Este documento describe un proyecto para implementar un medidor de irradiancia solar utilizando Arduino. El proyecto tiene como objetivo medir la cantidad de radiación solar en una ubicación determinada. El documento explica los componentes necesarios, incluyendo una celda solar, Arduino y una pantalla LCD. También describe el diseño, implementación y pruebas del prototipo del medidor de irradiancia solar.
1. Datos de los Participantes:
Tutor: Ing. Richar Cadena Suxo
EL ALTO - BOLIVIA
Septiembre, 2021
2. INTRODUCCIÓN
En este proyecto se implementará un
medidor de irradiancia solar con Arduino,
el cual nos permite conocer la irradiancia
del sol, cuyas unidades de medida son
W/m2 en un área determinada
ANTECEDENTES
En la carrera de Ingeniería Eléctrica de la
UPEA, recién en la anterior gestión realizó la
compra de un centro mete reológico el cual
cuenta con un medidor de irradiación solar, este
medidor es muy útil para diseñar proyectos
Solares y el estudiante tiene que estar
familiarizado con este tipo de tecnología
3. Objetivo general:
Implementar un prototipo de medidor de irradiancia solar.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
- Describir el principio de funcionamiento de una
célula fotovoltaica
- Analizar la proporcionalidad entre la corriente de
corto circuito de la célula fotovoltaica y la
irradiancia solar
- Dimensionar los componentes necesarios para el
prototipo
- Realizar el armado y pruebas de funcionamiento del
prototipo
4. Justificación:
En cualquier región del mundo, en la
ciudad de La Paz y otras del país no es
comercial, y de encontrarlo, tiene un
costo elevado a partir de los 200 dólares,
ya que por esas razones se tomo la idea
de armar un prototipo a menor costo.
MARCOTEORICO
CELULA
FOTOVOLTAICA
La celda SOLAR
FOTOVOLTAICA creará un
potencial (voltaje) a través del
material. Solar PV Cell es un
dispositivo semiconductor PN de
unión única, aplica las reglas de la
curva IV
5. IRRADIANCIA SOLAR
La unidad de medida es vatios por
metro cuadrado (W/m²). La radiación
solar medida en cada una de las
estaciones meteorológicas es ofrecida
en unidades de potencia
MEDIDOR DE IRRADIANCIA
SOLAR
Este tipo de sensor es más económico y los
cambios de medición son rápidos en comparación
con el sensor de termopila. Dado que utiliza la
misma tecnología (silicio cristalino) que el sistema
fotovoltaico solar, su medición es más adecuada y
está estrechamente relacionada con la producción
real del sistema fotovoltaico solar.
6. PROPORCIONALIDADENTRELA CORRIENTEY
LA IRRADIANCIA
La proporcionalidad entre la
corriente de corto circuito que
proporciona la célula
fotovoltaica y la irradiancia
solar, este es el principio de
funcionamiento en el cual de
basa este proyecto.
8. IMPLEMENTACION
La conexión principal del medidor de irradiancia, se
compone de la célula solar, la cual transformara la energía
solar en energía eléctrica, proporcionándonos corriente y
tensión eléctrica, usaremos la corriente eléctrica, la cual será
censada por el sensor de corriente, el cual enviara esos datos
al microcontrolador Arduino, este a su vez procesara la
información y la enviara a la pantalla LCD
DIAGRAMA GENERAL
DE CONEXIONES
10. PRODUCTO FINAL
PRUEBAS
Se realizaron varias pruebas a la celda solar tanto al
sistema móvil como al sistema fijo, el sistema mide
voltajes y corrientes de circuito abierto y corto
circuito respectivamente, así como la irradiancia, se
probó la el panel solar en un día soleado y en uno
nublado como lo muestran las gráficas.
11. PRUEBA DE EFICIENCIA DEL
PANEL SOLAR
Como se mencionó, son celdas
solares de 2 Watts y para medir su
eficiencia a una hora determinada, se
realizó lo siguiente: Se colocó en una
posición arbitraria, el voltaje de
circuito abierto, la corriente de corto
circuito y la irradiancia, como lo
muestra la tabla 4. El área de las
celdas es 0.0144 m2
SENSOR DE
CORRIENTE
Resistencia= 47 ohm
Voltaje=5 V
Por ley de ohm la corriente será 𝐼 =
𝑉
𝑅
𝐼 =
5𝑉
47 𝑜ℎ𝑚
= 106.38𝑚𝐴
