El documento presenta un proyecto para diseñar un prototipo de seguidor solar controlado por computadora con dos ejes. El proyecto tiene como objetivos simular un sistema de seguimiento solar, calcular la orientación y inclinación óptima para cualquier municipio en España, e integrar células fotovoltaicas en la estructura. El prototipo consiste en un mecanismo con dos servomotores y cuatro células, controlado por un microcontrolador programado para posicionar los motores y medir el voltaje de las células.
Entra vapor a una turbina adiabática a 7 MPa, 600°C y 80 m⁄s; sale a 50 kPa, 150°C y 140 m⁄s.
Si la producción de potencia en la turbina es de 6 MW, determine:
a). Flujo másico de vapor que fluye por la turbina.
b): Eficiencia iséntrópica de la turbina.
Contenido Programático de la Unidad
1. Conceptos
1.1. Sistemas, alrededores y universo.
1.2. Tipos de sistemas: abiertos, cerrados y aislados.
1.3. Trabajo. Función de estado.
1.4. Calor. Capacidad calorífica y calor específico.
1.5. Procesos exotérmicos y endotérmicos.
1.6. Energía interna.
2. Trabajo de expansión
2.1. A presión constante.
2.2. Ejercicios.
3. Relación energía, calor y trabajo
3.1. Primera ley de la termodinámica.
3.2. Sistemas con volumen constante.
3.3. Ejercicios.
4. Calor a presión constante
4.1. Entalpía. Definición.
4.2. Entalpía y energía interna. ΔH y ΔE.
4.3. Variación de entalpía en una reacción química.
4.4. Ecuación termoquímica. Definición.
4.5. Aplicación de la estequiometria a los calores de reacción.
4.6. Variación de entalpía en un cambio de estado.
4.7 Entalpías de formación estándar.
4.8. Entalpías de reacción estándar.
4.9. Ejercicios.
5. Desorden de un sistema
5.1. Segunda ley de la termodinámica.
5.2. Entropía. Definición.
5.3. Procesos espontáneos y no espontáneos.
5.4. Variación de la entropía en el universo.
5.5. Variación de la entropía a temperatura constante. Cambio de estado físico.
5.6. Entropía absoluta. Tercera ley de la termodinámica.
. 5.7. Entropía molar estándar.
5.8. Entropía de reacción estándar.
5.9. Ejercicios.
6. Energía libre de Gibbs
6.1. Definición.
6.2. Energía libre estándar de formación.
6.3. Energía libre estándar de reacción.
6.4. La temperatura y los cambios espontáneos.
6.5. Ejercicios.
Entra vapor a una turbina adiabática a 7 MPa, 600°C y 80 m⁄s; sale a 50 kPa, 150°C y 140 m⁄s.
Si la producción de potencia en la turbina es de 6 MW, determine:
a). Flujo másico de vapor que fluye por la turbina.
b): Eficiencia iséntrópica de la turbina.
Contenido Programático de la Unidad
1. Conceptos
1.1. Sistemas, alrededores y universo.
1.2. Tipos de sistemas: abiertos, cerrados y aislados.
1.3. Trabajo. Función de estado.
1.4. Calor. Capacidad calorífica y calor específico.
1.5. Procesos exotérmicos y endotérmicos.
1.6. Energía interna.
2. Trabajo de expansión
2.1. A presión constante.
2.2. Ejercicios.
3. Relación energía, calor y trabajo
3.1. Primera ley de la termodinámica.
3.2. Sistemas con volumen constante.
3.3. Ejercicios.
4. Calor a presión constante
4.1. Entalpía. Definición.
4.2. Entalpía y energía interna. ΔH y ΔE.
4.3. Variación de entalpía en una reacción química.
4.4. Ecuación termoquímica. Definición.
4.5. Aplicación de la estequiometria a los calores de reacción.
4.6. Variación de entalpía en un cambio de estado.
4.7 Entalpías de formación estándar.
4.8. Entalpías de reacción estándar.
4.9. Ejercicios.
5. Desorden de un sistema
5.1. Segunda ley de la termodinámica.
5.2. Entropía. Definición.
5.3. Procesos espontáneos y no espontáneos.
5.4. Variación de la entropía en el universo.
5.5. Variación de la entropía a temperatura constante. Cambio de estado físico.
5.6. Entropía absoluta. Tercera ley de la termodinámica.
. 5.7. Entropía molar estándar.
5.8. Entropía de reacción estándar.
5.9. Ejercicios.
6. Energía libre de Gibbs
6.1. Definición.
6.2. Energía libre estándar de formación.
6.3. Energía libre estándar de reacción.
6.4. La temperatura y los cambios espontáneos.
6.5. Ejercicios.
Panel solar giratorio para 4º ESO de Tecnologíajpgarcia2009
Presentación para realizar proyecto de tecnología orientado a 4º de la ESO. Se trata de una maqueta de un panel solar giratorio que se detiene cuando queda encarado a la luz.
El Proyecto de investigación. El Planteamiento del problemaCésar Calizaya
Un proyecto de investigación es un procedimiento que siguiendo el método científico recaba todo tipo de información y formula hipótesis acerca de cierto fenómeno social o científico, empleando las diferentes formas de investigación.Los objetivos son el enunciado de los propósitos de la investigación e identifican claramente lo que se pretende lograr este tiene que ir de acuerdo con lo que se quiere al finalizar el proyecto. Se divide en dos: el objetivo general y los objetivos específicos. El objetivo general permite visualizar el propósito global, mientras que los objetivos específicos se refieren a los componentes. Es muy importante tener el objetivo presente en el proyecto.
La importancia de la generación de energía eléctrica mediante sistemas fotovoltaicos es un asunto de preponderancia a nivel mundial. El incremento en las demandas de instalaciones fotovoltaicas para 2020 es uno de los más altos en el ámbito de las energías renovables y esta tendencia se espera que continúe en los próximos años. Por lo tanto, un número cada vez mayor de nuevos componentes y sistemas fotovoltaicos (FV), principalmente módulos FV, reguladores e inversores, están emergiendo en el mercado, por lo tanto, la necesidad de caracterizar dichos sistemas se ha convertido en un aspecto fundamental en la comprobación de sus parámetros funcionales. El análisis de una celda solar, módulo o conjunto de módulos (arreglos), se enfocan en las curvas voltaje-corriente (característica I-V) y voltaje-potencia (característica P-V). Esta investigación aplicada utiliza el modelo matemático basado en la ecuación de Shockley de la celda fotovoltaico, para estimar el comportamiento bajo condiciones de irradiancia y temperatura variables en un programa de instrumentación virtual, demostrando las curvas de voltaje contra corriente de la celda fotovoltaica, se utilizan una plataforma de modelado matemático Matlab - Simulink, resultando la simulación de paneles fotovoltaicos bajo condiciones de pruebas estándar de laboratorio, y condiciones de operaciones de trabajo bajo temperaturas e irradiancia variables. El modelo se comprueba en laboratorio con una tarjeta de potencia que sirve como cargas variables a los paneles fotovoltaicos, permitiendo visualizar y comprobar experimentalmente las curvas características de operación de panel fotovoltaico para la marca comercial Canadian.
Parque Eólico Arauco: Reporte sobre el Estado de Aplicación de FondosEduardo Nelson German
Desde el año 2009 el Gobierno de La Rioja tomo la iniciativa de ser parte de la
transformación energética de la Argentina. Con la creación del Parque Eólico Arauco
la provincia tuvo como objetivo construir los primeros parques de gran envergadura
en el país. Con la concreción del Parque Arauco Solar, PEA será el primer Parque
hibrido de Latinoamérica.
Desde el año 2009 el Gobierno de La Rioja tomo la iniciativa de ser parte de la
transformación energética de la Argentina. Con la creación del Parque Eólico Arauco
la provincia tuvo como objetivo construir los primeros parques de gran envergadura
en el país. Con la concreción del Parque Arauco Solar, PEA será el primer Parque
hibrido de Latinoamérica.
El presente estudio de viabilidad tiene como objeto demostrar que la actual tecnología solar fotovoltaica permite autoabastecer una vivienda unifamiliar aislada con todas sus comodidades modernas. El reto particular de este estudio consiste en que la vivienda está situada en un valle de una zona montañosa de la vertiente cantábrica; por lo que se trata de una de las zonas con menor insolación de España.
Con este trabajo se pretende desmentir el mito de que la energía solar fotovoltaica solo es viable en zonas con un alto índice de radiación solar. Al mismo tiempo se dan los valores clave a tener en cuenta para evaluar la idoneidad del lugar.
Finalmente, se equipa a la casa rural con una instalación fotovoltaica que le permitirá estar aislada de la red eléctrica, sin ningún tipo generador eléctrico de apoyo, durante los 365 días del año. Además, la vivienda también contará con un sistema de energía solar térmica que producirá la mitad de la energía anual destinada a agua caliente sanitaria.
Electrónica Aplicada a Sistemas FotovoltaicosJUAN AGUILAR
Uno de los principales motivos que nos llevan a realizar este trabajo, es el la necesidad de disponer de una herramienta lo más rigurosa posible en cuanto al cálculo y modelos utilizados, pero sencilla de utilizar desde el punto de vista docente, enfocada al aprendizaje y simulación de conceptos básicos relacionados con los sistema fotovoltaicos. Tratamos conceptos relacionados con electrónica aplicada, abordando conceptos básicos de electrónica como el funcionamiento de la célula, módulo y generador solar y por otra parte inicio de los reguladores, convertidores DC-DC aplicados al seguimiento el punto de máxima potencia del generador fotovoltaico, y configuraciones de inversores.
Contenido: BLOQUE I: Repaso y Conceptos de Modelado mediante Pspice de Sistemas FV: Modelo Eléctrico de una Célula Solar, efectos de la Temperatura y la Radiación en la Célula Fotovoltaica, conexionado de Células Fotovoltaicas. Problema del Punto Caliente y Diodos de Paso. Característica I-V de un Módulo Fotovoltaico. El Generador Fotovoltaico. Seguidor del Punto de Máxima Potencia (MPPT).Expresiones del Método de Araujo-Green. BLOQUE II: Conceptos Teóricos de Electrónica Aplicada a Sistemas FV: Diodos de Paso y Bloqueo. Introducción al Problema del Punto Caliente. Ejemplo de Sombreamiento de un Módulo Fotovoltaico. Reguladores de Carga en Sistemas Fotovoltaicos Autónomos. Convertidores DC/DC y Algoritmos de Control. Clasificación de los Métodos de Seguimiento. Inversores en Instalaciones Fotovoltaicas
Portafolio de servicios Centro de Educación Continua EPN
Diseño De Un Prototipo De Seguidor Solar
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
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
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
