestra el área que se pierde cuando los rayos no entran perpendiculares a la placa solar.

Ilustración 30. Entrada de rayos solares al panel solar

La Tabla 2, muestra una idea aproxima sobre el rendimiento teórico que se conseguiría dependiendo de las situaciones ambientales y de orientación de la placa.

Posteriormente, se realizará un estudio más específico sobre la entrada de los rayos solares para dos posiciones del cargador solar, vertical y horizontal.

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Cargador Solar

Condición

Intensidad (% de pleno Sol)

Pleno Sol - Panel Solar apuntando directamente al Sol

100 %

Pleno Sol - Panel Solar en 45° grados hacia el Sol

71 %

Parcialmente nublado

60-80 %

Muy nublado

20-30 %

Detrás de una ventana, de un sólo cristal, doblemente reforzado. La ventana y el módulo apuntando directamente hacia el Sol.

91 %

Detrás de una ventana, de dos cristales, doblemente reforzado. La ventana y el módulo apuntando directamente hacia el Sol.

84 %

Detrás de una ventana, de un sólo cristal, doblemente reforzado. La ventana y el módulo en 45° hacia el Sol.

64 %

Luz de interior de oficina - en el escritorio

0.4 %

Luz de interior - Iluminación de una tienda

1.3 %

Luz de interior - Casa

0.2 %

Tabla 2. Condiciones del sol e intensidad

3.2 Tipos de baterías Las baterías o acumuladores son dispositivos capaces de acumular energía eléctrica a través de procesos de carácter electroquímicos. Todas las baterías poseen 2 bornas (positivo y negativo), al cablear estas dos bornas, los electrones fluyen, tan rápido como pueden, desde el terminal negativo hacia el terminal positivo. En el interior de la batería, una reacción química produce estos electrones a una tasa determinada (resistencia interna). Para que la reacción tenga lugar, los electrones deben desplazarse desde el polo negativo al positivo. Esta es la razón por la que se puede teóricamente dejar una batería desconectada y no perder esa energía. Mientras que si se deja el circuito conectado, el flujo de electrones hará que la batería se descargue.

39

Cargador Solar

El funcionamiento de las baterías es simple, cuando se les aplica una diferencia de potencial el flujo de electrones que se produce durante la descarga se invierte, y la energía se restaura.

Es importante conocer los tipos de baterías a recargar, ya que no todas son iguales, por lo que se estudiaron las diferentes posibilidades del mercado.

3.2.1 Baterías de Níquel y Metal Hidruro: representadas bajo los símbolos NiMh. Los costes de producción son más baratos que los de las baterías anteriores debido a la ausencia del Cadmio, además no tienen el denominado “efecto memoria” y son más respetuosas con el medio ambiente. Este tipo de baterías tienen la otra ventaja de aportar una autonomía mayor que las de NiCd. Sin embargo, soportan un menor número de ciclos de vida antes de que comiencen a perder capacidad de carga.

Pueden proporcionar un voltaje de 1,2 voltios y una capacidad entre 0,8 y 2,9 amperiohora. Su densidad de energía llega hasta los 100 Wh/kg, y los ciclos de carga de estas pilas oscilan entre las 500 y 1000 cargas.[26]

Baterías NiMH de baja autodescarga (LSD NiMH) Una variante híbrida de la batería de

níquel-metal

hidruro

con

baja

autodescarga (LSD NiMH). Este modelo presenta

una

tasa

de

autodescarga

significativamente menor que la versión NiMH convencional, de manera que se mantiene cargada cuando no está en uso.

Ilustración 31.Batería NiMh (LSD

Esto se logra mediante la mejora en el separador de electrodos y un electrodo positivo optimizado, lo que permite que la batería retenga el 70 %-85 % de su capacidad. Por lo

40

Cargador Solar

demás, su diseño es muy parecido a otras baterías de NiMH, lo que permite que pueda ser cargada con el mismo tipo de cargador.

Carga y descarga de las baterías El calor es el gran enemigo de los elementos de NiCd y aún más de las de NiMH. Si se carga una batería con una corriente elevada y una vez alcanzada la carga máxima se sigue suministrando corriente, ésta se disipará en el interior de la batería en forma de calor, pudiendo deteriorarla o incluso destruirla .

Capacidad de descarga según la temperatura Como se puede ver en la Ilustración 32, según aumenta la temperatura, se disminuye la capacidad de carga de las baterías.

Ilustración 32. Descarga de baterías

Una batería siempre debe permanecer fría durante la carga debido a que las altas temperaturas acortan la vida de la batería. Sin embargo, algunos aumentos de temperatura no se pueden evitar cuando se cargan baterías de base Níquel. La temperatura alcanza su valor máximo cuando la batería se acerca a su plena carga, luego baja después que la batería cambia a carga lenta. La batería debe enfriarse eventualmente a temperatura ambiente. Si la temperatura permanece por encima de la temperatura ambiente después de unas pocas horas al modo listo, es muy probable que el cargador funcione incorrectamente.

3.2.2 Baterías de iones de Litio: representadas por las palabras “Ion-Litio, sin duda las más populares en la actualidad dada su versatilidad, ya que el lítio es mucho más ligero y proporciona una mayor autonomía, además de diseños muchos 41

Cargador Solar

más reducidos y ligeros, elevada capacidad energética y resistencia a la descarga.

Comparten con las de NiMh la duración de vida útil en cuanto a número de ciclos y la ausencia de “efecto memoria”. Sin embargo, poseen rápida degradación y sensibilidad a las elevadas temperaturas, que pueden resultar en su destrucción por inflamación o incluso explosión, requieren en su configuración como producto de consumo, la inclusión de dispositivos adicionales de seguridad.[26] Inconvenientes A pesar de todas sus ventajas, esta tecnología no es el sistema perfecto para el almacenaje de energía, pues tiene varios defectos, como pueden ser: 

Duración media: depende de la cantidad de carga que almacenen, independientemente de su uso. Tienen una vida útil de unos 3 años o más si se almacenan con un 40 % de su carga máxima.



Soportan un número limitado de cargas: entre 500 y 1.000, menos que una batería de níquel cadmio e igual que las de Ni-MH, por lo que ya empiezan a ser consideradas en la categoría de consumibles.



Son costosas: su fabricación es más costosa que las de Ni-Cd e igual que las de Ni-MH. Se utilizan en todos los teléfonos móviles y ordenadores portátiles del mundo y continúa extendiéndose su uso a todo tipo de herramientas portátiles de baja potencia.



Pueden sobrecalentarse hasta el punto de explotar: están fabricadas con materiales inflamables que las hace propensas a detonaciones o incendios, por lo que es necesario dotarlas de circuitos electrónicos que controlen en todo momento su temperatura.



Peor capacidad de trabajo en frío: ofrecen un rendimiento inferior a las baterías de Ni-Cd o Ni-MH a bajas temperaturas, reduciendo su duración hasta en un 25 %.



Voltaje muy variable: debido a que la variación de la tensión de celda es muy grande se hace imprescindible utilizar un pequeño convertidor CC/CC en

42

Cargador Solar

función de la aplicación de la que se trate si se quiere tener una tensión de salida constante.

Reciclaje de las baterías de litio.

El reciclado de las baterías de litio, es un negocio rentable, en el cual se desecha el propio litio de las mismas. Esto puede parecer una incongruencia, pero el precio del litio es de alrededor de 6 euros por kilogramo, lo suficientemente bajo como para que no exista un movimiento privado a favor del reciclaje.

Cuando se mandan las baterías de litio a reciclar, los metales que se extraen de las baterías son aquellos más valiosos, como el cobalto, con un precio de 19 euros por kilo, más de tres veces el precio en el mercado del litio.

Debido al bajo precio del litio, que se espera se mantenga estable gracias a los nuevos yacimientos encontrados en Bolivia, su recuperación de las baterías usadas no supone un aliciente empresarial, dejándolo como un simple relleno para el hormigón, imposibilitando de esta manera su futura recuperación y utilización. [27] Cuidados de la batería Estas baterías tienen el menor efecto memoria de todas las demás tecnologías, por ello es necesario que tras un número de ciclos incompletos se realice una calibración completa de la batería para que el efecto memoria desaparezca. Para alargar su vida útil necesitan ciertos cuidados: 

Es recomendable que permanezcan en un sitio fresco (15 °C), y evitar el calor.



Cuando se vayan a almacenar mucho tiempo, se recomienda dejarlas con carga intermedia (40 %). Asimismo, se debe evitar mantenerlas con carga completa durante largos períodos.

43 Ilustración 33. Gráfica Ion-Litio

Cargador Solar

La principal ventaja es que permiten realizar recargas cuando le sea más cómodo al usuario, además de ser mucho más rápidas. El proceso de carga de una batería de Litio suele dividirse en dos partes: 

Una fase de carga rápida hasta un 80 % de su capacidad.



Una más lenta hasta alcanzar el 100 %.

"efecto memoria" El denominado efecto memoria de las baterías, es un fenómeno por el cual la capacidad de las baterías se ve reducida debido a una incorrecta gestión de las cargas por parte del usuario o por sobrecalentamiento. Al cargar las baterías sin que éstas hayan llegado a descargarse por completo de forma reiterada, los compuestos encargados de generar la reacción química que produce la corriente eléctrica terminan por crear cristales que modifican el voltaje y reducen su capacidad de carga.

3.2.3 Baterías de Níquel-cadmio Suelen representarse con el símbolo químico de cada una de los elementos (NiCd).

Se

tratan

de

las

baterías

recargables más antiguas que existen.

Tienen coste de producción relativamente costoso, además presentan una vida útil más corta (limitadas a unos 1.500 ciclos de carga y descarga completos).

Otro

problema es lo contaminante que resulta el Cadmio para el medio ambiente. Todos estos factores todos desaconsejan su uso Ilustración 34. Gráfica Ni-Cd

tanto

a

nivel

doméstico

como

industrial.[26]

44

Cargador Solar

Conclusiones: Hoy en día, la mayoría de las baterías de los teléfonos móviles, son de ion-litio, debido a su facilidad a la hora de cargarlas y que no tienen efecto memoria, por lo que duran más tiempo que otras baterías. Además en el caso de que se realizara en un futuro la versión 2.0 del cargador solar, que dispondría de baterías internas, las de ion-litio son mucho más fáciles de recargar, ya que únicamente controlando el voltaje se puede hacerlo. Sin embargo las de níquel - metalhidruro y las de níquel - cadmio, se necesita controlar tanto el voltaje como la intensidad. Con lo que el programa de control se complicaría y si no se realiza correctamente, las baterías pueden dejar de funcionar.

3.3 Arduino Arduino es una tarjeta electrónica de hardware libre basada en una sencilla placa con un microcontrolador y un entorno de desarrollo que implementa el lenguaje de programación Processing/Wiring (basado en C++). Se puede utilizar para desarrollar objetos interactivos autónomos, las placas se pueden montar a mano o adquirirse. El entorno de desarrollo integrado libre se puede descargar en online y es completamente gratis. Arduino se inició en el año 2005 como un proyecto para estudiantes en el Instituto IVREA, Italia. En ese tiempo, los estudiantes usaban el microcontrolador BASIC Stamp, cuyo coste era de 100 dólares estadounidenses, lo que se consideraba demasiado costoso para ellos. El nombre del proyecto viene del nombre del Bar di Re Arduino (Bar del Rey Arduino) donde Massimo Banzi (impulsor del proyecto) pasaba algunas horas.

Al ser open-hardware, tanto su diseño como su distribución son libres. Es decir, puede utilizarse libremente para el desarrollo de cualquier tipo de proyecto sin haber adquirido ninguna licencia.

Muchas son las aplicaciones que tiene Arduino: timers para encender/apagar lámparas

y controlarlas a

distancia,

pantallas

de

LEDs que simulen el

atardacer/amanecer, sensores de temperatura que controlen el encendido/apagado

45

Cargador Solar

de calentadores, generación de música con sensores ambientales, control de iluminación de espacios, control de servomotores, impresoras 3d, drones,… Arduino puede tomar información del entorno a través de sus pines de entrada de toda una gama de sensores y puede afectar aquello que le rodea controlando luces, motores y otros actuadores. Aunque no solo en el ámbito domestico se puede utilizar Arduino, si no a nivel de realizar un proyecto que tenga electrónica y poder controlar cualquier circuito de manera sencilla, únicamente sabiendo lo básico de programación con Arduino. Esa es la gran ventaja que tiene esta plataforma, que en un periodo corto de tiempo puedes controlar un sistema, ya que, en el caso de no utilizar este tipo de tecnología, hay que controlar directamente un microcotrolador y eso es mucho más difícil y costoso de tiempo y de aprender. [28] 3.3.1 Tipos de Arduino Para la realización del cargador, se estudiaron los diferentes tipos de Arduino que hay en el mercado y a la hora de la elección se tuvieron en cuenta varios requisitos. Lo primero que se hizo, fue responder a estas 3 preguntas que agilizarán bastante la elección de una u otra placa: 1.- ¿Qué tamaño tendrán los proyectos que se quieren hacer con Arduino?, ¿Qué interesa más el espacio o las prestaciones?

2.- ¿Se dispone de un programador de micros o se quiere que tanto la alimentación como la programación se pueda hacer con la propia placa?

3.- ¿El Arduino va a interactuar sólo con su propia circuitería o se tendrá que comunicar con más placas u otros dispositivos (móviles, pda’s, receptores, etc.)? 

Arduino Mega: es con mucha diferencia el más potente, para trabajos más complejos aunque se tenga que sacrificar un poco el espacio, cuenta con el microcontrolador Atmega1280 con más memoria para el programa, más RAM y más pines que el resto de los modelos.

46

Cargador Solar



Arduino Bluetooth: incorpora un módulo para la transmisión de datos de hasta 100 metros, con esta placa se puede programar sin cables así como también realizar comunicaciones serie con cualquier dispositivo bluetooth.



Arduino Pro: más robusto y mejor acabado final, incorpora funcionalidades interesantes como un conector especial para conectar una batería LiPo y realizar un montaje portátil.



Arduino Nano su principal ventaja es que puede ser pinchado directamente sobre una protoboard haciendo muy cómodo el prototipado al igual que el Arduino mini.



Arduino Duemilanove: llamada comúnmente Arduino uno. Es la última revisión de la placa Arduino USB básica. Se conecta al ordenador con un cable USB estándar y contiene todo lo necesario para programar la placa.

Se

puede

ampliar con gran variedad de shields. 

Arduino Diecimila: mismo modelo que el duemilanove pero una version anterior, la principal desventaja es que trae el chip atmega168 frente al atmega328 del duemilanove que es más potente aunque perfectamene compatibles respecto a patillaje y programación



Arduino Mini: versión en miniatura de la placa Arduino. Mide tan sólo 30x18mm y permite ahorrar espacio en los proyectos que lo requieran. Las funcionalidades son las mismas que Arduino Duemilanove.

Existen numerosos tipos de placas de Arduino en el mercado, estas son las más comunes y usadas en proyectos de este tipo. Todo dependerá del uso y las prestaciones que se necesiten. [27]

Programación El chip de las placas que se nombran a continuación se puede programar directamente con un cable USB, esto supone una gran ventaja ya que con cualquier ordenador se pueden realizar los test de prueba y cambiar rápidamente los parámetros. Los que no aparecen, necesitan un programador externo o similar.

47

Cargador Solar



Arduino Mega



Arduino Uno



Arduino Bluetooth



Arduino Nano

Interacción con otros dispositivos Los

más

propicios

para

ello

son

el

Arduino

Bluetooth,

el

Pro

y

el

Duemilanove/Diecimila mediante un cable ethernet.

Elección de placa Arduino.

El más común a la hora de realizar un proyecto en el que no se necesite un entorno de programación grande, es el Arduino Duemilanove/Diecimila (Arduino Uno) se trata del más versátil y el que por su calidad-precio lo hace más propicio para el cargador solar, en el que no habrá problema de espacio y cumple perfectamente con las necesidades del circuito a implementar. ¿Qué diferencia hay entre un Arduino atmega168/a y tmega328? Simplemente en la velocidad del procesador, carga los programas más rápido, ya que sus características son el doble: 32 kB de memoria de programa en lugar de 16 kB de la anterior versión, RAM de 2kB (antes 1 kB) y EEPRON de 1 kB (antes 512 bytes).

A continuación se muestra una imagen de la placa de Arduino Uno y su tabla de características:

48

Cargador Solar

Ilustración 35. Arduino Uno

Microcontrolador Voltaje de operación Voltaje de entrada (recomendado) Voltaje de entrada (límites) Pines digitales Entrada/salida Pines de entrada análogica Pin de entrada/salida DC Pin de DC de 3.3V Memoria SRAM EEPROM Velocidad de reloj

ATmega328 5V 7-12V 6-20 V 14 (of which 6 provide PWM output) 6 40 mA 50 mA 32 kB (ATmega328) of which 0,5 kB used by bootloader 2 kB (ATmega328) 1 kB (ATmega328) 16 MHz

Tabla 3. Características

3.4 Funcionamiento cargadores solares convencionales El cargador solar funciona mediante la energía solar fotovoltaica, dispone de una placa solar que absorbe la radiación solar y la transforma en corriente eléctrica, ésta es almacenada en una batería interna, que posteriormente servirá para cargar la batería del dispositivo electrónico. Además todos los cargadores solares pueden ser recargados mediante la corriente eléctrica. Estos dispositivos son capaces de funcionar con casi cualquier tipo de luz, generando corriente eléctrica aún en días nublados o 49

Cargador Solar

incluso en interiores de casas. Sin embargo se obtendrán los mejores resultados en días totalmente despejados cuando están expuestos a la radiación solar directa. No es necesario poner a recargar los dispositivos electrónicos portátiles en los momentos en los que haya sol, ya que estos cargadores solares cuentan con una batería interna que almacena la energía solar durante las horas del día. De esta manera en el momento en que se desee se puede conectar el dispositivo portátil y se recargará ya sea directamente con la luz del Sol o con la energía que quedó almacenada en su batería.

Esquema general durante el día y la noche de un móvil cargándose.

Ilustración 36. Esquema luz

a) Durante las horas de Sol el panel del cargador solar puede recargar tanto los dispositivos

electrónicos

portátiles

como

su

batería

interna.

b) En los momentos en los que ya no haya Sol es posible recargar los dispositivos electrónicos gracias a la energía que quedo acumulada en la batería del cargador.

Las principales ventajas de los cargadores solares son: - Se trata de un equipo portátil (pequeño, ligero y cómodo de llevar) por lo que

puede llevarse a cualquier lugar y poder recargar los dispositivos electrónicos.

50

Cargador Solar

Ilustración 37.Montaña

Ilustración 38. Playa

- El cargador solar absorbe cualquier tipo de luz luminosa, con lo que se obtiene una elevada eficiencia.

- Cuidadoso con los dispositivos electrónicos, ya que, poseen reguladores de carga que cuidan las baterías.

- Producto ecológico y respetuoso con el medio ambiente y permite la despreocupación por la red eléctrica.

- Ahorro de energía y dinero ya que su principal fuente es la energía solar.

Ilustración 39. Aplicaciones

Y los principales inconvenientes son: - La energía se limita a la capacidad de la batería interna, es decir, cuando las baterías internas estén cargadas al máximo, la energía que capta la placa solar se desaprovecha hasta que no se conecte ningún dispositivo.

51

Cargador Solar

- Los tiempos de la carga completa para algunos dispositivos pueden llegar a ser elevados dependiendo de las condiciones climatológicas.

Como se puede apreciar, las ventajas son mucho mayores que los inconvenientes, por lo que este tipo de tecnología será muy utilizada en el futuro. En la actualidad, más del 80 % de las personas de los países más desarrollados como EE.UU, Japón, Alemania y Canadá disponen de un cargador solar.[29] Conclusiones Aunque disponer de una batería interna en el cargador, puede ser muy útil debido a que se puede almacenar la energía en ella y posteriormente usarla cuando no se disponga de luz solar, el paso de energía de la batería del cargador a la del dispositivo móvil, tiene unas pérdidas considerables dependiendo de qué tipo sea. Sin embargo el uso de una batería interna tiene muchas más ventajas, por lo que en el futuro el cargador solar con filosofía OSE dispondrá de baterías internas.

3.5 Impresoras 3D Una impresora 3D es una máquina capaz de realizar "impresiones" de diseños en 3D, creando piezas o maquetas volumétricas a partir de un diseño hecho por ordenador. Surgen con la idea de convertir archivos de 2D en prototipos reales o 3D. Los métodos de producción tradicionales son sustractivos, es decir, generan formas a partir de la eliminación de exceso de material. Las impresoras 3D se basan en modelos 3D para definir qué se va a imprimir. [30]

3.5.1 Materiales imprimibles Los materiales que actualmente pueden utilizarse para ‘imprimir’ son variados y lo cierto es que influyen bastante en el coste de la impresora. Sus aplicaciones son múltiples: desde piezas de instrumental médico o incluso implantes, pasando por sus aplicaciones en la arquitectura, donde puede pensarse en imprimir objetos e incluso 52

Cargador Solar

estructuras, aplicaciones aeroespaciales, educación, y por supuesto el uso doméstico y semi-profesional que abre múltiples opciones y se presenta como el futuro de la tecnología.

Hay muchos materiales de impresión 3D ya disponibles en el mercado. No sólo son de plástico impresión en 3D, sino también de metal, acero inoxidable, vidrio, cerámica, resina, titanio y muchos otros. Los materiales imprimibles más utilizados para este campo son: 

ABS: (acrilonitrilo butadieno estireno) es uno de los termoplásticos más usados en la impresión 3D. No es biodegradable, pero es muy tenaz, duro y rígido, con resistencia química y la abrasión, pero que sufre con la exposición a rayos UV. Requiere una temperatura de cabezal de unos 240ºC y de bandeja de 110ºC. Un ejemplo de este material son las piezas de LEGO están hechas de ABS.



PLA: (ácido poliláctico) es otro de los filamentos estrella de la impresión 3D. Es biodegradable y normalmente se obtiene de almidón de maíz, por lo que al derretirse huele casi a comida y puede usarse para recipientes de comida. La textura de las piezas no queda tan suave como con el ABS, pero sí más brillantes y las esquinas salen mejor. La temperatura necesaria para su impresión es de unos 210ºC con la cama a unos 60º C.[31]

En ambos casos se pueden encontrar, tanto en PLA como en ABS, todo tipo de colores.

Pero además también existen variedades de estos materiales con propiedades especiales. Existen por ejemplo colores fosforescentes, que brillan en la oscuridad, o fluorescentes, que brillan al exponerlos a luz UV. También materiales que cambian de color según la temperatura y hasta variedades flexibles o que conducen la electricidad. 

Nylon: el nylon es quizás uno de los materiales más complejos para la impresión 3D. Su principal problema es la falta de adhesión de la pieza a la bandeja, que causa muchos fallos. A cambio de estas dificultades, el nylon es un material muy resistente, poco viscoso, muy resistente a la temperatura y con distintas variedades que le aportan flexibilidad, transparencia y otras cualidades.

53

Cargador Solar

3.5.2 G-code El G-code es el nombre que habitualmente recibe el lenguaje de programación más usado en Control numérico (CNC), usado principalmente en automatización, forma parte de la ingeniería asistida por computadora. Se trata de un lenguaje mediante el cual las personas pueden decir a máquinas herramienta controladas por computadora qué hacer y cómo hacerlo. Las máquinas típicas que son controladas con G-code son fresadoras, cortadoras, tornos e impresoras 3D.[32] ¿Qué es un archivo STL? ‘STereo Lithography’ Este archivo actualmente es lo que se utiliza como input o archivo de entrada para las impresoras 3D, es la representación digital del modelo que se desea imprimir, a partir de su versión CAD. En otras palabras, para imprimir es necesario tener un archivo STL. La empresa 3D Systems es la responsable de crear un archivo digital que permitía definir geometría de objetos 3D, excluyendo información como color, texturas o propiedades físicas que sí incluyen otros formatos CAD. La empresa crea este archivo para su uso en la industria del prototipado rápido y sistemas de fabricación asistida por computadora. Lo que da origen al archivo STL. Los archivos STL están compuestos por una seria de triángulos que representan el objeto en 3D. Los triángulos no siguen una serie lógica para formarlo.[33] ¿Por qué varia la calidad de la impresión al variar la resolución en el programa de CAD? Para poder imprimir un modelo en una impresora 3D es necesario generar antes el formato STL correspondiente.

Ilustración 40. Resolución

54

Cargador Solar

Fig. 1: Muestra una esfera original en CAD de 10mm Fig. 2: Se observa una esfera STL facetada con una desviacion de superficie de 0.5mm Fig. 4: Observamos la misma esfera con una desviación de superficie de 0.1mm.

Los ficheros de esterolitografia (STL) pueden generarse a partir de la mayoría de las aplicaciones 3D existentes en el mercado actual. Las opciones a tener en cuenta en la creación de objetos son "Chord Tolerance" (desviación) y "Angular Control" (tolerancia de ángulo). Estas opciones cambian el número de triángulos y por tanto el facetado o resolución del fichero STL. Lo que se hace al variar la resolución de pantalla, es variar estos dos parámetros de forma indirecta, como consecuencia de ello, se crearán muchos más triángulos y por lo tanto el facetado y la rugosidad relativa del área curvada mejorará considerablemente. Por tanto, cuantos más triángulos formen la superficie, mejor será la calidad de la pieza imprimida.

Parámetros a cambiar en CATIA V5 para aumentar la calidad de la impresión 3D Hay que dirigirse a la barra y pulsar en Tool-Options, se desplegará una nueva pantalla donde aparece un árbol. Se pulsa en General - Display - Performance. Una vez que se haya llegado a esta ventana, los parámetros que hay que cambiar son los que se encuentran en 3D Accuracy.[34]

Ilustración 41. Ventana Catia V5

En este apartado aparecen dos parámetros, el proportional y el fixed. El que hay que variar es este último.

55

Cargador Solar

FIXED Establece un valor de altura fija (de 0,01 a 10) para el cálculo de los triángulos que formarán el objeto final. El valor de la altura define la desviación cordal de curvas y superficies.

La Ilustración 42. Parámetro Fixed

"desviación

cordal

curva"

representa la distancia máxima

entre una polilínea ("acorde"), cuyos puntos finales se encuentran en una curva y un punto en la curva.

Dentro de este subapartado está el curves accuracy ratio, que permite controlar la precisión de la curva usando el deslizador que aparece (se puede elegir un valor entre 0,1 y 1).Como consecuencia, los triángulos en las curvas son más finos que en las superficies. Sigue la siguiente ecuación: sag = 3D accuracy x ratio

Ilustración 43. Curves Accuracy ratio

¿Cómo pasar de un archivo STL a g-code?

Muchas impresoras comerciales, vienen ya con el programa especifico que convierte el archivo STL al código que puede leer la impresora para imprimir, es decir, genera un 56

Cargador Solar

nuevo archivo con la información de capas, un archivo donde contiene la información del objeto en rodajas. A este tipo de archivo se le llama G-CODE, que luego se envía a la impresora 3D. Sin embargo, este proyecto se ha basado en el Open Source, y muchas personas optan por construirse su propia impresora y necesitan software libre de g-code.

Hay veces que cuando queremos imprimir un objeto con una impresora en 3D interesa hacer una simulación antes, ya sea para ver cómo queda el relleno, examinar posibles fallos o simplemente estimar cuánto plástico vamos a gastar y el tiempo que va a tardar en imprimirse. Estas variables se pueden calcular con anterioridad analizando el código G que enviamos a la máquina. Estos archivos se componen de una serie de instrucciones que determinan desde la temperatura del cabezal hasta los movimientos que debe de realizar la máquina.

Los softwares libres más conocidos para la impresión 3D son los siguientes: 

Slic3r: es un software de código abierto, con licencia de AGPLv3. es complicado de utilizar y poner en marcha pero cuando se controla es bastante mecánico y ofrece varias opciones a la hora de imprimir.[35] Existen varios tutoriales que son de gran ayuda a la hora de empezar con Slic3r: http://www.impresoras3d.com/slic3r-el-generador-de-g-code-parte-1-de-4/



Cura: es un software que permite convertir los archivos STL que contienen un diseño 3D en piezas físicas en un solo entorno de trabajo. Para que el software se comunique con la impresora 3D, ésta deberá llevar un firmware en el microcontrolador que la gestiona, los dos firmaware más famosos y estables son Sprinter y Marlin. Para controlar estos firmwares se puede utilizar el Arduino.[37]



Repetier host: se trata de un software bastante completo con el que se pueden realizar diferentes tareas.

- Crear un modelo 3D y exportarlo en formato STL o 57

Cargador Solar

- Organizar uno o más modelos en una placa de impresión virtual.

- Cortar los modelos en rodajas finas y calcular una ruta para la cabeza de la impresora.

-Comprobar el código G creado antes de impresión.

Se trata de un software ideal para controlar el proceso antes de la impresión del modelo.[36]

3.6 Posición del Sol Se ha realizado un estudio, de cómo varia la posición del sol dependiendo de la latitud, longitud y las estaciones del año. Los rayos solares, no llegan con la misma inclinación a todos los lugares de la tierra y además dependiendo de qué estación sea, también variará su inclinación. Se empezará describiendo como son los movimientos que realizan la tierra y el Sol y posteriormente se analizarán los casos para los equinoccios y solsticios. Además, se explicarán los conceptos de radiación y el espectro solar necesarios para saber cómo la placa absorbe los rayos solares.

3.6.1 Movimientos del planeta con respecto al Sol La Tierra realiza dos movimientos que inciden en la posición relativa de un punto en su superficie con respecto al Sol, el movimiento que más afecta esta posición es el de rotación, movimiento que realiza la Tierra sobre su propio eje con una duración de 24 horas 0 minutos y 57.33 segundos, que se ha sintetizado a 24 horas, con la compensación del año bisiesto. Así se da lugar al día y la noche ya que durante el giro la mitad de la Tierra está iluminada y la otra mitad en penumbra.

58

Cargador Solar

Ilustración 44. Movimientos Tierra

El intervalo de tiempo del día y la noche depende de la ubicación geográfica del punto considerado, solo en la línea del Ecuador los días y las noches duran 12 horas durante todo el año. El movimiento de rotación, Ilustración 44, genera que el Sol dibuje una trayectoria circular en el espacio en el periodo que dura el día.

El segundo movimiento que realiza la Tierra es el de traslación que se refiere al movimiento que realiza la Tierra alrededor del Sol. El movimiento de traslación tarda en realizarse 365.2422 días, que para efectos prácticos se toma de 365 y cada cuatro años (año bisiesto) se toma de 366 días. Durante el recorrido la Tierra presenta una trayectoria elíptica alrededor del Sol. La trayectoria elíptica de la Tierra alrededor del Sol tiene un ángulo con respecto a la horizontal del Ecuador solar de 23.45º, Ilustración 45.

Ilustración 45. Movimiento Tierra 2

59

Cargador Solar

El movimiento de traslación de la Tierra genera que la trayectoria aparente del Sol, ocasionada por el movimiento de rotación, presente una variación a lo largo del año como se muestra en la Ilustración 46, la trayectoria aparente del Sol a lo largo del día varía entonces en su declinación con respecto al observador, esta variación en la declinación incide en la duración del día y la noche. El Sol en su trayectoria pasa siempre por un punto central orientado hacia el sur a las 12 horas del día Solar.

Ilustración 46. Movimiento Sol-Observador

3.6.2 Ubicación de la trayectoria solar Para poder ubicar la trayectoria solar primero hay que conocer nuestra ubicación en la Tierra. Para localizar un punto en la Tierra se utilizan los ángulos de latitud y longitud propios del lugar, el ángulo de latitud establece que tan retirados se está del Ecuador y el ángulo de longitud establece la posición de acuerdo al meridiano de Greenwich (plano de referencia internacional para definir el uso horario civil).

Por ejemplo la Ilustración 47, muestra la localización de un punto con coordenadas 20º latitud Norte y 80º de longitud Este, de esta manera se puede localizar geográficamente cualquier punto en la bóveda terrestre que se requiera, necesario para conocer la ubicación de la trayectoria aparente del Sol.

El ángulo de latitud es el que incide en la posición de la trayectoria, ya que el ángulo de longitud, al estar trazado de manera perpendicular al eje de rotación solo nos sirve para establecer el uso horario, por lo que comunidades que se encuentren en

60

Cargador Solar

el mismo ángulo de latitud observaran la misma trayectoria del Sol, lo que incide en que presenten también un valor de radiación solar muy parecido.

Ilustración 47. Posición latitud

Para ubicar la posición del Sol respecto a un punto en la Tierra se hace uso de dos ángulos, el de altura (h), que es el ángulo del Sol con respecto al plano horizontal y el de azimut (as) que se mide en sentido horario a partir del sur hasta la proyección del Sol en el plano horizontal, Ilustración 48.

Ilustración 48. Posición altura-azimut

El valor del ángulo de altitud y azimut es una función de la hora, día del año y latitud del lugar que puede ser calculado por métodos numéricos. En primer lugar se determina el ángulo de declinación de la Tierra (d) debida al movimiento de traslación:

61

Cargador Solar

Donde N es el día consecutivo del año que se desea conocer. El ángulo horario (hs) es el ángulo comprendido entre el meridiano local y la hora de estudio, es decir, es el ángulo que se forma entre el medio día solar y la hora de referencia, que se obtiene por:

Con estos datos se obtiene el ángulo de la altura del Sol (h):

Y el ángulo de azimut del Sol (as):

Es necesario aplicar una función inversa cuando el ángulo azimutal es mayor a 90º (cuando la posición del Sol rebasa el eje o plano vertical este-oeste)

62

Cargador Solar

3.6.3 Altura solar SOLSTICIO DE VERANO

Durante el Solsticio de verano el Sol recorre durante el día un arco de círculo paralelo al recorrido equinoccial, que al estar más levantado sobre el horizonte provoca que el día dure más de 12 horas.

Ilustración 49. Solsticio verano

Al mediodía, cuando el Sol se halla sobre el Sur, se forma con el Cenit un ángulo igual a la Latitud, φ, más la declinación, δ, de manera que se puede calcular la altura solar, h.

h = 90º - φ + δ.

Para el País Vasco, la posición varía entre 42º y 43,5º, 21 de junio al mediodía la altura del Sol para estos lugares es de: - Donostia-Bilbao(43,32º) -Vitoria(42,85º) - Éibar(43,18º)

h = 90 - 43,32 + 23,5 = 70,18º

h = 90 - 42,85 + 23,5 = 70,65º h = 90 - 43,18 + 23,5 = 70,32º

El azimut del Orto se produce entre el Este y el Noreste, exactamente a Z = 90º + φ = 133º E, y el azimut del Ocaso se produce más allá del Oeste, a Z = 90º + φ = 133º W.

63

Cargador Solar

SOLSTICIO DE INVIERNO Durante el Solsticio de invierno el Sol recorre durante el día un arco de círculo paralelo al recorrido equinoccial, que al estar menos levantado sobre el horizonte provoca que el día dure menos de 12 horas.

Ilustración 50. Solsticio Invierno

Al mediodía, cuando el Sol se halla sobre el Sur, se forma con el Cenit un ángulo igual a la Latitud, φ, menos la declinación, δ, de manera que se puede calcular la altura solar, h, como:

h = 90º - φ - δ.

Para el País Vasco, la posición varía entre 42º y 43,5º, el 21 de diciembre al mediodía la altura del Sol para estos lugares es de: - Donostia-Bilbao(43,32º) -Vitoria(42,85º) - Éibar(43,18º)

h = 90 - 43,32 - 23,5 = 23,18º

h = 90 - 42,85 - 23,5 = 23,65º h = 90 - 43,18 - 23,5 = 23,32º

El azimut del Orto se produce entre el Este y el Sudeste, exactamente a Z = 90º - φ = 47º E, y el azimut del Ocaso se produce antes del Oeste, a Z = 90º - φ = 47º W.

64

Cargador Solar

EQUINOCCIO DE PRIMAVERA Y OTOÑO Al mediodía, cuando el Sol se halla sobre el Sur, se forma con el Cenit un ángulo igual

a

la

declinación,

Latitud, δ,

en

φ,

menos

la

este

caso,

la

declinación tiene un valor de 0º y por lo tanto sólo influye la latitud, de manera que se puede calcular la altura solar, h, como:

h = 90º - φ.

Ilustración 51. solsticios y equinoccios

Primavera El 21 de marzo al mediodía, la altura del sol para estos lugares es de: - Donostia-Bilbao(43,32º) - Vitoria(42,85) - Éibar(43,18)

h = 90 - 43,32 = 46,68º

h = 90 - 42,85 = 47,15º h = 90 - 43,18 = 46,68º

Otoño El 23 de septiembre al mediodía, la altura solar para estos lugares es del mismo valor que los anteriores, ya que se encuentran en la misma posición pero de forma simétrica al sol, al contrario que en verano y en invierno. El Sol no se encuentra en el centro del recorrido que realiza la Tierra, si Ilustración 52. Declinación según estaciones

no que está desviado.

65

Cargador Solar

3.6.4 Pérdidas de radiación solar.

El País Vasco se caracteriza por una climatología con abundante nubosidad. Ello condiciona desfavorablemente la utilización de muchos sistemas de aprovechamiento de energía solar y, en especial aquellos que aprovechan la radiación directa. El conocimiento de las características de radiación solar en un punto determinado es imprescindible para evaluar la viabilidad del proyecto, así como dimensionamiento y producción futura.

Se ha realizado un estudio desde que la energía sale del sol hasta que llega a la placa solar del cargador portátil.

Características de la radiación solar La energía que emite el sol se genera en las reacciones de fusión nuclear producidas en su interior, donde la temperatura estimada es del orden de 10 a 40 millones de grados kelvin (63.000.000 W/m2). Esta energía se absorbe y se transmite a través de las diversas capas solares y finalmente se emite en la cromosfera en forma de radiación electromagnética y viento solar. La radiación electromagnética proveniente del sol es lo que se denomina como radiación solar. El parámetro que indica la intensidad de la radiación solar fuera de la atmosfera terrestre

es la

constante solar, que tiene un valor de 1.367W/m2. Sin embargo, al atravesar la atmosfera terrestre, la radiación solar sufre una serie de interacciones con los componentes de esta, produciéndose los siguientes efectos.

- Absorción de la radiación solar en ciertas longitudes de onda por el dióxido de carbono - Dispersión de la radiación solar por las nubes, polvo y otros componentes de la atmosfera.

66

Cargador Solar

Ilustración 53. Espectro solar atmósfera

Es evidente, que el efecto de la atmosfera disminuye la cantidad de energía que alcanza la superficie terrestre. En los días más claros, la intensidad de la radiación solar puede llegar a alcanzar los 1.000 W/m2 y en días muy cubiertos, puede llegar a valores tan bajos como 60W/m2. La dispersión de la radiación solar por la atmosfera, hace que se distingan dos tipos de radiación - Radiación directa: es la que proviene del Sol sin sufrir variaciones en su dirección original. Se caracteriza porque produce sombra y puede concentrarse mediante lentes o espejos.

- Radiación difusa: es la que proviene de cualquier dirección del cielo exceptuando la directa.

A la suma de las dos radiaciones se le denomina radiación global. La distribución de la radiación global entre radiación directa y difusa depende de las condiciones de la atmosfera.

Cuando se caracterizan las propiedades de la radiación solar, se emplean los siguientes términos: - Irradiancia solar: corresponde a la intensidad de la radiación solar que incide en una superficie en la unidad de tiempo. Se mide en W/m2 - Irradiación solar: es la cantidad de energía solar que incide en una superficie dada en un tiempo determinado. Se mide en KWh/m2

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Cargador Solar

En los modelos teóricos, que se utilizan para calcular la irradiación, se determina primeramente la irradiancia solar a diferentes horas del día y posteriormente se integra en el transcurso del día para obtener el valor de la irradiación.

-Insolación: número de horas que el sol no está cubierto por las nubes -Índice de claridad: cociente entre irradiación que recibe una superficie horizontal en la superficie terrestre y la irradiación que hubiera recibido si estuviera fuera de la atmosfera terrestre.[38]

El espectro de radiación es una representación gráfica de la variación de la energía de radiación en función de la longitud de onda a escala logarítmica.

Ilustración 54. Espectro solar[39]

Radiación ultravioleta Es la radiación de menor longitud de onda (360 nm), lleva mucha energía e interfiere con los enlaces moleculares. Estas ondas son absorbidas por la parte alta de la atmósfera, especialmente por la capa de ozono. Sólo las nubes tipo cúmulos de gran desarrollo vertical atenúan éstas radiaciones prácticamente a cero

68

Cargador Solar

Radiación visible La radiación correspondiente a la zona visible cuya longitud de onda está entre 360 nm (violeta) y 760 nm (rojo). La luz visible atraviesa con bastante eficacia la atmósfera limpia, pero cuando hay nubes o masas de polvo parte de ella es absorbida o reflejada.

Radiación infrarroja La radiación de más de 760 nm, es la que corresponde a longitudes de onda más largas y lleva poca energía asociada. Su efecto aumenta la agitación de las moléculas, provocando el aumento de la temperatura. El CO2, el vapor de agua y las pequeñas gotas de agua que forman las nubes absorben con mucha intensidad las radiaciones infrarrojas.

Una vez que se sabe que a la superficie terrestre llegan 1.000 W/m2 debido a las grandes pérdidas que existen desde el sol hasta la atmosfera, y por la interacción de las moléculas suspendidas en ella, se pasará a la explicación de cuanta cantidad de energía es capaz de absorber la placa solar del cargador.

La radiación que llega a la placa se verá disminuida por los siguientes factores: 

Orientación: es la primera fase de las pérdidas, como se ha comentado anteriormente, si los rayos solares no llegan perpendiculares a la placa solar, ésta no absorberá el máximo posible, si no que dependiendo de cuál sea su inclinación y posición respecto del sol, perderá más o menos. En el apartado de cálculos, se observan estas variaciones.



Cristales: en el caso de que se disponga el cargador colocado en una ventana, hay que tener en cuenta que los cristales absorben parte de esta radiación y que se perderá algo de energía

69

Cargador Solar



Composición placa solar: las células policristalinas de silicio, están compuestas por diferentes capas: La cara negativa que recibe los rayos solares directamente, la capa de silicio dopado y la de fosforo, donde tienen lugar las reacciones

que

producirán

la

electricidad y la cara positiva, situada en la capa inferior. Las pérdidas en la célula ocurren debido a la reflexión y a la sombra causada

por

los

contactos

frontales, además de que no se pueden absorber todas las ondas de

larga

radiación.

y

baja

Con

lo

energía

de

que

el

Ilustración 55. Célula policristalina

rendimiento se ve disminuido de la siguiente manera: o 3 % reflexión y sombra causada por con contactos frontales o 23 % perdidas de absorción de ondas de larga frecuencia o 32 % perdidas de absorción de ondas de baja frecuencia o 12 % por perdidas de recombinación de elementos o 20 % por diferencia de potencial a superar o 0,5 % por resistencia interna del circuito

Ilustración 56. Reflexión rayos solares

70

Cargador Solar

Total de energía que aprovecha la célula es el 9,5 %.Otros factores que influyen en el bajo rendimiento de las células solares es su propia composición. Como se puede ver en la Ilustración 56 la superficie de los contactos no es perfectamente lisa, con lo que se produce una reflexión de los rayos del sol y no todos consiguen atravesar la célula para realizar la diferencia de potencial.[39] 

La temperatura: se trata de un factor importante y se puede calcular de la siguiente manera:

La eficiencia de las células solares cristalinas cae al aumentar la temperatura.

Por lo tanto, éstas alcanzan su mayor eficacia a baja temperatura.

Todos estos factores anteriormente descritos limitan la capacidad de utilización de los 1000W/m2 que llegan a la superficie terrestre. Como se puede ver, se desaprovecha muchísima cantidad de energía, sin embargo para cargar un dispositivo electrónico será suficiente como se verá en el apartado de cálculos.

Absorción del espectro radiación solar Dependiendo de los materiales y la tecnología usada, las células solares convierten mejor o peor los diferentes tipos de ondas del espectro de radiación solar en electricidad. La Ilustración 57, muestra cuales son las rangos en los que trabajan las células, dependiendo de qué tipo sean absorberán una parte u otra del espectro solar.

La luz solar óptima es la que se encuentra en la banda del visible, entre 400nm y 800nm.

71

Cargador Solar

Ilustración 57. Espectro células solares

Las células cristalinas de silicio, son las que más absorben del espectro, debido a que su dopaje frontal, deja atravesar las ondas de menor longitud y además absorben las de mayor longitud de onda por su composición.

4. Descripción del proyecto resultante El cargador solar consta de dos partes diferenciadas, la parte de electrónica con la que se controla el nivel de carga de las baterías y la parte mecánica, que tiene que ver con el diseño del propio cargador (distribución de elementos, apariencia, productividad...).

4.1 Electrónica Se empezará explicando cómo funciona la parte electrónica, es decir, el proceso que se hizo para determinar el circuito más adecuado, componentes...

En un primer momento, se buscó información sobre proyectos similares que se estuvieran realizando o que ya estuvieran terminados. En esta fase se encontraron dos proyectos basados en cargadores solares con Arduino, donde ya habían realizado su propio circuito y sus especificaciones, sin embargo e-Betez no quería copiar algo que ya estaba hecho, si no que a partir de la información que se pudo obtener de estos 72

Cargador Solar

proyectos, se diseñó un circuito básico, que cumplía con los requisitos que se necesitaban.

Una vez que el circuito estaba definido, se comenzó a debatir sobre qué elementos serian los más adecuados para realizar el circuito. Se elaboró entonces una lista con los componentes que se necesitaban y se buscaron los que cumplían mejor la relación calidad-precio.

A continuación se explicarán cómo funciona el circuito y sus diferentes componentes:      

Panel solar Convertidor DC/DC Instrumentación Arduino Conectores Indicadores

Ilustración 58. Esquema circuito montado sobre una protoboard en Fritzing

73

Cargador Solar

En la Ilustración 58, se muestra un esquema sobre cómo se montaría el circuito en una protoboard y las principales conexiones de los paneles y los pines de Arduino. Las baterías que aparecen, simulan las del teléfono móvil.

4.1.1 Placa solar El panel se encargará de captar la energía fotovoltaica y transfórmala en energía eléctrica. Sus principales características son: 

6 voltios



Células policristalinas



2 W de potencia



330 mA



136x110x3



Tensión de circuito abierto: 7,2 V



Tensión de cortocircuito: 0,38 V

Ilustración 59. Panel solar

Se ha elegido este tipo de panel solar debido a que como se explicará posteriormente, con el circuito reductor de tensión se conseguirá reducir de 12 V (teóricamente) a 5 V que es el voltaje ideal para cargar por ejemplo un móvil. Además tiene el tamaño adecuado para un cargador solar portátil.

4.1.2 Convertidor DC/DC En este caso se va a utilizar un convertidor Buck (o reductor) no síncrono, con el que se obtiene a la salida un voltaje continuo menor que a su entrada. El convertidor buck, es uno de los convertidores dc-dc más utilizados a la hora de diseñar un cargador de dispositivos portátiles debido a su simpleza y su eficiencia. Es por ello que ha sido la topología elegida desde e-Betez para dicha realización. A continuación se muestran sus conceptos básicos:

74

Cargador Solar

Ilustración 60. Circuito

El interruptor electrónico será controlado por una señal PWM de forma que la circulación de corriente a la carga sea continua. El funcionamiento de este circuito es simple: Mientras el transistor se encuentra activo, la fuente de entrada (panel solar) se conecta directamente con la bobina inductora que almacena energía y llega hasta la carga (batería móvil). Cuando la bobina alcanza su máximo poder de capacidad, el transistor se pone en corte y es la corriente almacenada en la bobina la que suministra la carga a las baterías. Esto ocurre debido al diodo que existe ente el transistor y la bobina. Para que el diodo permita el paso de la corriente debe de haber más tensión en ánodo que en cátodo y esto ocurre cuando el transistor esta en corte. Por lo tanto se crea un circuito por el que circula la corriente que suministra la bobina hasta que ésta llega a un punto de descarga, en ese momento el transistor vuelve a estar activo y se realiza el mismo proceso que antes. Gracias a este proceso el proceso de carga es continuo.

4.1.3 Instrumentación En este apartado se explicarán todos los componentes necesarios para realizar el circuito de potencia, y son los siguientes: - Transistor Mosfet: es el encargado de mediante los estados de corte y conducción, modificar la tensión de entrada y producir de forma indirecta la de salida.

- Condensador: consigue la continuidad de la tensión de salida, disminuyendo el rizado. Es decir estabiliza la señal.

75

Cargador Solar

- Bobina: es la encargada de almacenar energía para entregarla cuando la fuente de alimentación no puede hacerlo. Es indispensable que almacene energía suficiente, o lo que es lo mismo, corriente para que en ningún momento el proceso de descarga

llegue a cero. Si esto ocurre, dejará de

cumplirse la relación de tensiones entre la entrada y la salida.

Ciclo de carga de la bobina:

En la Ilustración 61, se muestra la señal PWM para abrir y cerrar el circuito mediante el transistor y el ciclo de carga y descarga de la bobina. Cuando se encuentra el transistor activo, la bobina se carga hasta un punto, y cuando el transistor esta en corte la bobina se descarga manteniendo

el proceso de

carga de baterías continuo.

Ilustración 61. Ciclo Bobina

- Diodo: permitir el paso de corriente cuando el transistor esta en corte e impedirla cuando esté en conducción. También protege de los

sobrevoltajes

que produce la bobina con cada conmutación del transistor.

- Baterías: En el cargador solar Open Source, se decidió no poner baterías internas en la primera fase, debido a que se necesita un control sobre estas baterías para poder cargar el dispositivo electrónico sin dañarlo. Esta mejora, se realizará en la siguiente versión de este proyecto, ya que al ser Open Source, permite la mejora continua. Ya hay varios avances con los que poder continuar y conseguir que el cargador solar portátil, cargue baterías internas y posteriormente alimentar los dispositivos electrónicos sin riesgo alguno. La 76

Cargador Solar

placa solar suministrará directamente la energía a las baterías de los equipos portátil, el proceso dependerá de la cantidad de luz que le llegue al cargador solar y no se podrán recargar los dispositivos por la noche.

4.1.4 Arduino Con Arduino, se consigue controlar el circuito antes mencionado, para ello habrá que realizar varias lecturas a la entrada y la salida del circuito. Esto no supone ningún problema, únicamente habrá que conectar el circuito a los pines del Arduino, y este realizará la lectura según el programa tenga almacenado en el microcontrolador.

Para realizar las mediciones, se han colocado dos divisores de tensión en la entrada y en la salida del circuito, gracias a este componente, el Arduino conoce todos los datos necesarios para controlar el nivel de carga de las baterías.

El principal problema que aparece cuando se trabaja con Arduino, es la necesidad de alimentarlo con 5V, por eso es necesario el uso de dos paneles de 6V para que puedan alimentar al Arduino y a las baterías simultáneamente. Esto no supone un gran aumento de precio ni funcionalidad del cargador, ya que las placas solares son baratas y no ocupan mucho espacio.

4.1.6 Conectores e indicadores El cargador solar dispondrá de conectores USB, para poder recargar cualquier dispositivo móvil. También tendrá un LED que indicará si el cargador se encuentra en el momento óptimo para poder cargar a la máxima potencia. En el caso de no poder suministrar los 5V, el cargador no cargará los dispositivos electrónicos. Se trata de un gran hándicap, ya que salvo en los meses de verano y primavera y algún día de otoño e invierno, será difícil conseguir que el cargador funcione continuamente. Una opción a corto plazo sería alimentar a Arduino con una pila externa y por lo tanto únicamente se encestarían 3,7 V para recargar las baterías. A largo plazo, se podrá conseguir otro método más efectivo.

77

Cargador Solar

4.1.7 PCB Para montar el circuito del cargador solar, se realizó una PCB con todos los componentes anteriormente explicados en el apartado de instrumentación.

La PCB es una superficie constituida por pistas de material conductor (cobre) laminadas sobre una base no conductora (fibra de vidrio). La principal función es conectar eléctricamente y sostener mecánicamente, el conjunto de componentes electrónicos.

Las dimensiones de la placa son similares a las del Arduino, esto se debe a que se han realizado dos modelos de PCB: 

La primera opción, se puede montar directamente sobre los pines de Arduino, como un shield. Con este modelo se consigue ahorrar espacio a costa de tener que aumentar la altura.



La segunda opción, es para colocarla al lado del Arduino, se necesita una base mayor de la carcasa pero permite que la altura sea reducida.

Dependiendo del modelo de cargador que se realice, se elegirá una u otra, atendiendo a las necesidades y el espacio que halla en el interior de los cargadores solares. Como el circuito es el mismo para ambos casos, únicamente habrá que colocar los pines macho o hembra en la PCB dependiendo del modelo que se necesite.

Ilustración 62. Circuito PCB Design Spark

78

Cargador Solar

Ilustración 63. Resultado final PCB

El circuito para la PCB se realizó en el programa Desing Spark y el resultado se muestra en la Ilustración 63. Resultado final PCBIlustración 63.

Los conectores USB que se observan en la Ilustración 62 tienen la siguiente función: 

El de la izquierda, es el que se utiliza para recargar los dispositivos electrónicos, debe estar perfectamente enrasado a la pared de la carcasa para que quede integrado en el cargador.



El de la derecha, se utiliza para conectar el Arduino con a PCB. Esto suponía un gran hándicap a la hora de realizar el diseño mecánico, ya que, había que dejar el suficiente espacio dentro de la carcasa debido a que los conectores del cable USB que los conecta, son grandes y no permiten ser doblados. Para solucionar este problema, se realizó un cable "casero". Se compraron los conectores desmontados y se soldaron los cables a ellos, se eliminaron los componentes innecesarios y este fue el resultado:

Ilustración 64. Evolución cable USB A-B

79

Cargador Solar

Se consiguió reducir el conector de 6 cm a 2 cm con lo que se abría un nuevo abanico de posibilidades en el diseño mecánico. Se comprobó, que con el nuevo cable, las carcasas se reducían considerablemente, y por lo tanto, su precio también (se explicará en el apartado de Diseño).

En el Anexo 7 se explica todo el proceso que se llevó a cabo para la fabricación de la PCB en la UPV/EHU de Bilbao una vez que ya se tenía el circuito.

En cuanto a la parte de diseño, se mostrarán a continuación todos los componentes necesarios para realizar el cargador y los diferentes diseños que se han realizado.

4.2 Diseño En este apartado se explicarán los diseños realizados para el cargador solar portátil y la familiarización con la impresora 3D. Se han realizado mediante el programa de CAD, CATIA V5 R20, licencia suministrada por la UPV/EHU. Para la impresión de las carcasas, se ha utilizado una impresora 3D, también proporcionada por la UPV/EHU. Una vez terminada la parte electrónica, ya se puede comenzar a diseñar los primeros prototipos de cargadores, ya que se conocen las dimensiones y los requisitos que debe cumplir el cargador solar portátil.

Durante la primera etapa del proyecto, se realizaron 3 diseños de carcasa para pilas recargables AA, que se imprimieron con la impreso 3D. Al principio iban a albergar las pilas para las pruebas de los circuitos, pero después de desechar esa idea, lo que realmente aportó esta etapa, fue el hecho de trabajar por primera vez con la Impresión 3D y ver los diferentes parámetros que había que controlar. Como se ha explicado anteriormente (apartado 3.5) se realizaron varios estudios de porqué imprimía con mejor o peor calidad, como interpretaba el archivo STL la impresora, cuáles eran sus tolerancias...

Los 3 diseños de carcasa para las pilas son los siguientes: 80

Cargador Solar

Carcasa 1: Se trata de una carcasa muy fácil de montar y que ofrece un buen servicio si están bien protegidas por otros elementos.

Ilustración 65. Carcasa pilas 1 impresora 3D

Ilustración 66: Carcasas pilas 1 Catia V5

Carcasa 2: Este diseño, es el más económico de los tres, se ha utilizado el menor material posible sin que se produzca la rotura del mismo.

Ilustración 67. Carcasa pilas 2 Impresora 3D

Ilustración 68. Carcasas pilas 2 Catia V5

Carcasa 3: Se trata de un diseño que además de ser en el que más cantidad de material se utiliza de los tres, es también el único en el que las pilas quedan aisladas del exterior, se trata de un modelo impermeable al agua.

Ilustración 69. Carcasa pilas 3 Impresora 3D

Ilustración 70. Carcasa pilas 3 Catia V5

81

Cargador Solar

La explicación, el montaje y la utilidad de cada una de las caracas para las pilas se encuentran en el Anexo 1.

4.2.1 Bocetos

Antes de empezar a diseñar en Catia, se realizaron varios bocetos hechos a mano de unos cuantos cargadores, que podrían ser interesantes y funcionales. No se trataba de conseguir ya el objeto final, si no que a partir de estos bocetos, elegir dos de ellos y empezar a mejorarlos estéticamente y funcionalmente.

Se barajaron las opciones de que fuera: 

Portátil: que ocupe el menos espacio posible para poder ser trasportado a cualquier lugar.



Para interiores: que se pueda colocar en la ventana de las viviendas para aprovechar los rayos solares del sol.



Diferente orientación de los paneles solares: en el caso de que fuera portátil o de interiores, que se pueda inclinar los paneles solares para aprovechar mejor la energía del sol.

En la Tabla 4 se muestran los bocetos realizados de manera ordenada.

82

Cargador Solar

Cargador solar portátil

Cargador maceta

Cargador Mochila

Cargador Bicicleta

Cargador Lauburu flip-flop

Cargador playa

Cargador Abatible interior

Cargador interiores

Cargador solar portátil abatible

Tabla 4. Bocetos realizados a mano

4.2.2 Estética y funcionalidad

83

Cargador Solar

Una vez que se tuvieron los bocetos anteriormente mostrados, se hizo una pequeña encuesta verbal entre los miembros de e-Betez, sobre qué diseño de cargador les parecía el más adecuado y el que más les gustaba. Cuando se supo lo opinión del grupo, se pasó entonces a preguntar a personas que no tenían nada que ver con el proyecto y en ambos casos la elección fue similar: 

Cargador solar portátil



Cargador solar interiores orientable

Con estos dos diseños ya definidos, llegó el momento de empezar a realizar los prototipos en Catia, dándoles ya forma y características de producto final, atendiendo a la forma de conectar los cables de los paneles solares, sujeción de Arduino a la carcasa, conexiones USB, ventilación, apertura y cierra de la carcasa para acceder a los componentes electrónicos...

4.2.3 Diseños finales

En este apartado se explicarán las dos carcasas, que albergarán los elementos electrónicos anteriormente explicados. Se han realizado dos diseños totalmente diferentes, el primero de ellos se trata de un cargador solar portátil, que se puede llevar a cualquier sitio y poder recargar el móvil o cualquier dispositivo de características similares. El otro, se trata de un diseño para el interior de las viviendas u oficinas, que se fijará a la ventana mediante unas ventosas para poder aprovechar los rayos del sol cuando se esté dentro de un edificio.

CARGADOR PORTÁTIL: Solar Shell Se va a comenzar haciendo una evolución, desde que se hizo el primer boceto hasta llegar al producto final. Antes de llegar al diseño final había que observar cuales eran los principales problemas con los que había que lidiar y resolverlos de la mejor manera para que el cargador fuera lo más portátil posible.

84

Cargador Solar

Prototipo 1 La principal funcionalidad de este cargador es que se puede llevar a cualquier sitio, ocupa un volumen reducido y es muy fácil de transportar. Como se necesitan dos placas solares para poder recargar electrónicos,

los se

dispositivos optó

por

el

siguiente diseño: Ilustración 71. Boceto 1 cargador portátil

Este fue el primer boceto de este cargador, como se puede ver, es muy básico, ya que sólo se trata de una primera idea, posteriormente se verá cómo ha ido evolucionando hasta llegar al diseño final. Se realizó su diseño en CATIA V5, este fue el resultado: Ilustración 72. Boceto 1 Cargador portátil Catia v5

Como se puede observar, este diseño es muy poco estético, además de que no tiene las principales conexiones de USB, de los cables de los paneles solares, ni la disposición de los elementos en el interior de la carcasa (Arduino, Pcb...).

El siguiente paso fue mejorar este diseño, el principal objetivo fue rediseñarlo estéticamente, redondeando los bordes y cambiando la forma del cargador anterior.

Además, se empezaron a colocar y a pensar opciones para los componentes electrónicos alojados en el interior del cargador, como se puede ver a continuación:

85

Cargador Solar

Prototipo 2 En el boceto número 2, se redondean más las esquinas y la forma del cargador está más definida sin tantas aristas como el anterior. También se realizó su diseño en Catia para poder ver mejor su forma final y realizar los orificios por donde irán los cables, colocación del USB, la forma de abrir y cerrar para poder acceder al Arduino y a la PCB fácilmente y otros detalles.

Ilustración 73. Boceto 2 cargador portátil

En la Ilustración 74 y la Ilustración 75, se puede ver el cargador realizado en Catia del boceto número dos que se había hecho previamente a mano. A continuación se explicarán las diferentes funcionalidades y los elementos necesarios para que los componentes electrónicos, queden perfectamente acoplados a la carcasa

Ilustración 74. Diseño Cargador portátil boceto 2 Catia V5 cerrado

Ilustración 75. Diseño Cargador portátil boceto 2 Catia V5 abierto

USB

Ilustración 76. Hueco US

86

Cargador Solar

En la Ilustración 76, se observa el hueco para el conector USB para poder recargar los dispositivos electrónicos. Este conector USB, estará conectado a la PCB, por lo que ésta tiene que esta al ras de la pared de la carcasa para que el USB quede integrado completamente en el cargador.

Mecanismo apertura y cierre de tapa

Ilustración 77. Bisagra

Para abrir y cerrar la tapa del cargador se ha diseñado un sistema similar al de los ordenadores portátiles. En la Ilustración 77, se observa el mecanismo, mediante dos pasadores se consigue que la tapa pueda abrir y cerrarse. También se puede ver como no se traspasa todo de lado a lado, si no que queda un hueco en la parte central de la bisagra, debido a que por el medio pasarán los cables para conectar en serie las dos placas solares.

Mecanismo para acceder al circuito Para poder acceder al circuito fácilmente sin tener que usar ninguna herramienta, se optó por el siguiente diseño: Se trata de un diseño como el de las tapas para cubrir las pilas de cualquier

aparato

electrónico.

Mediante esta pestaña, se puede abrir y cerrar fácilmente la carcasa y acceder al Arduino y al circuito por si hiciera falta algún tipo de Ilustración 78. Pestaña acceso componentes electrónicos

87

Cargador Solar

mantenimiento o por si en el futuro, en la versión 2.0 del cargador solar, se instalan unas baterías y se quiere acceder a ellas de manera rápida y sin necesidad de estar desmontando todo el cargador. En la parte trasera de esta pieza, también hay unas pestañas que encajan en la parte inferior de la carcasa.

Arduino

Para la sujeción del Arduino a la carcasa, se ha realizado un soporte con la forma del mismo para que quede acoplado mediante unos tornillos al cargador solar.

La PCB irá colocada a su lado y mediante un cable USB se conectará con el Arduino.

Sin embargo, el principal problema que se encontró en este diseño, fue que la base

Ilustración 79. Soporte Arduino

no era la suficientemente grande como

para alojar al Arduino y la PCB, debido a que estos dos elementos tenían que ir conectados entre sí mediante un cable USB. Los dos elementos, no cabían en el poco espacio que quedaba dentro de la carcasa. Se intentó recolocar en otros lugares la carcasa del Arduino y la PCB buscando soluciones a este problema, pero la base se quedaba pequeña. Se realizó entonces el diseño final del cargador solar. Además en el caso de que se haga la versión 2.0, tampoco había sitio suficiente para alojar las baterías.

Diseño final del Cargador 1 Una vez que se supieron todos los datos necesarios para realizar el cargador, se realizó el diseño final del mismo. La parte estética había que cambiarla un poco, ya que la base necesitaba ser más amplia para albergar los componentes electrónicos necesarios. En cuanto a la colocación del puerto USB, se cambio su posición. El sistema de apertura y cierre de los paneles solares fue similar al anterior y también el diseño para acceder al Arduino y la PCB, continuó siendo el mismo, con la pestaña. Ahora no hay problemas de que el Arduino, la PCB y las posibles baterías internas, no quepan correctamente. Se realizaron también unas rejillas de ventilación en la zona del 88

Cargador Solar

Arduino y el circuito para que no se calienten demasiado los componentes dentro de la carcasa. El resultado final fue el siguiente:

Ilustración 80. Boceto 3 cargador 1

Y su diseño final en Catia fue el siguiente

Ilustración 81. Colocación Arduino y PCB

Ilustración 83. Cargador pórtatil final abierto

Ilustración 82.Cargador portátil final cerrado

89

Cargador Solar

En la Ilustración 81, se observa la disposición del Arduino y la PCB y el hueco que queda para conectarlos mediante el cable USB y para las baterías de la versión 2.0 del cargador En el apartado 6, el de planos, se puede ver mejor como se monta correctamente el cargador 1 y sus dimensiones.

CARGADOR ORIENTABLE INTERIORES: Solar View

Este cargador, es para uso exclusivo en interiores de edificios, para aprovechar la energía proveniente del sol cuando se esté trabajando en una oficina o mientras las horas que se permanezca en casa.

Al contrario que en el cargador anterior, no hubo que hacer tantas variaciones del modelo inicial, ya que se conocían los fallos anteriormente explicados y se pudieron solucionar durante el proceso de realización del cargador en Catia. Para este modelo, se optó por la opción de colocar el circuido encima del Arduino como una shield ya que se ahorraba mucho más espacio que colocando la PCB al lado del Arduino.

Prototipo 1 El primer boceto de este cargador, pretendía una visión general sobre cómo iba a ser la forma de la carcasa y cómo iba a ser el mecanismo que iba a permitir

a

la placa solar

orientarse para

aprovechar mejor los rayos solares, ya que en el caso de que se coloque en una ventana como se verá más adelante se pierde bastante energía del sol.

Se trata de una primera fase en la que aun no se Ilustración 84. Boceto 1 cargador orientable

especifica cómo va a ser el mecanismo de giro ni cuantas ventosas van a sujetarlo en la ventana.

90

Cargador Solar

Se realizó únicamente un primer diseño de la carcasa en Catia para ver si era factible la forma que se le había dado en el boceto, pero pronto se vio que no era posible ya que al tener una forma cóncava, no permitía enrasar la cabeza del USB con la pared de la carcasa. La PCB montada sobre el Arduino chocaba con la carcasa y no se podía sacar el USB de dentro.

Ilustración 85. Carcasa boceto 1

Se pasó entonces a rediseñar el boceto 1 para que tuviera una forma estética y se pudiera sacar el USB a la altura de la pared de la carcasa.

Prototipo 2 En el segundo boceto, ya se solucionó el problema del USB, para ello se cambió la forma de la carcasa. Como se ve en la Ilustración 86, la parte inferior del cargador es recta para que el USB quede colocado a la misma altura de la pared y que los componentes electrónicos no choquen con las paredes internas de la carcasa.

Se le realizaron las ranuras de ventilación en la posición que está colocado el Arduino con la PCB montada encima.

Se optó por usar 2 ventosas convencionales de 4cm de diámetro para que soportaran el peso del cargador y sus componentes. Las ventosas cuando les da el sol pierden algo de fuerza de succión por lo que para asegurarse de Ilustración 86. Boceto 2 Cargador Orientables interiores

un buen agarre al cristal, se usaron dos ventosas.

91

Cargador Solar

Una vez que estaba solucionado el problema de la forma del cargador y la disposición de los elementos electrónicos en el interior, se pasó entonces al diseño en Catia del cargador para interiores orientable.

La Ilustración 87, Ilustración 88 e Ilustración 89, muestran el cargador terminado con todos los detalles y funcionalidades. A continuación se explicará cómo funciona el mecanismo de orientación de los paneles solares y las diferentes piezas que lo conforman.

Ilustración 87. cargador interiores vista 1

Ilustración 88. Cargador interiores vista 2

Ilustración 89. Cargador Interiores vista 3

Mecanismo de orientación Para poder aprovechar los rayos del sol, el panel debe estar lo más perpendicular posible al Sol. Dependiendo de la estación del año, llegan con una inclinación u otra, por lo que con este mecanismo se conseguirá aumentar la producción de energía del Cargador solar.

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Cargador Solar

Ilustraciรณn 90. Mecanismo de orientaciรณn vista 1

Ilustraciรณn 91. mecanismo de orientaciรณn vista 2

Para ello se le ha acoplado a los paneles un mecanismo para que puedan ser orientados, y es el siguiente: Se trata de un eje mรณvil dentado cilรญndricamente (interior), que gira sobre otro eje fijo dentado de la misma manera (exterior). Cuando se pasa de un diente a otro, el panel se queda bloqueado en esa posiciรณn sin que se mueva. Cada vez que se cambia de posiciรณn, el panel se mueve unos 15ยบ, con lo que se consigue orientar el panel en la posiciรณn deseada. El panel estรก conectado al eje mรณvil por apriete.

Otra opciรณn que se pensรณ para que pudiera ser orientable, era una esfera, que girara 360ยบ.

Colocaciรณn elementos electrรณnicos La tapa de la carcasa, estarรก fijada a la misma mediante unos topes que encajan perfectamente en ella, con lo que se consigue la fijaciรณn de la tapa de una manera sencilla. En el caso de que se quiera

abrir,

bastarรก

con

levantar

mediante una pestaรฑa (situada en la parte superior como se ve en la Ilustraciรณn 92) la tapa y los topes saldrรกn de sus

respectivos agujeros.

Ilustraciรณn 92. Colocaciรณn elementos

93

Cargador Solar

En la tapa estará colocada la base para la sujeción del Arduino, tiene la forma de él y está situado en esa posición, para que cuando se monte encima la PCB, el USB salga por el agujero que hay situado en la parte inferior de la carcasa.

Dentro del cargador también tiene que haber un espacio mínimo para que los conectores del cable USB que unen el Arduino con el circuito, quepan correctamente.

Además, se pueden apreciar las ranuras de ventilación, situadas donde están colocados los componentes electrónicos.

Carcasa paneles solares Como se puede ven en la Ilustración 93, el marco que une los dos paneles solares, está dividido en dos piezas.

Esto se debe a que la impresora 3D, no permite imprimir piezas de un tamaño superior a 203mm y los dos paneles en serie mas ocupan 272mm. Por lo tanto se optó por esta solución para realizar el marco de los paneles.

Ilustración 93. Marco paneles solares

Diseño final del cargador 2 Aunque el diseño y las funcionalidades del cargador 2 eran óptimos, se realizó un nuevo análisis sobre lo que se podía mejorar del cargador orientable: 

Tamaño de la carcasa: se podía reducir aún más, lo que conllevaría un ahorro en el coste del material de la impresora 3D. Además, ocuparía menos espacio en el cristal.



Ventilación de la carcasa: aunque las rejillas hechas en el prototipo 2 van a refrigerar los componentes electrónicos, el calor sube, y por lo tanto se le harán otras rejillas en la parte superior para que el calor salga completamente.

94

Cargador Solar



Método de abrir y cerrar la tapa: el método del prototipo 2 es eficaz, pero el borde exterior que hay que hacerle, implica un gasto de material, por lo que se realizará un modelo similar al del cargador portátil, con la pestaña.



Sujeción del cargador al cristal: las dos ventosas del prototipo 2, se fijan al cristal por presión, pero este sistema si no se aplica la fuerza correcta puede fallar, provocando la caída del cargador al suelo y pudiéndose romper. La solución que se va a adoptar es realizarle un mecanismo que fije completamente la ventosa mediante una palanca. La posición anterior de las ventosas, podía provocar giro del cargador sobre el eje vertical que formaban las ventosas.

El resultado final fue el que se muestra en Ilustración 94, y las variaciones de funcionalidad explicadas anteriormente se pueden apreciar:

Ilustración 94. Diseño final del cargador interiores

- Las pestañas de la tapa que se engancharan en la carcasa para que pueda ser cerrada.

- El mecanismo de la ventosa. Mediante la palanca que se acciona hacia abajo, se consigue una mayor succión y por lo tanto mayor fijación al cristal, como consecuencia de este mecanismo, ya no hace falta colocar dos ventosas como en el diseño anterior, solucionando el problema que podría haber del giro del cargador.

- El diseño de la carcasa exterior. Se ha hecho lo más pequeña posible para que el Arduino no chocara con las paredes de la carcasa y se han suavizado las aristas. El 95

Cargador Solar

hueco que queda es debido a que los componentes electrónicos sobresalen de la placa solar 3 cm y se ha dejado ese margen por ello.

Ilustración 95. Cargador orientable interiores

En el apartado de planos, se puede ver mejor como se monta correctamente el cargador interiores y sus dimensiones.

Errores de la carcasa

Una vez que se obtuvo el diseño final hecho en Catia V5, se pasó entonces a imprimirlo mediante la impresora 3D. Cuando se tuvieron todas las piezas en la mano y se empezó a realizar el montaje, se detectaron una serie de errores producidos por: 

Diseño: es el caso de la ventosa. Cuando se montó según se había diseñado, se observó que la palanca no realizaba casi ningún efecto, la succión que realizaba era minúscula con la que se tenía pensado que realizara.

La solución pasa por realizarle un borde exterior que bloquee el perímetro de la ventosa para que cuando se accione la palanca, se genere succión y el borde quede fijado.

96

Cargador Solar

Ilustración 96. Ventosa fallo diseño



Impresora 3D: debido a que la precisión de la impresora es de 0,25 mm cada capa, algunas piezas que se habían diseñado en Catia para que encajaran correctamente, rozaban mucho entre ellas y había que realizar una gran fuerza para encajarlas. Es el caso de los salientes del marco de los paneles solares.

Para encajar las piezas, había que apretar bastante para llevarlas a su posición y en el caso de que se quisiera desmontar, era un poco complicado. También se detecto este mismo error en la tapa para acceder a los componentes electrónicos.

La solución pasa por dejar un pequeño hueco entre las piezas en el programa de diseño, para que cuando se imprima no surja este problema.

También ocurría algo parecido con el eje dentado cilíndricamente, no realizaba bien su función y no permitía girar correctamente. La solución es la misma que la anterior o puede haber otras dos: -Lijar un poco los dientes para permitir el giro.

-Mantener este diseño y como se queda bloqueado, cambiarlo de posición según en la estación del año correspondiente. O en cualquier caso dejarlo con opción a mejora con una bola que pueda girar 360º.

Nuevo diseño de la ventosa Como se ha explicado anteriormente, el mecanismo inicial no realizaba bien su función, por lo que se rediseñó de la siguiente manera:

97

Cargador Solar

Se acopló a la tapa, una especie de cono donde irá alojada la ventosa. La función de este, es sujetar el perímetro de la ventosa cuando se encuentre en la ventana, para que cuando se accione la palanca hacia abajo, el mecanismo que tira de la ventosa genere vacio y no se levante.

A continuación se muestran las Ilustraciones en las que se aprecian todos los detalles del nuevo mecanismo.

Ilustración 97. Tapa nueva con cono

El hueco que hay en el cono, es debido a que para unir la ventosa con el mecanismo de la palanca, se necesita la siguiente pieza, que debe subir y bajar sin chocar con las paredes.

Ilustración 98. Acople para ventosa

98

Cargador Solar

Gracias a que el cono presiona el perímetro de la ventosa y cuando se acciona la palanca hacia abajo, el mecanismo de la Ilustración 98, sube y genera vacío en la ventosa.

Ilustración 99. Tapa con mecanismo ventosa

Ahora el diseño es correcto y se puede asegurar que el cargador solar para interiores no se caerá al suelo, debido a que la fuerza de succión generada por el mecanismo lo impide. Además se han dispuesto unos topes en la parte inferior de la tapa para que apoyen en el cristal 3 puntos.

4.2.4 Ahorro debido al cambio de cable En el cargador solar para interiores, el uso del nuevo cable, supuso una reducción considerable en su precio, ya que el material ABS de la impresora era mucho menor.

En el caso del cargador portátil, no lo era, ya que las dimensiones no cambian, debido a que para conectar el Arduino con la PCB, había suficiente espacio para el cable USB A-B oficial. Sin embargo, si en un futuro se quisieran colocar las baterías internas para el cargador, no habría el suficiente espacio para todo, por lo que también se optó por usar el cable casero para este diseño.

Por lo tanto, se va a estudiar el ahorro únicamente en el cargador para interiores, analizando mediante el programa de la impresora 3D, cual es el uso del material de la carcasa diseñada para el cable oficial y de la diseñada para el cable nuevo.

Carcasa cable oficial 

Material modelo: 222,03 cm3



Material soporte: 95,84 cm3 99

Cargador Solar

 

Tiempo de impresión: 17 horas y 26 minutos Coste: 69,72 € + 30,1 € = 99,82 €

Carcasa cable casero 

Material modelo: 131,16 cm3



Material soporte: 73,66 cm3



Tiempo de impresión : 13 horas y 19 minutos



Coste: 41,2 € + 23,13 € = 64,33 €

El ahorro que se consigue al utilizar el nuevo cable es de 35,48 €, que es un valor importante a ahorrar.

4.2.5 Resultado de los diseños

TARGET Es el sector del mercado al cual está dirigida la venta del cargador solar. La acción de búsqueda de ese Target se denomina segmentación. Lo que se consigue con él, es definir los individuos o el grupo de consumidores al que irá dirigido el producto.

Las variables hay que tener en cuenta para describir al mejor individuo, van a ser de dos tipos:

1. Las variables duras se denominan variables Demográficas y son:   

Edad Sexo Nivel socioeconómico

2. las variables blandas se denominan Psicográficas y son:   

Estilo de vida Personalidad Valores e intereses

a) Descripción general sobre las personas que pueden comprar el cargador solar portátil (exterior): 

Las variables Demográficas: 100

Cargador Solar

o Edad: personas de 20 a 55 años o Sexo: masculino y femenino o Nivel socioeconómico: medio 

Las variables Psicográficas: o Estilo de vida: personas que les guste ir al monte, de camping, a la playa, que viajen mucho, realicen actividades fuera de casa durante largos periodos de tiempo. Lo que implica que necesiten recargar el móvil sin necesidad de tener a mano un enchufe. o Personalidad: divertidos, espontáneos y auténticos o Valores e intereses: personas abiertas a nuevas tecnologías y formas alternativas de energía. Responsables con el medio ambiente, que les guste innovar y salir de lo monótono. El principal interés es disponer de batería en el móvil en cualquier lugar y en cualquier momento.

b) Descripción general sobre las personas que pueden comprar el cargador solar para interiores: 

Las variables Demográficas: o Edad: personas de 20 a 55 años o Sexo: masculino y femenino o Nivel socioeconómico: medio



Las variables Psicográficas: o Estilo de vida: personas que pasan mucho tiempo en casa o en una oficina trabajando y que quieran recargar el móvil sin un enchufa para ahorrar energía. o Personalidad: tranquilos, innovadores, abiertos a nuevas formas de energía o Valores e intereses: personas que estén concienciadas de que el uso de estas tecnologías son el futuro y que quieran empezar a ahorrar en el consumo de la luz mientras realizan sus tareas.

101

Cargador Solar

Una vez que se tiene una idea general de cómo pueden ser las personas que puedan comprar los cargadores solares para interior y para exterior, se ha realizado un análisis más especifico de las personas que podrían llegar a comprarlo.

Target 1: Persona de 25 años que le guste viajar a destinos lowcost de internet en verano.

Target 3: Familia que suele ir los domingos a playas cercanas de la costa cantábrica por ejemplo Zarauz, La concha, Laredo, Sopelana... (El padre 35 años, madre 36 años, hijo de 14 años hija de 8 años)

Target 2: Familia que le guste ir de campings en España incluso alguno de Francia como por ejemplo Comillas, Santander, Noja... (El padre 40 años, madre 45 años, hijo 10 años, hija de 7 años) Target 4: Alumno de 20 años que estudia en un parque por ejemplo Salburua o Zabalgana

Target 5: Persona de 30 años que los sábados veraniegos va al monte por ejemplo Gorbea, Albeniz ...

Target 6: Persona de 35 años que haga deporte al aire libre 3 días a la semana con el perro y que durante el descanso tumbarse.

Target 7: Abogado de 45 años con una oficina en el centro en la calle dato.

Target 8: Ama de casa de 35 años que haga las labores del hogar durante la mañana.

Target 9: Directivo que tiene un despacho con gran ventana en unas oficinas en Salburua en la planta 6ª.

Target 10: Persona de 50 años que tenga una casa con gran jardín en Lakua Ibaiondo y que le guste pasar las mañanas leyendo el periódico.

le

guste

102

Cargador Solar

Target 11: Pescador de 30 años que le gusta ir los sábados de verano al pantano de Ullibarri a pasar el día.

Target 12: Estudiante de 22 años que esta de Erasmus en Italia y que le gusta ver y conocer las ciudades.

Target 14: Persona de 50 años que tiene una huerta en Abetxuko y todas las mañanas va a regar.

Target 13: Madre de 36 años que lleva a su hijo de 5 años al parque después de clase a merendar.

Target 15: Grupo de amigos que a las tardes de verano van a la piscina de Gamarra.

Target 16: Persona de 20 años que estudia en casa durante la época de exámenes

Target 17: Persona de 40 años que tiene un negocio propio en el centro como puede ser una panadería, un taller de ruedas, una carnicería, pescadería...

Target 18: Persona de 30 años que le guste andar en bicicleta los fines de semana y que haga largos

Target19: Monitor de 25 años de tiempo libre durante el verano que va con niños de 7 y 8 años a los pueblos cercanos semana

Target20: Comerciante de 40 años de una empresa internacional que reparte de puerta en puerta información sobre su negocio.

a pasar una

recorridos. Cuando llegue a su destino admire el paisaje.

103

Cargador Solar

Target 21: Persona de 45 años que va a trabajar en bicicleta y que pasa varias horas fuera de casa

Target 22: Profesor/a de clases particulares que tiene un aula en la planta 3º en la calle Domingo Beltran.

Target 23: Camarero que posea un bar con gran ventana en Zabalgana y que este bien orientado y sin edificios delante.

Target 24: Familia que las vacaciones alquila una autocaravana y se va por varios lugares de España a visitarlos. Padre de 45 años, madre de 43 años 2 hijas de 10 y 3 años.

Target 25: Persona de 45 años que cuide personas mayores en una residencia.

Tabla 5. Target específicos

Para terminar, de los Bocetos que más gustaron en el equipo, se realizó un estudio sobre qué target le correspondería a cada cargador solar, para ver cuál de ellos es el más adecuado o el que más se puede llegar a vender. Además se incluyó una breve descripción de cada diseño y en el caso de que se hubiera hecho su diseño en CAD, su representación mediante un render.

Tabla final de resultados

104

BOCETOS Boceto 1

CARACTERÍSTICAS Es ideal para llevarlo a un parque, playa, camping o cualquier lugar donde se vaya a pasar la tarde o unas vacaciones. Es portátil y ocupa muy poco.

Está destinado para uso exclusivo fuera de casa.

Dim: 150x130x58 Peso: 300 gr Panel solar: 2W Salidas usb Indicador de carga (led verde)

CAD

TARGET Target

RENDER

VENTA

195,9 €

105

Boceto 3

Boceto 2

Para uso en exterior, donde la superficie sea lo suficientemente blanda y consistente para que quede fijo, por ejemplo la arena de la playa.

Mientras se disfruta el día de playa, se pueden recargar los dispositivos electrónicos.

Para un jardín o una terraza amplia en la que puede quedar "disimulado" con las plantas de alrededor por su apariencia de girasol.

Es perfecto para que cargue los dispositivos mientras se está en casa.

Target

Target

106

Boceto 4 Es el cargador idóneo para cuando se trabaja en una oficina o se pasa mucho tiempo en casa.

Se acopla perfectamente a la ventana mediante una ventosa, además se puede inclinar el panel solar para aprovechar mejor los rayos solares que entran en la habitación.

Dim soporte: 130x74x60 Peso: 400gr Panel solar: 2W Salidas usb

Target

153,9 €

107

Boceto 5

Cargador solar en una mochila. Los paneles solares se encuentran en la parte trasera y mientras se va por la calle o por el monte se puede llevar el m贸vil cargando.

Se acopla a cualquier mochila aunque hay que dejar espacio para los circuitos

Target

108

Boceto 6

Cargador solar portĂĄtil y abatible, similar al boceto 1 pero este es de mayor tamaĂąo ya que los paneles no se pueden guardar. Sin embargo gracias a la patilla trasera, se pueden orientar y aprovechar mejor los rayos solares.

Target

109

Cargador Solar

Cargador solar interiores abatible: Solar View El resultado final despues de imprimir las piezas del cargador solar view fue el siguiente:

Ilustraci贸n 100. Tapa con soporte y ventosa

Ilustraci贸n 101. Tapa con Arduino y ventosa

110

Cargador Solar

Ilustraci贸n 102. Carcasa principal del cargador

Ilustraci贸n 103. Marco panel solar 1

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Cargador Solar

Ilustraci贸n 104.Marco panel solar 2

Ilustraci贸n 105. Prueba ventosa sin soporte y marco

112

Cargador Solar

Ilustraci贸n 106. Carcasa cargador solar ventana

Ilustraci贸n 107. Carcasa cargador solar ventosa 2

113

Cargador Solar

5. Cálculos

5.1 Comparación de rendimiento panel solar Según los datos que proporcionaba el fabricante de los paneles solares, bajo las condiciones estándares de radiación y temperatura (1.000 W/m2 y 25º C) el panel solar es capaz de producir 2 W de potencia. Se realizó un ensayo para ver si esto era cierto, como se va a ver a continuación: Fabricante:

T= 25º C Rad=1.000 W/m2 P=2 W Área=0,01496 m2

Ilustración 108. Esquema radiación 1000W/m2

La potencia teórica que puede absorber el panel con esa radiación es de: Teórica= 1.000·0,01496=14,96 W De esos 14,96 W, el fabricante dice que únicamente puede llegar a absorber 2 W debido a las pérdidas que se generan y se han explicado anteriormente. Con lo que se tiene, que el rendimiento del panel solar será de 13,36 % teóricamente.

Pruebas panel: Para el trazado de la curva I-V se realizó el siguiente montaje:

114

Cargador Solar

El panel se colocó sobre una superficie hacia la que apuntaba un foco, se utilizó un piranómetro para medir la irradiancia. El panel se conectó directamente a un potenciómetro con resistencia variable entre 0 y 150 Ohm. Se colocó también, un amperímetro en serie y un voltímetro en paralelo para realizar diferentes medidas de intensidad y voltaje.

Una vez montado se realizó el siguiente proceso: 1) Se suelta el potenciómetro, quedando la célula completamente desconectada, en vacío. Así se puede medir la tensión de circuito abierto o Voc. 2) Con el potenciómetro aún desconectado, se juntan las puntas que irían a éste (cortocircuitamos la célula). Así se mide la corriente de cortocircuito, o Isc. 3) Se conecta el potenciómetro y se apuntan los pares de valores I-V para distintas posiciones. Hay que dejar unos segundos para que las lecturas se estabilicen. Se tomaron 36 puntos en total.

Estas son las graficas obtenidas del ensayo con el panel solar con una radiación de 700W/m2 y una temperatura de 25º C.

Ilustración 109. Gráfica I-V panel

Ilustración 110. Grafica P-V panel

115

Cargador Solar

Como se puede observar los datos obtenidos han sido:

o

T= 25 C Rad=700 W/m2 P=0,95 W Área=0,01496 m2

Ilustración 111. Esquema radiación 700W/m2

Siguiendo el proceso similar para calcular el rendimiento real del panel solar: P= 700·0,01496=10,47 W Pero únicamente se consiguen absorber 0,95 W en total por la misma razón de antes.

Por lo tanto el rendimiento que se obtiene es del 9,5 %, este es el valor con el que se han realizado todos los cálculos necesarios.

Como es evidente, al ser un panel de no muy buena calidad, no se consiguen los 2 W que el fabricante establece en la hoja de características del panel.

5.2 Orientación panel solar Se ha realizado un estudio sobre como varia la entrada de los rayos solares a la Tierra, dependiendo de la estación del año y la posición geográfica. En el apartado "3.6.3 altura solar" se han calculado los ángulos de entrada de los rayos solares en 3 zonas del País vasco en los solsticios de verano e invierno y equinoccios de primavera y otoño.

116

Cargador Solar

Los datos quedan recogidos en la siguiente tabla:

zona geográfica

Latitud

Verano

Invierno

Primavera

Otoño

Vitoria

42,85

70,65

23,65

47,15

47,15

Donostia-Bilbao

43,32

70,18

23,18

46,68

46,68

Éibar

43,18

70,32

23,32

46,82

46,82

Tabla 6. Ángulos rayos solares

Estos datos son del primer día de cada estación del año, la Tierra está en constante movimiento alrededor del Sol, por lo que de un día para otro este ángulo variará. Para realizar un estudio aproximado sobre cuántos vatios se van a obtener a lo largo de un año natural, es necesario calcular estos ángulos y saber cuántas perdidas va a haber de los 1.000 W/m2 que llegan a la Tierra en las horas pico.

Como es muy difícil saber en cada momento que radiación llega a la superficie de la Tierra, lo que se hizo fue utilizar las horas pico de cada mes. Las horas pico es el tiempo en el que la radiación es 1.000W/m2. Por ejemplo, un día de Julio que dura 14 horas, en todas ellas no llega la misma radiación, es muy difícil saber cuanto llega exactamente, por esa razón se han utilizado las horas pico. En Julio tiene un valor de 6,28 horas pico, es como si el día de luz durara 6,28 horas con una radiación de 1.000W/m2.

Existen datos sobre el día más claro de cada mes, se ha realizado el siguiente estudio para ver si el modelo adoptado de las horas pico es correcto o no.

117

Cargador Solar

Julio 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0

5

10

Ilustración 112. Gráfica Irradiación horas

15

20

25

hora 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00

Julio irrad. Max (KWh/m2) 0,005 0,13 0,296 0,477 0,647 0,788 0,89 0,943 0,943 0,89 0,788 0,647 0,477 0,296 0,13 0,005

Tabla 7. Irradiación horas

Si se calcula el Área de la curva que pasa por los puntos, se hallan los Kwh/m2 que hay en el día más claro de Julio. Se obtiene un valor de: 8,347kWh/m 2. Se puede ver que está lejos de los 6,28kWh/m2 pero como se ha dicho anteriormente, se trata del día más claro de julio, en un día normal, según datos del EVE, puede llegar a haber un 25 % de nubes cada hora, por lo que si se realizan de la misma manera que antes los cálculos, se obtiene una nueva curva. El valor que se obtiene es de: 6,26kWh/m 2

118

Cargador Solar

0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0

5

10

15

20

25

Ilustración 113. Gráfica irradiación 25 % nubes

hora 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00

Julio Irrad. 25 % nubes hora 0,00375 0,0975 0,222 0,35775 0,48525 0,591 0,6675 0,70725 0,70725 0,6675 0,591 0,48525 0,35775 0,222 0,0975 0,00375

Tabla 8.Valores irradiación horas 25 % nubes

Como se puede observar, los datos de la aproximación por las horas pico es fiable. Por lo tanto, los cálculos de la incidencia de los rayos solares se han realizado con este método.

Este modelo adoptado para determinar la irradiación que llega a la Tierra, aunque se ha visto que es una aproximación fiable, lo que realmente ocurre es lo siguiente: Los cálculos realizados en el modelo anterior, han sido reducir un 25 % la irradiación que llega a la tierra en cada hora, sin embargo lo correcto es que durante una hora, 45 minutos llegan con la irradiación máxima, y los otros 15 restantes llega únicamente la irradiación difusa, que es la que provoca las nubes cuando se interponen delante del sol. Por lo tanto la grafica correcta sería la siguiente:

119

Cargador Solar

Ilustración 114. Irradiación por horas con 25 % de nubes

Como se puede apreciar en la Ilustración 114, durante cada hora del día, se modeliza que hay 15 minutos en los que una nube se interpone entre el sol y la Tierra, y por lo tanto la irradiación disminuye hasta durante ese periodo de tiempo.

Volviendo al cálculo de la inclinación con que los rayos solares entran en la Tierra dependiendo del día del año, se ha realizado una tabla (anexo 3) donde se recoge la variación de todos los días, dividido por estaciones. Se han tomado los valores de latitud de Vitoria Gasteiz, pero para cualquier otra zona el procedimiento seria el mismo cambiando el dato de latitud.

El procedimiento para hallar los ángulos de todos los días del año es el siguiente: Hay que contar los días que transcurren entre estación y estación.

o Verano (20 Junio)

92 días

o Otoño (21 Septiembre) o Invierno (21 Diciembre) o Primavera (21 Marzo)

91 días

92 días

90 días

120

Cargador Solar

Si se suman todos los días de las estaciones del año se comprueba que dan los 365 días del año. Una vez que se tienen los días que hay entre cada estación del año, se puede realizar el cálculo de la variación de la inclinación.

Verano-otoño De la ecuación de la altura solar: h = 90º - φ + δ, el único dato que es variable, es la declinación (δ), es decir los 23,5º que está desviado el eje de la Tierra. Durante los 92 días que hay entre verano y otoño, el valor de la declinación ira desde los 23,5º hasta los 0º. Sera una variación uniforme con lo que se tiene que para realizar los cálculos hay que restarle cada día

º. Lo que se ha hecho es que la variación

desde 23,5 hasta 0 es como si fuera de 1 a 0, los valores intermedios de este intervalo, será lo que varia la declinación, que en este caso será uniforme. (Anexo 3) Otoño-invierno Para este caso, la situación es la contraria que la anterior, la declinación va aumentando desde 0º hasta 23,5º, a razón de

º al día.

Invierno-Primavera La variación se realiza de la misma forma que de verano a otoño, pero con una variación de

º al día.

Primavera-verano

La variación se realiza de la misma forma que de otoño a invierno, pero con una variación de

º al día.

Una vez que se han obtenido todos los valores de los ángulos con los que los rayos solares entran en la atmosfera según los días del año, se estudiaron 2 casos para la colocación del cargador solar portátil.

121

Cargador Solar

5.2.1 CASO A El cargador se colocará en cualquier superficie horizontal. Se ha realizado el estudio para el día más favorable y el más desfavorable, pero en la tabla del anexo 4, se puede ver cuáles son las pérdidas por orientación de todos los días del año dependiendo del ángulo de inclinación de los rayos solares.

Solsticio verano La posición ideal para el cargador solar el 21 de Junio, es cuando se encuentra inclinado 19,35º con respecto a la horizontal, para que

los

rayos

solares

entren

perpendiculares al panel solar. En el caso A, el panel solar se encuentra en horizontal, por lo que habrá unas pérdidas por la mala orientación del panel. El cálculo de cuantos W/m2 llegan al panel en este caso hay es el siguiente: Ilustración 115. Posición cargador verano caso A

Donde d´ es el panel colocado en horizontal y d, el panel perpendicular al sol. En el caso de que el panel se encuentre perpendicular, le llegarían los 1000W/m 2.

Entonces se extrapola que d=1000W/m2 y se obtiene que:

En este caso las pérdidas son muy pequeñas, del valor del 5,65 %, no supone una gran pérdida, sin embargo este valor solo es para el primer día de verano, según vayan avanzando los días, las pérdidas van aumentando considerablemente hasta un máximo de 59,88 %, que coincide con el caso más desfavorable, que es el primer día de invierno (21 de diciembre).

122

Cargador Solar

Solsticio de invierno La posición ideal para el cargador solar el 21 de Diciembre, es cuando se encuentra inclinado 66,35º con respecto a la horizontal, para

que

los

rayos

solares

entren

perpendiculares al panel solar. En el caso A, el panel solar se encuentra en horizontal, por lo que habrá unas pérdidas por la mala orientación del panel. El cálculo de cuantos W/m2 llegan al panel en este caso hay es el siguiente: Ilustración 116. Posición Cargador invierno caso A

En este caso las pérdidas son muy elevadas, a partir de este punto, irán disminuyendo hasta alcanzar nuevamente las pérdidas del 5,65 % el 21 de Junio.

5.2.2 CASO B El cargador solar se colocará en una ventana en posición vertical, mediante una ventosa. Se ha realizado el estudio al igual que antes, para el mejor y el peor de los casos. En el anexo 5 se pueden ver cuáles son las pérdidas por orientación de todos los días del año dependiendo del ángulo de inclinación de los rayos solares.

Solsticio verano La posición ideal para el cargador solar el 21 de Junio, es cuando se encuentra inclinado 70,65º con respecto a la vertical, para que los rayos solares entren perpendiculares al panel solar. En el caso B, el panel solar se encuentra en vertical, por lo que habrá unas pérdidas por la mala orientación del panel. El cálculo de cuantos W/m2 llegan al panel en este caso hay es el siguiente:

123

Cargador Solar

En este caso las pérdidas son muy elevadas, del valor del 66,86%, lo que supone una gran pérdida, sin embargo este valor solo es para el primer día de verano, según vayan avanzando los días,

las

pérdidas

irán

disminuyendo

considerablemente hasta un mínimo de 8,39% que coincide con el caso más favorable, que es el primer día de invierno (21 de diciembre).

Ilustración 117. Posición cargador verano caso B

Solsticio invierno

La posición ideal para el cargador solar el 21 de Diciembre, es cuando se encuentra inclinado 23,65º con respecto a la vertical, para

que

los

rayos solares

entren

perpendiculares al panel solar. En el caso B, el panel solar se encuentra en vertical, por lo que habrá unas pérdidas por la mala orientación del panel. El cálculo de cuantos W/m2 llegan al panel en este caso hay es el siguiente: Ilustración 118. Posición cargador invierno caso B

En este caso las pérdidas son muy pequeñas, a partir de este punto, irán aumentando hasta alcanzar nuevamente las pérdidas del 66,86 % el 21 de Junio.

124

Cargador Solar

5.3 Pérdidas panel solar Los cálculos explicados en el apartado anterior, sólo incluyen las pérdidas por orientación de los 1000 vatios que llegan a un metro cuadrado si no se encuentra perpendicular a los rayos solares. Ahora se van a realizar los cálculos para el caso de la placa solar del cargador solar portátil.

Tal y como se explicó en el apartado 3.6.4 y en el 5.1 el panel solar solo puede absorber cierta cantidad de energía, en este caso un 9,5 % de la que le llega a su superficie de 136x110mm. En los anexos 4 y 5, se encuentran los cálculos de la producción de energía esperada para todos los días del año. En este punto se van a explicar el caso más favorable y el más desfavorable dependiendo de si se encuentra en posición vertical u horizontal.

Caso favorable Posición horizontal El día más favorable para esta posición es el 21 de Junio: Una vez que se saben los vatios por metro cuadrado por la orientación horizontal del cargador, hay que calcular cuánto es capaz de generar el panel solar en el primer día de verano.

En primer lugar hay que calcular cuántos vatios por metro cuadrado llegan en las horas pico:

5.764,86 Wh/m2

Una vez obtenido este dato, hay que calcular lo que genera el panel solar: 5.764,86wh/m2 · 0,095 · 0,01496 m2 · 2 = 16,39 Wh/día que genera el cargador solar con 2 placas en el día más favorable del año para la posición horizontal.

Posición vertical El día más favorable para esta posición es el 31 de agosto: 125

Cargador Solar

Para el caso de que el cargador solar se encuentre en posición vertical, se operará de la misma manera pero cambiando los vatios por metro cuadrado que llegan en las horas pico:

3.347,11 Wh/m2

De la misma forma, el cargador solo puede absorber un 9,5 % de los que le llega a su superficie: 3.347,11 Wh/m2 · 0,095 · 0,01496 m2 · 2 = 9,11 Wh/día que genera el cargador solar para el día más favorable del año para la posición vertical.

Caso desfavorable Posición horizontal El día más desfavorable para esta posición es el 21 de diciembre, en invierno. Se calcula de manera similar al anterior.

401,15 W/m2 · 1,36h = 545,56 Wh/m2 La producción esperada en ese día será de: 545,56 Wh/m2 · 0,095 · 0,01496m2 · 2 = 1,55kW que genera el cargador solar con 2 placas en el día más desfavorable del año para la posición horizontal.

Posición vertical El día más desfavorable para esta posición es el 1 de diciembre 876,18 W/m2 · 1,36h = 1.191,6 Wh/m2 La producción esperada para ese día será de: 1.191,6 Wh/m2 · 0,095 · 0,01496m2 · 2 = 3,38kW que genera el cargador solar con 2 placas en el día más desfavorable del año para la posición vertical.

Los datos anteriormente calculados quedan registrados de forma más ordenada en la siguiente tabla:

126

Cargador Solar

Caso

Posición

Día

W/m2

Wh/m2

KW/día

horizontal

21-jun

943,51

5.764,86

16,39

vertical

31-ago

608,56

3.347,11

9,11

horizontal

21-dic

401,15

545,56

1,55

01-dic

878,18

1.191,6

3,38

Favorable

Desfavorable vertical

Tabla 9. Datos favorables y desfavorables

La producción total de todos los días del año para el caso A es de 3.082,224316 kW La producción total de todos los días del año para el caso B es de 2.300,958779 kW Por lo tanto en el caso de que se colocase en horizontal, supondría unas ganancias del 25 % respecto al vertical En el caso de que se coloque en vertical, habría que tener en cuenta las perdidas por el cristal, aunque no son muy grandes. No se han incluido debido a que el estudio se ha querido hacer comprando las dos posiciones con las mimas pérdidas.

Tabla 10. Datos vidrio

Los cristales de las viviendas convencionales, tienen un factor de transmisión de la luz similar al del vidrio claro de 4mm, de 0,9.

127

Cargador Solar

5.4 Estudio seguidor solar vs fijo La incidencia de los rayos solares sobre el plano de los paneles fotovoltaicos difiere de la perpendicularidad a lo largo del día y por lo tanto se ve reducida la eficiencia de los paneles solares. Es posible corregir esta situación utilizando un seguidor solar que oriente los paneles a la posición del Sol. El uso de seguidores solares ha reportado ganancias superiores al 20 % en estudios de campo. El seguidor solar sigue la trayectoria aparente del Sol ocasionada por los movimientos de la Tierra respecto al Sol. Se ha realizado una comparativa entre el sistema fijo y el sistema movible atendiendo al mantenimiento, costes iniciales y la producción esperada para ver si es rentable o no la construcción de un seguidor solar a escala pequeña.

Seguidor solar:

Serán necesarios dos motores, su misión será que la placa solar se encuentre lo mas perpendicular posible a los rayos solares, para ello deberán estar controlados por el Arduino, al que se le adjuntará el programa con las ecuaciones horarias necesarias (Estas ecuaciones son las que se encuentran en el apartado "ubicación de la trayectoria solar") mediante este software, el seguidor solar debería de ganar con creces al sistema fijo, sin embrago entran unos factores que hay que estudiar y ver si son convenientes o no.

- Motores: se ha elegido en un primer momento, el servo-motor TS-53, ideal para trabajar con Arduino, se necesitan entre 0,5 V y 5 V para que funcione correctamente lo que supone una alimentación que tendrá que ser suministrada por la placa solar o por una batería externa.

Ilustración 119. Servo Ts-53

128

Cargador Solar

Como el servomotor va a mover los paneles que tienen un peso, necesitan el voltaje máximo, ya que debe superar no solo su propio peso si no el momento que se genere por el par realizado, los valores que aparecen en la tabla son sin carga. Un servomotor es básicamente un actuador mecánico basado en un motor y un conjunto de engranajes que permiten multiplicar el par del sistema final. Posee elementos de control para monitorear de manera constante la posición de un elemento mecánico. Si para el control de uno de estos sistemas se utiliza un microcontrolador (Arduino) que además de actuar sobre el servomotor realiza otras actividades, se planteará siempre el temor de no lograr actuar en los tiempos requeridos por estos sistemas.

Tabla 11. Datos servo

Los servomotores se controlan mediante impulsos de ancho variable que deben refrescarse periódicamente. Esto significa que si se deja de enviar la señal de control en el tiempo en el que el servomotor lo necesita, éste (a pesar de estar energizado) dejará de mantenerse en la posición preestablecida y adoptará cualquier orientación regida por el esfuerzo al que esté sometido. Es decir, si no se mantiene la señal de control en forma efectiva todo el tiempo que sea necesario, el sistema quedará a merced

de

las

fuerzas

externas

a

la

que

sea

sometido.

Para bloquear al servomotor en una posición es necesario, entonces, enviarle continuamente la señal con la posición deseada. De esta forma, el sistema de control seguirá operando y el servo conservará su posición y se resistirá a las fuerzas externas que intenten cambiarlo de posición. Este problema, se trata de un gran handicap a la hora de trabajar con servos, por lo que se ha realizado un estudio de si serían los más adecuados para el seguidor solar.

129

Cargador Solar

Cálculo de la potencia necesaria para el servo:

Al servo se le envían 50 refrescos de intensidad cada segundo, por lo tanto se tiene que cada 20 ms le llegará un pulso para mantener el panel y que no se caiga debido a la fuerza de la gravedad.

Cada 10 minutos de reloj, se realizará el cambio de posición del panel solar, ya que el sol habrá recorrido una distancia y los rayos no llegarán perpendiculares a la placa, por lo que se tiene:

10 min = 600s y en ese tiempo se calculan los refrescos:

refrescos en

10 minutos.

El tiempo efectivo máximo que dura el pulso es de 2,1 ms por lo tanto en 30.000 refresco, el tiempo efectivo máximo es de 63.000ms = 63s en 10 minutos. En una hora son 378s. Como el caso más desfavorable es en verano, cuando los días de luz duran 15 horas, se toma este vamos como máximo y se tiene que en un día hay: 378 · 15 = 5.670 s

Para el cálculo de la potencia se han cogido los datos de la Tabla 11.

P = 5 · 0,0631 = 0,3155W son los vatios que se necesitan en cada segundo, por lo tanto para calcular los vatios hora que se necesitan al día: 5760 · 0,3155 ·

= 0,497 Wh al dia.

Para calcular la vida del servo, sabiendo que como mínimo va a durar unas 200 horas, se calculan los segundos que va a estar funcionando al año: 5760 · 365 = 2,1024 · 106 s = 584 h/año Como se puede ver en el caso más desfavorable los servos no durarían ni 4 meses, el principal problema, es que necesitan estar continuamente funcionando para

130

Cargador Solar

que mantengan la posición del panel y que no se venza con el propio peso. Es por esta razón que se buscó otra solución:

Se estudió la posibilidad de usar un motor DC, que no necesita estar todo el rato funcionando para mantener el paso de la placa ya que tienen un freno de seguridad que no permite que se venza.

Los cálculos son los siguientes: Como en el caso anterior, se tardarán 10 minutos en realizar el posicionamiento de la placa solar con respecto al sol, por lo que se tiene que en una hora, se realizaran 6 pulsos y como el día más desfavorable dura 15 horas, se tienen un total de 90 pulsos al día.

La potencia del motor es similar a la anterior de 0,3155 Ws, entonces para saber cuánto consume el motor DC al día: 0,3155 · 90 = 28,395 Ws = 0,00788 Wh

Como se puede apreciar el consumo es mucho menor en este caso que en el del servo, y además en consecuencia, la vida del motor DC, es mucho mayor: 90 · 365= 32.850 s = 9,125 h/año

Se sabe que este motor dura alrededor de 100 horas de uso, por lo que se tiene una garantía de unos 11 años, que frente a los 4 meses del servo es una gran diferencia. Por lo tanto en el caso de que se realice el seguidor solar, la opción más viable para la orientación, es la del motor DC que consume menos que un servo y dura más tiempo.

131

Cargador Solar

Producción esperada: Idealmente, al ser un seguidor solar, no debería de tener ninguna pérdida, ya que los rayos solares llegan perpendiculares a la placa solar y se obtiene el máximo rendimiento.

Se ha realizado una tabla Excel (anexo 6) en la que se muestran en todos los días del año la producción que se obtendría con el seguidor solar. La suma de los vatios hora de todos los días del año es de 3.948 Wh. También se ha realizado el estudio de la producción que se genera en un cargador que se encuentre fijo (horizontal), incluyendo las pérdidas de orientación debido a que no todos los días del año, los rayos solares llegan con la misma inclinación. La producción del sistema fijo es de 3.082,22 Wh. Con el seguidor solar se consigue un aumento del 21,9 % en la producción de energía, con lo que si se trata de un sistema rentable en este aspecto respecto al sistema fijo. Del apartado anterior, sabemos que los motores consumen 0,00788 Wh al día, como hay que usar dos motores para el seguimiento solar, pero uno de ellos solo realiza 1 pulso al día, se tiene que: - motor 1: seg. Solar diario

P= 0,00788 Wh/dia

P=2,876 Wh/año

- motor 2: seg. Solar anual

P= 0,0000876Wh/dia

P=0,031974 Wh/año

Pot. Total anual= 2,91 Wh Como se puede observar, el consumo de los motores es insignificante en comparación con la producción anual, sin embargo, como la producción de energía no es media, si no que, en verano se pueden llegar a producir más de 8 veces de la producción en invierno. Lo que significa que cuando más rentables van a ser estos seguidores van a ser en las épocas donde haya mayor número de horas de sol.

132

Cargador Solar

Mantenimiento: En cuanto a este apartado, el seguidor solar deberá llevar un control más exhaustivo de sus componentes, ya que es más fácil que tengan un fallo. En el caso del sistema fijo, no habrá ese problema, sin embargo estos costes de mantenimiento no son lo suficientemente grandes como para inclinar la balanza a favor de los sistemas fijos. La fiabilidad de los motores es elevada y no habrá problemas en la mayoría de los casos y en el caso de que los haya su coste no es muy elevado (10 €), y el gran aumento de la producción anual hacen que los seguidores solares sean un gran avance y permitan aprovechar mejor la luz solar.

5.5 Cálculos de resistencia de las carcasas Para comprobar las partes más frágiles de las carcasas de los cargadores solares, se realizó un análisis por elementos finitos en Catia V5 de las piezas más importantes que podrían llegar a romperse. Para ello en primer lugar había que definir los siguientes parámetros del material ABS, que es el que se va a utilizar para las carcasas. 

Modulo de Young: caracteriza el comportamiento de un material elástico, según la dirección en la que se aplica una fuerza: 2,32 GPa



Coeficiente de Poisson: constante elástica que proporciona una medida del estrechamiento de sección de un prisma de material elástico lineal e isótropo cuando se estira longitudinalmente y se adelgaza en las direcciones perpendiculares a la de estiramiento: 0,35



Densidad: 1.050 kg/m3



Límite elástico: tensión máxima que un material elastoplástico puede soportar sin sufrir deformaciones permanentes: 73,1 MPa



Expansión termal: 7,38x10-5 m/m K

133

Cargador Solar

Una vez definidas las propiedades del material en Catia, se pasó al análisis de las piezas de los dos cargadores: CARGADOR SOLAR SHELL a) Pestaña Una de las piezas más importantes del cargador y que por lo tanto es de vital estudio, es la pestaña que permite abrir y cerrar la carcasa para poder acceder a los componentes electrónicos.

Se realizó un mayado lo suficientemente preciso para que definiera correctamente la geometría de la pestaña y que los cálculos también los fueran.

Como la pestaña sólo puede doblarse cierta distancia, que es hasta que choca con la parte trasera de la misma, se ha estudiado ese caso, que es el caso más desfavorable y se va a comprobar si el material resiste.

Ilustración 120. Deformación pestaña y mallado

Como puede observarse en la Ilustración 120 cuando se aprieta la pestaña hasta el final del recorrido para poder abrir la tapa, aparecen unas tensiones en la parte inferior de la misma. Se obtiene un valor máximo de: 4,87x105 N/m2 Para comprobar si resiste hay que utilizar la teoría de Von Mises: La energía de deformación almacenada en un volumen unitario,

134

Cargador Solar

cuando se aplica uniaxialmente a la resistencia de fluencia será:

Donde Us= tensión de Von Mises = tensión limite elástico E= Modulo de Young Por lo tanto despejando la tensión del límite elástico de la ecuación y comprobando si es menor que la del material, se puede afirmar si el material resistirá o no.

Se tiene que

= 47,54 x 106 N/m2 que es menor que los 73,1 x 106 N/m2 del material

de la carcasa (ABS). Por lo tanto se puede afirmar que la pestaña no se romperá.

Otra manera de analizarlo, seria ver cuál es la tensión de von mises máxima que puede soportar el material, para ello Us =

1,1514 x 106N/m2. Como la que hay

en el punto más crítico de la pestaña tiene un valor inferior, el material resistirá.

b) Bisagra tapa Para comprobar la resistencia de esta pieza, se realizó un estudio para cuando el mecanismo de la Bisagra se encuentre bloqueado, por lo tanto habrá que realizar un momento para vencer esta posición.

El momento que hay que vencer será de 0,3N que es la fuerza máxima que permite el material desde el otro extremo de la pieza, multiplicado por el brazo, que es la distancia desde donde se aplica la fuerza hasta la bisagra. Tiene un valor de 0,3N · 0,1544m= 0,04632 Nm, es el momento máximo que puede soportar el material sin que se rompa.

135

Cargador Solar

Ilustración 121. Deformación máxima de bisagra

Con una fuerza de 0,3 N en la zona donde se aplica en la Ilustración 121 se obtiene un valor de 1,12x 106 N/m2, operando de la misma forma que antes se obtiene un valor de 72,08x106 N/m2.

En cualquier caso, este problema no será frecuente, los pasadores no se bloquearán ya que hay la suficiente distancia como para que giren sin problema en la parte inferior de la carcasa.

CARGADOR SOLAR VIEW a) Pestañas tapa Al igual que en el anterior cargador, se estudió la resistencia de las dos pestañas que hay para abrir y cerrar la tapa para acceder a los elementos electrónicos del cargador solar. Se analizó la posición más desfavorable, que es cuando llega al final del recorrido y se comprobó si el material resistía por la teoría de Von Mises

Ilustración 122. Deformación máxima pestañas y mallado

136

Cargador Solar

El valor máximo se daba en la zona inferior de la pestaña ya que es la que más se dobla para que el mecanismo funcione correctamente. En ese punto se obtuvo un valor de 1,12x106 N/m2 que es menor que el valor máximo para este material (ABS=1,1514 x 106 N/m2). Por lo tanto se puede afirmar que el mecanismo resistirá.

b) Marco paneles solares Se ha realizado el cálculo del panel solar para el caso en el que la rótula que permite el giro, se quede bloqueada por alguna razón y halla que realizar una fuerza para funcione correctamente otra vez.

La fuerza se aplicará en la zona superior del marco, ya que es la zona donde hay que realizar la menor fuerza posible para que el mecanismo funcione. Esta fuerza creará un momento, que es el máximo que puede soportar la rótula y tiene un valor de: 0,9N · 0,164m = 0,1476 Nm

Ilustración 123. Deformación máxima del Marco

137

Cargador Solar

En la Ilustración 123, se puede ver donde esta aplicada la fuerza de 0,9 N y la zona donde se producen las tensiones máximas, que son en la zona inferior que une el marco del panel solar con la rótula.

Según la tensión de Von mises, ese punto tiene un valor de 1,12 x 10 6 N/m2, que es inferior al valor limite del material ABS. Por lo tanto el material resistirá mientras se le aplique una fuerza de 0,9 N o inferior a partir de este valor, el material podría sufrir deformaciones o roturas.

5.6 Comparativa datos de orientación Excel con calculadora solar Para comprobar si los datos obtenidos de la manera explicada en el apartado "5.2 orientación" eran correctos, o se asemejaban a la realidad, se realizó una comparativa de los mismos con dos calculadoras solares.

Estas dos calculadoras eran las siguientes: N.O.A.A. solar calculator: tiene el siguiente entorno para la obtención de los datos.

Permite la búsqueda de la posición exacta donde se quiere realizar la consulta mediante un mapa, o si por el contrario se quieren introducir los datos de latitud y longitud manualmente también se puede hacer, aunque la precisión no es tan buena.

Una vez que se ha localizado la posición deseada, hay que seleccionar la fecha que se quiere consultar y automáticamente la calculadora de N.O.A.A. imprime en la pantalla los datos. [44]

138

Cargador Solar

Ilustración 124. Entorno Calculadora N.O.A.A

Ilustración 125. Datos de la calculadora solar N.O.A.A

El valor con el que se han realizado las comparaciones es el de Az/EI (inº) at local time para las 12:00:00, que es la hora donde el sol se encuentra a mayor altura. Hay que elegir esta hora debido a que los cálculos realizados en Excel se han supuesto para esa hora, para saber el máximo valor de entrada de los rayos solares de cada día del año.

139

Cargador Solar

Sun Earth Tools: tiene similares prestaciones a la anterior, ya que permite la ubicación del lugar que se quiere analizar mediante un mapa o manualmente. Sin embargo esta calculadora no es automática cuando se le cambia el día, si no que hay que ejecutarla.

Sin embargo ofrece muchos más datos y otros valores que la calculadora de N.O.A.A. no. [45]

Ilustración 126. Entorno calculadora Sun Earth Tools

La obtención de datos aparece de la siguiente manera:

Ilustración 127. Elevación vs Azimut

140

Cargador Solar

Con los datos que aparecen en la Ilustración 127, se puede saber cómo orientar un panel solar dependiendo del azimut y la elevación del sol.

La tabla donde imprime los valores según los datos que se le hayan introducido anteriormente es la que se encuentra a la izquierda. Aunque se haya seleccionado la hora anteriormente, también ofrece otros valores de la altura solar para las distintas horas. Pero como se ha comentado antes, el valor que se ha analizado para los cálculos de comparación es el de las 12:00.

Tabla 12. Valores de calculadora solar sun earth

Una vez que se supo cómo funcionaban las calculadoras, se pasó entonces al análisis de los datos de la siguiente forma: Se obtuvieron los datos de los días 10 y 20 de cada mes del año de los diferentes ángulos con los que entra el sol a las 12:00.

Altura Mes Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio

Datos excell

Dias 10 20 10 20 10 20 10 20 10 20 10 20 10 20

28,87 31,48 36,96 39,57 44,27 46,88 52,25 54,81 59,92 62,47 67,84 70,39 65,79 63,24

Datos calc. Solar N.O.A.A Datos calc. solar sun earth tools 25,17 24,57 26,97 26,94 32,69 32,67 36,13 36,11 43,01 42,99 47 46,18 55,18 51,83 58,77 55,13 64,86 61,13 67,18 63,2 70,09 65,43 70,43 70,43 69,06 63,97 67,45 62,5 141

Cargador Solar

Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre

10 20 10 20 10 20 10 20 10 20

57,87 55,32 49,95 47,4 42,24 39,66 34,23 31,65 26,49 23,9

62,38 59,31 51,9 48,08 40,36 36,67 29,91 27,4 24,24 23,73

58,13 55,51 49,09 45,71 40,35 36,65 29,88 27,37 24,21 23,7

Tabla 13. Datos de altura solar calculadoras solares y excel

Y se realiz贸 una grafica para comparar los datos y ver si la aproximaci贸n realizada fue correcta. errores Datos excell Datos calc. Solar N.O.A.A Datos calc. solar sun earth tools 12,81607205 14,89 14,32655654 14,42 11,5530303 11,60 8,693454637 8,74 2,846171222 2,89 0,255972696 1,49 5,607655502 0,80 7,224958949 0,58 8,244325768 2,01 7,539619017 1,16 3,316627358 3,55 0,056826254 0,05 4,970360237 2,76 6,657179001 1,17 7,793329877 0,44 -7,212581345 0,34 -3,903903904 1,72 -1,434599156 3,56 4,450757576 4,47 7,539082199 7,58 12,62050833 12,70 13,42812006 13,52 8,493771234 8,60 0,711297071 0,83

2,44 0,11 0,06 0,05 0,04 1,77 6,46 6,60 6,10 6,29 7,12 0 7,95 7,92 7,31 6,8 5,72 5,14 0,02 0,05 0,10 0,10 0,12 0,12

Ilustraci贸n 128. Tabla de errores

142

Cargador Solar

75 70 65 60 55 50

Excell

45

N.O.A.A.

40

Sun earth tool

35 30 25

10D 20D

20N

10N

20O

20S

10O

10S

10A 20A

20JL

10JL

20J

10J

20MY

10MY

20A

10A

20M

10M

20F

10F

20E

10E

20

Ilustración 129. Grafica de valores de altura solar

En la Ilustración 129, se aprecia que aunque los valores de Excel no coincidan en número, siguen la misma línea de aproximación a los datos de las dos calculadoras.

Incluso se puede ver que las dos calculadoras también tienen valores distintos. Por lo tanto se puede concluir que aunque el valor no sea el exacto, la aproximación es buena ya que el mayor error registrado para los valores de Excel y las calculadoras es de: Excel - N.O.A.A.: Máximo valor de error: 14,32 % el día 20 de Enero Mínimo valor de error: 0,06 % el día 20 de Junio Excel - Sun earth tool: Máximo valor de error: 14,89 % el día 10 de Enero Mínimo valor de error: 0,06 % el día 10 de Junio N.O.A.A - Sun earth tool: Máximo valor de error: 7,95 % el día 10 de Julio Mínimo valor de error: 0,06 % el día 10 de Junio

143

Cargador Solar

5.7 Impresora 3D Para saber el gasto de material que se va a necesitar para los 2 cargadores solares, es necesario el uso del programa de la Impresora 3D. Para ello una vez que se obtuvo el resultado final de las piezas realizadas en Catia, se convirtieron al formato STL, que es el que reconoce la impresora. Se obtuvieron los siguientes datos: 

Cargador solar portátil (cargador 1) o La suma de todo el material modelo que se va a necesitar para el Cargador portátil es de: 206.93 cm3 o La suma de todo el material soporte que se va a necesitar para el Cargador portátil es de: 117,41 cm3 o El tiempo de impresión de todas las piezas es de 18 h



Cargador solar orientable (cargador 2) o La suma de todo el material modelo que se va a necesitar para el Cargador interiores es de: 131,16 cm3 o La suma de todo el material soporte que se va a necesitar para el Cargador interiores es de: 73,66 cm3 o El tiempo de impresión de todas las piezas es de13,5 h

Datos - Cada bobina de la impresora tiene 655 cm3.

- La impresora consume 1.200 W/h y hay que encender 45 minutos antes de empezar a imprimir y se apaga 15 minutos después de que ha finalizado la impresión Para saber el precio del material y de la electricidad que se necesita (€), ver el apartado de presupuesto.

La disposición de las piezas, en la bandeja para optimizar al máximo el espacio fueron las siguientes:

144

Cargador Solar

Cargador solar portátil

Ilustración 130. Disposición 1 piezas en Designjet 3D hp (1)

Ilustración 131. Disposición 2 piezas en Designjet 3D hp (1)

Ilustración 132.Disposición 3 piezas en Designjet 3D hp (1)

Ilustración 133. Disposición 4 piezas en Designjet 3D hp (1)

Ilustración 134. Disposición 5 piezas en Designjet 3D hp (2)

145

Cargador Solar

Para la impresión de este cargador, al ser las piezas únicas y de un tamaño que ocupa la mayor parte de la base de impresión, no se podía administrar mejor el espacio, ya que si se colocaban las piezas en vertical, suponía un gasto extra de material soporte (ahora 117,41 cm3 y con la disposición vertical 191,3 cm3). En cualquier caso, la pieza que más tiempo va a tardar es la parte inferior, las otras piezas aunque haya que imprimirlas en bandejas individuales, no superan las dos horas de impresión, con lo que se puede realizar muy rápido el cambio de bandeja e imprimir la siguiente pieza.

Cargador solar Interiores

Ilustración 135. Disposición 1 piezas en Designjet 3D hp (2)

Ilustración 136. Disposición 2 piezas en Designjet 3D hp (2)

146

Cargador Solar

Para la impresión de este cargador, la disposición de las piezas en la bandeja se podía realizar de diferentes maneras, ya que el tamaño de las piezas lo permitían.

5.7.1 Características impresora 3D Características de la Impresora 3D UPV/EHU Vitoria-Gasteiz.

Modelo: HP DESIGNJET 3D

- Vol. Máximo prototipos: 203x203x152 mm - Grosor de capa: 0,254-0,33 mm - Material prototipos: ABS - Tamaño bobina: 655 cm3 - Dimensiones: 762x660x660 mm - Peso 59 kg Ilustración 137. Impresora HP

- Consumo: 1.200 W/hora

5.7.2 Contaminación de la lavadora al eliminar el material soporte de las piezas realizadas con la Impresora 3D. Una vez que se han obtenido los modelos de la impresora 3D, al necesitar material soporte para realizar algunas partes de las piezas, hay que eliminarlo para obtener el prototipo final.

Para ello, si es posible, hay que eliminarlo con algún tipo de herramienta con cuidado de no dañar el material modelo. En el caso de que su eliminación por la técnica anterior no fuera posible, existe una "lavadora" que elimina este material soporte mediante ataques químicos. En la Ilustración 137, aparece una máquina al lado de la impresora 3D, se trata de la lavadora antes mencionada.

147

Cargador Solar

La puesta en marcha es sencilla, únicamente hay que introducir los modelos que necesiten eliminación de material soporte y dependiendo de cuantas piezas sean, hay que elegir un lavado con mayor o menor cantidad de agua y tiempo de lavado. Para la eliminación del material, se utilizan dos compuestos que vienen cerrados herméticamente en una bolsa y que hay que añadirlos a la lavadora. Es necesario el uso de los dos compuestos simultáneamente, ya que reaccionan entre ellos para eliminar el material soporte.

Sin embargo, estos componentes son perjudiciales para el medio ambiente. En la bolsa donde vienen, aparece una información que advierte de lo siguiente: "Irritante para los ojos, el sistema respiratorio y la piel. Evite el contacto con la piel y los ojos. Puede resultar peligroso tragarlo." Además, incluye una página en la que se puede solicitar información sobre el medio ambiente y sobre la seguridad del producto, pero esta descatalogada y no hay ninguna referencia sobre este apartado.

En la bolsa, sí que aparecen algunos componentes con los que están hechos: Compuesto A: contiene percarbonato sódico.

Compuesto B: contiene tetrasodio N, n-bis (carboxilato de metilo)-l-glutomato y ácido cítrico.

El percarbonato sódico, posee la ventaja de combinar dos características positivas en el proceso de lavado, al diluirse en agua libera oxígeno “activo” y carbonato, además de otra molécula de agua: •

El oxígeno activo favorece el efecto oxidante-blanqueante de la suciedad,

ayudando a su eliminación. También tiene un efecto de eliminación de los olores.

•

El carbonato aumenta el pH del agua, favoreciendo la neutralización de la

alcalinidad de los iones calcio y magnesio del agua, el efecto llamado “ablandamiento” que permite a los tensoactivos prolongar su disolución y por tanto su efecto de limpieza.

148

Cargador Solar

Tetrasodio N, la disolución en agua es una base débil. Reacciona con ácidos, en este caso, con el percarbonato sódico.

Estos componentes que aparecen en la bolsa, no suponen un gran riesgo para el medio ambiente, ya que son los que se usan en algunos detergentes para la ropa. Únicamente indican cuales son los que hacen que reaccionen entre ellos.

Seguramente, habrá otros compuestos que no están indicados y que si contaminen, que son los que realmente eliminan el material soporte. En cualquier caso, cuando sea posible, es recomendable la no utilización de la lavadora para eliminar el material, ya que el agua con la que se lavan las piezas, se desecha directamente por el desagüe y puede ir en algunos casos directa a fuentes de agua limpia.

Proceso para la poner en funcionamiento lavadora Una vez que se han separado las piezas de la base de impresión, es el momento de eliminar el material soporte, para ello se ha utilizado la lavadora. Únicamente, se introdujeron las piezas que no se podía eliminar el material soporte con el riego de que alguna pieza se rompiera o por imposibilidad de eliminación.

Proceso: 1º Encender la lavadora y asegurarse de que el tubo de desagüe está dirigido hacia un sumidero

.

Ilustración 138. Lavadora y desagüe

149

Cargador Solar

2º Sacar la cesta que viene en la lavadora, e introducir las piezas más grandes en ella.

Para el caso de las piezas pequeñas, hay que introducirlas en una bolsa fabricada de red que se acopla a la cesta

.

Ilustración 139. Cesta lavadora

3º Dependiendo de cuantas piezas se hayan introducido, habrá que colocara la tapa en un soporte/tope o en otro.

4º Introducir la cesta en la lavadora, y añadir los compuestos disolventes de material soporte en el compartimento previsto para ello.

Ilustración 140. cesta dentro de lavadora

Ilustración 141. Adiccion de compuestos

150

Cargador Solar

5º Seleccionar el tiempo de lavado y la cantidad de agua. Estas opciones dependen de la cantidad de piezas que se hayan introducido. Si se ha colocado en el último tope, hay que seleccionar el programa con el máximo de agua y por consiguiente si hay mas piezas cuanto más tiempo este funcionando, mejor será el acabado final. Aunque el programa intermedio de tiempo lo elimina perfectamente en cualquier caso. Solo habrá que variar la cantidad de agua.

Ilustración 142. panel de seleccion de programa

6º Transcurrido el tiempo necesario, las piezas salen completamente limpias de material soporte.

5.7.3 Contaminación de los compuestos volátiles al usar la impresora 3D Durante el proceso de impresión de las carcasas para los cargadores solares, se analizó si la impresora 3D, producía algún tipo de contaminación en el aire del local en el que estaba instalada.

Según un estudio publicado por el journal Atmospheric Environment, realizado por investigadores del Instituto de Tecnología de Illinois, las impresoras 3D pueden suponer un riesgo para la salud cuando se utilizan en el hogar o en un espacio cerrado. Las emisiones de las impresoras 3D son similares a la quema de un cigarrillo o cocinar en una estufa de gas o eléctrica. Este estudio del año 2013 fue el primero que se realizó para medir estas emisiones de partículas suspendidas en el aire de las impresoras 3D. Mientras se calienta el plástico y se produce la impresión de las piezas, las máquinas que utilizan el filamento del PLA emiten 20 mil millones de partículas ultrafinas por minuto, y el ABS emite hasta 200 mil millones de partículas por minuto. Estas partículas pueden depositarse en los pulmones o en el torrente sanguíneo y plantean riesgos para la salud, especialmente para las personas con asma. [40] Las partículas emitidas son manométricas, para ser más exactos, de menos de 100 nanómetros de diámetro. Debido a que la mayoría de estos dispositivos se venden actualmente como 151

Cargador Solar

dispositivos autónomos sin ningún accesorio de ventilación de escape o filtración, los investigadores sugieren que se debe tener precaución cuando se opera en ambientes interiores mal ventilados o sin filtro.

Por lo tanto, en el caso de que se tenga que estar durante varias horas en el mismo local donde se encuentra la impresora, habrá que tener en cuenta que debe estar lo mejor ventilado posible, y que haya una corriente continua de aire para que la concentración de estas partículas no sea tan grande y los compuestos volátiles se dispersen en el aire lo más rápidamente posible.

5.7.4 Problema de impresión 3D Error 1 Durante la impresión del cargador solar para interiores hubo un problema y se tuvo que parar la impresora 3D, debido a que el material soporte se iba despegando poco a poco de la bandeja. En consecuencia cuando el inyector hacia las sucesivas pasadas aplicando el material modelo, rozaba levemente con la pieza y se producía el levantamiento del material como se muestra en la Ilustración 143.

Ilustración 143. Fallo de impresión

Al principio se pensó que podía ser porque la bandeja que se utilizó en la primera tanda de impresión estaba usada. Para volver a repetir la impresión se colocó una nueva bandeja y la impresión fue correcta. Sin embargo, durante la impresión de otro prototipo de cargador solar hecho por Iker Usategui, se utilizó una bandeja nueva y surgió el mismo problema.

152

Cargador Solar

Una razón por la que puede ocurrir este fenómeno, es por los diferentes cambios de temperatura que se producen cuando el material se enfría al ser expulsado por el horno y entra en contacto con la base para las piezas, no se pega correctamente y según va a avanzando la impresión, se va despegando.

Error 2 Durante la impresión de la parte inferior del cargador solar portátil, se produjo un error similar al anterior. El material soporte no se adhirió bien a la base de la impresora 3D, y por consiguiente se empezó a levantar. Al ser una pieza que tiene una base relativamente grande, se levantó mucho más que la anterior pieza, lo que provocó que el inyector chocara contra ella y se bloqueara. La impresora 3D se detuvo y dejó la impresión a medias. Este levantamiento ha sido mucho más crítico que el anterior y por lo tanto el inyector se bloqueó para evitar posibles fallos en el sistema.

En el anterior caso solo rozaba ligeramente y levantaba el material, el acabado no era preciso, pero la impresora terminaba la pieza, sin embargo en esta pieza no ocurrió lo mismo.

Ilustración 144. fallo impresión 2

Ilustración 145. levantamiento de la pieza

Debido a este problema, y que no era la primera vez que ocurría, se optó por imprimir la pieza en posicón vertical, con el consiguiente aumento en el coste de material soporte.

153

Cargador Solar

Ilustración 146- Nueva disposición de la parte inferior

El gasto de material soporte para esta posición es de 61,05 cm3 y para la posición anterior, en horizontal es de 49,06 cm3, lo que supone un incremento del 19,6 % del material soporte. Además el tiempo de impresión también aumenta, ya que la nueva disposición es más complicada de replicar por la impresora. La pieza colocada en posición horizontal tarda 9 horas y 51 minutos y la pieza en vertical tarda 13 horas y 17 minutos.

Aunque el gasto de material y de tiempo sea mayor en esta posición, se puede asegurar que la impresión va a ser correcta, ya que la superficie de contacto de la parte lateral del cargador es mucho menor que la base y por lo tanto el riesgo de que se levante de las esquinas es menor. Esta disposición ya se comprobó para la carcasa del cargador solar para interiores, y la impresión fue correcta tanto en calidad como en ahorro de material.

154

Cargador Solar

5.7.5 Videos de impresión 3D Mientras la impresora 3D realizaba las piezas, se hicieron pequeños videos sobre el funcionamiento de la misma. Para ello, mediante un trípode como el que aparece en la Ilustración 147 , sobre el que se colocó un teléfono móvil, se iban grabando videos de

unos 3 minutos de duración, de los movimientos que realizaba el inyector para construir las piezas de las carcasas de los cargadores solares. El uso del trípodo es para mantener fijo el objetivo y que este enfocando siempre al mismo punto.

Ilustración 147. Trípode para grabar impresión 3D

Para poder grabar con una buena calidad de imagen, a pesar de que la impresora 3D, tiene luces LED en el interior, al haber luz en la habitación, se reflejaba la imagen del trípode y el móvil en el cristal de la impresora y no se veía correctamente. La solución era apagar todas las luces de la habitación y bajar las persianas. Ahora gracias a la luz de la propia impresora y del flash del móvil, los videos tenían una buena calidad y no se reflejaba en el cristal.

La grabación de los videos se hacía con un intervalo de 30 minutos y se podía ver cómo iba construyendo la pieza. La idea era que una vez se tuvieran todos los fragmentos de los videos, hacer un pequeño montaje con ellos a cámara rápida para ver de una forma más detallada el proceso de construcción que realiza la impresora de las carcasas.

155

Cargador Solar

5.8 Render El Render es una imagen digital que se crea a partir de un modelo o escenario en 3D realizado en algún programa de computadora especializado, cuyo objetivo es dar una apariencia realista desde cualquier perspectiva del modelo.

Es muy importante elegir bien la foto para realizar el renderizado, ya que debe ser lo más realista posible, con buena iluminación y en la que los elementos se dispongan según a regla de los tercios y las diagonales. 

La regla de los tercios consiste en dividir la imagen en tres tercios imaginarios horizontales y verticales. Los cuatro puntos de intersección de estas líneas fijan los puntos adecuados para situar el punto o puntos de interés de la foto, alejando éste del centro de la fotografía.



Las líneas diagonales suelen funcionar muy bien a la hora de dirigir la mirada del espectador a través de la fotografía. Crean puntos de interés cuando se produce una intersección con otras líneas y generan profundidad en la imagen sugiriendo una perspectiva.

Para la mejor visualización de como quedarían los cargadores solares en los renders, se realizó una maqueta de cartón a escala real del cargador portátil. La idea es que ayudase a ver la posición adecuada del cargador y ver la sombra que generaba para posteriormente, realizar los render y saber mejor como posicionar la foto del cargador.

Ilustración 148. Maqueta de cartón cargador portátil

156

Cargador Solar

Cargador solar port谩til

Ilustraci贸n 149. Render 1 parque

Ilustraci贸n 150. Render 2 playa

Ilustraci贸n 151. Render 3 parque

157

Cargador Solar

Ilustraci贸n 152. render 4 UPV

Cargador solar interiores orientables

Ilustraci贸n 153. render 5 oficina 1

Ilustraci贸n 154. render 6 oficina 2

158

Cargador Solar

ANEXOS ANEXO 1 Carcasas pilas AA En un primer momento, cuando se comenzó a realizar el cargador solar, se contempló la posibilidad de que las baterías que cargarían los dispositivos electrónicos, fueran pilas AA recargables. Por ese motivo, se realizaron los siguientes modelos de carcasas para albergarlas y que estuvieran conectadas entre sí. La disposición inicial fueron 4 pilas en serie para conseguir un voltaje cercano a los 4,5 V. Más tarde se desechó la posibilidad de cargar este tipo de baterías debido a los problemas que surgían al descargarlas completamente. Sería un problema a la larga, cada vez perdían más capacidad de carga y no podían satisfacer las necesidades. La opción final que se tomó, fue usar baterías de 3,7 V similares a las de los teléfonos móviles, que si soportan grandes descargas y duran mucho más tiempo que las pilas AA. Después de consultar las diferentes opciones que había en el mercado, se optó por realizar 3 diseños según el uso que se le vaya a dar, facilidad de montaje y más económico.

Carcasas pilas 1 Se trata de una carcasa muy fácil de montar como se verá a continuación y que ofrece un buen servicio si están bien protegidas por otros elementos.

Como se puede ver en el diseño realizado en CAD, los agujeros son para que mediante un cable se puedan conectar las pilas entre sí. Es un método sencillo y 159

Cargador Solar

básico, pero que ofrece grandes resultados. Únicamente habrá que imprimir el diseño mediante la impresora 3D y colocar los cables en su sitio. Como se puede ver en la Ilustración 155 este fue el resultado:

Ilustración 155Carcasa pilas 1

Carcasa pilas 2 Este diseño, es el más económico de los tres, se ha utilizado el menor material posible sin que se produzca la rotura del mismo.

En la figura de arriba, se muestra el diseño en CAD de esta carcasa, las ranuras que se pueden ver son para colocar los contactos, en este caso láminas metálicas, aunque también se podría realizar con el método anterior de los cables . Estas láminas pueden ser de cualquier chapa que tenga un espesor de 1mm o de cualquier lata de conservas o bebida. La segunda opción es mucho más fácil de encontrar y se obtienen

160

Cargador Solar

grandes resultados. Para unir las dos partes de la carcasa, se puede utilizar un tornillo largo y unas tuercas para apretar y que las pilas queden fijadas, o una goma elรกstica que haga la suficiente fuerza como para mantener las pilas tocando los conectores metรกlicos.

Ilustraciรณn 156. Carcasa 2.1

En la Ilustraciรณn 156, se muestran las piezas necesarias para el montaje de esta carcasa, habrรก que colocar los conectores de la siguiente manera, para que las pilas queden conectadas en serie correctamente.

161

Cargador Solar

Carcasa pilas 3 Se trata de un diseño que además de ser en el que más cantidad de material se utiliza de los tres anteriores, es también el único en el que las pilas quedan aisladas del exterior, se trata de un modelo impermeable al agua.

Ilustración 157. Tuerca

En este diseño realizado en CAD, se puede observar cómo las pilas quedan alojadas perfectamente en el interior de la carcasa y que mediante una tapa, se consigue la estanqueidad de la misma. Para unir la tapa con la carcasa, se han utilizado dos tornillos y dos tuercas. Para los contactos como en el ejemplo anterior, se han realizado mediante láminas de metal. Su colocación en la carcasa, es un poco compleja debido al poco espacio que hay en el interior de la misma, para el caso de la tapa es muy sencillo ya que se dispone del espacio que se requiera. Una solución a este problema, puede ser hacerle otra tapa en la parte inferior y así poder colocar los contactos con mayor facilidad, al igual que en la tapa superior. La tuerca que permite

162

Cargador Solar

enroscar el tornillo que sujeta la tapa, queda perfectamente acoplada a la carcasa como se ve en la Ilustración 157.

El resultado final fue el que se muestra en las siguientes imágenes.

Ilustración 158. Tapa carcasa 3

Ilustración 159. Bombilla encendida con carcasa pilas 3

En la Ilustración 159, aparece una bombilla encendida mediante la carcasa número 3, la impermeable. Se puede ver que se enciende, por lo tanto los contactos metálicos, funcionan correctamente.

163

Cargador Solar

ANEXO 2. Datos del EVE A continuación se muestran los datos recogidos por el Ente Vasco de la Energia (EVE) de la irradiación que llega a Euskadi en los diferentes meses del año y a los diferentes lugares (Vitoria, Bilbao, Donostia, Éibar). Se tratan de una recopilación de unos 25 años en los que se ha estudiado como llegan los rayos solares al País Vasco. A partir de estos datos, se han realizado los estudios de producción de energía en los diferentes días del año, según el caso en el que se encuentre el cargador solar.[38] Vitoria rad. Difusa rad. Global horas pico día 0,81 1,57 1,57 1,12 2,32 2,32 1,55 3,58 3,58 1,99 4,46 4,46 2,37 5,39 5,39 2,37 6,11 6,11 2,21 6,28 6,28 2,14 5,5 5,5 1,65 4,37 4,37 1,23 2,83 2,83 0,9 1,8 1,8 0,71 1,36 1,36

Mes rad. Directa Enero 0,76 Febrero 1,2 Marzo 2,03 Abril 2,47 Mayo 3,02 Junio 3,74 Julio 4,07 Agosto 3,36 Septiembre 2,72 Octubre 1,6 Noviembre 0,9 Diciembre 0,65

Tabla 14. Valores de irradiación Vitoria

7 6,11 6

6,28

5,39

5

4,46

2,14

2,37

3,58

4

2,37

5,5

2,21

rad difusa 1,65

1,99 3 2 1 0

4,37 rad directa

2,32 1,55

2,83

1,57

1,23 3,74 4,07 3,36 1,8 1,12 3,02 2,72 1,36 0,9 2,47 0,81 2,03 0,71 1,6 1,2 0,9 0,65 0,76 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

rad global

12

Ilustración 160. Irradiación solar Vitoria

164

Cargador Solar

Mes rad. Directa Enero 0,78 Febrero 1,19 Marzo 1,97 Abril 2,48 Mayo 2,9 Junio 3,26 Julio 3,34 Agosto 2,77 Septiembre 2,52 Octubre 1,38 Noviembre 0,81 Diciembre 0,67

Donostia rad. Difusa rad. Global horas pico d铆a 0,74 1,52 1,52 1,03 2,22 2,22 1,52 3,49 3,49 1,91 4,39 4,39 2,28 5,18 5,18 2,36 5,62 5,62 2,25 5,59 5,59 2,16 4,93 4,93 1,59 4,11 4,11 1,2 2,58 2,58 0,85 1,66 1,66 0,66 1,33 1,33

Tabla 15. Valores Irradiaci贸n Donostia

6

5,62 5,59

5,18 5

4,39

4,93 2,36 2,25

4

2,28

3,49 1,91

3 2 1

4,11

2,16

rad. difusa

1,59

2,22 1,52 1,52 1,03 0,74 0,78

1,97

2,48

2,9

3,26 3,34

2,77 2,52

3

4

5

6

7

8

9

1,66 0,85

1,38

1,19 2

rad global

1,2

0 1

rad.directa

2,58

10

0,66

1,33

0,81 0,67 11

12

Ilustraci贸n 161. Irradiaci贸n solar Donostia

165

Cargador Solar

Bilbao Mes rad. Directa rad. Difusa rad. Global horas pico d铆a Enero 0,81 0,75 1,56 1,56 Febrero 1,18 1,05 2,23 2,23 Marzo 1,89 1,53 3,42 3,42 Abril 2,34 1,96 4,3 4,3 Mayo 2,87 2,3 5,17 5,17 Junio 3,2 2,35 5,55 5,55 Julio 3,2 2,29 5,49 5,49 Agosto 2,69 2,17 4,86 4,86 Septiembre 2,46 1,62 4,08 4,08 Octubre 1,52 1,2 2,72 2,72 Noviembre 0,86 0,83 1,69 1,69 Diciembre 0,74 0,65 1,39 1,39 Tabla 16. Valores Irradiaci贸n Bilbao

6 5,17

5,55 5,49

5

4,86

4,3 4

2,3

3,42

2,35 2,29

1,96

3

4,08

2,17

rad. directa

1,62

2 1

0,81

rad. global

1,2

1,56 1,05 0,75

rad. difusa

2,72

2,23 1,53

1,89

2,34

1,69

2,87 3,2 3,2 2,69 2,46

0,83 1,52

1,18

0,65

1,39

0,86 0,74

0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Ilustraci贸n 162. Irradiaci贸n solar Bilbao

166

Cargador Solar

Éibar Mes rad. Directa rad. Difusa rad. Global horas pico día Enero 0,53 0,83 1,36 1,36 Febrero 0,93 1,22 2,15 2,15 Marzo 1,53 1,73 3,26 3,26 Abril 1,78 2,36 4,14 4,14 Mayo 2,225 2,78 5,005 5,005 Junio 2,68 2,88 5,56 5,56 Julio 3,05 3,17 6,22 6,22 Agosto 2,64 2,85 5,49 5,49 Septiembre 2,16 2,02 4,18 4,18 Octubre 1,26 1,46 2,72 2,72 Noviembre 0,66 0,98 1,64 1,64 Diciembre 0,38 0,71 1,09 1,09 Tabla 17. Valores de Irradiación Éibar

7 6,22 5,56

6

5,49

5,005 5

3,17

4,14 2,88

4

3,26

3 2 1 0

1

rad directa

2,02 2,72 1,46

1,22

0,83 0,53

rad. difusa

2,78

2,36 2,15 1,73 1,36

4,18

2,85

0,93 2

1,53 1,78 3

4

2,225

2,68 3,05 2,64

6

7

8

2,16

9

1,64 0,98

1,26 5

rad. global

0,71 0,66 0,38

10

11

1,09

12

Ilustración 163. Irradiación solar Éibar

Todos los valores de irradiación que aparecen en las tablas están en Kwh/m 2. Se trata de una media de los días del mes de un estudio realizado durante 25 años. Las horas pico, es el tiempo en el que la radiación es 1000W/m2.

167

Cargador Solar

ANEXO 3. Pérdidas de orientación anual A continuación se muestran los datos obtenidos de los 365 días de año para VitoriaGasteiz, de los diferentes ángulos con los que entran los rayos solares a la Tierra, dependiendo del día y de la estación del año.

VITORIA MES DÍAS VARIACIÓN DECLINACIÓN ÁNGULO 21/06/2014 1 1 23,5 70,65 22/06/2014 2 0,98913043 23,24456522 70,3945652 23/06/2014 3 0,97826087 22,98913043 70,1391304 24/06/2014 4 0,9673913 22,73369565 69,8836957 25/06/2014 5 0,95652174 22,47826087 69,6282609 26/06/2014 6 0,94565217 22,22282609 69,3728261 27/06/2014 7 0,93478261 21,9673913 69,1173913 28/06/2014 8 0,92391304 21,71195652 68,8619565 29/06/2014 9 0,91304348 21,45652174 68,6065217 30/06/2014 10 0,90217391 21,20108696 68,351087 01/07/2014 11 0,89130435 20,94565217 68,0956522 02/07/2014 12 0,88043478 20,69021739 67,8402174 03/07/2014 13 0,86956522 20,43478261 67,5847826 04/07/2014 14 0,85869565 20,17934783 67,3293478 05/07/2014 15 0,84782609 19,92391304 67,073913 06/07/2014 16 0,83695652 19,66847826 66,8184783 07/07/2014 17 0,82608696 19,41304348 66,5630435 08/07/2014 18 0,81521739 19,1576087 66,3076087 09/07/2014 19 0,80434783 18,90217391 66,0521739 10/07/2014 20 0,79347826 18,64673913 65,7967391 11/07/2014 21 0,7826087 18,39130435 65,5413043 12/07/2014 22 0,77173913 18,13586957 65,2858696 13/07/2014 23 0,76086957 17,88043478 65,0304348 14/07/2014 24 0,75 17,625 64,775 15/07/2014 25 0,73913043 17,36956522 64,5195652 16/07/2014 26 0,72826087 17,11413043 64,2641304 17/07/2014 27 0,7173913 16,85869565 64,0086957 18/07/2014 28 0,70652174 16,60326087 63,7532609 19/07/2014 29 0,69565217 16,34782609 63,4978261 20/07/2014 30 0,68478261 16,0923913 63,2423913 21/07/2014 31 0,67391304 15,83695652 62,9869565 22/07/2014 32 0,66304348 15,58152174 62,7315217 23/07/2014 33 0,65217391 15,32608696 62,476087 24/07/2014 34 0,64130435 15,07065217 62,2206522 25/07/2014 35 0,63043478 14,81521739 61,9652174 26/07/2014 36 0,61956522 14,55978261 61,7097826 27/07/2014 37 0,60869565 14,30434783 61,4543478 168

Cargador Solar

28/07/2014 29/07/2014 30/07/2014 31/07/2014 01/08/2014 02/08/2014 03/08/2014 04/08/2014 05/08/2014 06/08/2014 07/08/2014 08/08/2014 09/08/2014 10/08/2014 11/08/2014 12/08/2014 13/08/2014 14/08/2014 15/08/2014 16/08/2014 17/08/2014 18/08/2014 19/08/2014 20/08/2014 21/08/2014 22/08/2014 23/08/2014 24/08/2014 25/08/2014 26/08/2014 27/08/2014 28/08/2014 29/08/2014 30/08/2014 31/08/2014 01/09/2014 02/09/2014 03/09/2014 04/09/2014 05/09/2014 06/09/2014 07/09/2014 08/09/2014 09/09/2014 10/09/2014 11/09/2014 12/09/2014 13/09/2014 14/09/2014

38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86

0,59782609 0,58695652 0,57608696 0,56521739 0,55434783 0,54347826 0,5326087 0,52173913 0,51086957 0,5 0,48913043 0,47826087 0,4673913 0,45652174 0,44565217 0,43478261 0,42391304 0,41304348 0,40217391 0,39130435 0,38043478 0,36956522 0,35869565 0,34782609 0,33695652 0,32608696 0,31521739 0,30434783 0,29347826 0,2826087 0,27173913 0,26086957 0,25 0,23913043 0,22826087 0,2173913 0,20652174 0,19565217 0,18478261 0,17391304 0,16304348 0,15217391 0,14130435 0,13043478 0,11956522 0,10869565 0,09782609 0,08695652 0,07608696

14,04891304 13,79347826 13,53804348 13,2826087 13,02717391 12,77173913 12,51630435 12,26086957 12,00543478 11,75 11,49456522 11,23913043 10,98369565 10,72826087 10,47282609 10,2173913 9,961956522 9,706521739 9,451086957 9,195652174 8,940217391 8,684782609 8,429347826 8,173913043 7,918478261 7,663043478 7,407608696 7,152173913 6,89673913 6,641304348 6,385869565 6,130434783 5,875 5,619565217 5,364130435 5,108695652 4,85326087 4,597826087 4,342391304 4,086956522 3,831521739 3,576086957 3,320652174 3,065217391 2,809782609 2,554347826 2,298913043 2,043478261 1,788043478

61,198913 60,9434783 60,6880435 60,4326087 60,1771739 59,9217391 59,6663043 59,4108696 59,1554348 58,9 58,6445652 58,3891304 58,1336957 57,8782609 57,6228261 57,3673913 57,1119565 56,8565217 56,601087 56,3456522 56,0902174 55,8347826 55,5793478 55,323913 55,0684783 54,8130435 54,5576087 54,3021739 54,0467391 53,7913043 53,5358696 53,2804348 53,025 52,7695652 52,5141304 52,2586957 52,0032609 51,7478261 51,4923913 51,2369565 50,9815217 50,726087 50,4706522 50,2152174 49,9597826 49,7043478 49,448913 49,1934783 48,9380435 169

Cargador Solar

15/09/2014 16/09/2014 17/09/2014 18/09/2014 19/09/2014 20/09/2014 oto単o 21/09/2014 22/09/2014 23/09/2014 24/09/2014 25/09/2014 26/09/2014 27/09/2014 28/09/2014 29/09/2014 30/09/2014 01/10/2014 02/10/2014 03/10/2014 04/10/2014 05/10/2014 06/10/2014 07/10/2014 08/10/2014 09/10/2014 10/10/2014 11/10/2014 12/10/2014 13/10/2014 14/10/2014 15/10/2014 16/10/2014 17/10/2014 18/10/2014 19/10/2014 20/10/2014 21/10/2014 22/10/2014 23/10/2014 24/10/2014 25/10/2014 26/10/2014 27/10/2014 28/10/2014 29/10/2014 30/10/2014 31/10/2014 01/11/2014

87 88 89 90 91 92

0,06521739 0,05434783 0,04347826 0,0326087 0,02173913 0,01086957

1,532608696 1,277173913 1,02173913 0,766304348 0,510869565 0,255434783

48,6826087 48,4271739 48,1717391 47,9163043 47,6608696 47,4054348

93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134

0 0,01098901 0,02197802 0,03296703 0,04395604 0,05494505 0,06593407 0,07692308 0,08791209 0,0989011 0,10989011 0,12087912 0,13186813 0,14285714 0,15384615 0,16483516 0,17582418 0,18681319 0,1978022 0,20879121 0,21978022 0,23076923 0,24175824 0,25274725 0,26373626 0,27472527 0,28571429 0,2967033 0,30769231 0,31868132 0,32967033 0,34065934 0,35164835 0,36263736 0,37362637 0,38461538 0,3956044 0,40659341 0,41758242 0,42857143 0,43956044 0,45054945

0 0,258241758 0,516483516 0,774725275 1,032967033 1,291208791 1,549450549 1,807692308 2,065934066 2,324175824 2,582417582 2,840659341 3,098901099 3,357142857 3,615384615 3,873626374 4,131868132 4,39010989 4,648351648 4,906593407 5,164835165 5,423076923 5,681318681 5,93956044 6,197802198 6,456043956 6,714285714 6,972527473 7,230769231 7,489010989 7,747252747 8,005494505 8,263736264 8,521978022 8,78021978 9,038461538 9,296703297 9,554945055 9,813186813 10,07142857 10,32967033 10,58791209

47,15 46,8917582 46,6335165 46,3752747 46,117033 45,8587912 45,6005495 45,3423077 45,0840659 44,8258242 44,5675824 44,3093407 44,0510989 43,7928571 43,5346154 43,2763736 43,0181319 42,7598901 42,5016484 42,2434066 41,9851648 41,7269231 41,4686813 41,2104396 40,9521978 40,693956 40,4357143 40,1774725 39,9192308 39,660989 39,4027473 39,1445055 38,8862637 38,628022 38,3697802 38,1115385 37,8532967 37,5950549 37,3368132 37,0785714 36,8203297 36,5620879 170

Cargador Solar

02/11/2014 03/11/2014 04/11/2014 05/11/2014 06/11/2014 07/11/2014 08/11/2014 09/11/2014 10/11/2014 11/11/2014 12/11/2014 13/11/2014 14/11/2014 15/11/2014 16/11/2014 17/11/2014 18/11/2014 19/11/2014 20/11/2014 21/11/2014 22/11/2014 23/11/2014 24/11/2014 25/11/2014 26/11/2014 27/11/2014 28/11/2014 29/11/2014 30/11/2014 01/12/2014 02/12/2014 03/12/2014 04/12/2014 05/12/2014 06/12/2014 07/12/2014 08/12/2014 09/12/2014 10/12/2014 11/12/2014 12/12/2014 13/12/2014 14/12/2014 15/12/2014 16/12/2014 17/12/2014 18/12/2014 19/12/2014 20/12/2014

135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183

0,46153846 0,47252747 0,48351648 0,49450549 0,50549451 0,51648352 0,52747253 0,53846154 0,54945055 0,56043956 0,57142857 0,58241758 0,59340659 0,6043956 0,61538462 0,62637363 0,63736264 0,64835165 0,65934066 0,67032967 0,68131868 0,69230769 0,7032967 0,71428571 0,72527473 0,73626374 0,74725275 0,75824176 0,76923077 0,78021978 0,79120879 0,8021978 0,81318681 0,82417582 0,83516484 0,84615385 0,85714286 0,86813187 0,87912088 0,89010989 0,9010989 0,91208791 0,92307692 0,93406593 0,94505495 0,95604396 0,96703297 0,97802198 0,98901099

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Cargador Solar

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Cargador Solar

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Cargador Solar

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280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328

0,06521739 0,07608696 0,08695652 0,09782609 0,10869565 0,11956522 0,13043478 0,14130435 0,15217391 0,16304348 0,17391304 0,18478261 0,19565217 0,20652174 0,2173913 0,22826087 0,23913043 0,25 0,26086957 0,27173913 0,2826087 0,29347826 0,30434783 0,31521739 0,32608696 0,33695652 0,34782609 0,35869565 0,36956522 0,38043478 0,39130435 0,40217391 0,41304348 0,42391304 0,43478261 0,44565217 0,45652174 0,4673913 0,47826087 0,48913043 0,5 0,51086957 0,52173913 0,5326087 0,54347826 0,55434783 0,56521739 0,57608696 0,58695652

1,532608696 1,788043478 2,043478261 2,298913043 2,554347826 2,809782609 3,065217391 3,320652174 3,576086957 3,831521739 4,086956522 4,342391304 4,597826087 4,85326087 5,108695652 5,364130435 5,619565217 5,875 6,130434783 6,385869565 6,641304348 6,89673913 7,152173913 7,407608696 7,663043478 7,918478261 8,173913043 8,429347826 8,684782609 8,940217391 9,195652174 9,451086957 9,706521739 9,961956522 10,2173913 10,47282609 10,72826087 10,98369565 11,23913043 11,49456522 11,75 12,00543478 12,26086957 12,51630435 12,77173913 13,02717391 13,2826087 13,53804348 13,79347826

48,6826087 48,9380435 49,1934783 49,448913 49,7043478 49,9597826 50,2152174 50,4706522 50,726087 50,9815217 51,2369565 51,4923913 51,7478261 52,0032609 52,2586957 52,5141304 52,7695652 53,025 53,2804348 53,5358696 53,7913043 54,0467391 54,3021739 54,5576087 54,8130435 55,0684783 55,323913 55,5793478 55,8347826 56,0902174 56,3456522 56,601087 56,8565217 57,1119565 57,3673913 57,6228261 57,8782609 58,1336957 58,3891304 58,6445652 58,9 59,1554348 59,4108696 59,6663043 59,9217391 60,1771739 60,4326087 60,6880435 60,9434783 174

Cargador Solar

15/05/2014 16/05/2014 17/05/2014 18/05/2014 19/05/2014 20/05/2014 21/05/2014 22/05/2014 23/05/2014 24/05/2014 25/05/2014 26/05/2014 27/05/2014 28/05/2014 29/05/2014 30/05/2014 31/05/2014 01/06/2014 02/06/2014 03/06/2014 04/06/2014 05/06/2014 06/06/2014 07/06/2014 08/06/2014 09/06/2014 10/06/2014 11/06/2014 12/06/2014 13/06/2014 14/06/2014 15/06/2014 16/06/2014 17/06/2014 18/06/2014 19/06/2014 20/06/2014

329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 1

0,59782609 0,60869565 0,61956522 0,63043478 0,64130435 0,65217391 0,66304348 0,67391304 0,68478261 0,69565217 0,70652174 0,7173913 0,72826087 0,73913043 0,75 0,76086957 0,77173913 0,7826087 0,79347826 0,80434783 0,81521739 0,82608696 0,83695652 0,84782609 0,85869565 0,86956522 0,88043478 0,89130435 0,90217391 0,91304348 0,92391304 0,93478261 0,94565217 0,95652174 0,9673913 0,97826087 0,98913043 1

14,04891304 14,30434783 14,55978261 14,81521739 15,07065217 15,32608696 15,58152174 15,83695652 16,0923913 16,34782609 16,60326087 16,85869565 17,11413043 17,36956522 17,625 17,88043478 18,13586957 18,39130435 18,64673913 18,90217391 19,1576087 19,41304348 19,66847826 19,92391304 20,17934783 20,43478261 20,69021739 20,94565217 21,20108696 21,45652174 21,71195652 21,9673913 22,22282609 22,47826087 22,73369565 22,98913043 23,24456522 23,5

61,198913 61,4543478 61,7097826 61,9652174 62,2206522 62,476087 62,7315217 62,9869565 63,2423913 63,4978261 63,7532609 64,0086957 64,2641304 64,5195652 64,775 65,0304348 65,2858696 65,5413043 65,7967391 66,0521739 66,3076087 66,5630435 66,8184783 67,073913 67,3293478 67,5847826 67,8402174 68,0956522 68,351087 68,6065217 68,8619565 69,1173913 69,3728261 69,6282609 69,8836957 70,1391304 70,3945652 70,65

Tabla 18. Datos diarios variaci贸n 谩ngulo rayos solares

175

Cargador Solar

ANEXO 4 Caso A En la siguiente tabla, se muestran los valores diarios de todos los días del año de:    

Las pérdidas por orientación en el caso de que el panel se encontrase en posición horizontal.

El porcentaje de pérdidas a lo largo de todo el año. Se puede ver cómo varían desde el máximo hasta el mínimo, dependiendo del ángulo de inclinación.

Los datos de la energía máxima que llega por metro cuadrado, dependiendo de las horas pico del día.

Los vatios hora que se generan como máximo con el panel solar en cada día del año. En este apartado están incluidas las pérdidas por orientación y de la propia placa como se ha explicado anteriormente. verano

MES DIAS 21/06/2014 1 22/06/2014 2 23/06/2014 3 24/06/2014 4 25/06/2014 5 26/06/2014 6 27/06/2014 7 28/06/2014 8 29/06/2014 9 30/06/2014 10 01/07/2014 11 02/07/2014 12 03/07/2014 13 04/07/2014 14 05/07/2014 15 06/07/2014 16 07/07/2014 17 08/07/2014 18 09/07/2014 19 10/07/2014 20 11/07/2014 21 12/07/2014 22 13/07/2014 23 14/07/2014 24 15/07/2014 25 16/07/2014 26 17/07/2014 27 18/07/2014 28 19/07/2014 29 20/07/2014 30

CASO A W/m2 %perdidas horas W/m2 h W panel A orientacion A pico pico A Wh/dia 943,51 5,65 5764,86 16,39 942,03 5,80 5755,78 16,36 940,52 5,95 5746,58 16,33 939,00 6,10 5737,27 16,31 937,45 6,25 5727,84 16,28 935,89 6,41 5718,30 16,25 934,31 6,57 5708,65 16,23 932,71 6,73 5698,88 16,20 931,10 6,89 5689,00 16,17 929,46 7,05 5679,01 16,14 927,81 7,22 5668,91 16,11 926,14 7,39 5658,69 16,08 924,44 7,56 5648,36 16,05 922,74 7,73 5637,91 16,03 921,01 7,90 5627,36 16,00 6,11 919,26 8,07 5616,69 15,96 917,50 8,25 5605,91 15,93 915,72 8,43 5595,02 15,90 913,92 8,61 5584,02 15,87 912,10 8,79 5572,91 15,84 910,26 8,97 5561,69 15,81 908,41 9,16 5550,36 15,78 906,53 9,35 5538,91 15,74 904,64 9,54 5527,36 15,71 902,73 9,73 5515,69 15,68 900,81 9,92 5503,92 15,64 898,86 10,11 5492,04 15,61 896,90 10,31 5480,05 15,58 894,92 10,51 5467,95 15,54 892,92 10,71 5455,74 15,51 176

Cargador Solar

21/07/2014 22/07/2014 23/07/2014 24/07/2014 25/07/2014 26/07/2014 27/07/2014 28/07/2014 29/07/2014 30/07/2014 31/07/2014 01/08/2014 02/08/2014 03/08/2014 04/08/2014 05/08/2014 06/08/2014 07/08/2014 08/08/2014 09/08/2014 10/08/2014 11/08/2014 12/08/2014 13/08/2014 14/08/2014 15/08/2014 16/08/2014 17/08/2014 18/08/2014 19/08/2014 20/08/2014 21/08/2014 22/08/2014 23/08/2014 24/08/2014 25/08/2014 26/08/2014 27/08/2014 28/08/2014 29/08/2014 30/08/2014 31/08/2014 01/09/2014 02/09/2014 03/09/2014 04/09/2014 05/09/2014 06/09/2014 07/09/2014

31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79

890,90 888,87 886,82 884,75 882,66 880,56 878,44 876,30 874,14 871,97 869,78 867,57 865,34 863,10 860,84 858,56 856,27 853,96 851,63 849,28 846,92 844,54 842,15 839,73 837,30 834,86 832,40 829,92 827,42 824,91 822,38 819,84 817,28 814,70 812,11 809,50 806,87 804,23 801,57 798,90 796,21 793,50 790,78 788,05 785,29 782,53 779,74 776,94 774,13

10,91 11,11 11,32 11,53 11,73 11,94 12,16 12,37 12,59 12,80 13,02 13,24 13,47 13,69 13,92 14,14 14,37 14,60 14,84 15,07 15,31 15,55 15,79 16,03 16,27 16,51 16,76 17,01 17,26 17,51 17,76 18,02 18,27 18,53 18,79 19,05 19,31 19,58 19,84 20,11 20,38 20,65 20,92 21,20 21,47 21,75 22,03 22,31 22,59

5,5

4,37

5443,42 5430,99 5418,46 5405,82 5393,07 5380,21 5367,25 5354,18 5341,00 5327,72 5314,33 4771,62 4759,38 4747,04 4734,61 4722,09 4709,47 4696,76 4683,95 4671,05 4658,06 4644,98 4631,80 4618,53 4605,17 4591,72 4578,18 4564,54 4550,82 4537,00 4523,10 4509,10 4495,02 4480,84 4466,58 4452,23 4437,79 4423,26 4408,64 4393,94 4379,15 4364,27 3455,72 3443,76 3431,73 3419,64 3407,47 3395,24 3382,94

15,47 15,44 15,40 15,37 15,33 15,29 15,26 15,22 15,18 15,14 15,11 13,56 13,53 13,49 13,46 13,42 13,39 13,35 13,31 13,28 13,24 13,20 13,17 13,13 13,09 13,05 13,01 12,97 12,94 12,90 12,86 12,82 12,78 12,74 12,70 12,66 12,61 12,57 12,53 12,49 12,45 12,40 9,82 9,79 9,75 9,72 9,69 9,65 9,62 177

Cargador Solar

08/09/2014 09/09/2014 10/09/2014 11/09/2014 12/09/2014 13/09/2014 14/09/2014 15/09/2014 16/09/2014 17/09/2014 18/09/2014 19/09/2014 20/09/2014 oto単o 21/09/2014 22/09/2014 23/09/2014 24/09/2014 25/09/2014 26/09/2014 27/09/2014 28/09/2014 29/09/2014 30/09/2014 01/10/2014 02/10/2014 03/10/2014 04/10/2014 05/10/2014 06/10/2014 07/10/2014 08/10/2014 09/10/2014 10/10/2014 11/10/2014 12/10/2014 13/10/2014 14/10/2014 15/10/2014 16/10/2014 17/10/2014 18/10/2014 19/10/2014 20/10/2014 21/10/2014 22/10/2014 23/10/2014 24/10/2014

80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92

771,30 768,45 765,59 762,72 759,83 756,92 754,00 751,06 748,11 745,15 742,17 739,17 736,16

22,87 23,15 23,44 23,73 24,02 24,31 24,60 24,89 25,19 25,49 25,78 26,08 26,38

3370,58 3358,14 3345,64 3333,08 3320,44 3307,74 3294,98 3282,15 3269,25 3256,29 3243,27 3230,18 3217,02

9,58 9,55 9,51 9,47 9,44 9,40 9,37 9,33 9,29 9,26 9,22 9,18 9,14

93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126

733,14 730,06 726,98 723,87 720,76 717,63 714,48 711,32 708,14 704,95 701,75 698,53 695,30 692,05 688,79 685,52 682,23 678,93 675,61 672,28 668,94 665,58 662,21 658,83 655,43 652,02 648,59 645,16 641,71 638,24 634,77 631,28 627,78 624,26

26,69 26,99 27,30 27,61 27,92 28,24 28,55 28,87 29,19 29,50 29,82 30,15 30,47 30,79 31,12 31,45 31,78 32,11 32,44 32,77 33,11 33,44 33,78 34,12 34,46 34,80 35,14 35,48 35,83 36,18 36,52 36,87 37,22 37,57

3203,81 3190,38 3176,89 3163,33 3149,71 3136,02 3122,27 3108,46 3094,59 3080,65 1985,95 1976,85 1967,70 1958,51 1949,28 1940,02 1930,71 1921,36 1911,98 1902,56 1893,10 1883,59 1874,06 1864,48 1854,86 1845,21 1835,52 1825,80 1816,03 1806,23 1796,39 1786,52 1776,61 1766,66

9,11 9,07 9,03 8,99 8,95 8,91 8,87 8,84 8,80 8,76 5,64 5,62 5,59 5,57 5,54 5,51 5,49 5,46 5,43 5,41 5,38 5,35 5,33 5,30 5,27 5,24 5,22 5,19 5,16 5,13 5,11 5,08 5,05 5,02

4,37

2,83

178

Cargador Solar

25/10/2014 26/10/2014 27/10/2014 28/10/2014 29/10/2014 30/10/2014 31/10/2014 01/11/2014 02/11/2014 03/11/2014 04/11/2014 05/11/2014 06/11/2014 07/11/2014 08/11/2014 09/11/2014 10/11/2014 11/11/2014 12/11/2014 13/11/2014 14/11/2014 15/11/2014 16/11/2014 17/11/2014 18/11/2014 19/11/2014 20/11/2014 21/11/2014 22/11/2014 23/11/2014 24/11/2014 25/11/2014 26/11/2014 27/11/2014 28/11/2014 29/11/2014 30/11/2014 01/12/2014 02/12/2014 03/12/2014 04/12/2014 05/12/2014 06/12/2014 07/12/2014 08/12/2014 09/12/2014 10/12/2014 11/12/2014 12/12/2014

127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175

620,73 617,19 613,64 610,08 606,50 602,91 599,31 595,69 592,07 588,43 584,78 581,12 577,44 573,76 570,06 566,35 562,63 558,90 555,16 551,40 547,64 543,86 540,07 536,27 532,46 528,64 524,81 520,97 517,12 513,25 509,38 505,50 501,60 497,70 493,78 489,86 485,92 481,98 478,03 474,06 470,09 466,11 462,11 458,11 454,10 450,08 446,05 442,01 437,97

37,93 38,28 38,64 38,99 39,35 39,71 40,07 40,43 40,79 41,16 41,52 41,89 42,26 42,62 42,99 43,36 43,74 44,11 44,48 44,86 45,24 45,61 45,99 46,37 46,75 47,14 47,52 47,90 48,29 48,67 49,06 49,45 49,84 50,23 50,62 51,01 51,41 51,80 52,20 52,59 52,99 53,39 53,79 54,19 54,59 54,99 55,39 55,80 56,20

1,8

1,36

1756,68 1746,66 1736,61 1726,52 1716,39 1706,23 1696,04 1072,25 1065,72 1059,17 1052,60 1046,01 1039,40 1032,76 1026,11 1019,43 1012,73 1006,02 999,28 992,52 985,74 978,95 972,13 965,29 958,43 951,56 944,66 937,74 930,81 923,86 916,88 909,89 902,88 895,86 888,81 881,75 874,66 655,49 650,12 644,73 639,32 633,91 628,48 623,03 617,58 612,11 606,63 601,14 595,63

4,99 4,96 4,94 4,91 4,88 4,85 4,82 3,05 3,03 3,01 2,99 2,97 2,95 2,94 2,92 2,90 2,88 2,86 2,84 2,82 2,80 2,78 2,76 2,74 2,72 2,70 2,69 2,67 2,65 2,63 2,61 2,59 2,57 2,55 2,53 2,51 2,49 1,86 1,85 1,83 1,82 1,80 1,79 1,77 1,76 1,74 1,72 1,71 1,69 179

Cargador Solar

13/12/2014 14/12/2014 15/12/2014 16/12/2014 17/12/2014 18/12/2014 19/12/2014 20/12/2014 invierno 21/12/2014 22/12/2014 23/12/2014 24/12/2014 25/12/2014 26/12/2014 27/12/2014 28/12/2014 29/12/2014 30/12/2014 31/12/2014 01/01/2014 02/01/2014 03/01/2014 04/01/2014 05/01/2014 06/01/2014 07/01/2014 08/01/2014 09/01/2014 10/01/2014 11/01/2014 12/01/2014 13/01/2014 14/01/2014 15/01/2014 16/01/2014 17/01/2014 18/01/2014 19/01/2014 20/01/2014 21/01/2014 22/01/2014 23/01/2014 24/01/2014 25/01/2014 26/01/2014 27/01/2014 28/01/2014 29/01/2014

176 177 178 179 180 181 182 183

433,91 429,84 425,77 421,69 417,60 413,50 409,39 405,27

56,61 57,02 57,42 57,83 58,24 58,65 59,06 59,47

590,12 584,59 579,05 573,50 567,93 562,36 556,77 551,17

1,68 1,66 1,65 1,63 1,61 1,60 1,58 1,57

184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

401,15 405,32 409,48 413,63 417,78 421,92 426,04 430,16 434,27 438,37 442,46 446,54 450,62 454,68 458,74 462,78 466,82 470,84 474,86 478,86 482,86 486,84 490,82 494,78 498,74 502,68 506,62 510,54 514,46 518,36 522,25 526,13 530,00 533,86 537,71 541,55 545,37 549,18 552,99 556,78

59,89 59,47 59,05 58,64 58,22 57,81 57,40 56,98 56,57 56,16 55,75 55,35 54,94 54,53 54,13 53,72 53,32 52,92 52,51 52,11 51,71 51,32 50,92 50,52 50,13 49,73 49,34 48,95 48,55 48,16 47,77 47,39 47,00 46,61 46,23 45,85 45,46 45,08 44,70 44,32

545,56 551,23 556,89 562,54 568,18 573,80 579,42 585,02 590,61 596,18 601,75 701,08 707,47 713,85 720,22 726,57 732,90 739,22 745,52 751,81 758,09 764,34 770,59 776,81 783,02 789,21 795,39 801,55 807,70 813,82 819,93 826,03 832,10 838,16 844,20 850,23 856,23 862,22 868,19 874,14

1,55 1,57 1,58 1,60 1,61 1,63 1,65 1,66 1,68 1,69 1,71 1,99 2,01 2,03 2,05 2,07 2,08 2,10 2,12 2,14 2,15 2,17 2,19 2,21 2,23 2,24 2,26 2,28 2,30 2,31 2,33 2,35 2,37 2,38 2,40 2,42 2,43 2,45 2,47 2,48

1,36

1,57

180

Cargador Solar

30/01/2014 31/01/2014 01/02/2014 02/02/2014 03/02/2014 04/02/2014 05/02/2014 06/02/2014 07/02/2014 08/02/2014 09/02/2014 10/02/2014 11/02/2014 12/02/2014 13/02/2014 14/02/2014 15/02/2014 16/02/2014 17/02/2014 18/02/2014 19/02/2014 20/02/2014 21/02/2014 22/02/2014 23/02/2014 24/02/2014 25/02/2014 26/02/2014 27/02/2014 28/02/2014 01/03/2014 02/03/2014 03/03/2014 04/03/2014 05/03/2014 06/03/2014 07/03/2014 08/03/2014 09/03/2014 10/03/2014 11/03/2014 12/03/2014 13/03/2014 14/03/2014 15/03/2014 16/03/2014 17/03/2014 18/03/2014

224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271

560,56 564,33 568,08 571,83 575,56 579,28 582,99 586,69 590,37 594,04 597,70 601,35 604,99 608,61 612,22 615,81 619,40 622,97 626,53 630,07 633,61 637,13 640,63 644,12 647,60 651,07 654,52 657,96 661,38 664,80 668,19 671,58 674,95 678,30 681,64 684,97 688,28 691,58 694,87 698,14 701,39 704,63 707,86 711,07 714,27 717,45 720,62 723,77

43,94 43,57 43,19 42,82 42,44 42,07 41,70 41,33 40,96 40,60 40,23 39,86 39,50 39,14 38,78 38,42 38,06 37,70 37,35 36,99 36,64 36,29 35,94 35,59 35,24 34,89 34,55 34,20 33,86 33,52 33,18 32,84 32,51 32,17 31,84 31,50 31,17 30,84 30,51 30,19 29,86 29,54 29,21 28,89 28,57 28,25 27,94 27,62

2,32

3,58

880,08 885,99 1317,95 1326,64 1335,30 1343,93 1352,54 1361,11 1369,66 1378,18 1386,67 1395,13 1403,57 1411,97 1420,34 1428,69 1437,00 1445,29 1453,55 1461,77 1469,97 1478,13 1486,26 1494,37 1502,44 1510,48 1518,49 1526,47 1534,41 1542,33 2392,13 2404,25 2416,31 2428,32 2440,28 2452,20 2464,06 2475,87 2487,63 2499,33 2510,99 2522,59 2534,14 2545,64 2557,08 2568,48 2579,81 2591,10

2,50 2,52 3,75 3,77 3,80 3,82 3,84 3,87 3,89 3,92 3,94 3,97 3,99 4,01 4,04 4,06 4,08 4,11 4,13 4,15 4,18 4,20 4,22 4,25 4,27 4,29 4,32 4,34 4,36 4,38 6,80 6,83 6,87 6,90 6,94 6,97 7,00 7,04 7,07 7,10 7,14 7,17 7,20 7,24 7,27 7,30 7,33 7,36 181

Cargador Solar

19/03/2014 20/03/2014 primavera 21/03/2014 22/03/2014 23/03/2014 24/03/2014 25/03/2014 26/03/2014 27/03/2014 28/03/2014 29/03/2014 30/03/2014 31/03/2014 01/04/2014 02/04/2014 03/04/2014 04/04/2014 05/04/2014 06/04/2014 07/04/2014 08/04/2014 09/04/2014 10/04/2014 11/04/2014 12/04/2014 13/04/2014 14/04/2014 15/04/2014 16/04/2014 17/04/2014 18/04/2014 19/04/2014 20/04/2014 21/04/2014 22/04/2014 23/04/2014 24/04/2014 25/04/2014 26/04/2014 27/04/2014 28/04/2014 29/04/2014 30/04/2014 01/05/2014 02/05/2014 03/05/2014 04/05/2014 05/05/2014

272 273

726,91 730,03

27,31 27,00

2602,33 2613,51

7,40 7,43

274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319

733,14 736,16 739,17 742,17 745,15 748,11 751,06 754,00 756,92 759,83 762,72 765,59 768,45 771,30 774,13 776,94 779,74 782,53 785,29 788,05 790,78 793,50 796,21 798,90 801,57 804,23 806,87 809,50 812,11 814,70 817,28 819,84 822,38 824,91 827,42 829,92 832,40 834,86 837,30 839,73 842,15 844,54 846,92 849,28 851,63 853,96

26,69 26,38 26,08 25,78 25,49 25,19 24,89 24,60 24,31 24,02 23,73 23,44 23,15 22,87 22,59 22,31 22,03 21,75 21,47 21,20 20,92 20,65 20,38 20,11 19,84 19,58 19,31 19,05 18,79 18,53 18,27 18,02 17,76 17,51 17,26 17,01 16,76 16,51 16,27 16,03 15,79 15,55 15,31 15,07 14,84 14,60

2624,63 2635,46 2646,23 2656,96 2667,63 2678,24 2688,81 2699,32 2709,78 2720,18 2730,53 3414,55 3427,30 3439,99 3452,61 3465,17 3477,65 3490,06 3502,41 3514,68 3526,89 3539,03 3551,09 3563,09 3575,01 3586,86 3598,64 3610,35 3621,99 3633,56 3645,05 3656,47 3667,82 3679,10 3690,30 3701,43 3712,49 3723,47 3734,38 3745,21 3755,97 4552,08 4564,90 4577,63 4590,27 4602,82

7,46 7,49 7,52 7,55 7,58 7,61 7,64 7,67 7,70 7,73 7,76 9,71 9,74 9,78 9,81 9,85 9,88 9,92 9,96 9,99 10,02 10,06 10,09 10,13 10,16 10,20 10,23 10,26 10,30 10,33 10,36 10,39 10,43 10,46 10,49 10,52 10,55 10,58 10,61 10,65 10,68 12,94 12,98 13,01 13,05 13,08

3,58

4,46

5,39

182

Cargador Solar

06/05/2014 07/05/2014 08/05/2014 09/05/2014 10/05/2014 11/05/2014 12/05/2014 13/05/2014 14/05/2014 15/05/2014 16/05/2014 17/05/2014 18/05/2014 19/05/2014 20/05/2014 21/05/2014 22/05/2014 23/05/2014 24/05/2014 25/05/2014 26/05/2014 27/05/2014 28/05/2014 29/05/2014 30/05/2014 31/05/2014 01/06/2014 02/06/2014 03/06/2014 04/06/2014 05/06/2014 06/06/2014 07/06/2014 08/06/2014 09/06/2014 10/06/2014 11/06/2014 12/06/2014 13/06/2014 14/06/2014 15/06/2014 16/06/2014 17/06/2014 18/06/2014 19/06/2014 20/06/2014

320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 1

856,27 858,56 860,84 863,10 865,34 867,57 869,78 871,97 874,14 876,30 878,44 880,56 882,66 884,75 886,82 888,87 890,90 892,92 894,92 896,90 898,86 900,81 902,73 904,64 906,53 908,41 910,26 912,10 913,92 915,72 917,50 919,26 921,01 922,74 924,44 926,14 927,81 929,46 931,10 932,71 934,31 935,89 937,45 939,00 940,52 942,03

14,37 14,14 13,92 13,69 13,47 13,24 13,02 12,80 12,59 12,37 12,16 11,94 11,73 11,53 11,32 11,11 10,91 10,71 10,51 10,31 10,11 9,92 9,73 9,54 9,35 9,16 8,97 8,79 8,61 8,43 8,25 8,07 7,90 7,73 7,56 7,39 7,22 7,05 6,89 6,73 6,57 6,41 6,25 6,10 5,95 5,80

6,11

4615,28 4627,65 4639,92 4652,10 4664,19 4676,19 4688,09 4699,90 4711,62 4723,24 4734,77 4746,21 4757,55 4768,80 4779,95 4791,01 4801,97 4812,83 4823,60 4834,28 4844,86 4855,34 4865,73 4876,02 4886,21 4896,30 5561,69 5572,91 5584,02 5595,02 5605,91 5616,69 5627,36 5637,91 5648,36 5658,69 5668,91 5679,01 5689,00 5698,88 5708,65 5718,30 5727,84 5737,27 5746,58 5755,78

13,12 13,15 13,19 13,22 13,26 13,29 13,33 13,36 13,39 13,43 13,46 13,49 13,52 13,55 13,59 13,62 13,65 13,68 13,71 13,74 13,77 13,80 13,83 13,86 13,89 13,92 15,81 15,84 15,87 15,90 15,93 15,96 16,00 16,03 16,05 16,08 16,11 16,14 16,17 16,20 16,23 16,25 16,28 16,31 16,33 16,36 3082,22

Tabla 19. Datos producci贸n Caso A

183

Cargador Solar

ANEXO 5 Caso B En la siguiente tabla, se muestran los valores diarios de todo el año de:    

Las pérdidas por orientación en el caso de que el panel se encontrase en posición vertical.

El porcentaje de pérdidas a lo largo de todo el año. Se puede ver cómo varían desde el máximo hasta el mínimo, dependiendo del ángulo de inclinación.

Los datos de la energía máxima que llega por metro cuadrado, dependiendo de las horas pico del día.

Los vatios hora que se generan como máximo con el panel solar en cada día del año. En este apartado están incluidas las pérdidas por orientación y de la propia placa como se ha explicado anteriormente.

verano

MES DIAS 21/06/2014 1 22/06/2014 2 23/06/2014 3 24/06/2014 4 25/06/2014 5 26/06/2014 6 27/06/2014 7 28/06/2014 8 29/06/2014 9 30/06/2014 10 01/07/2014 11 02/07/2014 12 03/07/2014 13 04/07/2014 14 05/07/2014 15 06/07/2014 16 07/07/2014 17 08/07/2014 18 09/07/2014 19 10/07/2014 20 11/07/2014 21 12/07/2014 22 13/07/2014 23 14/07/2014 24 15/07/2014 25 16/07/2014 26 17/07/2014 27 18/07/2014 28 19/07/2014 29 20/07/2014 30

CASO B W/m2 %perdidas horas W/m2 h W panel B orientacion B pico pico B Wh/dia 331,34 66,87 2024,47 335,54 66,45 2050,16 339,74 66,03 2075,79 343,93 65,61 2101,39 348,11 65,19 2126,95 352,29 64,77 2152,46 356,45 64,35 2177,94 360,62 63,94 2203,36 364,77 63,52 2228,75 368,92 63,11 2254,09 373,06 62,69 2279,39 377,19 62,28 2304,64 381,32 61,87 2329,84 385,43 61,46 2355,00 389,54 61,05 2380,11 6,11 393,65 60,64 2405,17 397,74 60,23 2430,19 401,83 59,82 2455,16 405,90 59,41 2480,08 409,97 59,00 2504,95 414,04 58,60 2529,77 418,09 58,19 2554,54 422,14 57,79 2579,26 426,17 57,38 2603,92 430,20 56,98 2628,54 434,22 56,58 2653,10 438,23 56,18 2677,61 442,24 55,78 2702,07 446,23 55,38 2726,48 450,22 54,98 2750,83

5,75 5,83 5,90 5,97 6,05 6,12 6,19 6,26 6,33 6,41 6,48 6,55 6,62 6,69 6,77 6,84 6,91 6,98 7,05 7,12 7,19 7,26 7,33 7,40 7,47 7,54 7,61 7,68 7,75 7,82 184

Cargador Solar

21/07/2014 22/07/2014 23/07/2014 24/07/2014 25/07/2014 26/07/2014 27/07/2014 28/07/2014 29/07/2014 30/07/2014 31/07/2014 01/08/2014 02/08/2014 03/08/2014 04/08/2014 05/08/2014 06/08/2014 07/08/2014 08/08/2014 09/08/2014 10/08/2014 11/08/2014 12/08/2014 13/08/2014 14/08/2014 15/08/2014 16/08/2014 17/08/2014 18/08/2014 19/08/2014 20/08/2014 21/08/2014 22/08/2014 23/08/2014 24/08/2014 25/08/2014 26/08/2014 27/08/2014 28/08/2014 29/08/2014 30/08/2014 31/08/2014 01/09/2014 02/09/2014 03/09/2014 04/09/2014 05/09/2014 06/09/2014 07/09/2014

31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79

454,19 458,16 462,12 466,07 470,01 473,94 477,86 481,77 485,67 489,56 493,45 497,32 501,18 505,04 508,88 512,71 516,53 520,35 524,15 527,94 531,72 535,49 539,25 543,00 546,74 550,46 554,18 557,89 561,58 565,26 568,94 572,60 576,25 579,88 583,51 587,13 590,73 594,32 597,90 601,47 605,02 608,57 612,10 615,62 619,12 622,62 626,10 629,57 633,03

54,58 54,18 53,79 53,39 53,00 52,61 52,21 51,82 51,43 51,04 50,66 50,27 49,88 49,50 49,11 48,73 48,35 47,97 47,59 47,21 46,83 46,45 46,07 45,70 45,33 44,95 44,58 44,21 43,84 43,47 43,11 42,74 42,38 42,01 41,65 41,29 40,93 40,57 40,21 39,85 39,50 39,14 38,79 38,44 38,09 37,74 37,39 37,04 36,70

5,5

4,37

2775,12 2799,36 2823,55 2847,67 2871,75 2895,76 2919,72 2943,62 2967,46 2991,24 3014,96 2735,26 2756,50 2777,69 2798,83 2819,91 2840,93 2861,90 2882,81 2903,66 2924,46 2945,20 2965,88 2986,50 3007,06 3027,56 3048,00 3068,38 3088,70 3108,95 3129,15 3149,28 3169,35 3189,36 3209,31 3229,19 3249,00 3268,76 3288,44 3308,07 3327,62 3347,11 2674,87 2690,24 2705,57 2720,84 2736,06 2751,23 2766,33

7,89 7,96 8,03 8,09 8,16 8,23 8,30 8,37 8,43 8,50 8,57 7,77 7,84 7,90 7,96 8,02 8,08 8,13 8,19 8,25 8,31 8,37 8,43 8,49 8,55 8,61 8,66 8,72 8,78 8,84 8,89 8,95 9,01 9,07 9,12 9,18 9,23 9,29 9,35 9,40 9,46 9,51 7,60 7,65 7,69 7,73 7,78 7,82 7,86 185

Cargador Solar

08/09/2014 09/09/2014 10/09/2014 11/09/2014 12/09/2014 13/09/2014 14/09/2014 15/09/2014 16/09/2014 17/09/2014 18/09/2014 19/09/2014 20/09/2014 oto単o 21/09/2014 22/09/2014 23/09/2014 24/09/2014 25/09/2014 26/09/2014 27/09/2014 28/09/2014 29/09/2014 30/09/2014 01/10/2014 02/10/2014 03/10/2014 04/10/2014 05/10/2014 06/10/2014 07/10/2014 08/10/2014 09/10/2014 10/10/2014 11/10/2014 12/10/2014 13/10/2014 14/10/2014 15/10/2014 16/10/2014 17/10/2014 18/10/2014 19/10/2014 20/10/2014 21/10/2014 22/10/2014 23/10/2014 24/10/2014

80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92

636,47 639,91 643,33 646,73 650,13 653,51 656,87 660,23 663,57 666,90 670,22 673,52 676,81

36,35 36,01 35,67 35,33 34,99 34,65 34,31 33,98 33,64 33,31 32,98 32,65 32,32

2781,39 2796,39 2811,33 2826,22 2841,05 2855,82 2870,54 2885,20 2899,81 2914,35 2928,84 2943,27 2957,64

7,91 7,95 7,99 8,03 8,08 8,12 8,16 8,20 8,24 8,28 8,32 8,37 8,41

93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126

680,08 683,38 686,66 689,93 693,19 696,43 699,66 702,87 706,07 709,25 712,42 715,58 718,72 721,85 724,96 728,06 731,14 734,21 737,26 740,30 743,32 746,33 749,32 752,29 755,26 758,20 761,13 764,05 766,95 769,83 772,70 775,56 778,39 781,22

31,99 31,66 31,33 31,01 30,68 30,36 30,03 29,71 29,39 29,07 28,76 28,44 28,13 27,82 27,50 27,19 26,89 26,58 26,27 25,97 25,67 25,37 25,07 24,77 24,47 24,18 23,89 23,60 23,31 23,02 22,73 22,44 22,16 21,88

2971,96 2986,37 3000,71 3015,00 3029,23 3043,40 3057,50 3071,54 3085,52 3099,44 2016,16 2025,09 2033,98 2042,83 2051,63 2060,40 2069,12 2077,80 2086,44 2095,04 2103,59 2112,10 2120,57 2128,99 2137,38 2145,71 2154,01 2162,26 2170,47 2178,63 2186,75 2194,82 2202,85 2210,84

8,45 8,49 8,53 8,57 8,61 8,65 8,69 8,73 8,77 8,81 5,73 5,76 5,78 5,81 5,83 5,86 5,88 5,91 5,93 5,95 5,98 6,00 6,03 6,05 6,08 6,10 6,12 6,15 6,17 6,19 6,22 6,24 6,26 6,28

4,37

2,83

186

Cargador Solar

25/10/2014 26/10/2014 27/10/2014 28/10/2014 29/10/2014 30/10/2014 31/10/2014 01/11/2014 02/11/2014 03/11/2014 04/11/2014 05/11/2014 06/11/2014 07/11/2014 08/11/2014 09/11/2014 10/11/2014 11/11/2014 12/11/2014 13/11/2014 14/11/2014 15/11/2014 16/11/2014 17/11/2014 18/11/2014 19/11/2014 20/11/2014 21/11/2014 22/11/2014 23/11/2014 24/11/2014 25/11/2014 26/11/2014 27/11/2014 28/11/2014 29/11/2014 30/11/2014 01/12/2014 02/12/2014 03/12/2014 04/12/2014 05/12/2014 06/12/2014 07/12/2014 08/12/2014 09/12/2014 10/12/2014 11/12/2014 12/12/2014

127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175

784,02 786,81 789,58 792,34 795,08 797,81 800,52 803,21 805,89 808,55 811,19 813,82 816,43 819,03 821,60 824,16 826,71 829,24 831,75 834,24 836,72 839,18 841,62 844,05 846,45 848,84 851,22 853,58 855,92 858,24 860,54 862,83 865,10 867,35 869,58 871,80 874,00 876,18 878,35 880,49 882,62 884,73 886,82 888,89 890,95 892,99 895,01 897,01 898,99

21,60 21,32 21,04 20,77 20,49 20,22 19,95 19,68 19,41 19,15 18,88 18,62 18,36 18,10 17,84 17,58 17,33 17,08 16,83 16,58 16,33 16,08 15,84 15,60 15,35 15,12 14,88 14,64 14,41 14,18 13,95 13,72 13,49 13,26 13,04 12,82 12,60 12,38 12,17 11,95 11,74 11,53 11,32 11,11 10,91 10,70 10,50 10,30 10,10

1,8

1,36

2218,78 2226,67 2234,52 2242,33 2250,09 2257,80 2265,47 1445,78 1450,60 1455,39 1460,15 1464,88 1469,58 1474,25 1478,89 1483,50 1488,08 1492,62 1497,14 1501,63 1506,09 1510,52 1514,92 1519,28 1523,62 1527,92 1532,19 1536,44 1540,65 1544,83 1548,98 1553,09 1557,18 1561,23 1565,25 1569,24 1573,20 1191,61 1194,55 1197,47 1200,36 1203,23 1206,08 1208,90 1211,69 1214,46 1217,21 1219,93 1222,63

6,31 6,33 6,35 6,37 6,40 6,42 6,44 4,11 4,12 4,14 4,15 4,16 4,18 4,19 4,20 4,22 4,23 4,24 4,26 4,27 4,28 4,29 4,31 4,32 4,33 4,34 4,36 4,37 4,38 4,39 4,40 4,41 4,43 4,44 4,45 4,46 4,47 3,39 3,40 3,40 3,41 3,42 3,43 3,44 3,44 3,45 3,46 3,47 3,48 187

Cargador Solar

13/12/2014 14/12/2014 15/12/2014 16/12/2014 17/12/2014 18/12/2014 19/12/2014 20/12/2014 invierno 21/12/2014 22/12/2014 23/12/2014 24/12/2014 25/12/2014 26/12/2014 27/12/2014 28/12/2014 29/12/2014 30/12/2014 31/12/2014 01/01/2014 02/01/2014 03/01/2014 04/01/2014 05/01/2014 06/01/2014 07/01/2014 08/01/2014 09/01/2014 10/01/2014 11/01/2014 12/01/2014 13/01/2014 14/01/2014 15/01/2014 16/01/2014 17/01/2014 18/01/2014 19/01/2014 20/01/2014 21/01/2014 22/01/2014 23/01/2014 24/01/2014 25/01/2014 26/01/2014 27/01/2014 28/01/2014 29/01/2014

176 177 178 179 180 181 182 183

900,96 902,90 904,83 906,74 908,63 910,51 912,36 914,20

9,90 9,71 9,52 9,33 9,14 8,95 8,76 8,58

1225,30 1227,95 1230,57 1233,17 1235,74 1238,29 1240,81 1243,31

3,48 3,49 3,50 3,51 3,51 3,52 3,53 3,53

184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

916,01 914,18 912,32 910,44 908,55 906,64 904,70 902,75 900,78 898,79 896,79 894,76 892,72 890,65 888,57 886,47 884,35 882,22 880,06 877,89 875,70 873,49 871,26 869,02 866,75 864,47 862,17 859,85 857,52 855,16 852,79 850,40 848,00 845,57 843,13 840,67 838,19 835,70 833,19 830,66

8,40 8,58 8,77 8,96 9,15 9,34 9,53 9,72 9,92 10,12 10,32 10,52 10,73 10,93 11,14 11,35 11,56 11,78 11,99 12,21 12,43 12,65 12,87 13,10 13,32 13,55 13,78 14,01 14,25 14,48 14,72 14,96 15,20 15,44 15,69 15,93 16,18 16,43 16,68 16,93

1245,78 1243,28 1240,75 1238,20 1235,63 1233,02 1230,40 1227,74 1225,06 1222,36 1219,63 1404,78 1401,57 1398,33 1395,06 1391,76 1388,44 1385,08 1381,70 1378,29 1374,85 1371,38 1367,88 1364,35 1360,80 1357,22 1353,61 1349,97 1346,30 1342,61 1338,88 1335,13 1331,35 1327,55 1323,72 1319,85 1315,97 1312,05 1308,11 1304,14

3,54 3,53 3,53 3,52 3,51 3,50 3,50 3,49 3,48 3,47 3,47 3,99 3,98 3,97 3,97 3,96 3,95 3,94 3,93 3,92 3,91 3,90 3,89 3,88 3,87 3,86 3,85 3,84 3,83 3,82 3,81 3,79 3,78 3,77 3,76 3,75 3,74 3,73 3,72 3,71

1,36

1,57

188

Cargador Solar

30/01/2014 31/01/2014 01/02/2014 02/02/2014 03/02/2014 04/02/2014 05/02/2014 06/02/2014 07/02/2014 08/02/2014 09/02/2014 10/02/2014 11/02/2014 12/02/2014 13/02/2014 14/02/2014 15/02/2014 16/02/2014 17/02/2014 18/02/2014 19/02/2014 20/02/2014 21/02/2014 22/02/2014 23/02/2014 24/02/2014 25/02/2014 26/02/2014 27/02/2014 28/02/2014 01/03/2014 02/03/2014 03/03/2014 04/03/2014 05/03/2014 06/03/2014 07/03/2014 08/03/2014 09/03/2014 10/03/2014 11/03/2014 12/03/2014 13/03/2014 14/03/2014 15/03/2014 16/03/2014 17/03/2014 18/03/2014

224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271

828,11 825,55 822,97 820,37 817,76 815,13 812,48 809,81 807,13 804,43 801,72 798,99 796,24 793,47 790,69 787,89 785,08 782,25 779,40 776,54 773,66 770,76 767,85 764,92 761,98 759,02 756,04 753,05 750,05 747,03 743,99 740,93 737,87 734,78 731,68 728,57 725,44 722,30 719,14 715,96 712,77 709,57 706,35 703,12 699,87 696,61 693,33 690,04

17,19 17,44 17,70 17,96 18,22 18,49 18,75 19,02 19,29 19,56 19,83 20,10 20,38 20,65 20,93 21,21 21,49 21,78 22,06 22,35 22,63 22,92 23,22 23,51 23,80 24,10 24,40 24,69 25,00 25,30 25,60 25,91 26,21 26,52 26,83 27,14 27,46 27,77 28,09 28,40 28,72 29,04 29,36 29,69 30,01 30,34 30,67 31,00

2,32

3,58

1300,14 1296,12 1909,29 1903,27 1897,20 1891,10 1884,95 1878,77 1872,55 1866,29 1859,99 1853,65 1847,27 1840,85 1834,40 1827,91 1821,38 1814,81 1808,21 1801,56 1794,88 1788,16 1781,41 1774,62 1767,79 1760,92 1754,02 1747,08 1740,11 1733,10 2663,48 2652,55 2641,56 2630,52 2619,43 2608,28 2597,08 2585,82 2574,51 2563,15 2551,73 2540,26 2528,74 2517,17 2505,54 2493,86 2482,13 2470,35

3,70 3,68 5,43 5,41 5,39 5,38 5,36 5,34 5,32 5,30 5,29 5,27 5,25 5,23 5,21 5,20 5,18 5,16 5,14 5,12 5,10 5,08 5,06 5,04 5,02 5,01 4,99 4,97 4,95 4,93 7,57 7,54 7,51 7,48 7,45 7,41 7,38 7,35 7,32 7,29 7,25 7,22 7,19 7,15 7,12 7,09 7,06 7,02 189

Cargador Solar

19/03/2014 20/03/2014 primavera 21/03/2014 22/03/2014 23/03/2014 24/03/2014 25/03/2014 26/03/2014 27/03/2014 28/03/2014 29/03/2014 30/03/2014 31/03/2014 01/04/2014 02/04/2014 03/04/2014 04/04/2014 05/04/2014 06/04/2014 07/04/2014 08/04/2014 09/04/2014 10/04/2014 11/04/2014 12/04/2014 13/04/2014 14/04/2014 15/04/2014 16/04/2014 17/04/2014 18/04/2014 19/04/2014 20/04/2014 21/04/2014 22/04/2014 23/04/2014 24/04/2014 25/04/2014 26/04/2014 27/04/2014 28/04/2014 29/04/2014 30/04/2014 01/05/2014 02/05/2014 03/05/2014 04/05/2014 05/05/2014

272 273

686,74 683,42

31,33 31,66

2458,51 2446,63

6,99 6,95

274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319

680,08 676,81 673,52 670,22 666,90 663,57 660,23 656,87 653,51 650,13 646,73 643,33 639,91 636,47 633,03 629,57 626,10 622,62 619,12 615,62 612,10 608,57 605,02 601,47 597,90 594,32 590,73 587,13 583,51 579,88 576,25 572,60 568,94 565,26 561,58 557,89 554,18 550,46 546,74 543,00 539,25 535,49 531,72 527,94 524,15 520,35

31,99 32,32 32,65 32,98 33,31 33,64 33,98 34,31 34,65 34,99 35,33 35,67 36,01 36,35 36,70 37,04 37,39 37,74 38,09 38,44 38,79 39,14 39,50 39,85 40,21 40,57 40,93 41,29 41,65 42,01 42,38 42,74 43,11 43,47 43,84 44,21 44,58 44,95 45,33 45,70 46,07 46,45 46,83 47,21 47,59 47,97

2434,69 2422,97 2411,19 2399,37 2387,50 2375,59 2363,62 2351,61 2339,55 2327,45 2315,30 2869,23 2853,98 2838,67 2823,31 2807,89 2792,41 2776,88 2761,29 2745,65 2729,95 2714,20 2698,40 2682,54 2666,63 2650,66 2634,65 2618,58 2602,46 2586,28 2570,06 2553,78 2537,46 2521,08 2504,65 2488,18 2471,65 2455,07 2438,45 2421,78 2405,06 2886,29 2865,97 2845,59 2825,15 2804,66

6,92 6,89 6,85 6,82 6,79 6,75 6,72 6,68 6,65 6,62 6,58 8,16 8,11 8,07 8,02 7,98 7,94 7,89 7,85 7,80 7,76 7,71 7,67 7,62 7,58 7,53 7,49 7,44 7,40 7,35 7,31 7,26 7,21 7,17 7,12 7,07 7,03 6,98 6,93 6,88 6,84 8,20 8,15 8,09 8,03 7,97

3,58

4,46

5,39

190

Cargador Solar

06/05/2014 07/05/2014 08/05/2014 09/05/2014 10/05/2014 11/05/2014 12/05/2014 13/05/2014 14/05/2014 15/05/2014 16/05/2014 17/05/2014 18/05/2014 19/05/2014 20/05/2014 21/05/2014 22/05/2014 23/05/2014 24/05/2014 25/05/2014 26/05/2014 27/05/2014 28/05/2014 29/05/2014 30/05/2014 31/05/2014 01/06/2014 02/06/2014 03/06/2014 04/06/2014 05/06/2014 06/06/2014 07/06/2014 08/06/2014 09/06/2014 10/06/2014 11/06/2014 12/06/2014 13/06/2014 14/06/2014 15/06/2014 16/06/2014 17/06/2014 18/06/2014 19/06/2014 20/06/2014

320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 1

516,53 512,71 508,88 505,04 501,18 497,32 493,45 489,56 485,67 481,77 477,86 473,94 470,01 466,07 462,12 458,16 454,19 450,22 446,23 442,24 438,23 434,22 430,20 426,17 422,14 418,09 414,04 409,97 405,90 401,83 397,74 393,65 389,54 385,43 381,32 377,19 373,06 368,92 364,77 360,62 356,45 352,29 348,11 343,93 339,74 335,54

48,35 48,73 49,11 49,50 49,88 50,27 50,66 51,04 51,43 51,82 52,21 52,61 53,00 53,39 53,79 54,18 54,58 54,98 55,38 55,78 56,18 56,58 56,98 57,38 57,79 58,19 58,60 59,00 59,41 59,82 60,23 60,64 61,05 61,46 61,87 62,28 62,69 63,11 63,52 63,94 64,35 64,77 65,19 65,61 66,03 66,45

6,11

2784,11 2763,51 2742,85 2722,14 2701,37 2680,55 2659,68 2638,75 2617,77 2596,74 2575,66 2554,53 2533,34 2512,11 2490,82 2469,49 2448,10 2426,67 2405,19 2383,66 2362,09 2340,46 2318,79 2297,08 2275,32 2253,51 2529,77 2504,95 2480,08 2455,16 2430,19 2405,17 2380,11 2355,00 2329,84 2304,64 2279,39 2254,09 2228,75 2203,36 2177,94 2152,46 2126,95 2101,39 2075,79 2050,16

7,91 7,86 7,80 7,74 7,68 7,62 7,56 7,50 7,44 7,38 7,32 7,26 7,20 7,14 7,08 7,02 6,96 6,90 6,84 6,78 6,71 6,65 6,59 6,53 6,47 6,41 7,19 7,12 7,05 6,98 6,91 6,84 6,77 6,69 6,62 6,55 6,48 6,41 6,33 6,26 6,19 6,12 6,05 5,97 5,90 5,83 2300,96

191

Cargador Solar

Como se puede observar, la producción para el caso en el que el panel se encuentra en horizontal es mucho mayor que para la posición vertical, tiene un rendimiento de un 25,35 % más. Sin embargo, hay momentos en el que en ambos casos las pérdidas son muy grandes, para que el consumo fuera óptimo hubiera que realizar una fusión entre los dos casos, y colocarlo de la forma correcta dependiendo de la estación del año que sea la más adecuada. 

Para el caso A, sería más adecuado colocarlo en los meses en los que más sol hace, es decir finales de primavera y todo el verano.



Para el caso B, lo más conveniente sería colocarlo en los meses de más frio, es decir finales de otoño y el todo el invierno.

192

Cargador Solar

ANEXO 6. Seguidor solar seguidor solar MES DIAS W/m2 Wh/dia 21/06/2014 1 6110 17,37 22/06/2014 2 6110 17,37 23/06/2014 3 6110 17,37 24/06/2014 4 6110 17,37 25/06/2014 5 6110 17,37 26/06/2014 6 6110 17,37 27/06/2014 7 6110 17,37 28/06/2014 8 6110 17,37 29/06/2014 9 6110 17,37 30/06/2014 10 6110 17,37 01/07/2014 11 6280 17,85 02/07/2014 12 6280 17,85 03/07/2014 13 6280 17,85 04/07/2014 14 6280 17,85 05/07/2014 15 6280 17,85 06/07/2014 16 6280 17,85 07/07/2014 17 6280 17,85 08/07/2014 18 6280 17,85 09/07/2014 19 6280 17,85 10/07/2014 20 6280 17,85 11/07/2014 21 6280 17,85 12/07/2014 22 6280 17,85 13/07/2014 23 6280 17,85 14/07/2014 24 6280 17,85 15/07/2014 25 6280 17,85 16/07/2014 26 6280 17,85 17/07/2014 27 6280 17,85 18/07/2014 28 6280 17,85 19/07/2014 29 6280 17,85 20/07/2014 30 6280 17,85 21/07/2014 31 6280 17,85 22/07/2014 32 6280 17,85 23/07/2014 33 6280 17,85 24/07/2014 34 6280 17,85 25/07/2014 35 6280 17,85 26/07/2014 36 6280 17,85 27/07/2014 37 6280 17,85 28/07/2014 38 6280 17,85 29/07/2014 39 6280 17,85 30/07/2014 40 6280 17,85 31/07/2014 41 6280 17,85 01/08/2014 42 5500 15,63

02/08/2014 03/08/2014 04/08/2014 05/08/2014 06/08/2014 07/08/2014 08/08/2014 09/08/2014 10/08/2014 11/08/2014 12/08/2014 13/08/2014 14/08/2014 15/08/2014 16/08/2014 17/08/2014 18/08/2014 19/08/2014 20/08/2014 21/08/2014 22/08/2014 23/08/2014 24/08/2014 25/08/2014 26/08/2014 27/08/2014 28/08/2014 29/08/2014 30/08/2014 31/08/2014 01/09/2014 02/09/2014 03/09/2014 04/09/2014 05/09/2014 06/09/2014 07/09/2014 08/09/2014 09/09/2014 10/09/2014 11/09/2014 12/09/2014 13/09/2014 14/09/2014

43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86

5500 5500 5500 5500 5500 5500 5500 5500 5500 5500 5500 5500 5500 5500 5500 5500 5500 5500 5500 5500 5500 5500 5500 5500 5500 5500 5500 5500 5500 5500 4370 4370 4370 4370 4370 4370 4370 4370 4370 4370 4370 4370 4370 4370

15,63 15,63 15,63 15,63 15,63 15,63 15,63 15,63 15,63 15,63 15,63 15,63 15,63 15,63 15,63 15,63 15,63 15,63 15,63 15,63 15,63 15,63 15,63 15,63 15,63 15,63 15,63 15,63 15,63 15,63 12,42 12,42 12,42 12,42 12,42 12,42 12,42 12,42 12,42 12,42 12,42 12,42 12,42 12,42

193

Cargador Solar

15/09/2014 16/09/2014 17/09/2014 18/09/2014 19/09/2014 20/09/2014 oto単o 21/09/2014 22/09/2014 23/09/2014 24/09/2014 25/09/2014 26/09/2014 27/09/2014 28/09/2014 29/09/2014 30/09/2014 01/10/2014 02/10/2014 03/10/2014 04/10/2014 05/10/2014 06/10/2014 07/10/2014 08/10/2014 09/10/2014 10/10/2014 11/10/2014 12/10/2014 13/10/2014 14/10/2014 15/10/2014 16/10/2014 17/10/2014 18/10/2014 19/10/2014 20/10/2014 21/10/2014 22/10/2014 23/10/2014 24/10/2014 25/10/2014 26/10/2014 27/10/2014 28/10/2014 29/10/2014

87 88 89 90 91 92

4370 4370 4370 4370 4370 4370

12,42 12,42 12,42 12,42 12,42 12,42

93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131

4370 4370 4370 4370 4370 4370 4370 4370 4370 4370 2830 2830 2830 2830 2830 2830 2830 2830 2830 2830 2830 2830 2830 2830 2830 2830 2830 2830 2830 2830 2830 2830 2830 2830 2830 2830 2830 2830 2830

12,42 12,42 12,42 12,42 12,42 12,42 12,42 12,42 12,42 12,42 8,04 8,04 8,04 8,04 8,04 8,04 8,04 8,04 8,04 8,04 8,04 8,04 8,04 8,04 8,04 8,04 8,04 8,04 8,04 8,04 8,04 8,04 8,04 8,04 8,04 8,04 8,04 8,04 8,04

30/10/2014 31/10/2014 01/11/2014 02/11/2014 03/11/2014 04/11/2014 05/11/2014 06/11/2014 07/11/2014 08/11/2014 09/11/2014 10/11/2014 11/11/2014 12/11/2014 13/11/2014 14/11/2014 15/11/2014 16/11/2014 17/11/2014 18/11/2014 19/11/2014 20/11/2014 21/11/2014 22/11/2014 23/11/2014 24/11/2014 25/11/2014 26/11/2014 27/11/2014 28/11/2014 29/11/2014 30/11/2014 01/12/2014 02/12/2014 03/12/2014 04/12/2014 05/12/2014 06/12/2014 07/12/2014 08/12/2014 09/12/2014 10/12/2014 11/12/2014 12/12/2014

132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175

2830 2830 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1360 1360 1360 1360 1360 1360 1360 1360 1360 1360 1360 1360

8,04 8,04 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 3,87 3,87 3,87 3,87 3,87 3,87 3,87 3,87 3,87 3,87 3,87 3,87

194

Cargador Solar

13/12/2014 14/12/2014 15/12/2014 16/12/2014 17/12/2014 18/12/2014 19/12/2014 20/12/2014 invierno 21/12/2014 22/12/2014 23/12/2014 24/12/2014 25/12/2014 26/12/2014 27/12/2014 28/12/2014 29/12/2014 30/12/2014 31/12/2014 01/01/2014 02/01/2014 03/01/2014 04/01/2014 05/01/2014 06/01/2014 07/01/2014 08/01/2014 09/01/2014 10/01/2014 11/01/2014 12/01/2014 13/01/2014 14/01/2014 15/01/2014 16/01/2014 17/01/2014 18/01/2014 19/01/2014 20/01/2014 21/01/2014 22/01/2014 23/01/2014 24/01/2014 25/01/2014 26/01/2014 27/01/2014 28/01/2014 29/01/2014

176 177 178 179 180 181 182 183

1360 1360 1360 1360 1360 1360 1360 1360

3,87 3,87 3,87 3,87 3,87 3,87 3,87 3,87

184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

1360 1360 1360 1360 1360 1360 1360 1360 1360 1360 1360 1570 1570 1570 1570 1570 1570 1570 1570 1570 1570 1570 1570 1570 1570 1570 1570 1570 1570 1570 1570 1570 1570 1570 1570 1570 1570 1570 1570 1570

3,87 3,87 3,87 3,87 3,87 3,87 3,87 3,87 3,87 3,87 3,87 4,46 4,46 4,46 4,46 4,46 4,46 4,46 4,46 4,46 4,46 4,46 4,46 4,46 4,46 4,46 4,46 4,46 4,46 4,46 4,46 4,46 4,46 4,46 4,46 4,46 4,46 4,46 4,46 4,46

30/01/2014 31/01/2014 01/02/2014 02/02/2014 03/02/2014 04/02/2014 05/02/2014 06/02/2014 07/02/2014 08/02/2014 09/02/2014 10/02/2014 11/02/2014 12/02/2014 13/02/2014 14/02/2014 15/02/2014 16/02/2014 17/02/2014 18/02/2014 19/02/2014 20/02/2014 21/02/2014 22/02/2014 23/02/2014 24/02/2014 25/02/2014 26/02/2014 27/02/2014 28/02/2014 01/03/2014 02/03/2014 03/03/2014 04/03/2014 05/03/2014 06/03/2014 07/03/2014 08/03/2014 09/03/2014 10/03/2014 11/03/2014 12/03/2014

224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265

1570 1570 2320 2320 2320 2320 2320 2320 2320 2320 2320 2320 2320 2320 2320 2320 2320 2320 2320 2320 2320 2320 2320 2320 2320 2320 2320 2320 2320 2320 3580 3580 3580 3580 3580 3580 3580 3580 3580 3580 3580 3580

4,46 4,46 6,59 6,59 6,59 6,59 6,59 6,59 6,59 6,59 6,59 6,59 6,59 6,59 6,59 6,59 6,59 6,59 6,59 6,59 6,59 6,59 6,59 6,59 6,59 6,59 6,59 6,59 6,59 6,59 10,18 10,18 10,18 10,18 10,18 10,18 10,18 10,18 10,18 10,18 10,18 10,18

195

Cargador Solar

13/03/2014 14/03/2014 15/03/2014 16/03/2014 17/03/2014 18/03/2014 19/03/2014 20/03/2014 primavera 21/03/2014 22/03/2014 23/03/2014 24/03/2014 25/03/2014 26/03/2014 27/03/2014 28/03/2014 29/03/2014 30/03/2014 31/03/2014 01/04/2014 02/04/2014 03/04/2014 04/04/2014 05/04/2014 06/04/2014 07/04/2014 08/04/2014 09/04/2014 10/04/2014 11/04/2014 12/04/2014 13/04/2014 14/04/2014 15/04/2014 16/04/2014 17/04/2014 18/04/2014 19/04/2014 20/04/2014 21/04/2014 22/04/2014 23/04/2014 24/04/2014

266 267 268 269 270 271 272 273

3580 3580 3580 3580 3580 3580 3580 3580

10,18 10,18 10,18 10,18 10,18 10,18 10,18 10,18

274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308

3580 3580 3580 3580 3580 3580 3580 3580 3580 3580 3580 4460 4460 4460 4460 4460 4460 4460 4460 4460 4460 4460 4460 4460 4460 4460 4460 4460 4460 4460 4460 4460 4460 4460 4460

10,18 10,18 10,18 10,18 10,18 10,18 10,18 10,18 10,18 10,18 10,18 12,68 12,68 12,68 12,68 12,68 12,68 12,68 12,68 12,68 12,68 12,68 12,68 12,68 12,68 12,68 12,68 12,68 12,68 12,68 12,68 12,68 12,68 12,68 12,68

25/04/2014 26/04/2014 27/04/2014 28/04/2014 29/04/2014 30/04/2014 01/05/2014 02/05/2014 03/05/2014 04/05/2014 05/05/2014 06/05/2014 07/05/2014 08/05/2014 09/05/2014 10/05/2014 11/05/2014 12/05/2014 13/05/2014 14/05/2014 15/05/2014 16/05/2014 17/05/2014 18/05/2014 19/05/2014 20/05/2014 21/05/2014 22/05/2014 23/05/2014 24/05/2014 25/05/2014 26/05/2014 27/05/2014 28/05/2014 29/05/2014 30/05/2014 31/05/2014

309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345

4460 4460 4460 4460 4460 4460 5390 5390 5390 5390 5390 5390 5390 5390 5390 5390 5390 5390 5390 5390 5390 5390 5390 5390 5390 5390 5390 5390 5390 5390 5390 5390 5390 5390 5390 5390 5390

12,68 12,68 12,68 12,68 12,68 12,68 15,32 15,32 15,32 15,32 15,32 15,32 15,32 15,32 15,32 15,32 15,32 15,32 15,32 15,32 15,32 15,32 15,32 15,32 15,32 15,32 15,32 15,32 15,32 15,32 15,32 15,32 15,32 15,32 15,32 15,32 15,32

196

Cargador Solar

01/06/2014 02/06/2014 03/06/2014 04/06/2014 05/06/2014 06/06/2014 07/06/2014 08/06/2014 09/06/2014 10/06/2014 11/06/2014 12/06/2014 13/06/2014 14/06/2014 15/06/2014 16/06/2014 17/06/2014 18/06/2014 19/06/2014 20/06/2014

346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365

6110 6110 6110 6110 6110 6110 6110 6110 6110 6110 6110 6110 6110 6110 6110 6110 6110 6110 6110 6110

17,37 17,37 17,37 17,37 17,37 17,37 17,37 17,37 17,37 17,37 17,37 17,37 17,37 17,37 17,37 17,37 17,37 17,37 17,37 17,37

Producci贸n esperada para el seguidor solar,

suponiendo

que los rayos lleguen en todo momento perpendiculares a la placa solar

Tabla 20. Datos seguidor solar

197

Cargador Solar

ANEXO 7. Fabricación PCB Para la fabricación de la PCB, se llevaron a cabo los siguientes pasos: 1.- Una vez que se tenía el diseño de las pistas hechas en el desing Spark, había que imprimirlas sobre una trasparencia (fotolito trasparente). Se imprimieron dos copias de cada PCB, ya que la tinta negra no tapaba completamente la trasparencia y la luz podía traspasar.

2.- Con las trasparencias ya imprimidas, había que recortarlas y colocarlas de forma que las dos copias coincidieran. Se realizó un sobre con la parte delantera y la trasera, donde se colocó dentro la placa para el circuito y así coincidieran a la hora de darle la vuelta en la insoladora. Las placas de doble cara llevan un plástico protector, una vez retirado hay que actuar con la mayor rapidez posible.

198

Cargador Solar

La placa debe estar 5 minutos por cada parte en la insoladora para eliminar la parte de la capa fotosensible que ha sido afectada por la luz dejando al descubierto parte de la capa de cobre.

3.- Una vez que ha transcurrido el tiempo, se pasa entonces al revelado de las pistas de cobre, para ellos hay que introducir la placa en un recipiente con el revelador e ir moviéndola hasta que aparezcan las pistas.

4.- Una vez que hayan aparecido las pistas, se pasará al ataque con el acido para eliminar el cobre que ha sido "tocado" por la luz pero no el que está protegido por la pequeña película que define las pistas. Hay que agitar y mover un poco la placa durante

este

proceso

para

ayudar

a

dispersar

el

cobre

sobrante.

Cuando se haya eliminado todo el cobre, se verán las pistas. Hay que tener cuidado de no estar demasiado tiempo en el acido ya que aunque las pistas estén protegidas, pueden llegar a desaparecer lo que supondría volver a empezar todo el proceso de cero. Este fue el resultado final de las dos PCB por delante y por detrás: 199

Cargador Solar

Parte delantera

Parte trasera

PCB Shield

PCB

Tabla 21. PCBs

200

Cargador Solar

ANEXO 8. Cálculos de presupuesto A continuación se muestran las tablas de los valores obtenidos para el precio de la hora de los profesores, alumnos y las tablas de las amortizaciones de los materiales, con el método de los coeficientes lineales, que posteriormente se usarán en el apartado de presupuesto para realizar los cálculos necesarios del precio final del cargador solar.

Precio hora de profesores y alumnos:

Sueldo anual Hirurtekoa Hirurtekoaren Ordainsaria Antzinatasuna Guztira asistentzia/kalitate+kantitate plus-a KOTIZAGARRIA GUZTIRA Ordu osagarrien balioa (extrak) Ordu osagarriak (extrak) GAINORDUEN BALIOA Jan egun kanpoan Dieta balioa Mugitze egunak Mugitze balioa Dieta eta mugitzeak Orduko gainordainsari (extrasala.) plus-a

grupo I IV cargo Licenciado Proyectista Codigo Formula Ing. Hitzar.

UoS 2013 33 Art 23.430,82 15.387,12 Enuntziatua (3 h urte) 3 3 Enuntziatua (% ho 5) 0,05 0,05 a UoS*h*ho 3.514,62 2.308,06

ap KG oob oo GOB jek db me mb dm

Ing. Hitzar.

2013 38 Art UoS+ a + ap Ing. Hitzar.

2013 oob *oo Ing. Hitzar.

2011 37 Art Ing. Hitzar.

2011 37 Art jek*db+me*mb

gpo

Eginiko Lanorduak

eL

Asegurua EZ KOTIZAGARRIA GUZTIRA

as EKG

Erai.

Hitzarmena 2011 Ing. Hitzar.

2011 30 Art dm + as

2.084,76 29.030,20

2.084,76 19.779,94

0 20 0 11

0 20 0 11

10 55

10 55

49 2.805

49 2.805

0

0

300 3.105

300 3.105 201

Cargador Solar

a) Gertakizun arruten oinarria (Erretiroa)

Gertakizun arrunt mota (%) Gertakizun Arrunten KOTIZAZIOA b) Lan Istripuak eta Gaixotasun Profesionalak (AT y EP)

gao

gam

KG Giz. Segu.

Eskulib. 2011, 37or

GAK

gao*gam

lio

KG + GOB Giz. Segu.

Eskulib. 2011, 177or lio*lim

29.030,203

19.779,948

0,0165 478,99

0,0165 326,36

KG + GOB Giz. Segu.

Eskulib. 2011, 37or

29.030,20

19.779,94

0,063

0,063

lgo*lgm GAK+LIK+LGK KG+EKG+KOG Ing. Hitzar.

2011 23 Art

1.828,90 9.159,02 41.294,23

1.246,13 6.240,57 29.125,52

1.800 7 56 20

.1800 7 56 20

35

35

1.729

1.729

23,88

16,84

AT eta EP (%) lim AT eta EP KOTIZAZIOA LIK c) Langabezia, FOGASA eta lanbide heziketa (FP) oinarria Lgo

Langabezia,FOGASA, FP (%) Langabezia, FOGASA, FP KOTIZAZIOA KOTIZAZIOA GUZTIRA KOSTUA GUZTIRA

Lgm

Hitzarmeneko Lanorduak Baja egunak eta baimenak Ordu galduak Ordu osagarriak (extrak) Ordu Osagarrien (extren) Konpentsazioa Denboran (%)

hl be lg oo

EGINIKO LANORDUAK ORDUKO KOSTUA (€/h) (Empresarentzat)

eL

be * 8 Enuntziatua oo* 1,75 ( Art 36) hl - lg + oo ook

OK

TCOS/HT

LGK KOG KOSG

ook

29.030,203

19.779,948

0,236

0,236

6.851,12791 4.668,067728

Profesores: 23,88 € Alumnos: 16, 84 €

202

Cargador Solar

Amortizaciones

Ordenador Método de los coeficientes lineales Precio inicial con 21% IVA Precio inicial sin 21% de IVA precio final a los 3 años precio final a los 6 años

800 661,15 150 0 Año

periodo de amortización máximo periodo de amortización mínimo Devaluación precio 6 años devaluación precio 3 años cuota de amortización al año (6 años) cuota de amortización al año (3 años) Impresora 3D método de los coeficientes lineales Precio inicial con 21% IVA Precio inicial sin 21% de IVA precio final a los 7 años precio final a los 14 años periodo de amortización máximo periodo de amortización mínimo Devaluación precio 14 años devaluación precio 7 años cuota de amortización al año (14 años) cuota de amortización al año (7 años) Lavadora método de los coeficientes lineales Precio inicial con 21% IVA Precio inicial sin 21% de IVA precio final a los 7 años precio final a los 14 años periodo de amortización máximo periodo de amortización mínimo Devaluación precio 14 años devaluación precio 7 años cuota de amortización al año (14 años) cuota de amortización al año (7 años)

[%] 6 0,16666667 3,03 0,33 661,15 511,15 110,19 168,68

20.000 16.528,92 8.000 1.500 Año [%] 14 0,07142857 6,25 0,16 15.028,92 8.528,92 1.073,49 1.364,62

6.000 4.958,67 2.500 500 Año [%] 14 0,07142857 6,25 0,16 4.458,67 2.458,67 318,47 393,38

203

Cargador Solar

Insoladora método de los coeficientes lineales Precio inicial con 21% IVA Precio inicial sin 21% de IVA precio final a los 4 años precio final a los 8 años

123,16 101,78 50 10 Año

periodo de amortización máximo periodo de amortización mínimo Devaluación precio 8 años devaluación precio 4 años cuota de amortización al año (8 años) cuota de amortización al año (4 años)

[%] 8 4 91,78 51,78 11,47 12,94

taladro vertical método de los coeficientes lineales Precio inicial con 21% IVA Precio inicial sin 21% de IVA precio final a los 5 años precio final a los 10 años

89 73,55 20 5 Año

periodo de amortización máximo periodo de amortización minimo Devaluacion precio 10 años devaluacion precio 5 años cuota de amortizacion al año (10 años) cuota de amortizacion al año (5 años)     

0,125 0,25

[%] 10 4 68,55 53,55 6,85 13,38

0,1 0,25

Para el ordenador: 110,19 €/año Para la impresora 3D: 1.073,49 €/año Para la lavadora: 318,47 €/año Para la insoladora: 11,47 €/año Para el taladro vertical: 6,85 €/año

En el presupuesto se ha hecho para el uso durante 4 meses.

Para los datos obtenidos en las tablas anteriores, se han utilizado los siguientes documentos:  

Convenio de ingeniería estatal 2013 Real decreto 1777/2004, de 30 de julio, por el que se aprueba el Reglamento del Impuesto sobre Sociedades.

204

Cargador Solar

ANEXO 9. Actas reuniones

205

PROYECTO BASQUE OPEN SOURCE ENERGY Fecha: Martes 14/01/2014

Hora: 10:00h

ASISTENTES: Olatza Azurza Tomás Tamayo Aitor Urresti Ortzi Akizu Joseba Sainz de Murieta

Lugar: Sala de Juntas de la EUITI de Éibar

Duración Real: 2h

AUSENTES:

ASUNTOS TRATADOS : Se habla sobre las diferentes titulaciones y sobre cual serían las más idóneas para formar un equipo multidisciplinar, pero con capacidad de desarrollar un proyecto individual por cada binomio. Viendo las titulaciones que existen en las escuelas, las especialidades a las que pertenecemos las personas tutoras y demás, se establece que, a priori, sería deseable contar con dos personas con perfil eléctrico (renovables, tecnología eólica y/o solar) de la escuela de Donosti, dos con perfil en renovables de la escuela de Éibar, dos con perfil mecánico de la escuela de Gasteiz y dos con perfil electrónico de la escuela de Bilbao.

Las personas tutoras de cada centro pondrán en marcha los procedimientos específicos de cada uno de ellos para tener ya el equipo formado para la próxima reunión del 4 de febrero. En el caso de Bilbao se cuenta ya con dos estudiantes, en el caso de Donosti se realiza a través de Practiges y en el caso de Éibar y Gasteiz serán Aitor y Ortzi respectivamente los que buscarán la forma más adecuada para seleccionarlos.

En cuanto a si los/as estudiantes participarán realizando su Trabajo Fin de Grado (TFG) o si bien lo harán como prácticas en empresa, parece que no son condiciones excluyentes por lo que se intentará que lo hagan de las dos formas ya que esta fórmula mixta les dará algo más de curriculum.

En cualquier caso, se considera importante que se vinculen los TFG ya que esto garantiza una mayor implicación y una mayor garantía de éxito. Los aspectos académicos y la adecuación de los TFG a las diferentes normativas y exigencias de los distintos centros será labor de las profesoras y profesores tutoras de cada centro. Serán TFG individuales, pero habrá una importante componente común (redundante) inherente a los principios de conocimiento abierto y colectivo que rigen el proyecto. Para la definición final de los TFG se esperará a tener definido el grupo motor de ocho personas para que éstas participen también en la propia definición del los proyectos. Una posible visita a Lakabe y/u Orendain (planteada por Tomás) podría ser un punto de partida para que se detecten necesidades y aplicabilidades visibilizando situaciones que despierten la creatividad y la necesidad de crear algo.

A priori, se identifican como posibilidades la realización de un prototipo de cargador solar, otro eólico y/o hidráulico (basado en turbinas imprimibles) y otro pensado para acoplar a una bicicleta.

En cuanto al carácter de prácticas en empresa, se consultará en cada centro la posibilidad de optar a las becas Santander (plazo 31 de enero). En caso de ser viable esta opción, se realizará un convenio y se realizarán las prácticas mediante ADIT. En este caso las prácticas/proyecto deberán comenzar después

del 10 de Febrero.

En otro orden de cosas, se acuerda también el empleo de la web de BasqueOSE como plataforma de trabajo colaborativo y de difusión, siendo también parte del proyecto el testar y optimizar esta plataforma.

Esto puede suponer algún gasto al proyecto en el concepto de fungible o en el de material.

Por último, teniendo en cuenta los diferentes horarios de las personas participantes, se establece la tarde de los martes de 15:00 a 19:00h como horario para las reuniones de trabajo semanales en Eibar.

ACUERDOS ALCANZADOS: Joseba se encarga de enviar el documento de la formulación final del proyecto así como de ordenar el Google Drive y poner en él el acta colaborativa (el acta permanecerá abierta a modificaciones hasta la finalización de la siguiente reunión, momento en el cual se pasará a pdf y se cerrará).

Búsqueda de alumnado para antes del 4 de febrero -> Olatz, Aitor y Ortzi Consultar becas Santander en los centros (antes del 31 de enero) -> Joseba, Olatz, Aitor y Ortzi

ORDEN DEL DÍA DE LA SIGUIENTE REUNIÓN: 1.- Confirmar Candidatos

FECHA DE LA PRÓXIMA REUNIÓN: 04/02/2014

LUGAR: EUITI de Eibar

HORA: 15:00h

Acta reunión ISF­MGI/Basque OSE Fecha: 21/10/2013 Asistentes (foto):

Excusa asistencia:

Tomás Tamayo (Basque OSE), Joseba SaInz de Murieta (UPV/EHU Bilbao), Mónica Oyarzabal (ISF­MGI), Olatz Azurza (UPV/EHU Donostia), Izaro Basurko(ISF­MGI), Aitor Urresti (UPV/EHU Eibar).

ISF­MGI presentó la propuesta de “Open­Energy”, una idea de proyecto para la carga de dispositivos portátiles, disponiendo de un sistema de generación de energía renovable.

El planteamiento era aprovechar la capacidad de investigación y mano de obra de los proyectos fin de carrera para realizar proyectos útiles por Ingenieros Sin Fronteras. De ahí surje el planteamiento de hacerlos de manera abierta y colaborativa muY en la línea de la filosofía de Open Source Ecology.

Tomás Tamayo presentó la iniciativa Basque OSE: Burujabetza Teknologikoaren Garapenerako

Elkartea. Asociación que se dedica a través de la filosofía open source a llevar a cabo proyectos en el entorno. Actualmente tienen dos proyectos en marcha: 1. PowerCube: Módulo generador de presión hidráulica accionada por un motor autónomo de explosión.

2. Un motocultor: en colaboración con Auzolan y agricultores de Azkoitia. Dicho motocultor tendrá como fuente de energía la hidráulica proporcionado por el PowerCube.

Además de esto, están iniciando un proyecto con apicultores de Zaldibia para conformación de paneles de abejas, y también valorando otro de turbinas hidráulicas imprimibles. Comentan también las muestras de interés mutuas de colaborar con GoiEner en proyectos de energías renovables.

Joseba comentó el proyecto que lleva a cabo en la ETI de Bilbao “Ireki gune” (Joseba si puedes añadir algo más, si no recuerdo mal aquí se habló de que la propuesta consistía en espacios autogestionados por los alumnos en los centros) Tras una lluvia de ideas, se planteó la posibilidad de comenzar a realizar el proyecto “open energy” a través de 6 TFG. Dos en Donostia, dos en Eibar y dos en Bilbao tutorizados por Olatz, Aitor y Joseba respectivamente. Tomás, que tiene experiencia en tutorizar equipos multidisciplinares y PFC, se podría encargar de acompañar y buscar algún contrato de prácticas para el alumnado y ofrecer alguna formación de emprendizaje o más técnica para poder avanzar en el proyecto como un grupo bajo la filosofía de open source y colaborativa. (aprendizaje de procesos, manejo de herramientas web, fabricación aditiva...). Habría que valorar las posibilidades de dedicación o la capacidad de financiación que la garantice.

La web de Basque OSE sería el nodo que haría de unión del “open energy”, web abierta y en la que se pueden crear grupos y gestionar trabajos de este tipo. A futuro ISF­MGI (o miembros en calidad de personas individuales), también podría participar de la iniciativa como socio y participante más activo. (esto habría que hablarlo internamente dentro de ISF­MGI) Próximos pasos: (tenemos que definir un poco más) ● Buscar alumnado interesado (parece ser que en Eibar podría haber un grupo de alumnas) ● Tomás a través de Basque OSE (Burujabetza Teknologikoaren Garapenerako Elkartea) sería el tutor de estos PFC, ya que tiene experiencia en GAUR y más facilidad para ofrecer contratos de prácticas al alumnado. (problemas de dedicación­financiación pendientes de solucionar) ● Joseba, Olatz y Aitor serían las personas tutoras que liderarán los procesos en los centros de Bilbao, Donostia y Eibar. ● ….

Para financiación en próximas oportunidades se hablaba de proyectos PIE.

PROYECTO Fecha: Martes 04/02/2014

Hora: 15:00h

ASISTENTES: Olatz Azurza Tomás Tamayo Aitor Urresti Ortzi Akizu Joseba Sainz de Murieta

e-betez

Lugar: Laboratorio de Termotecnia de la EUITI de Éibar

Duración Real: 4h

AUSENTES: Mikel Silvia Pablo Amaia Aitor Christian

ASUNTOS TRATADOS : El objetivo de la reunión de hoy es conocernos y crear los vínculos necesarios para el futuro desarrollo del trabajo colaborativo.

Al comienzo de la reunión Tomás reparte unas agendas. Cada persona miembro del grupo dobla una hoja, pasa la agenda, dibuja una flor, pasa la agenda, rompe una hoja escribiendo en ella un deseo a cumplir antes del verano, guarda esta hoja en la agenda, se mezclan las agendas y cada persona escoge una que será su cuaderno de bitácora del proyecto y lo que Tomás evaluará al finalizar el mismo.

- Dinámica Tutti-Frutti.

Normalmente, al sentarnos en una reunión en la que sólo conocemos a una parte del grupo, tendemos a agruparnos en entornos conocidos. El objetivo de esta dinámica es, mediante un sencillo juego, romper los círculos de confort y establecer una nueva estructura de partida.

- Dinámica de presentación, motivación y expectativas.

Hacemos una ronda en la que cada persona responde a las preguntas "¿quién soy?" "¿por qué estoy aquí?" "¿qué espero de este proyecto?"

En cuanto a los porqués aparece en varias ocasiones Ingeniería Sin Fronteras como vínculo entre el profesorado implicado. En el caso del alumnado, son los profesores y profesoras las que difunden la idea del proyecto y llega hasta él.

En lo referente a las expectativas, continuar formándose a través de dinámicas de trabajo en grupo colaborativo, aprender sobre open source, probar nuevas formas de trabajo y abordar un proyecto interesante pueden ser el resumen de lo comentado por el grupo. En el lado práctico, es también una expectativa el testear la capacidad de la web de burutek y su potencial como herramienta de trabajo colaborativo.

Tras estas dos dinámicas se establece un diálogo para aclarar conceptos sobre qué es y qué no es open source. A lo largo del mismo surge el tema de las patentes, sus limitaciones y la importante fuente de

ideas que puede suponer la oficina de patentes.

Antes de hacer un descanso se dedica un tiempo a aclarar conceptos relativos a la web, a que es una wiki y el uso de wordpress. Se aclaran algunos conceptos sobre MySQL, PHP y HTML. -Brainstroming.

Tras una dinámica de brainstorming y después de valorar varios nombres, se acuerda que el nombre del proyecto será e-betez.

-Check Out. Una ronda en la que nos preguntamos como estamos tras la reunión y que nos llevamos de tarea cada uno y cada una pone fin a la reunión.

TAREAS Y ACUERDOS ALCANZADOS: - Las reuniones se mantendrán los martes de 15:00 a 19:00h en Eibar.

- Los equipos de estudiantes de Gasteiz, Eibar y Bilbo, realizarán el tutorial de 15 ejercicios de Arduino con los equipos proporcionados por Tomás.

- Todas las personas del grupo nos leeremos el manifiesto indiano y realizaremos un ensayo de aproximadamente un folio sobre ¿qué conocimientos de este libro podemos aplicar en nuestro proyecto?.

Este ensayo puede constituir ya de por si parte de la memoria de los futuros Trabajos Fin de Grado.

- Las personas que no lo hayan hecho ya, se registrarán en la web y Tomás nos dará de alta.

- Tomás se encargará del tema de convenios y papeleos para las becas Santander y las prácticas en empresa.

- A lo largo de la semana se hará el último intento de encontrar dos estudiantes de Donosti. En caso de no encontrarlos y dado que tanto en Gasteiz como en Eibar ha quedado gente en lista de espera, se incorporará una persona más de cada una de estas escuelas.

ORDEN DEL DÍA DE LA SIGUIENTE REUNIÓN:

FECHA DE LA PRÓXIMA REUNIÓN: 11/02/2014

LUGAR: EUITI de Eibar

HORA: 15:00h

PROYECTO Fecha: Martes 11/02/2014

Hora: 15:00h

e-betez

Lugar: Laboratorio de Termotecnia de la EUITI de Éibar

ASISTENTES: Tomás Tamayo Aitor Urresti Joseba Sainz de Murieta

Mikel Iker Pablo Amaia Aitor Christian Javier

Duración Real: 4h

AUSENTES: Olatz Azurza Ortzi Akizu Imanol

ASUNTOS TRATADOS : Eibar, 11/02/2014

2ª REUNIÓN DEL GRUPO Silvia, una de las estudiantes de la Escuela de Gasteiz, deja el proyecto por motivos laborales. En su lugar se incorpora Iker.

Por la Escuela de Donosti, se unen Javier e Imanol (Imanol no ha podido asistir a esta reunión, pero lo hará a la siguiente).

CheckIn Respondiéndonos a las preguntas ¿quienes somos? y ¿que nos preguntamos? surgen algunas reflexiones interesantes acerca del trabajo en red, del carácter multidisciplinar de las personas del equipo y de la importancia de seguir consolidando el grupo y creando relaciones de confianza que fortalezcan el compromiso de las personas con el mismo.

Será el grupo, una vez consolidado, quien tendrá que definir los objetivos últimos del proyecto, pero el proceso en si mismo y el sentimiento de querer crear comunidad se definen ya como objetivos.

A las cuatro de la tarde, en la misma escuela en la que se celebra la reunión, hay una charla de Victor Barahona (www.permaculturaaralar.com) sobre soberanía tecnológica y alimentaria. Por su relación con el proyecto, el grupo decide asistir a la charla y continuar después la reunión.

La charla se alarga un poco más de la cuenta por lo que la reunión posterior es corta. Se debate acerca de algunos temas que ha comentado Victor y surgen algunas referencias para consultar por el grupo: § sistemas de control de versiones (Pablo se encargará de buscar algo más de información) § Proyecto FreeCharger § Proyecto Open Source Energy Monitor

A partir de este debate surgen las tareas para la próxima reunión: § Poner en común información sobre estos proyectos. § Respondernos a cinco preguntas relativas al aprendizaje: o ¿De que aprendizajes vengo? o ¿Donde estoy en cuanto a aprendizajes? o ¿A donde voy/quiero ir? o ¿Cómo voy a llegar? o ¿Cómo sabré que he llegado?

Tras una dinámica de cierre, damos fin a la reunión.

ORDEN DEL DÍA DE LA SIGUIENTE REUNIÓN:

FECHA DE LA PRÓXIMA REUNIÓN: 18/02/2014

LUGAR: EUITI de Eibar

HORA: 15:00h

PROYECTO

e-­‐betez

Fecha: Martes 18/02/2014

Hora: 15:00h

Lugar: Lab. de Termotecnia de la EUITI de Éibar

Mikel Iker Pablo Amaia

Aitor Javier

Duración Real: 4h

Asistentes Tomás Tamayo Aitor Urresti Joseba Sainz de Murieta Olatz Azurza

Ausentes Ortzi Akizu Christian

ASUNTOS TRATADOS : Comenzamos la reunión haciendo un CheckIn acerca de lo que cada persona hemos hecho esta semana en relación con el proyecto.

Quién más y quien menos hemos andado trasteando por las dos webs (FreeCharger y Open Energy Monitor) así como por la plataforma Burutek.

Dado que sólo tres personas han rellenado el Learning Contract, se decide postergar hasta la semana que viene esta actividad ya que, no tiene sentido poner en común las expectativas de aprendizaje si no lo realizamos todas las personas del grupo.

Finalizado el checkin se ponen encima de la mesa algunas cuestiones que habrá que ir definiendo ya.

Una de estas cuestiones será el decidir si somos un grupo cerrado o abierto a la incorporación de nuevas personas.

Otra de las cuestiones surge a raíz de un debate acerca de las posibilidades de negocio del open source. Esta cuestión interpela sobre los objetivos del proyecto, pero si que parece existir consenso en dos objetivos: ser una comunidad que además potencia otras comunidades (no sólo se nutre de ellas sino que las realimenta) e incorporar una componente pedagógica técnica a todos los desarrollos que se realicen.

Al mismo tiempo que se van logrando estos objetivos, el propio proceso servirá de testeo y mejora de la plataforma web.

A modo de CheckOut, pasamos a los ordenadores y trasteamos un rato por la plataforma web abriendo topics en el foro e investigando las distintas opciones y posibilidades.

Descanso Hacemos un checkin de esta segunda parte aprovechando para hacer una ronda acerca de que nos ha parecido la web.

A grandes rasgos se le ven posibilidades y surgen algunas preguntas y sugerencias relativas al muro (su utilidad o no), a la indentación de las respuestas en el foro, etc.

A partir de este checkin, el grupo se anima y empiezan a surgir propuestas, tareas y responsables. Así se decide publicar los videos grabados durante los ensayos de Arduino, editarlos, crear un canal en YouTube, y utilizar las herramientas BuddyDrive y Docs de la plataforma para llevar las actas colaborativas.

Hacemos un CheckOut de cierra con anécdotas, sucedidos y micropoemas y nos despedimos hasta la siguiente reunión con la tarea de realizar un ensayo sobre qué aspectos de las dos webs (FreeCharger y Open Source Energy Monitor) podemos aprovechar en nuestro proyecto.

TAREAS : Pasar las actas de las anteriores reuniones al BuddyDrive -­‐> Joseba Redactar el acta de esta reunión y colgarla en BuddyDrive -­‐> Joseba Hacer los Leraning Contracts -­‐> todas aquellas personas que no lo hayan hecho Coordinarse para el tema videos -­‐> Aitor V., Mikel, Javier e Iker.

Ensayo sobre las webs -­‐> Tod@s

ORDEN DEL DÍA DE LA SIGUIENTE REUNIÓN:

FECHA DE LA PRÓXIMA REUNIÓN: 25/02/2014

LUGAR: EUITI de Eibar

HORA: 15:00h

PROYECTO BASQUE OPEN SOURCE ENERGY Fecha: Martes 25/02/2014

ASISTENTES: Tomás Aitor U. Joseba Aitor V. Christian

Hora: 15:00h

Lugar: Lab. Termotecnia de la EUITI de Éibar

Duración Real: 4h

AUSENTES: Olatz Ortzi Mikel

Amaia Pablo Javier Iker Invitados: Igor y Jon

ASUNTOS TRATADOS : Primera parte de la reunión.

Check In: Avances de la semana A modo de check in hacemos una ronda comentando lo que cada uno y cada una hemos avanzado a lo largo de la semana.

Las actividades del grupo han estado centradas en los learnings contracts, en el ensayo sobre aplicabilidad de las webs FreeCharger y Open Source Energy Monitor y en la edición y publicación de los videos grabados durante las prácticas con el Arduino.

Surge el problema del exceso de carga de trabajo de Pablo.

Debate.

Se comentan algunos aspectos referentes a la utilidad del chat y a los problemas de publicidad en su utilización.

Curso de Arduino.

Igor y Yon, dos estudiantes de la Escuela de Eibar, plantean al grupo la posibilidad de que éste imparta un curso/taller de Arduino a finales de Abril.

Tras una pequeña charla el grupo se compromete a llevar a cabo esta actividad.

Segunda parte de la reunión.

Learnings Contracts: La puesta en común de los contratos de aprendizaje de cada persona del grupo ha redactado, sirve para poner en común los compromisos y expectativas de cada persona.

Este dialogo así como debates y charlas anteriores visibilizan el sentimiento del grupo ante la posibilidad de que Pablo deje el proyecto por una carga excesiva de trabajo. El grupo le reconoce su valía en el proyecto y le anima a continuar dejando claras las implicaciones de cada uno y de cada una, Pablo decide finalmente continuar (¡¡Bien!!)

Surge un aprendizaje importante de la lectura de los learnings contracts: el desarrollo de un cargador de baterías no deja de ser un medio, una herramienta, para otros objetivos del proyecto mucho más centrados en el propio proceso del mismo, en las metodologías a implementar y en la propia creación de una comunidad de desarrollo.

TAREAS: Para la semana que viene intentaremos tener una primera lista de la compra para implementar un convertidor.

ORDEN DEL DÍA DE LA SIGUIENTE REUNIÓN:

FECHA DE LA PRÓXIMA REUNIÓN: 04/03/2014

Lugar: EUITI de Éibar

Hora: 15:00h

PROYECTO BASQUE OPEN SOURCE ENERGY

Fecha: Hora: Martes 04/03/2014 15:00h

Lugar:

Duración Real:

Lab. Termotecnia de la EUITI de Éibar

ASISTENTES:

4h

AUSENTES:

Tomás

Amaia

Olatz

Aitor U.

Pablo

Ortzi

Joseba

Javier

Aitor V.

Iker

Christian

Mikel

ASUNTOS TRATADOS : Primera parte de la reunión.

Check In: Donde quedamos (ante el cierre de la cafetería) y como gestionamos actas.

Decidimos pasar el punto de reunión al hall frente a la máquina de café de la planta baja.

Para las actas, decidimos rotar la tarea de su elaboración encargándose dos personas en cada reunión de la elaboración de la misma. La rotación comienza por Bilbo, luego Eibar, Gasteiz y Donosti.

Al acabar el Check In, hablando un poco sobre los avances de la semana, la web, etc.

Pablo se ofrece a impartir un pequeño taller en la siguiente reunión sobre gestores de revisiones (GIT y GITHUB).

Propuesta de calendario para el curso de Arduino.

Ante las festividades de semana santa, san Prudencio y puente del uno de mayo, en espera de contactar con Igor y Jon (los dos estudiantes de Eibar que propusieron el curso) se deja en el aire dos posibilidades para la celebración del taller: el 29 de abril o el 6 de mayo.

En cualquier caso, se establece un calendario de actividades para las semanas previas: Semana del 3 de marzo: Lista de materiales Semana del 10 de marzo: Primer pedido de material Semana del 17 de marzo: I+D+i Semana del 24 de marzo: I+D+i Semana del 31 de marzo: Testeo Semana del 7 de abril:

Elaboración de contenidos

Semana del 14 de abril:

Difusión final (recordatorio)

A falta de contactar con Igor y Jon se dejan pendientes las fechas para la difusión inicial e inscripción.

Segunda parte de la reunión.

Taller improvisado sobre el funcionamiento de un convertidor buck: Sobre un papelógrafo se improvisa un taller sobre aspectos teóricos y prácticos relativos a los convertidores buck.

Este taller consigue aclarar conceptos e identificar las diferentes partes o bloques de los que consta un convertidor de este tipo: Panel fotovoltaico, convertidor DC/DC, driver, instrumentación, placa control (Arduino), conectores y visualización.

Así mismo, de este taller, surge la necesidad de abrir varios toppics sobre diferentes partes del sistema. Estos toppics, irán constituyendo ya por sí mismos parte de los desarrollos teóricos para los futuros Trabajos Fin de Grado y servirán para compartir los diferentes conocimientos e investigaciones sobre los diferentes aspectos relacionados con el desarrollo del cargador.

En el apartado de tareas de esta acta se reflejan los toppics que se abrirán así como las personas responsables de abrirlos y dinamizarlos.

Se decide, en principio, diseñar un sistema que permita cargar baterías estándar AA para, posteriormente y a partir de estas baterías, cargar la batería de Ión Litio del móvil.

Se comenta también el deseo del grupo de tener en cuenta consideraciones éticas y medioambientales a la hora de tomar decisiones en cuanto a algunas tecnologías (baterías libres de cadmio, componente sin coltán, etc.).

Mikel comenta también su disposición a elaborar una propuesta de diseño mecánico que permita construir un panel orientable al sol (posterior a la investigación de tamaños de paneles adecuados a la carga de baterías de móvil).

TAREAS: Incluir el logo de la UPV/EHU en la web -> Joseba le envía el logo a Tomás y éste se encarga de ponerlo.

Taller de GIT y GITHUB -> Pablo.

Apertura y dinamización de toppics: Tipos de baterías y regímenes de carga -> Javier Tipos de paneles solares y características de los mismos -> Mikel Diseño y cálculo de un convertidor buck -> Joseba, Aitor V. y Christian Componentes imprimibles para un cargador de baterías -> Mikel Estándares abiertos para la elaboración de esquemáticos y layouts -> Joseba Video promocional -> Iker Grabación de videos durante las diferentes actividades -> Tod@s

ORDEN DEL DÍA DE LA SIGUIENTE REUNIÓN:

FECHA DE LA PRÓXIMA REUNIÓN: 11/03/2014

Lugar: EUITI de Éibar

Hora: 15:00h

PROYECTO BASQUE OPEN SOURCE ENERGY Fecha: Martes 18/03/14

Hora: 15:00h

ASISTENTES: Tomás Aitor U. Joseba Aitor V. Christian

Lugar: Lab. Termotecnia de la EUITI de Éibar

Amaia Pablo Javier Iker Mikel

Duración Real: 4h

AUSENTES: Olatz Ortzi

ASUNTOS TRATADOS: Primera parte de la reunión.

Distribuir las tareas a realizar durante la reunión: -

Responsabilidades Calendario Grupos de compras Reparto de cargas/semana

Check in: Comentar cada uno lo que hemos hecho durante la semana y decir nombre de animal y por qué lo hemos elegido.

Se comenta individualmente los avances realizados durante la semana.

Los de Bilbo se han encargado de realizar los cálculos pertinentes para buscar los componentes en la página RS-online(posterior reunión para compras) y también llevaron a cabo un primer código de arduino para el convertidor.

Los de Gasteiz han realizado dos carcasas para el alojamiento de las pilas, aunque aún queda montar algún componente para que funcionen, y han seguido con el diseño de las ventosas.

Los de Eibar ausentes en esta primera parte de la reunión, por que han estado en una charla que ofrecía la EUITI.

Tomas se ha dedicado a mejorar la pagina y otros aspectos y nos explico que Burutek va a contar con una huerta propia.

Por último Javi se ha dedicado a ayudar a tomas con la traducción de la página y a comprobar los avances que se han subido a la web.

En cuanto a los animales propuestos en la reunión han sido los siguientes: Grillo, cerdito, avestruz, hormiga, comadreja Ice Age, loro, basurdea-Jabali y abeja.

Check – point: Analisis de ¿Cómo estamos? y ¿Dónde estamos?

En esta parte de la reunión ante la indecisión de los estudiantes a hablar sobre determinados temas de cómo llevar el proyecto a cabo, Joseba, Aitor U. y Tomas se tomaron un “kit Kat” y nos quedamos solos.

Los de Gasteiz y Javi estaban perdidos por falta de actividades para poder desarrollar la memoria del proyecto dentro de la especialidad de cada uno.

Se llego a la conclusión de que punto clave era que funcionase la parte electrónica (BUCK) y a partir de ese punto se podrá hacer más hincapié en la parte estructural y mecánica. Además habrá la posibilidad de desarrollar un proyecto de mayor envergadura a nivel estructural y electrónica sin terminarla completamente.

Segunda parte de la reunión Calendario Con todo el grupo ya completo, se habló sobre el calendario debido a que Tomas por motivos diversos no va a poder asistir a una reunión, además se fijó la fecha del curso de arduino que será en la semana del 5 al 9 de mayo.

Surgió también el problema de los exámenes de Amaia y Pablo, se intentó cambiar las fechas de las reuniones, pero no hay posibilidad de ello.

Grupos de compras Para esta parte, los de Bilbo propusieron juntarnos por grupos de trabajo(3) y enseñaron cómo buscar los componentes del circuito en la página web RS-online, a partir de los cálculos que habían realizado. Durante el trascurso de los grupos de trabajo Mikel se acordó de que Ortzi le había dejado un cargador con una placa solar y se lo enseño al grupo. Se vio como estaba distribuido y la sencillez del diseño, aunque tenía sus limitaciones a la hora

de realizar una carga completa.

Reparto de tareas Los alumnos que tengan que realizar el proyecto fin de carrera, deberán buscar la normativa de su centro para realizar correctamente la memoria.

Amaia y pablo se encargarán de difundir el curso de Arduino y hablar con Jon, Igor y Kerman para ver que les gustaría ver en el curso y si van a necesitar el Arduino y otros asuntos.

Iker deberá realizar una comparativa entre los diferentes tipos de Arduino que pueden ser útiles para el proyecto.

Aitor y Christian se encargarán junto con Joseba de realizar el pedido de los componentes, y si estos llegan puntuales realizarán las primeras pruebas de los prototipos.

Mikel deberá buscar información sobre el g-code e informarse sobre los diferentes software que hay para la impresión 3D. Javi seguirá ayudando a Tomas con la web, y se pondrá al día con el proyecto.

Check-out: ¿Cómo hacer más eficientes las reuniones?

Propuestas: -

Empezar puntuales No dejar silencios Descansos no tan largos Tener más iniciativa Pensar en voz alta Llevar definidos puntos de la reunión que queramos tratar No ser el último en el check out.

ORDEN DEL DÍA DE LA SIGUIENTE REUNIÓN: FECHA DE LA PRÓXIMA REUNIÓN:25/03/2014

Lugar: EUITI de Éibar

Hora: 15:00h

PROYECTO BASQUE OPEN SOURCE ENERGY Fecha: 29/04/14

Hora: 15:00h

Lugar: EUITI de Éibar

ASISTENTES:

Duración Real: 5h AUSENTES:

Tomás

Javier

Amaia

Olatz

Irene

Iker

Pablo

Ortzi

Joseba

Mikel

Christian

Aitor V.

Aitor U.

ASUNTOS TRATADOS: En esta reunión expusimos las presentaciones para el taller de arduino. De este modo, además de corregir y pulir las presentaciones, probamos el proyector y más materiales para el taller.

COSAS QUE MEJORAR/CORREGIR: OPEN HARDWARE: Intentar relacionar más el tema de open hardware con arduino.

INICIACIÓN AL ARDUINO: Se pasó un poco del tiempo. Los videos tenerlos preparados para no depender de la conexión a internet. ¿? Instalación del software de arduino¿?

EJERCICIOS ARDUINO: cambiar partes de los circuitos o programas para que los alumnos interaccionen y participen. Además, Joseba propuso diferentes maneras de explicar alguna cosas (ya que, es bastante complicado explicar programación).

PROYECTO E-BETEZ: El enfoque de la presentación está mal, hay que enfocarlo más como una despedida y hacer un poco más de publicidad sobre la web y demás.

TAREAS: -Corregir las presentaciones.

-Gestionar los email de los que se apunten al taller.

-Preparar la carpeta con los archivos para el taller.

-Preparar las cajas con los materiales y testearlos(motores, LEDs, arduinos...)

ORDEN DEL DÍA DE LA SIGUIENTE REUNIÓN: Pre-Taller arduino y probar el circuito FECHA DE LA PRÓXIMA REUNIÓN: 22/04/2014

Lugar: EUITI de Éibar

Hora: 14:45

PROYECTO BASQUE OPEN SOURCE ENERGY Fecha: Martes 13/05/14

Hora: 15:00h

ASISTENTES: Aitor U. Joseba Aitor V. Christian

Lugar: Lab. Termotecnia de la EUITI de Éibar

Amaia Pablo Irene Javier Iker Mikel

Duración Real: 4h

AUSENTES: Olatz Ortzi Tomás

ASUNTOS TRATADOS:

Primera parte de la reunión.

Amaia y Pablo trajeron el resultado de las encuestas del previo taller Arduino y dijeron que al tener exámenes finales de su grado no iban a poder asistir ni a ésta ni a próximas reuniones. Nos despedimos deseándoles suerte.

Check in: Comentar cada uno lo que hemos hecho durante la semana y temas a tratar durante la reunión.

Los de Donosti habían preparado ésta reunión (el Motorola) ya que Tomas no pudo estar presente, además estuvieron trabajando con el circuito y el código.

Los de Bilbao han realizado el Motorola y han comenzado los primeros pasos del pcb.

Los de Gasteiz realizaron también el Motorola, están con los cálculos de orientación de los paneles solares y el documento de los datos a necesitar de los demás compañeros.

Se definió el siguiente orden para la reunión: 1) 2) 3) 4)

Valoración del taller.

Motorola.

Consultas de Gasteiz.

Explicación del circuito y código por parte de los de Bilbo.

1. VALORACION DEL TALLER A partir de los datos que habían aportado Amaia y Pablo de las encuestas, se estuvo comentando uno por uno todos los puntos. A pesar de falta de datos y gráficas, podemos decir que la valoración fue positiva. Se decidió pedirles más datos a los de Eibar para que Joseba hiciera un informe más detallado, finalmente Irene pueda hacer un post para Burutek y para los TFG.

2. MOTOROLA ¿Qué es el Motorola?

Se trata de una valoración personal sobre una actividad previa de la cual se comenta a posteriori lo bien hecho, lo aprendido, lo que hay que mejorar y lo que hay que hacer para la próxima. Se realiza primero individualmente y luego se comenta en grupo para ver los apartados que más se repiten. Su nombre viene de la empresa Motorola ya que sus miembros ya la realizaban.

Dicho y hecho, esto fue lo que sacamos entre todos:

Segunda parte de la reunión 3. CONSULTAS DE GASTEIZ Primero se mostraron los diseños de las carcasas que estaban en desarrollo para que todos pudieran hacerse una idea y votaran las que más les gustaran.

Después, se comentaron los datos a necesitar en cuanto a la disposición, dimensiones, temperatura y otras dudas de los componentes electrónicos.

Entendido esto, se aportarán los datos precisos para la próxima reunión.

Se explicó muy por encima los cálculos de orientación. Ya que los de Gasteiz tienen que sacar una conclusión sobre si es mejor o no la utilización de los servos para mejorar la eficiencia, se aclararon dudas sobre dichos servos.

4. EXPLICACION DEL CIRCUITO Y CÓDIGO POR PARTE DE LOS DE BILBO. Hicieron una clase particular sobre el duty cicle para aclarar los conceptos y discutimos el sobre el código que estaba hecho hasta ahora.

Para terminar, Joseba explicó un diseño de carcasa con finalidad didáctica a tener en cuenta, que será estudiado por los mecánicos:

Check-out: Asignación de tareas Donosti: -

Doodle sobre la fecha de la próxima reunión.

Organizar el Btsync Código y probarlo con el circuito Post taller Arduino

Gasteiz: -

Decidir diseños de carcasas a realizar Finalizar cálculos Acta

Bilbo: -

Traer la pcb para la próxima reunión.

ORDEN DEL DÍA DE LA SIGUIENTE REUNIÓN:

FECHA DE LA PRÓXIMA REUNIÓN: Pendiente del Doodle

Lugar: EUITI de Éibar

Hora: Pendiente del Doodle

PROYECTO E-BETEZ FECHA: Jueves, 22 de mayo

HORA: 9:30

Asistentes: Mikel Iker Aitor Christian Javier Irene

LUGAR: Eibar

DURACIÓN REAL: 4h

Ausentes: Tomás Joseba Olatz Ortzi

ASUNTOS TRATADOS: Check in: Contamos brevemente lo que ha hizo cada uno durante la semana y los temas a tratar en esta reunión.

-Javi: Preparó el Doodle para las próximas reuniones, corrigió y probó el código de arduino. También, adelantó en el proyecto y ordenó en carpetas el sync. Los demás que propuso fueron: Demostrar las mojeras con el código y definir hasta donde se iba a llegar con el proyecto.

-Irene: Corrigio y probó el código con Javi y públicó el post del taller de aduino.

-Aitor y Christian: Prepararon la primera versión del PCB. Y los temas a tratar: Posibilidad de ir el siguiente día (viernes) a Bilbao a imprimir el PCB. -Iker y Mikel: Adelantaron con el proyecto e hicieron pruebas con un placa solar con la cual si no estaba cargando la batería, se descargaba. Los temas que propusieron: Hablar de los diseños y escogerlos, y resolver unas dudas sobre los cálculos de los servos.

Los temas a tratar fueron los siguientes: -Explicar el PCB y hablar sobre ir a imprimirlo a Bilbao.

-Probar e código y cambiarlo para mejorarlo y que se adecue al PCB. -Dudas sobre los servos.

-Diseños.

1.PCB: Aitor y Christian llevaron el PCB impreso en una hoja. Lo vimos y nos explicaron como funcionaba. Comentaron la posibilidad de ir a Bilbao para imprimirlo y soldar los componentes que hicieran falta. El PCB cuenta con un optoacoplador para proteger la placa, además de los componentes que aparecen en los esquemáticos subidos en la careta de sync. Para ver el PCB y el esquemático están colgados en la carpeta de sync, dentro de a carpeta “4Hardware” el la versión definitiva.

2.CÓDIGO ARDUNO: En las pruebas realizadas por los de Donosti, el circuito tenía un divisor de tensión a la salida, en el PCB en cambio no hay. Además, el optoacoplador funciona de forma inversa al transistor PMOS. Asique los cambios a realizar en el código serán lo siguientes: - Cambiar la tensión flotación (la tensión de salida para cargar el móvil) a 4,9V para que el arduino pueda leerlo.

- Cambiar el Dutty cycle en proporción inversa (lo ++ por los – y viceversa) - Cambiar los “delay” para que el código sea más efciente y funcione mejor.

Además de esto, para una futura versión mejorada de este proyecto las mejoras en as que se han pensado han sido: -Poner un divisor de tensión a la salida.

-Cargar una batería para poder cargar el móvil durante la noche.

3.DUDAS SOBRE LOS SERVOS: Leímos entre todos los cálculos que habían hecho los de Vitoria y comentamos varias cosas que podían estar mal.

4.DISEÑOS: Los de vitoria tomaron alguna medidas del cable usb del arduino (que luego tuvieron que cambiar en el diseño) y del PCB que trajeron en papel los de Bilbo. También, estuvimos viendo diferente diseños de Iker y le sugerimos varias ideas que podía utilizar (una tapa que pueda girar sobre sí misma como las de las cámaras de video, un trípode...) Al final, elegimos dos de los diseños que tenía, la “charge box” fue una de ellas y también, uno con las placas deslizantes. Esperamos poder verlos en la próxima reunión.

Check out: Fue muy breve por que los de Bilbo tenían que coger el bus, se comentó lo que haría cada uno y cuando se haría la próxima reunión.

Quedamos en hacer la reunión el jueves 5 de 15.00 a 19.00h. Y se comentó hablar por whatsapp para concretar mejor y la posibilidad de hacer otra reunión.

En cuanto a las tareas: -Vitoria: progresar con los diseños y el proyecto.

-Donosti: hacer los cambios necesarios en el código, junto con más pruebas y el acta.

FECHA DE LA PRÓXIMA REUNIÓN: Jueves 5 de junio.

LUGAR: Bilbao

HORA: 15.00-19.00H

Pendiente de concretar*

Pendiente de concretar*

Pendiente de concretar*

PROYECTO E-BETEZ Fecha: Jueves 5 de junio

Hora: 9:30h

Lugar: Bilbao

ASISTENTES:

Duración Real: 4h

AUSENTES:

Tomás

Javier

Olatz

Aitor U.

Mikel

Ortzi

Joseba

Iker

Aitor V.

Irene

Christian

-

ASUNTOS TRATADOS: Check in: Como de costumbre comenzamos la reunión contando que se ha trabajo durante estas dos semanas y que temas deberíamos tratar.

Javi: avanzar con el TFG por un lado, por otro soldar componentes y realizar el estudio térmico.

Iker/ Mikel: han seguido trabajando con los diseños y solucionaron el problema con el tamaño del cable del arduino.

Irene: pruebas con la carga de la batería (que al parecer no terminaron bien).

Aitor U.: tras un tiempo estando algo al margen del grupo vuelve para ver como avanzamos.

Aitor V/ Christian: no han podido hacer nada debido a los exámenes.

Tomás: sigue trabajando en el proyecto Burutek.

Joseba: atareado corrigiendo exámenes y trabajando en la encuesta, panel de e-betez y tratando el tema de realizar un paper.

-

Temas a tratar: Evaluación Vitoria/ Grupal Becas Presentación 4 julio/ Continuidad Aclaración dudas sobre circuito y diseños.

1. Evaluación Aprovechando que los de Vitoria debían realizar una encuesta acerca de las prácticas y su papel en ellas, decidimos hacerla entre todos y evaluar cómo nos habíamos visto de forma individual y grupal.

El hecho de evaluarnos de esta forma implica no solo la nota que uno se pone, sino también la que el otro se ha puesto y la diferencia entre el trabajo realizado entre ambos.

Hay varios puntos sobre los que no hubo duda alguna en cuanto a la nota que teníamos, como podía ser la capacidad de aprendizaje, la responsabilidad, relaciones con los compañeros, motivación o puntualidad (y no por buena precisamente).

Respecto a otros temas como la comunicación oral y escrita, la administración del trabajo, la facilidad de adaptación o la implicación personal entre otros, sí que ha habido ciertas diferencias entre las puntuaciones que cada miembro se ha dado, bien porque es la realidad o porque es su opinión respecto a la puntuación de otros.

2. La segunda parte de la reunión se dedicó a analizar distintos aspectos de la placa. Por un lado, se tomaron ciertas medidas necesarias para el dimensionamiento de las carcasas. Por el otro, se observó la imposibilidad de doblar los condensadores, quedando ésto sujeto a una posible revisión futura del diseño. Además, se explicó cómo era posible identificar un pad o una net del esquemático, en la pcb mediante la función Cross Probe de Design Spark.

Por último, se tomaron ciertas decisiones de cara a los próximos encuentros. La siguiente reunión será en Eibar el día 12. De ahí en adelante, el resto de reuniones mantendrán el horario de los jueves por la mañana. La del día 19 será en Gasteiz y allí se llevará a cabo la impresión de las carcasas y se hará una exposición de los T.F.G.s a modo de ensayo. Queda pendiente el tema de la presentación del 4 de julio.

Fecha próxima reunión: Jueves 12 de junio

Lugar: Eibar

Hora: 15:00h

PROYECTO BASQUE OPEN SOURCE ENERGY Fecha: Jueves 12/06/14

Hora: 15:00h

ASISTENTES: Aitor U. Aitor V. Christian Tomás

Lugar: Lab. Termotecnia de la EUITI de Éibar

Irene Iker Mikel

Duración Real: 4h

AUSENTES: Olatz Ortzi Javi Joseba

ASUNTOS TRATADOS:

Primera parte de la reunión.

Mientras esperábamos a los que llegaban un poco tarde, estuvimos barajando la posibilidad de hacer el experimento del panel solar y el cristal.

Faltaba el cristal del laboratorio y el sol no entraba dentro para poder medir la irradiación con el piranometro.

Check in: Comentar cada uno lo que hemos hecho durante la semana y temas a tratar durante la reunión.

Irene, tuvo problemas a la hora de soldar los componentes a la PCB ya que faltaba alguna pista en la placa. Tema propuesto, hablar sobre el diseño de la PCB Los de Bilbao, no tenían la shield así que no pudieron realizar nada con ella y empezaron con la segunda parte del post.

Los de Gasteiz, realizaron la memoria de los TFG, diseño y calculos de resistencia.

Tomas propuso el tema de comunicación externa e interna del proyecto.

Se definió el siguiente orden para la reunión: 1) Comunicación 2) Soluciones de problemas

1. Comunicación Se abrió un debate sobre el nacimiento del proyecto. Cada uno explicó lo que había entendido en un principio y posteriormente Tomas aclaró algunos conceptos.

Se llegó a la conclusión de que el mensaje a trasmitir por los miembros de ebetez fuera: Mugarik gabeko ingeniaritza asoziazioak Burutek deitu zuen eta zera aurkeztu zion: proiektu bat irekian egiteko EHU-ko ikasleekin.

Proiektuaren beharra EHU-ko arazo batetik sortu zen. Gure euskal herriko unibertsitateetan elektrizitatearen kontsumoa asko igo omen da azken urteetan. Hori dela eta, mugarik gabeko ingeniaritzak proposatu zuen kargadore batzuk sortzea energia berriztagarriekin, eta irekian egitea.

Burutek deitu zuten, Adit S.L-ren barruan lan egiten duen Tomas Tamayo hain zuzen, MGI-en bazekitelako Burutek open source filosofiarekin lan egiten zutela, beraz filosofia horretan adituagoak zirela. Burutek, proiektua onartu egin zuen, baina jakinarazi zuen proiektua irekia izateko, guztia dokumentatzea eta komunitatea sortzea ezinbestekoa zela; hau da, lan handia ekarriko zuela. Horrela izanda, e-betez izena jarri genion proiektuari eta komunitateari. ¿Con qué sensación se tiene que quedar el oyente?

Batez ere bi asmo edo bi jarduera betetzea gustatuko litzaiguke: 1. Hurrengo urtean proiektuari jarraitasuna ematea.

Egindakoa, proiektu hasieran geneukan asmoaren zati bat besterik ez da.

Hori dela eta, hurrengo urtean gradu amaierako proiektua aurkeztu behar duten ikasleek gure proiektuarekin jarraitzea gustatuko litzaiguke. Guk egindakoa irakurri eta ulertu ondoren, burutu ditzaketen ekintzak ugariak dira, adibidez: -

Gure eguzki kargadorea hobetzea.

Serbomotorrak erabiltzea.

Eguzki karga estazio bat burutzea.

Beste energia berriztagarriak erabilita (eolikoa eta hidraulikoa adibidez), beste kargadore bat sortzea.

2. EHU-ko proiektuak irekiak izatea.

Unibertsitate publiko guztien proiektuak irekiak izatea logikoena dela uste

dugu, enpresa baten barruan egiten ari diren proiektuak izan ezik, enpresaren baimena lortzen baldin ez bada.

Alde batetik, unibertsitatea publiko izanda diru soziala erabiltzen ari delako eta gizarte osoarentzako onura bilatu behar delako.

Eta bestetik, ez daukalako zentsurik urtero egiten diren proiektu gehienak apalategi batean gordeta gelditzea. Unibertsitatean oraindik egonda, egindako proiektuek ikasteko balio behar dute, baina ez bakarrik proiektua egin duenak ikas dezan, baizik eta edonork ikasteko aukera izateko edota proiektuari jarraitasuna emateko.

2. Soluciones de problemas Se trabajó en grupos: Iker y Aitor estuvieron debatiendo sobre las dimensiones de la PCB Christian e Irene, estuvieron debatiendo sobre la distribución de los componentes electrónicos en el nuevo prototipo de PCB que se va a hacer, ya que la otra placa tenia algún fallo y se va a utilizar para las pruebas.

Christian le explicó a Irene como usar el design spark.

Tomas y Mikel estuvieron con el cálculo de elementos finitos. Resolviendo algunas dudas que tenia Mikel a la hora de realizar los conjuntos.

Check-out: Asignación de tareas Se hizo un pequeño resumen de lo que se habia hecho en los grupos de trabajo para que todos estuvieran al tanto de los nuevos avances.

Donosti: hacer el nuevo diseño de la PCB y hacer pruebas Gasteiz: -

Seguir con la resistencia de las carcasas y la memoria

Bilbo: -

Se llevaron la PCB con los componentes para realizar pruebas y terminar de soldar.

Todos tenemos que instalar el telegram

ORDEN DEL DÍA DE LA SIGUIENTE REUNIÓN: FECHA DE LA PRÓXIMA REUNIÓN: 19/06/2014

Lugar: UPV/EHU Vitoria

Hora: 9:00

PROYECTO BASQUE OPEN SOURCE ENERGY Fecha: Martes 19/06/14

Hora: 9:00h

ASISTENTES: Tomás Aitor V. Christian Ortzi

Lugar: Duración Real: Aula de impresión 4h 3D Gasteiz

Javier Iker Mikel Irene

AUSENTES: Olatz Aitor U. Joseba

ASUNTOS TRATADOS: Primera parte de la reunión.

Check in: Comentar cada uno lo que hemos hecho durante la semana, proponer como queremos que sea la reunión, aclarar dudas de los TFG y ver en funcionamiento la impresora 3D. Se comenta individualmente los avances realizados durante la semana.

Los de Bilbo se han encargado de estañar el circuito. Y les hicieron una entrevista para Deia, sobre e-Betez.

Los de Gasteiz, han estado redactando sus TFG así como progresando con la mejora de sus diseños.

Los de Donostia, han realizado un nuevo diseño de la PCB con iniciativa de Irene mientras que Javier se ha dedicado más al TFG. Tomás ha estado ocupado con varios asuntos acerca de Burutek.

Ortzi, aparte de que era su cumpleaños y trajo unas pastas muy ricas, pidió un diseño del circuito que fuera didáctico para el día 4 de julio. Dio opiniones sobre el proyecto de e-Betez.

Impresión 3D: En esta parte de la reunión, Mikel ha puesto en funcionamiento la impresora 3D (marca HP) para que viéramos cómo funciona, y ocurrió que no sujetamos bien la bandeja por lo tanto la impresión comenzó a ser un desastre y tuvimos que abortar el plan. Después conseguimos ponerlo bien y tuvimos una buena impresión. Durante la impresión nos explicó como se imprimía un archivo en 3D: 

 



 

Primero, se prepara la impresora, se ponen los rollos de plástico y se calientan más o menos a 270ºC, unos 15 min antes de efectuar la impresión.

Después, para mejorar el resultado de la impresión se cambia la resolución de la pantalla y el archivo de catia se pasa a .stl Abrimos el archivo en Designed3D y orientamos las piezas de manera que se malgaste lo menos posible de material soporte (el cual eliminamos después de la impresión).

Una vez hecho esto, en la pestaña “Paquete” se ordenan las piezas en la bandeja tal y como queremos que lo imprima. En esta pestaña también encontramos la cantidad del material que se utiliza para la impresión.

Una vez terminado se manda a imprimir.

Para la impresión, se fija bien la bandeja de la impresora.

Problemas con la shield: A la hora de estañar, los de Bilbo encontraron que además de faltar algunas cosas por soldar, algunas de las soldaduras estaban mal y había un corto en un USB. Reparto de tareas Los de Gasteiz, darán las últimas pinceladas a sus TFG e imprimirán sus modelos de carcasas.

Los de Bilbao probaran la shield con las placas solaras y testearán si carga o no.

Los de Donostia harán pruebas con el circuito en la versión de proto board y probarán si es correcto el funcionamiento con las 2 placas solares como única fuente de alimentación. Además terminaran con el nuevo diseño de la PCB y harán el acta de esta reunión.

Check-out: Propusimos hacer la próxima reunión en Burutek, Donostia. Y esperamos que los resultados de las tareas a realizar sean favorables.

ORDEN DEL DÍA DE LA SIGUIENTE REUNIÓN: FECHA DE LA PRÓXIMA REUNIÓN:26/06/2014

Lugar: Donostia, Burutek

Hora: 15:00h

Cargador Solar

6. Planos

Cargador portรกtil SOLAR SHELL

243

A

B

C

D

E

F

G

H

4

3

4

4 14

R

1

61.5

66

20

A

B

3

3

11

C

6

C

24.6 24.9

13

5.85 7.9 15.4

2

12

130

24

70

20

14.4

A

B 21.5

34 150

4

2

2

1

33.1

2

Autor

1

Mikel Vieito Diseñado por

Mikel Vieito H

G

Cargador Portátil

CARGADOR SOLAR DATE

Título del plano

28/05/2014

Tam

Parte inferior cargador

1

Número del plano

A3 Escala

1 1:2 Peso(kg)

B

A

A

B

C

D 4

4

13

55.3

53.3

2

3

1

4.7

3.9

27.9

2

5.

3

47.8

5

5

68.6 2

2

70.6

Cargador solar portatil

Cargador solar

Autor

1

Mikel Vieito Dise単ado por

Mikel Vieito D

DATE

titulo

28/05/2014

Tam

Soporte Arduino

numero de plano

A4 escala

1

2 1:1 peso(kg)

A

A

B

C

D 4

150

4

R2

80 3

19.5

110

A

130

A

0

5

3

3

3

104 136

2

2

3

2

R2

2

Cargador portĂĄtil

Cargador Solar

1

Autor

Mikel Vieito DiseĂąado por

D

DATE

titulo de plano

28/05/2014

Tam

marco panel tapa

1

numero de plano

A4 escala

3 1:2 peso

SHEET

A

1/1

A

B

C

D 80

4

4

A 130

A

3

3 R2

0

104

6

2

3

150

2

2

Cargador portĂĄtil

Cargador Solar

1

Autor

Mikel Vieito DiseĂąado por

D

DATE

titulo de plano

tapa panel 1

28/05/2014

Tam

1

numero de plano

A4 escala

4 1:1 peso

XXX

SHEET

A

1/1

A

B

C

D

4

2

2

5

4

136

R 1.

123

9.94

R1

R1

2

155 .5

80 126

4

10

3

3

A 18

4

9.94

A

104 2

Cargador portĂĄtil

Cargador Solar

Autor

1

2

145

Mikel Vieito DiseĂąado por

D

DATE

titulo de plano

28/05/2014

Tam

marco panel 2

1

numero de plano

A4 escala

5 1:2 peso

A

A

B

C

D

8

4

R1

4

40

59

104

4

80 106

12

126

3

3

52

2

2

4

3

2

18

123 145

Cargador portรกtil

Cargador Solar

1

Autor

Mikel Vieito

DATE

titulo de plano

tapa panel 2

28/05/2014

Tam

numero de plano

A4 escala

D

1

6 1:1 peso

A

A

B

C

D 17

2

4

4

3

3

2

R3

2

Cargador portĂĄtil

Cargador Solar

1

Autor

Mikel Vieito DiseĂąado por

D

DATE

titulo de plano

pasador

28/05/2014

Tam

1

numero de plano

A4 escala

7 1:1 peso

XXX

A

A

B

C

3

3

2

D 4

4

2

Cargador portĂĄtil

Cargador Solar

1

Autor

Mikel Vieito DiseĂąado por

D

DATE

titulo de plano

28/05/2014

Tam

Panel abatible

1

numero de plano

A4 escala

8 1:2 peso

SHEET

A

A

B

C

3

3

2

D 4

4

2

Cargador portĂĄtil

Cargador Solar

1

Autor

Mikel Vieito DiseĂąado por

D

DATE

titulo de plano

28/05/2014

Tam

Parte inferior

1

numero de plano

A4 escala

9 1:2 peso

SHEET

A

A

B

C

3

3

2

D 4

4

2

Cargador portĂĄtil

Cargador Solar

1

Autor

Mikel Vieito DiseĂąado por

D

DATE

titulo de plano

28/05/2014

Tam

Cargador portatil

1

numero de plano

A4 escala

10 1:2 peso

SHEET

A

Cargador Solar

Cargador interiores orientable SOLAR VIEW

254

A

B

C

D

E

F

G

H

5

127.24

5.5

R 62

.5

3

A 81

A

10

24

3

R 12

29.2

7

2.5

R6

5 5.

4 62.5

9

7.75

4

R 0.

1.6

0 15

R1

B

14

26

23.5 R1

4

2

.5

19.86

2

14 R

1

.5

2

6

4

1

.5

2

9 R5

B

2.5

1 14

4

Autor

G

4.4

3

1.4

1

Mikel Vieito

H

Cargador Interiores

CARGADOR SOLAR

Diseñado por

Mikel Vieito

DATE

Título del plano

28/05/2014

Tam

Soporte

1

Número del plano

A3 Escala

1 1:1 Peso(kg)

B

A

A

B

C

D

B

R

.

1 1

5

11

3.4

3

1.6

2 71.5

3

5

8

.2

4

8

19 42

1.2

R1

24.5

15

4

8

101.06

A

A

2

1.5

R5

3

B

6.8

6 .5

9

1

Mikel Vieito Dise単ado por

D

23 2

Cargador interiores

Cargador Solar

Autor

9

31

DATE

titulo de plano

tapa soporte

28/05/2014

Tam

1

numero de plano

A4 escala

2 1:1 peso

SHEET

A

A

B

C

D

136

3

4

3

4

4

34

4

6

46

128

R5

3

70

10

161

3

3

6 A

A 5 148

Cargador Interior

Cargador Solar

1

Autor

Mikel Vieito Dise単ado por

D

DATE

45

2

2

titulo de plano

28/05/2014

Tam

parte 1 marco panel

1

numero de plano

A4 escala

3 1:2 peso

SHEET

A

A

B

C

D

11 5 4

4

5

76

R 1.

46

80

R5

3

3

34

Cargador Interiores

Cargador Solar

Autor

1

2

3

2

3

138

Mikel Vieito Dise単ado por

D

DATE

titulo de plano

28/05/2014

Tam

parte 2 marco panel

1

numero de plano

A4 escala

4 1:1 peso

SHEET

A

A

B

C

D

3

3

4

4

80

50

5 5

R

1.

11

148

3

3

5

65

34

R

156

2

2

Cargador Interiores

Cargador Solar

1

Autor

Mikel Vieito Dise単ado por

D

DATE

titulo de plano

28/05/2014

Tam

parte 3 marco panel

1

numero de plano

A4 escala

5 1:1 peso

SHEET

A

A

B

C

D

10 5 4

4 A

A

5

46

76

R 1.

3

3 34

R5

80 148

3

3

3

128

2

2 136

Cargador Interiores

Cargador Solar

1

Autor

Mikel Vieito Dise単ado por

D

DATE

titulo de plano

28/05/2014

Tam

Parte 4 marco panel

1

numero de plano

A4 escala

6 1:1 peso

SHEET

A

A

B

C

D

A 6

4

4 4

1.6

A 10.8

10

3

2.8

3

3

3 2

2

11

Cargador Interiores

Cargador Solar

1

Autor

Mikel Vieito Dise単ado por

D

DATE

titulo de plano

28/05/2014

Tam

numero de plano

A4 escala

Ejes

1

7 1:1 peso

SHEET

A

A

B

C

D 4

6

4

10

R5 R 10

4

R3

53

3

3.

A

12

2

3

2.

61 1

.

23

2

R4

21.5

.5

4

R1

0.9

2

2 9

14 A

11 12

Cargador interiores

Cargador Solar

1

Autor

Mikel Vieito Dise単ado por

D

DATE

titulo de plano

28/05/2014

Tam

Palanca ventosa

1

numero de plano

A4 escala

8 2:1 peso

SHEET

A

A

B

C

3

3

2

D 4

4

2

Cargador interiores

Cargador solar

Autor

1

Mikel Vieito Dise単ado por

Mikel Vieito D

DATE

titulo

28/05/2014

Tam

Marco panel solar y eje

numero de plano

A4 escala

1

9 1:2 peso(kg)

SHEET

A

A

B

C

3

3

2

D 4

4

2

Cargador interiores

Cargador solar

Autor

1

Mikel Vieito Dise単ado por

Mikel Vieito D

DATE

titulo

28/05/2014

Tam

mecanismo ventosa tapa

numero de plano

A4 escala

1

10 1:2 peso(kg)

SHEET

A

A

B

C

3

3

2

D 4

4

2

Cargador interiores

Cargador solar

Autor

1

Mikel Vieito Dise単ado por

Mikel Vieito D

DATE

titulo

28/05/2014

Tam

cargador solar

numero de plano

A4 escala

1

11 1:2 peso(kg)

SHEET

A

Cargador Solar

7. Presupuesto Electrónica Referencia

Descripción

RS 526-1266

Condensador

Precio unitario

Cantidad

Importe

0,592 €

2 unidad

1,184 €

Panasonic EEUFM1C102

RS 769-7409

Arduino Uno

20,62 €

1 unidad

20,62 €

RS 736-0986

Bobina Bourns

3,4 €

1 unidad

3,4 €

0,44 €

1 unidad

0,44 €

0,84 €

1unidad

0,84 €

1,12 €

2 unidad

2,24 €

2312-H-RC

RS 751-2702

Diodo DiodesZetex 10A01-T

RS 543-0018

TRT Mosfet canal P Vishay IRF9510PBF

RS 529-8195

USB type A r/a thruhole socket

RS 800-6778

USB type A macho

1,02 €

1 unidad

1,02 €

RS 674-2270

USB type B macho

0,49 €

1 unidad

0, 49 €

0,08 €

20 unidades 1,6 €

0,75€

1 metro

www.ebay.es Cables dupont /itm/2810283 46159 Cable doble hilo

0,75

266

Cargador Solar

Referencia

Descripción

Precio unitario

Cantidad

Importe

www.aliexpress

Placa solar

2,93 €

2 unidades

5,86 €

.com/snapshot/

policristalina

6033367330.

silicio

html

RS 159-6108

PCB

5,22 €

1 unidad

5,22 €

[X]

Atacador rapido

11,98 €

1 unidad

11,98 €

[Y]

Revelador

2,73 €

1 unidad

2,73 €

Soldador estaño

5,74 €

1 unidad

5,74

TOTAL.....................................................................................................64,11 € En el caso de que el Arduino Uno sea demasiado caro, existen otras marcas no oficiales más baratas (unos 12 euros) y que cumplen con las mismas especificaciones que el Arduino.

[x]http://www.electronicaembajadores.com/Productos/Detalle/9/CN3AA TR/atacador-rapido [y]http://www.shoptronica.com/circuitos-impresos-para-prototipospcb/974-revelador-para-circuitos-impresos-pcb.html

267

Cargador Solar

Mecánica Cargador 1 Descripción

Material impresora 3D,

Precio unitario

Cantidad

Importe

205,7 €

206,2 cm3

64,65 €

205,7 €

117,5 cm3

36,87 €

ABS ivory material 40 ci spool P430L

Material impresora 3D, ABS support material 40 ci spool SR30L Bases impresora 3D

4€

2 unidad

8€

Electricidad impresora 3D

0,124107 €/Kwh

19 horas

2,83 €

TOTAL.......................................................................................112,35 €

Cargador 2 Descripción

Material impresora 3D,

Precio unitario

Cantidad

Importe

205,7 €

131,16 cm3

41,2 €

205,7 €

73,66 cm3

23,13 €

ABS ivory material 40 ci spool P430L Material impresora 3D, ABS support material 40 ci spool SR30L Bases impresora 3D

4€

Electricidad impresora 3D

0,1242 €/Kwh

1 unidad 13 horas

4€ 1,98 €

19 min TOTAL......................................................................................70,31 €

268

Cargador Solar

Coste de personal Alumnos Horas 

Bilbao: 8 horas/semana * 16 semanas = 128h * 2 personas = 256 horas



Donostia: 25 horas/semana *16 semanas + 15 horas/semana * 8 semanas = 520horas



Vitoria:30 horas/ semana* 16 semanas = 480h *2 personas = 960 horas



Eibar: 4 horas/ semana* 8 semanas = 32h * 2 personas= 64 horas

TOTAL= 1.800 horas Precio de la hora = 16,85 € Profesores Horas Bilbao = 5Horas/semana* 16 semanas + 2 horas/semana*16 semanas= 112 horas Vitoria = 10 horas/ semana * 16 semanas = 160horas TOTAL = 224 horas Precio de la hora = 23,88 € Resultados Coste total de personal = 1.800 horas *16,85 €/hora + 224 * 23,88 €/hora = 35.661,1 € Unidades a vender total= 2000

269

Cargador Solar

Coste de material Para el material y maquinaria utilizada, se ha realizado una aproximación por amortización, por alquiler y por gasto.

Se ha utilizado el método de los coeficientes lineales para la amortización. En el anexo 8, aparecen las tablas de donde se han obtenido los valores para el precio de los profesores, alumnos y las tablas del precio por amortizacion.  Los materiales por amortización son: Ordenador Portátil: 36,73 € * 8 ordenadores = 293,84 € Impresora 3D: 357,83 € Insoladora: 3,83 € Taladro vertical: 2,28 € Lavadora HP : 106, 15 €  Los materiales por alquiler son: Local de 50 m2 en Vitoria Gasteiz = 300 €/mes * 4 meses = 1.200 €  Los gastos son: Transporte bus: Vitoria-Eibar: 6,5 €/billete * (2 viajes * 17 viajes) * 2 personas = 442 €

Bilbao- Eibar: 2,92€/billete * (2 viajes * 17 viajes) * 3 personas = 297,84 € Donostia- Eibar: 3,98 €/ billete * (2 viajes * 17 viajes) * 2 personas + 3,98 €/billete * (2 viajes * 10 viajes) = 350,24 €

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Cargador Solar

Transporte coche: 0,19 €/km * (2 viajes * 8 Km * 55 dias) = 167,2 € viaje a la Universidad Teléfono Móvil: 10 € * 10 personas = 100 € Para calcular cuánto ha supuesto el coste entre personal y material amortizado, alquilado o comprado, para la producción de 2 cargador se ha realizado lo siguiente.

Coste personal = 35.661,1 € Coste de material = 293,84 + 357,83 + 3,83 + 2,28 + 106,16 + 1.200 + 442 + 297,84 + 350,24 + 167, 2 + 100 = 3.321,22 € Total de cada cargador si suponemos una producción de 2.000 cargadores: Cargador solar portátil = 64,11 + 112,35 + (3.321,22 + 35.661,1)/2000= 195,9 € Cargador interiores = 64,11 + 70,31 + (3.321,22 + 35.661,1)/2000 = 153, 9 €

271

Cargador Solar

8. Bibliográfica CENZANO, J. M. Manifesto Indiano. Método de produccion P2P

Enlaces web [1]

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Burutek, Organización y funciones (05/05/2014) http://burutek.org/es/la-asociacion/ FreeCad, Diseño mecánico por ordenador (05/05/2014) http://www.freecadweb.org/wiki/index.php?title=Draft_Snap/es Sketchup, Diseño mecánico por ordenador (05/05/2014) http://es.wikipedia.org/wiki/SketchUp Blender, Diseño mecánico por ordenador (05/05/2014) http://es.wikipedia.org/wiki/Blender Inkscape, Diseño de archivos vectoriales (05/05/2014) http://es.wikipedia.org/wiki/Inkscape Diccionario de Acción Humanitaria y Cooperación al Desarrollo (17/06/2014)

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Cargador Solar

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Cargador Solar

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Información de profesorado Para algunos conceptos de electrónica, como el circuito buck y sus elementos, se contó con las explicaciones de Joseba Sainz de Murieta.

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Cargador Solar

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Cargador

solar

portatil

con

filosofía

OSE

Model:MSolarMSheel

USE

INSIDE SolarMpanel SolarMshell

PCB

Arduino BURUTEK

BASQUEMOPEN SOURCEMECOLOGUY

Cargador

solar

portatil

con

filosofĂ­a

OSE

Model:pSolarpview

USE

INSIDE Suport

Solarppanelppuzzle Solarppanel

Sheel Frame

PCB

Arduino

Sheelpcover

Suctionplever Gear

BURUTEK

BASQUEpOPEN SOURCEpECOLOGUY

"e-Betez" es un proyecto multidisciplinar realizado por profesores y estudiantes de las cuatro facultades de la UPV/EHU (Gasteiz, Bilbo, Donostia y Eibar), Ingeniería Sin Fronteras y la empresa ADit S.L. El proyecto consiste en el diseño de un cargador solar para dispositivos portátiles.

En este informe, se define el proceso de diseño de la parte mecánica que ha dado lugar a dos Trabajos Fin de Grado. En él se exponen el proceso de creación, cálculos de producción, realización del CAD, optimización de costes, cálculos de resistencia, renders...

Vitoria-Gasteizko Ingeniaritzako Unibertsitate Eskola

BURUTEK