Control del consumo de energía para compuerta del microcanal

Abstract

Esta memoria de titulo busca dar solución a la problemática que significa controlar el consumo de un banco de baterías energizadas por paneles solares, de tal forma de poder tener una estimación en línea del estado de carga de las mismas y controlar dicho proceso mediante actuadores. El SoC (estado de carga, en sus siglas en inglés State of Charge) se define como la energía expresada como un porcentaje de la capacidad nominal, que aún está disponible para ser utilizada, la cual depende de muchas variables tales como: temperatura, tasas de corriente de carga/descarga, tiempo de uso, histéresis y auto descarga. En particular y con el fin de acotar la problemática, está investigación se centra en el estudio del estado de carga de un banco de baterías para un sistema fotovoltaico, las cuales se encuentran instaladas en el Laboratorio de Control de Procesos del Departamento de Ingeniería Eléctrica donde energizan un par sensor/actuador que controlan el microcanal piloto también instalado en dicho laboratorio. Para dar solución a la problemática señalada en el párrafo anterior se procedió al desarrollo de un algoritmo de estimación, para lo cual fue necesario el estudio del principio de funcionamiento y tecnología de las baterías en cuestión, sumado a sus enfoques y el modelo que represente el comportamiento del acumulador de manera adecuada. Así mismo parte de la solución implico el desarrollo de un sistema de adquisición de datos basado en el microcontrolador Arduino con el cual se pudo someter a las baterías a cargar y descargar de tal manera de obtener y generar información necesaria para derivar un modelo de baterías que resulte sencillo de implementar. Finalmente se determinó como solución el abordaje de un modelo mixto el cual incluye el modelo de batería, que junto con el método de la integral de la corriente con el cual se capturan las ventajas de ambos métodos. En base al modelo y método de estimación desarrollado, fue posible controlar el estado de carga de una batería que alimenta la compuerta del microcanal, para lo cual se empleó un réle capaz de intervenir el circuito de paneles a batería, y otro relé desde las baterías al motor. De esta manera se pudo obtener un control del microcanal con la compuerta accionada por el motor paso a paso, y monitorear en línea y en todo momento el SoC de las baterías, de tal forma de poder controlarlo mediante los relés instalados. De esta manera se pudo programar en un PLC, el consumo de energía de las baterías sin dejar de lado el control del nivel del microcanal.