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CONCLUSIONES
Una vez finalizada las actividades propuestas en el presente trabajo de
investigación, cuyo objetivo principal fue desarrollar un sistema de
generación de energía eléctrica alternativa con paneles fotovoltaicos, cuyo
objetivo fue logrado satisfactoriamente.
Se pudieron llegar a las conclusiones que serán descritas a
continuación de manera sistemática en función de los objetivos planteados.
En lo que respecta al objetivo específico “Analizar los requerimientos
técnicos necesarios para el desarrollo del sistema de generación de energía
eléctrica alternativa”, se pudo determinar que, de los sistemas existentes los
que tienen la tecnología más adecuada son los que poseen un seguidor del
punto de máxima potencia de los paneles fotovoltaicos, el cual varía según la
radiación recibida a lo largo de las horas solares efectivas.
Para proseguir, con lo que respecta al segundo objetivo específico,
“Realizar el estudio de carga para el desarrollo del sistema de generación de
energía eléctrica alternativa” para lograrlo se estudió la situación actual en la
universidad, específicamente en el área de estacionamiento del bloque F,
donde se obtuvo una carga de que superaba los 7kW; debido a este estudio,
se pudo determinar que la tecnología utilizada en el alumbrado son lámparas
de alto consumo (lámparas de vapor de sodio) hoy en dia.
Referente al tercer objetivo, “Diseñar el hardware y el software del
sistema de generación de energía eléctrica alternativa”, fue diseñado un
102
hardware con tecnología MOSFET, para la etapa de potencia controlada
mediante un módulo ARDUINO UNO R3, el cual cuenta con una interfaz
hombre-máquina, una pantalla LCD, la cual indica el estado del equipo
constantemente.
El software diseñado para cumplir este objetivo cuenta con subrutinas
las cuales permiten proteger las baterías la sobrecarga y descarga de las
mismas, lo cual permite garantizar la vida útil de estas, y una subrutina
sencilla para el seguidor del punto de máxima potencia en los paneles
solares.
En el caso de la subrutina del inversor, se logra la modulación a 60Hz lo
cual permite convertir el voltaje DC a voltaje AC, teniendo un arranque suave
en los primeros 2 segundos.
Respecto al objetivo de “Construir el prototipo a escala del sistema de
generación de energía eléctrica alternativa”, para logar este objetivo, se
procedió a integrar el hardware y el software, para esto se hizo uso de
componentes tales como un panel fotovoltaico, un arduino UNO R3,
resistencias, baterías, mofets, diodos, entre otros. Logrando así la creación
de un sistema de energía alternativa con paneles fotovoltaicos.
Por último, se cumplió el último objetivo específico, “Verificar mediante
pruebas de funcionamiento del diseño del prototipo a escala del sistema de
generación de energía eléctrica alternativa utilizando paneles fotovoltaicos”,
se realizaron pruebas, validando los resultados obtenidos.
103
RECOMENDACIONES
Concluida la presente investigación de pregrado, y una vez obtenidos
los resultados esperados, se pueden hacer una serie de recomendaciones,
las cuales son:
Para un mejor aprovechamiento de la energía eléctrica, ya bien
sea de la red o la generada de un sistema aislado fotovoltaico, se
recomienda la sustitución de las lámparas de vapor de sodio, por una
tecnología enérgicamente más eficiente, como son el caso de las lámparas
con tecnología LED.
En el caso del hardware, se puede mejorar haciendo uso de
unos sensores especializados el voltaje, la corriente y temperatura en la
carga de la batería.
Desarrollar un hardware y un software que permitan sincronizar
el sistema de generación de energía eléctrica alternativa con paneles
fotovoltaicos, con la red de servicio eléctrico.
Implementar un datalogger, el cual permita registrar los valores
de radiación solar, potencia generada, entre otros, con la finalidad de saber
la energía producida mensual o anualmente por las instalaciones
fotovoltaicas.
104
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Blog Factor Energia. Energias Alternativas. (Blog en línea). Disponible: https://www.factorenergia.com/es/blog/eficiencia-energetica/que-son-energias-alternativas/. (Consulta: 2018, noviembre 19)
Anexos
Anexo A ENTREVISTA NO ESTRUCTURADA. GUION DE ENTREVISTA
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ANEXO A
ENTREVISTA NO ESTRUCTURADA
GUION DE ENTREVISTA
ASUNTO: Análisis del sistema de energía eléctrica alternativo con paneles
fotovoltaicos
DIRIGIDO A:
N° INTERROGANTES
1 ¿Qué tipos de panales existentes en el mercado recomienda? ¿Por qué?
2 ¿Cuales son las baterías a usar en un sistema de generación de energía eléctrica con paneles solares?
3 En sistemas de generación fotovoltaica, ¿Cual tipo de carga recomienda alimentar, motores, iluminación o circuitos mixtos?
4 En un sistema de generación de energía eléctrica con paneles solares ¿es preferible en isla o en paralelo al servicio eléctrico?
Anexo B CÁLCULOS REALES
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Cuadro 8. Irradiación Media Mensual
Mes 2015 2016 2017 Enero 9.78 9.72 9.65 Febrero 9.99 9.98 9.75 Marzo 9.94 10.13 10.32 Abril 10.51 10.63 10.50 Mayo 10.53 10.74 10.69 Junio 10.53 10.50 10.57 Julio 10.52 10.48 10.57 Agosto 10.61 10.53 10.56 Septiembre 10.55 10.56 10.65 Octubre 10.55 10.57 10.54 Noviembre 10.45 10.46 10.35 Diciembre 10.19 10.01 9.81 Fuente: NASA
ESTIMACIÓN DE LA DEMANDA
En primer lugar, debe estimarse la variación de la demanda a lo largo
del dia y el año, con los valores nominales de las lámparas y doce horas de
uso diario. (Ver cuadro 9)
Cuadro 9. Consumo medio diario del sistema de alumbrado
Cantidad Descripción Potencia[W] Horas de uso Consumo [Wh/día]
26 Lámparas LED PHILIPS
104 12 32448
Fuente: Catalogo PHILIPS
El mes con menos irradiación es enero, tomando 9,65 para calcular las
horas solares pico (HSP) obtenemos
퐻푆푃 =9650푊ℎ
푚 푑í푎1000푊 푚
퐻푆푃 = 9.65 ℎ 푑í푎
113
La producción teórica de energía diaria, por panel, durante estas horas
será:
퐸 = 퐻푆푃푥푃
퐸 =9,65ℎ ∗ 300푊
푑í푎 ,퐸 = 2895푊ℎ푥푝푎푛푒푙
푑í푎
El número teórico de paneles necesarios está dado por:
푁°푝푎푛푒푙푒푠 = 32448푊ℎ
푑í푎2895푊ℎ
푑í푎= 11,2푝푎푛푒푙푒푠
Si asumimos que el rendimiento global del sistema es del 70%,
obtenemos el número real de paneles.
푁°푟푒푎푙푑푒푝푎푛푒푙푒푠 =11.2푝푎푛푒푙푒푠
0,70 = 16,01푝푎푛푒푙푒푠
El banco de baterías, asumiendo la demanda para un día, rendimiento
de las baterías al 90%, una tasa de agotamiento al 50% y un sistema de 48
voltios es:
퐶 =32448푊ℎ
0,9푥0,5푥48푉 = 1502,2퐴ℎ
Se pueden utilizar dos módulos con un arreglo para 48V(cuatro baterías
en serie de 12V) compuesto por baterías de una capacidad de 810Ah, de
esta manera se aumenta la confiabilidad del sistema.
Anexo C CIRCUITOS
115
Figura 15. Circuito del Inversor Fuente: Orozco, Sandrea, Villalobos
116
Figura 16. Circuito del Regulador
Fuente: Orozco, Sandrea, Villalobos