Diseño de un sistema para la medición de la irradiancia solar a partir del arreglo de celdas solares en una semiesfera

La irradiancia solar es la magnitud utilizada para describir la densidad de potencia de radiación solar incidente en una superficie, expresada en watts por metro cuadrado. El estudio y la medición de la irradiancia solar son importantes en aplicaciones relacionadas con el uso de energías alternativas. Existen diversas técnicas y dispositivos de medición de la radiación solar, como los piranómetros, la generación de mapas de radiación basados en elementos fotovoltaicos, mediante aplicaciones GPS, o sistemas de información geográfica. Las principales limitaciones de estas alternativas son la eficiencia, altos costos de instalación e implementación, la necesidad de sistemas de control, alto consumo de energía, complejos diseños, limitantes ambientales y asequibilidad, entre otros. En este trabajo, se ha diseñado un prototipo de medición para obtener los datos de irradiancia solar de un lugar determinado. El equipo está formado por un arreglo de celdas solares monocristalinas sobre una semiesfera, un sistema de adquisición de datos y un sistema de transmisión. El prototipo permite determinar los valores de irradiancia solar incidente en un arreglo de celdas solares fotovoltaicas distribuidas en una semiesfera en diferentes inclinaciones y orientaciones. Los valores de la irradiancia incidente en cada celda se miden a través de la corriente de cada celda solar. Estas medidas son transmitidas a una computadora (usuario o destino) mediante dos módulos de comunicación Xbee (transmisor y receptor) basados en el protocolo de red IEEE 802.15.4, para su visualización y análisis. Este documento describe las especificaciones del diseño y funcionamiento del dispositivo, las pruebas preliminares realizadas y los resultados obtenidos. Dentro de las características de este dispositivo cabe resaltar que, a diferencia de las alternativas existentes en el estado del arte, este dispositivo tiene la ventaja de ser autónomo, permitir fácilmente la transmisión de los datos, fácil instalación, cuenta con diferentes sistemas de alimentación.

• Autores: Rodriguez Jimenez, Anderson Ferney; Muñoz Molina, Felipe
• Tipo de recurso: http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
• Fecha de publicación: 2016
• Institución: Universidad Industrial de Santander
• Repositorio: Repositorio UIS
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/35055
• Acceso en línea: https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/35055; https://noesis.uis.edu.co
• Palabra clave: Uso Racional De La Energía (Ure) Y Energías Renovables (Er).; Solar irradiance is the magnitude used to describe the power density of solar radiation incident on a surface; expressed in Watts per square meter. The study and measurement of solar irradiance are important in applications related to the use of alternative energies; such as in the design of Solar Parks. There are diverse technologies and devices and techniques for measuring solar radiance; such as radiometers; the generation of maps of radiation based on photovoltaic elements; GPS applications; or geographic information systems. The principal limitations of these alternatives are the efficiency; high Installation and implementation costs; the need for control systems; high-energy consumption; complex designs; environmental barriers; and affordability; among others. In this work; a prototype has been designed to estimate the spatial distribution of the solar radiance on a specific location. The device consists of a cell array of mono-crystalline solar cells on a dome (semi-sphere); a data acquisition system; and a communication system. The prototype can determine the values of solar irradiance incident in an array of solar photovoltaic cells arranged on a dome at different inclinations and orientations. Values of incident irradiance in each cell is measured indirectly by measuring the current of each solar cell. Subsequently; the data are transmitted to a computer (user or destination) for display and analysis. The transmission is carried out through two Xbee communication modules (transmitter and receiver) based on the IEEE 802.15.4 network protocol. This document describes the specifications for the design and operation of the device as well as the results of the preliminary tests. Compared to alternatives existing in the state-of-the-art; this device has the following advantages: standalone operation; ease of data transmission; robustness to changing weather conditions; ease of installation; different power supply options.
• License: Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)