INTRODUCCIÓN La necesidad de emplear nuevos métodos de generación de energía que sean de pequeño o nulo impacto ecológico ha dado como resultado el estudio de los métodos que emplean recursos renovables, uno de ellos es el aprovechamiento de la energía solar que es de elevada cantidad energética y de insignificante impacto al ambiente además de ser inagotable a escala humana; sin embargo existen algunos problemas a la hora de dicho aprovechamiento: la energía llega al tierra de manera dispersa y semialeatoria, estando sometida a ciclos día-noche y estaciones invierno-verano. El sistema de seguimiento propuesto consta de dos partes: una mecánica y un circuito electrónico, lo cual será mostrada más adelante. El proyecto puede servir posteriormente para poder elaborar paneles solare, lo cual hace que podamos cargar baterías, lo que hace que este proyecto sea de mucha importancia.
OBJETIVOS General: -
Elaborar un sistema de seguimiento de sol en dos ejes, con una parte mecánica y otra electrónica, con el fin de captar la máxima luz solar.
Específicos: -
Diseñar un sistema de seguimiento solar que pueda optimizar la captación de radiación solar, a fin de aumentar la cantidad de energía aprovechada, como por ejemplo para un sistema fotovoltaico, que contenga una parte electrónica que controle a una parte mecánica.
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Fabricar un prototipo con costos moderados, en dos etapas electrónica y mecánica para un sistema de seguimiento del sol, aplicable a sistemas fotovoltaicos y concentradores de energía eléctrica.
Materiales
Integrado LM324
4 LDR
4 Transistores 2N3904
4 Transistores 2N3906
8 Diodos de 1 Ampere
4 Resistencias de 50K por ¼ de watts
Fibra de vidrio de 10 x 15 cm
Tester
Cablecillos
1 Bornera de 2 pines
1 Mol de 6 pines
2 Mol de 2 pines
2 Motores de 24 voltios
Acrílico
Triplay
4 Potenciómetros de 50 K
6 Jumper hembra
Espadines
Descripción de componentes
Integrado LM324: compuesto por cuatro amplificadores operacionales de alta ganancia, diseñados para trabajar con fuente de alimentación simple.
LDR: Las LDR (Light Dependent Resistor, o Resistor Dependiente de la Luz) son, como su nombre lo indica, resistencias cuyo valor varía de acuerdo al nivel de luz al que están expuestas. Si bien los valores que puede tomar una LDR en total oscuridad y a plena luz puede variar un poco de un modelo a otro, en general oscilan entre unos 50 a 1000 ohmios (1K) cuando están iluminadas (por ejemplo, con luz solar) y valores comprendidos entre 50K (50,000 Ohms) y varios megohmios (millones de ohms) cuando está a oscuras.
Desde el punto de vista constructivo, las LDR están fabricadas con materiales de
estructura cristalina, siendo los más utilizados el sulfuro de cadmio y el seleniuro de cadmio, aprovechando sus propiedades fotoconductoras.
Transistor 2N3904: El transistor 2N3904 es uno de los más comunes transistores NPN generalmente usado para amplificación. Está diseñado para funcionar a bajas intensidades, bajas potencias, tensiones medias, y puede operar a velocidades razonablemente altas. Es un transistor de 200 miliamperios, 40 voltios, 625 mili vatios, con una Frecuencia de transición de 300 MHz,2 con una beta de 100
Transistores 2N3906: Transistor PNP de propósito general. IC: -200mA, PD: 625mW, VCEO: -40V, VCBO: -40V, VEBO: -5V, encapsulado TO-92.
Diodo: es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido.
Fibra de vidrio: material que consta de fibras numerosas y extremadamente finas de vidrio. La fibra de vidrio se conoce comúnmente como un material aislante.
Bornera: conector eléctrico en el que un cable se aprisiona contra una pieza metálica mediante el uso de un tornillo.
Molex: Los conectores Molex en general están destinados a proveer a la placa base de las tensiones de alimentación necesarias provenientes de la fuente, garantizando fiabilidad en el conector y capacidad para el consumo que se requiera.
Potenciómetro: es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. De esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un circuito.
Jumper : conectores.
ANEXOS:
Puente H con Transistores Simulado por el programa Proteus 8 Professional
Figura 1: Simulación de los puente H con los sensores LDR
Circuitos realizados con el programa EAGLE 6.2.0 Professional.
Figura 1: Puente H
Figura2: Circuito de los Sensores LDR.
Ruteo de la Placa:
LM324 DATASHEET
2N3906 DATASHEET
2N3904 DATASHEET
CONCLUSIONES
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Se elaboró un diseño de un sistema de seguimiento solar en dos ejes, logrado mediante un subsistema electrónico y uno mecánico coordinado, por ejemplo para optimizar la energía captada por el panel solar.
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Se pudo solucionar la dificultad de perdida de estabilidad de la estructura, en las primeras horas se ajustaron mecánicamente los pernos de la base móvil de tal forma que la potencia desarrollada por el motor fuera suficiente para mover el seguidor, pero a la vez no se pierda el balance al quedar en la condición mencionada, la modificación fue la adecuada para solucionar el problema de estabilidad.
Universidad Nacional de Piura
Facultad de Ing. Industrial
Escuela profesional:
Ing. Mecatrónica
Tema:
Sistema de seguimiento de sol en dos ejes
Curso:
Circuitos eléctricos I
Alumnos:
Gamarra Guarnizo Luis Alberto Jiménez Ruiz Roger Humberto
Ciclo:
2013-II
Docente:
Ing. Edwin Ocas Infante 2013
