Sistema de energía solar de seguimiento solar

Pruebe Nuestro Instrumento Para Eliminar Los Problemas





Introducción

Fuentes de energía

Con el desarrollo creciente, surge la necesidad subsiguiente de energía para cada parte de la vida humana. La principal fuente de energía es la naturaleza, que proporciona varias fuentes como los combustibles fósiles. Los recursos naturales se pueden clasificar en fuentes de energía renovables y no renovables.

Las fuentes de energía no renovables como el carbón, el petróleo y el gas natural se utilizan principalmente, pero no se pueden reponer. Además, factores como el calentamiento global y el aumento continuo del combustible obstaculizan el uso de estas fuentes de energía.




De ahora en adelante, la única forma es utilizar fuentes de energía renovables, que se pueden reponer y reemplazar. Algunos ejemplos son la energía eólica, la energía solar, la energía térmica.

De esta energía solar es la más primaria.



Echa un vistazo al proyecto en vivo de Panel solar de seguimiento solar

El sol como fuente de energía

La fusión nuclear en el núcleo activo del sol produce una temperatura interna de 107K y un flujo de radiación interno de distribución espectral desigual. Esta radiación interna se absorbe en las capas pasivas externas que se calientan a aproximadamente 5800K. Esta radiación genera energía luminosa en forma de fotones que transportan una gran cantidad de energía e impulso. Estos fotones pueden desviarse o absorberse durante su viaje desde el sol a la tierra.

La tierra recibe una potencia de radiación solar de aproximadamente 1,73 * 1014KW. Esta potencia recibida continuamente se integra a una energía total de 5,46 * 1021MJ por año. Por lo tanto, la energía solar es la fuente de energía más relevante necesaria para satisfacer las crecientes demandas de la humanidad.


Hay tres formas diferentes de recolectar esta energía, según el tipo de colector:
  • Los colectores de placa plana son el tipo de colector más utilizado en la actualidad. Son conjuntos de paneles solares dispuestos en un plano simple.
  • Los colectores de enfoque son esencialmente colectores de plano plano con dispositivos ópticos dispuestos para maximizar la radiación que cae sobre el foco del colector. Estos se utilizan actualmente solo en algunas áreas dispersas. Los hornos solares son ejemplos de este tipo de colector.
  • Los colectores pasivos son completamente diferentes de los otros dos tipos de colectores. Los colectores pasivos absorben la radiación y la convierten en calor de forma natural, sin haber sido diseñados y construidos para ello.

Paneles solares

De estas placas planas, los colectores son los más utilizados. Un ejemplo es un panel solar.

Un panel solar es un grupo de células solares dispuestas en una matriz. Estos paneles pueden acumular energía entre 10 y 300W.

Una celda solar es un dispositivo semiconductor de dos capas que se utiliza para absorber la radiación. Funciona según el principio de fotovoltaica, que implica la generación de voltaje a través de la luz incidente. Cuando la luz incide sobre las capas, excita los electrones, provocando que salten de una capa a otra formando una carga eléctrica.

Diagrama del panel solar

Fuente de imagen - etapetap

El sistema de recepción de energía solar típico consta de las siguientes partes
  1. Panel solar: para recolectar energía.
  2. Inversor: para convertir la potencia de CC recibida en CA.
  3. Batería: para almacenar la energía CC recibida.

Montaje de paneles solares

Una de las principales limitaciones en el uso de paneles solares es la forma en que se montan para recibir la máxima energía luminosa del sol.

Los factores que afectan la salida o la eficiencia del panel solar son los siguientes:
  • Dirección: En caso de que la ubicación sea el hemisferio norte, los paneles deben mirar hacia el norte y la ubicación es el hemisferio sur, los paneles deben mirar hacia el sur.
  • Inclinación u orientación : Los paneles solares deben tener una inclinación igual a la latitud de su ubicación. A medida que cambia la inclinación de la rotación de la tierra, los paneles solares deben ajustarse para obtener la máxima luz.
  • Tipo de superficie : Se prefiere una superficie más ancha, ya que recibe una cantidad máxima de luz solar.

Para hacer un montaje eficiente de los paneles, para que reciban la luz solar adecuada, se utilizan dispositivos denominados Trackers que apuntan los paneles hacia la tierra.

Hay dos tipos de rastreadores:

una. Rastreador pasivo :

Los seguidores pasivos utilizan un sistema mediante el cual un líquido se mueve a medida que es calentado por el sol y se utiliza para mover el panel, volviendo automáticamente a la posición correcta para la mañana. Consiste en dos tanques de tubos colocados a los lados del panel solar de tal manera que en caso de que el panel no esté alineado con el sol, el líquido de los tanques se calienta de manera desigual provocando una diferencia de presión. Esta diferencia de presión, a su vez, hace que el líquido se mueva hacia el tanque con bajas temperaturas. Por lo tanto, a medida que el nivel de líquido fluctúa entre los dos tanques, el cambio de peso hace que la gravedad gire el rastreador junto con la orientación del Sol. Son menos costosos y no requieren electrodomésticos y requieren menos mantenimiento. Sin embargo, los mecanismos convencionales de detección de luz pueden no resultar precisos durante los días nublados y tampoco son eficientes.

B. Rastreador activo :

Un Active Tracker generalmente consta de motores como un servomotor o un Motor paso a paso para girar el panel. Idealmente, la radiación solar incide en el panel en ángulos de 90 °. El motor mantiene el panel en ese ángulo, para recibir la máxima radiación. El control del motor se puede realizar de dos formas. Una forma es usar un sistema electrónico para calcular la posición astronómica del sol en la ubicación particular y, en consecuencia, rotar el panel solar en una orientación perpendicular al sol en intervalos de tiempo preestablecidos. Otro control es usar una disposición de sensor para detectar el brillo en el cielo y, en consecuencia, girar el panel en ángulo recto con la orientación del sol.

Aplicación del método anterior

Aplicación de montaje de paneles solares

Aplicación de montaje de paneles solares

El motor paso a paso se controla mediante el microcontrolador 8051 , a través del controlador de relé IC ULN2003A. Consiste en el panel de baja potencia en su eje y proporciona una rotación de 0 a 180⁰ rotaciones en pasos de 5 segundos cada uno. Esta rotación del motor paso a paso corresponde a la rotación de la tierra alrededor del sol, lo que explica los cambios de 180 ° en la dirección de la tierra con respecto al sol. El motor paso a paso está programado para proporcionar una rotación de 90⁰ la mayor parte del tiempo.