Desarrollo y habilitación de un seguidor solar para un sistema de bombeo heliohidráulico.

Abstract

Se desarrolló y probó un dispositivo electromecánico de bajo costo para el seguimiento del Sol basado en coordenadas calculadas o seguimiento astronómico. Para llevar a cabo esta tesis, se necesita saber cuál es el movimiento del Sol alrededor de la Tierra, es por eso que se ocuparon las ecuaciones de Spencer, las cuales son las que más se ajusta a las condiciones Chilenas (Plasencia, 2007). Para un sistema de seguimiento solar basado en dos ejes, se requiere seguir, con un eje, el ángulo azimutal y con el otro eje, el ángulo de elevación solar. Estos dos ángulos se pueden determinar en función de la declinación, latitud y longitud. Su variación a lo largo del año depende del día Juliano. Además se puede determinar en forma muy precisa la hora de la salida del Sol y la puesta del Sol, con lo cual se puede programar un algoritmo que use eficientemente la energía capturada, activando el sistema de seguimiento durante las horas apropiadas, y orientando los paneles para esperar la salida del Sol. Para el desarrollo del sistema electrónico se usaron los siguientes elementos: Microcontrolador PIC 18F8722 el cual se programó con mikroC PRO for PIC, una tarjeta SD para el almacenamiento de datos (temperatura, radiación, hora y fecha). Un chip Real Time para implementar la hora exacta, una 2 pantalla GLCD para interactuar con el usuario. Teclado para introducir datos requeridos. Además se monitoreó algunas variables para su posterior análisis, para ello se utilizó un sensor de radiación y un sensor de temperatura. Para la etapa experimental, el sistema de seguimiento se montó en un equipo de bombeo solar desarrollado en nuestra facultad. Este equipo posee un chasis de acero galvanizado y movimiento rotacional en los dos ejes necesarios para el seguimiento del Sol, azimut y elevación. Para lograr el movimiento se instaló un sistema de transmisión en base a piñones y cadenas, con dos etapas de reducción y dos motorreductores de corriente continua de 12 Watts de potencia, alimentados por una batería de ciclo profundo de 12 V, la cual se recargó con un panel solar de 50 Watts. Para el control de la posición del sistema de seguimiento solar, se utilizó codificadores angulares incrementales montados sobre ejes de transmisión, conectados al microcontrolador.