1. DISEÑO DE UN PROTOTIPO DE SEGUIDOR SOLAR CONTROLADO POR UN COMPUTADOR PRESENTACIÓN PROYECTO RUBÉN MERINO CAÑIZAL NOVIEMBRE DE 2009

2. INTRODUCCIÓN OBJETIVOS Y PROPÓSITO DESARROLLO HITOS CONSEGUIDOS CONCLUSIONES MEJORAS DEMOSTRACIÓN RONDA DE PREGUNTAS 2 MASTER EN MEDIOAMBIENTE Y ENERGÍAS RENOVABLES

3. OBJETIVOS Y PROPÓSITO Desarrollo de una simulación de un sistema de seguimiento solar mediante un prototipo de seguidor solar con dos ejes. Realizar el cálculo de la inclinación y orientación óptima de una superficie en cualquiera de los municipios de España. Integrar un conjunto de células fotovoltaicas en la estructura de seguimiento y obtener el voltaje ofrecido por las mismas. 3 MASTER EN MEDIOAMBIENTE Y ENERGÍAS RENOVABLES

4. OBJETIVOS Y PROPÓSITO En definitiva el sistema se compone de: Mecanismo formado por 2 servo-motores y 4 células fotovoltaicas. Micro-controlador programado para controlar los servo-motores y para obtener el voltaje ofrecido por las células. Aplicación software de control de posicionamiento y de cálculo de la inclinación y orientación óptima para una superficie en un determinado lugar y momento determinados. 4 MASTER EN MEDIOAMBIENTE Y ENERGÍAS RENOVABLES

5. DESARROLLO - PLANIFICACIÓN 5 MASTER EN MEDIOAMBIENTE Y ENERGÍAS RENOVABLES

6. DESARROLLO - BASE CONCEPTUAL Se ha considerado que el sistema posiciona enfrentándose al Sur al encontrarnos en el hemisferio norte. El seguidor se considera de dos ejes y se orienta e inclina en secuencia. El objetivo es mantener la estructura de células perpendicular al ángulo de incidencia de los rayos solares. El intervalo de seguimiento de la orientación va desde un rango de 180º grados desde el Este al Oeste. Las coordenadas del Este se consideran negativas y las del Oeste positivas. El intervalo de seguimiento va desde la hora de salida del sol y la hora de puesta del sol. 6 MASTER EN MEDIOAMBIENTE Y ENERGÍAS RENOVABLES

7. DESARROLLO - BASE CONCEPTUAL Secuencia cálculos: Angulo Diario (radianes)  Declinación (grados)  Equinoccios = 0 Solsticio de verano = +23º 27’ Solsticio de invierno = -23º 27’ Ecuación de tiempo  Donde B = (n - 1)*(360/365) Hora Solar  E = 229,2(0,000075+0,001868 cosB-0,032077 senB- 0,014615 cos2B-0,04089 sen2B) Hora solar = hora civil + 4 (LmeridianoRef - LLugar ) + E. 7 MASTER EN MEDIOAMBIENTE Y ENERGÍAS RENOVABLES

8. DESARROLLO - BASE CONCEPTUAL Secuencia cálculos: Altura solar  δ = Declinación Φ = Latitud ω = Ángulo horario La inclinación de la estructura se corresponderá al ángulo cenital que sería el complementario a la altura solar 90º - h La orientación o ángulo de acimut sin h = sin δ * sin Φ + cos ω * cos δ * cos Φ 8 MASTER EN MEDIOAMBIENTE Y ENERGÍAS RENOVABLES

9. DESARROLLO - BASE CONCEPTUAL Cálculo para pérdidas por orientación e inclinación en estructura fija. 9 MASTER EN MEDIOAMBIENTE Y ENERGÍAS RENOVABLES

10. DESARROLLO - PROGRAMACIÓN MICROCONTROLADOR INICIO SECUENCIA PROGRAMA CALCULAR VOLTAJE LEER CARÁCTER RECIBIDO 1 Si 0x01 Si 0x00 LEER POSICION LEER POSICION POSICIONAR ORIENTACIÓN POSICIONAR INCLINACIÓN ENVIAR VOLTAJE A PC 10 MASTER EN MEDIOAMBIENTE Y ENERGÍAS RENOVABLES

11. DESARROLLO - MONTAJE PROTOTIPO 2 SERVO MOTORES FUTABA 3003 UNIVERSAL TRAINER 4 CÉLULAS FOTOVOLTAICAS PIEZAS MECCANO MICROCONTROLADOR 16F690 CABLEADO DE ELECTRÓNICA 11 MASTER EN MEDIOAMBIENTE Y ENERGÍAS RENOVABLES

12. DESARROLLO - LAYOUT 12 MASTER EN MEDIOAMBIENTE Y ENERGÍAS RENOVABLES

13. DESARROLLO - CONFIGURACIÓN CÉLULAS FV Realizaremos un conexionado en serie para obtener la mayor tensión posible. Dispondremos de 4 células con una tensión nominal de la estructura 1,80 V y con una intensidad de corriente de 100 mA. Potencia = 0,045 w 13 MASTER EN MEDIOAMBIENTE Y ENERGÍAS RENOVABLES

14. HITOS CONSEGUIDOS BASE DE DATOS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA Para el soporte de información de la aplicación software se ha creado una base de datos con las coordenadas de cada uno de los municipios de España organizados por provincias. Además de esto se almacena la radiación y la temperatura media por provincia. MODELO DE DATOS 14 MASTER EN MEDIOAMBIENTE Y ENERGÍAS RENOVABLES

15. HITOS CONSEGUIDOS PROTOTIPO DE SEGUIDOR SOLAR DE DOS EJES. Sin depender de elementos externos como sensores de luz Sin almacenar la carta astral en la memoria del sistema de control. Realizando los cálculos en demanda de una determinada localización. Permitiendo el posicionamiento en cualquier localización. APLICACIÓN SOFTWARE Ofreciendo múltiples datos de las localizaciones Obtiene las pérdidas por orientación e inclinación para una estructura fija. Informes de datos astronómicos y geográficos. Control del prototipo mediante comunicación SERIAL 15 MASTER EN MEDIOAMBIENTE Y ENERGÍAS RENOVABLES

16. CONCLUSIONES Se ha diseñado un sistema donde se aglutina conocimiento técnico de varias tecnologías. La necesidad de seguidores solares se ve incrementada por el auge de sectores como la solar fotovoltaica de concentración y la tecnologías termosolares. La instalación de los módulos fotovoltaicos sobre seguidores solares de un eje aumenta la inversión en más de un 20%, y el rendimiento en torno a un 33%. Los seguidores de dos ejes aumentan dicho rendimiento pero sin duplicarlo. Los seguidores deben combinarse con células fotovoltaicos de alto rendimiento. 16 MASTER EN MEDIOAMBIENTE Y ENERGÍAS RENOVABLES

17. MEJORAS Evolucionar el software para que realice más de un seguimiento en paralelo – servidor de posicionamiento para diferentes localizaciones Estimar y calcular el momento de inicio y parada del seguimiento según cálculos de radiación, valorar la conveniencia de posicionar cuando “merece la pena”. Ampliar la aplicación para generar gráficas de un seguimiento realizado durante un día en concreto. Obtener gráficamente los voltajes obtenido para un día en concreto. Almacenar los valores de los posicionamientos en base de datos. 17 MASTER EN MEDIOAMBIENTE Y ENERGÍAS RENOVABLES

18. DEMOSTRACIÓN 18 MASTER EN MEDIOAMBIENTE Y ENERGÍAS RENOVABLES

19. PREGUNTAS.