Banco de prácticas pedagógicas aplicadas en sistemas fotovoltaicos

Abstract

Con el fin de fortalecer el programa de formación académica en sistemas fotovoltaicos de 9°, 10° y 11°, los directivos y docentes del Instituto Alexander Von Humboldt necesitaban tecnologías y guías que permitieran realizar prácticas de forma segura. De esta manera, la propuesta del proyecto fue el diseño y construcción de un modulo de medidas para sistemas fotovoltaicos. El proyecto comenzó con un insumo proporcionado por el instituto, el cual es un dispositivo capaz de conectarse a un panel solar y convertir la tensión DC del panel por AC alimentando un banco de tomacorrientes. Por lo cual, se dividió el proyecto en tres etapas: Diseño, construcción y validación. Para la primera etapa, se adecuó el dispositivo para poder medir variables eléctricas seleccionadas mediante una matriz de decisión (tensión y corriente) lo que llevó al diseño de circuitos de seguridad en las borneras de medición con tal de proteger a los estudiantes si por algún caso realizan un cortocircuito y proteger a los usuarios. Se estudiaron los Derechos Básicos de Aprendizaje (DBA) para estructurar las guías de laboratorio. El siguiente diseño fue de una base móvil para el panel solar capaz de cambiar su posición angular y cardinal. En la etapa de construcción se eligieron los materiales mediante tres criterios generales como durabilidad, economía y seguridad. De igual manera, el cableado y las protecciones del dispositivo de la institución se cambiaron para seguir las normas nacionales y se digitalizaron las prácticas de laboratorio siguiendo los DBA y las competencias STEM. Finalmente, se validaron los circuitos de seguridad para analizar las corrientes máximas de cortocircuito. Las guías de laboratorio se validaron con un experto en ingeniería y se evaluó la capacidad de aprendizaje en los estudiantes con un pre-test y un pos-test. El proyecto demuestra que con tecnologías apropiadas y guías de laboratorio los estudiantes alcanzan avances en temas de energías renovables.

In order to reform the academic formation program in photovoltaic systems of 9°, 10°, 11° the managers and teachers from Instituto Alexander Von Humboldt needed technologies and guides that would allow realize practices in a very safe way. According to this, the project’s purpose was the design and construction of a measures kit for photovoltaic systems. The project started with an income given by the Humboldt this income is a transformation node which has a DC signal as input and an AC signal as output. This project was planned in three phases: Design, construction and validation. For the first stage was necessary to adjust the connection node to be able to measure electric variables as current and voltage, these variables were chosen using a decision matrix and this phase also included the design of measures and security circuits in order to protect the users of any short-circuit. Concurrently were chosen many DBA as the base of the practices book, the next step was the design of a mobile base for the solar panel, it’s able to change his angular and cardinal position. In the second phase, the construction phase, the materials were chosen according to three main criteria as economy, safety and durability. Concurrently the cables and protections of the node were modified and improved according to the NTC 2050 and RETIE and consequently the circuits mentioned before were constructed. The practices were digitalized following a STEM educational model. Finally, the security and measures circuits were validated with a design of experiments, concurrently the practices book were validated for an expert, in engineering, and also were validated the capability of teaching that the book has itself. The project let us see that with the design and construction of appropriated technologies the social impact could be enormous, and also it’s able to conclude that the measure node is as safe as accurate.