Resumen de Comparativa de la eficiencia entre un sistema fotovoltaico con seguimiento solar y un sistema fotovoltaico fijo

Jorge Arturo Pelayo López, Alfredo Luna, Francisco Bernabé, Benjamín Guzmán Flores

• español

  Para generar de forma eficiente energía eléctrica utilizando paneles fotovoltaicos es indispensable que estos sean instalados de forma correcta. Para ello, se pueden implementar sistemas de control de posicionamiento (seguidor solar) mediante un algoritmo de búsqueda del punto máximo de energía, lo cual sirve para mejorar la eficiencia del sistema. Por tal motivo, en el presente trabajo se analiza el diseño y la construcción de un sistema fotovoltaico con seguimiento solar de dos ejes. El objetivo es determinar la eficiencia de este sistema frente a uno estático. El seguidor solar construido cuenta con celdas independientes que actúan como sensores y alimentan a los motores encargados de girar el panel fotovoltaico tanto en el eje vertical como en el horizontal. Para la adquisición de la energía generada por los dos sistemas de paneles solares se utilizó la tarjeta Arduino Nano 3.0 y diversos módulos. Los resultados de las pruebas realizadas se examinaron mediante el programa computacional SigmaPlot y la comparativa de grupos (ANOVA) de una vía. Asimismo, se realizó una prueba de rangos múltiples, que emplea el método de comparación múltiple de medias de Tukey.Luego se confrontaron los datos recabados durante un periodo de 29 días. Los resultados demostraron que en ese lapso la eficiencia promedio alcanzada por el sistema con seguimiento solar fue de 33 %, mientras que con el sistema fijo fue de 26.28 %. Además, se observó que, durante las primeras horas de cada día, el sistema fotovoltaico fijo logró generar más energía eléctrica que el sistema fotovoltaico con seguimiento solar.

• English

  The optimal installation of photovoltaic panels plays an important role for the efficient generation of electrical energy. To find the maximum energy point of a photovoltaic panel, the positioning control system (solar tracker) can be implemented by means of a technique or a search algorithm to improve the generation system efficiency. In the present work the design and construction of two shafted photovoltaic solar tracker system was addressed. The aim is to determine the efficiency of this system and compare with a fixed or static photovoltaic system. The solar tracker has independent cells that act as sensors and feed the DC motors responsible of turning the photovoltaic panel in both the vertical and the horizontal axis. For the acquisition of the power generated by each solar panel, an Arduino Nano 3.0 card and different modules were used, as well as the environment itself Arduino programming was also utilized. The results were examined through the SigmaPlot computer program. These results were analyzed by comparing groups (ANOVA) in one way, followed by a multiple range test, which uses Tukey's multiple measures comparison method. Field tests were conducted for a period of 29 days, and the results of both systems were compared. The results showed that, the average efficiency reached by the system with solar tracking during the experimental period, was 33%, while the fixed system achieved an average efficiency of 26.28%, therefore it is deduced that the percentage of the efficiency of the solar tracker system for this period was greater than the fixed system by 7%, approximately. Finally, it was observed that, during the first hours of each day, the fixed photovoltaic system managed to generate more electricity than the photovoltaic system with solar tracking.

• português

  Para gerar energia elétrica eficientemente usando painéis fotovoltaicos, é essencial que eles sejam instalados corretamente. Para isso, sistemas de controle de posicionamento (rastreador solar) podem ser implementados por meio de um algoritmo de busca para o ponto máximo de energia, que serve para melhorar a eficiência do sistema. Por este motivo, no presente trabalho é analisado o projeto e a construção de um sistema fotovoltaico com rastreamento solar de dois eixos. O objetivo é determinar a eficiência deste sistema contra um sistema estático. O rastreador solar integrado possui células independentes que atuam como sensores e alimentam os motores responsáveis por girar o painel fotovoltaico no eixo vertical e horizontal. Para a aquisição da energia gerada pelos dois sistemas de painéis solares, utilizou-se a placa Arduino Nano 3.0 e vários módulos. Os resultados dos testes realizados foram examinados através do programa de computador SigmaPlot e da comparação de grupo unidirecional (Anova). Da mesma forma, foi realizado um teste de múltiplas faixas, que utiliza o método de comparação de médias múltiplas de Tukey. Em seguida, os dados coletados durante um período de 29 dias foram comparados. Os resultados mostraram que, nesse período, a eficiência média alcançada pelo sistema de rastreamento solar foi de 33%, enquanto no sistema fixo foi de 26,28%. Além disso, observou-se que durante as primeiras horas de cada dia o sistema fotovoltaico fixo conseguiu gerar mais energia elétrica do que o sistema fotovoltaico com rastreamento solar.