Diseño y construcción de un sistema de seguimiento solar para un prototipo de colector cilindro-parabólico


Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.22517/23447214.24792

Palabras clave:

Algoritmo de Control, Colector Cilindro-Parabólico, Colector Solar, Concentración Solar, Sistema de Control

Resumen

La búsqueda de alternativas tecnológicas para satisfacer diversas necesidades globales, ha desencadenado un arduo proceso de investigación y desarrollos tecnológicos a nivel mundial para el aprovechamiento de los recursos renovables. Por su parte, los colectores lineales cilindro-parabólicos, han demostrado ser una alternativa para realizar el proceso de calentamiento de agua y para la producción de energia eléctrica. Por su parte, el grupo de investigación en sistemas de energia, automatización y control (GISEAC) de las unidades Tecnológicas de Santander, desarrollo un prototipo de colector Cilindro-Parabólico con materiales de bajo coste y disponibles en la región (Bucaramanga, Colombia). En consecuente, para mejorar el rendimiento del dispositivo, en este documento se presenta el dimensionamiento, implementacion y testeado de un sistema de seguimiento de trayectoria solar en un solo eje, en un colector Cilindro-Parabólico a pequeña escala, aplicando un sistema de control de lazo cerrado. El sistema de control está gobernado por un sistema integrado por un módulo ESP32 y un microcontrolador Raspberry PI3. El eje del dispositivo esta acoplado a un mecanismo compuesto por un sistema de transmisión de engranajes y cadenas, acoplado directamente a un motor eléctrico. El posicionamiento del Angulo del colector está determinado por  un sensor que mide directamente la cantidad de LUX e identifica por medio del algoritmo desarrollado, la ubicación con mayores niveles  de radiación solar directa incidente. De esta manera, el sistema puede seguir la posición solar durante todo el transcurso del día solar. Finalmente, se puede resaltar que el porcentaje máximo de desviación del sistema de  seguimiento solar, es inferior al 1%. A su vez, el rendimiento del sistema de seguimiento de trayectoria solar implementado “Sistema de seguimiento solar Automático”, aumento en un porcentaje superior al 40 % respecto al sistema de seguimiento inicial “Sistema de seguimiento solar manual”.  

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Biografía del autor/a

Brayan Eduardo Tarazona-Romero, Unidades Tecnológicas de Santander

was born in Floridablanca, Santander, Colombia in 1992. He received the Engineering degree in electromechanical from the Unidades Tecnológicas de Santander, Colombia, in 2015, the Magister degree in Renewable energy and energetic efficiency from the Universidad a Distancia de Madrid, España, in 2018 and currently study a Ph.D. in Energy efficiency and sustainability in engineering and architecture from Universidad del Pais Vasco, España. From 2016 to 2018, he was a professor at the Unidades Tecnológicas de Santander, Colombia. In 2019 he was a parttime research professor at the Unidades Tecnológicas de Santander, Colombia. Currently, he is a full-time research professor at the Unidades Tecnológicas de Santander, Colombia. His research interests include automation and industrial control, renewable energy, alternative solar thermal alternative solar desalination systems. Mr. Brayan´s attached to the Research Group on Energy Systems, Control and Automation GISEAC (Unidades Tecnológicas de Santander). He is previously recognized as a Minciencias, Colombia as a Junior investigator.

Arly Darío Rincón Quintero , Unidades Tecnológicas de Santander

was born in Aguachica, Cesar, Colombia in 1982. He received the degree in mechanical engineering from Francisco de Paula Santander University, Colombia, in 2005 and the degree Master in Energy Efficiency and Sustainability from the University of the Basque Country UPV/EHU, Bilbao, España, in 2013. He is currently pursuing the Ph.D. degree in Energy efficiency and sustainability in engineering and architecture with Basque Country UPV/EHU, Bilbao, España. He is a senior researcher before Minciencias, Colombia associate professor at the Unidades Tecnológicas de Santander, in the Faculty of Natural Sciences and Engineering.

Javier Gonzalo Ascanio Villabona, Unidades Tecnológicas de Santander

was born in Bucaramanga, Santander, Colombia in 1990. He received the Engineering degree in electromechanical from the Unidades Tecnológicas de Santander, Colombia, in 2015, the Magister degree in Renewable energy and energetic efficiency from the Universidad a Distancia de Madrid, España, in 2018 and currently study a Ph.D. in Energy efficiency and sustainability in engineering and architecture from Universidad del Pais Vasco, España. From 2015 to 2016, he was a professor of Unidades Tecnológicas de Santander (UTS). From 2017 to 2018 he was a part-time research professor UTS, Colombia. Since 2019 to Currently, he is a full-time research professor at the Technological Units of Santander, Colombia. His research interest area is the renewable energy, energetic efficiency and the conductive materials analysis. Mr. Javier´s attached to the Research Group on Energy Systems, Control and Automation GISEAC of the Unidades Tecnológicas de Santander. He is previously recognized as a Minciencias, Colombia as a Junior investigator. Since 2018 he is the leader of the EVOTEC research hotbed, at the Unidades Tecnológicas de Santander.

Camilo Leonardo Sandoval Rodriguez, Unidades Tecnológicas de Santander

is an Electronic Engineer, Master in Electronic Engineering and Ph.D (c) in Electronics and Telecommunications from the Universidad del Pais Vasco. Leader of the research group in energy systems, automation and control GISEAC of the (Unidades Tecnológicas de Santander) UTS. His areas of interest are: automatic control, signal processing and pattern recognition, applied to the analysis of materials and structures, and biomedical engineering. With 14 publications, more than 100 directed engineering degree works and more than 30 participations as a speaker in scientific and academic events. Consultant specialized in automatic control systems, participation in various technological development and innovation projects. He is recognized as an Associate Researcher (I) according to the Ministry of Science, Technology and Innovation of the Republic of Colombia, from 2018 to the present.

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Publicado

2023-03-31 — Actualizado el 2023-03-31

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Cómo citar

Tarazona-Romero, B. E., Rincón Quintero , A. D. ., Ascanio Villabona, J. G. ., & Sandoval Rodriguez, C. L. (2023). Diseño y construcción de un sistema de seguimiento solar para un prototipo de colector cilindro-parabólico. Scientia Et Technica, 28(01), 6–14. https://doi.org/10.22517/23447214.24792

Número

Vol. 28 Núm. 01 (2023): Enero-Marzo 2023

Sección

Eléctrica

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