Sistema de Seguimiento Solar para la Generación de Energía a través de Dispositivos Termoeléctricos

Abstract

En la actualidad, el campo de las fuentes renovables de energía ha cobrado importancia para el desarrollo sostenible. La energía solar es una alternativa para la generación de energía que no perjudica al medio ambiente. No obstante, la eficiencia de los paneles solares se ve afectada negativamente por varios factores como la irradiación y temperatura.

Uno de los principales factores que afecta la eficiencia de los paneles solares es el grado de insolación, los sistemas de generación solar convencionales son estáticos y logran generar su potencia nominal durante 3 o 5 horas al día. Adicionalmente, los paneles solares al estar expuestos una gran cantidad de tiempo a la incidencia directa de los rayos solares aumentan su temperatura, ocasionando que la eficiencia del mismo baje a medida que aumenta la temperatura.

Para solucionar estos problemas se desarrolla un prototipo de plataforma móvil de dos ejes. Esta permite seguir los rayos del sol durante el día y rotar la plataforma localizando el lugar de nacimiento del sol. Esto incide en la cantidad de energía generada. Es destacable el uso de generadores termoeléctricos de bajo costo de manera independiente al panel solar, que aprovechan la desventaja del calentamiento producido por la radiación, creando otra fuente de generación energética alternativa.

Del mismo modo, se implementan sensores de radiación, temperatura, voltaje y corriente con un sistema de adquisición de datos que permite obtener información del comportamiento y las condiciones climáticas durante el proceso de generación energética hasta por un día, además se implementa un módulo GPS, que permite una mayor precisión en la ejecución del algoritmo de seguimiento solar. Todos los datos obtenidos se usan para determinar la eficiencia del proceso de generación energética y comparar rendimientos del uso de la plataforma con respecto a los montajes estáticos tradicionales.

Currently, the field of renewable energy sources has become important for sustainable development. Solar energy is an alternative for the generation of energy that does not harm the environment. However, the efficiency of solar panels is negatively affected by several factors such as irradiation and temperature. One of the main factors that affect the efficiency of solar panels is the amount of insolation, conventional solar generation systems are static and manage to generate their nominal power for 3 or 5 hours a day. Additionally, when solar panels, are exposed to a large amount of time to the direct incidence of solar rays, increase its temperature, causing its efficiency to drop as the temperature increases. To solve these issues a two axes mobile platform prototype is developed, one axis allow the prototype to track the sun light during the day, the other one allow it to rotate through the horizontal plane to locate the sunrise’s direction, so it can get the maximum possible radiation. This makes a high influence on the amount of generated power through the generation devices. It is remarkable the usage of low cost thermoelectric generators (TEG), they are used independently, they approach the heating disadvantage produced due to radiation and create another alternative source of energy. In the same way, radiation, temperature, voltage and current sensors are installed with a data acquisition system that allows the user to get information about behavior and weather conditions during the energy generation process in a time frame of 24 hours. A GPS SIM 808 module is installed too, with the purpose to determine the location of the platform, date and time. This data helps to improve the accuracy of the solar tracking algorithm. All sensors information are used to calculate energy generation process efficiency and compare the mobile platform performance with static systems and the TEG Vs. solar Panels.