Banco de pruebas didáctico para aprendizaje y medición del rendimiento de paneles solares fotovoltaicos

Resumen

Con la construcción de este banco de pruebas se logra realizar la caracterización de sistemas solares fotovoltaicos autónomos y además medir el rendimiento de los paneles solares fotovoltaicos. Este banco de ensayos le permite a los estudiantes y usuarios conocer los componentes de un sistema fotovoltaico aislado para vivienda y validar el funcionamiento de cada uno de estos; componente de protección, las conexiones, el componente de transformación DC-AC, entre otros. El banco fue diseñado para realizar diferentes prácticas de laboratorio, tales como: identificar y evaluar la curva de operación de los paneles según la radiación recibida, medir voltaje y corriente de salida del sistema según sus conexiones en serie y paralelo, realizar conexiones para corriente directa o corriente alterna, entre otras. La práctica más compleja y relevante es la medición del rendimiento de los paneles solares, ya que se deben incluir unas resistencias a diferente capacidad medida para ir creando la curva de corriente vs voltaje (I vs V); se diseñó un circuito electrónico donde el panel es conectado a una carga resistiva variable y se registra el valor de corriente y voltaje. Para la medición de voltaje el multímetro se conecta en paralelo en el circuito y para la medición de amperaje se conecta en serie. Algunos de los resultados más importantes de las prácticas fueron; el poder identificar la variación significativa de la eficiencia de los paneles solares a medida que cambia la posición del sol, Identificar cómo la temperatura afecta el rendimiento del panel y determinar las condiciones excepcionales en las que un panel genera la energía especificada por el fabricante.

Palabras clave: banco de pruebas, energía solar fotovoltaica aislada, prácticas de laboratorio, rendimiento de paneles solares

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Referencias

[1] E. Rua, A. González, A. Granados, R. Ramírez, “Diseño estructural de transporte para sistema de bombeo portátil activado con energía solar fotovoltaica para el departamento de Boyacá”, Revista Ambiental Agua, Aire y Suelo, vol. 9, no. 2, pp. 1-11, 2019.

[2] E. Durán, M. Piliougine, M. Sidrach-de-Cardona, J. Galán, J. M. Andújar, “Different methods to obtain the I–V curve of PV modules: A review”, en Conference Record of the IEEE Photovoltaic Specialists Conference, 2008, pp. 1-6, doi: 10.1109 / PVSC.2008.4922578

[3] R. Lauretta, “Interviewee, El ingeniero debe formarse en energías renovables”, Instituto Tecnológico de Buenos Aire, 2017 [En línea]. Disponible en: https://www.itba.edu.ar/el-ingeniero-debe-formarse-en-energias-renovables/

[4] U. J. Barbosa, M. A. Mayorga, S. W. Santamaria, D. M. García, “Iluminación con energía solar fotovoltaica para autoservicios en Bogotá”, Ingenio Magno, vol. 5, no. 1, pp. 81-94, 2014.

[5] E. J. Velásquez Solano, J. B. Solano Rodríguez, “Banco de pruebas de energía solar fotovoltaica con el fin de generar energía eléctrica para las luminarias de la Plazoleta a la Vida de la Universidad Francisco de Paula Santander, Ocaña”, tesis doctoral, Universidad Francisco de Paula Santander, 2015.

[6] A. López, C. Montoya, “Prototipo de laboratorio que permite verificar parámetros técnicos en paneles”, trabajo de grado, Universidad de San Buenaventura, 2017.

[7] S. A. H. Moreno, E. R. Ramirez, A. D. L. Bonilla, G. G. M. Contreras, B. F. O. García, “Characterization of a monocrystalline photovoltaic solar panel with cooling to improve its performance”, Technology, vol. 10, no. 11, pp. 297-306, 2019.

[8] A. Durán, B. Romero, “Estudio de reconocimiento sobre la Energía Solar”, tesis de grado, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, 2016.

[9] H. Amirya, M. Benhmidaa, R. Bendaouda, C. Hajjaja, S. Bounouara, S. Yadira, K. Raïsa, M. Sidkia, “Design and implementation of a photovoltaic I-V curve tracer: Solar modules characterization under real operating conditions”, Energy Conversion and Management, vol. 169, no. 1, pp. 206-216, 2018, doi: 10.1016/j.enconman.2018.05.046

[10] F. P. Gasparin, A. J. Bu¨hler, G. A. Rampinelli, A. Krenzinger, “Statistical analysis of I–V curve parameters from photovoltaic modules”, Solar Energy, vol. 131, pp. 30-38, 2016, doi: 10.1016/j.solener.2016.01.061

[11] T. Khatib, A. Ghareeb, M. Tamimi, M. Jaber, y S. Jaradat, “A new offline method for extracting I-V characteristic curve for photovoltaic modules using artificial neural networks”, Solar Energy, vol. 173, pp. 462-469, 2018, doi: 10.1016/j.solener.2018.07.092

[12] A. M. Silva, F. C. Melo, J. H. Reis, L. C.G. Freitas, “The study and application of evaluation methods for photovoltaic modules under real operational conditions, in a region of the Brazilian Southeast”, Renewable Energy, vol. 138, pp. 1189-1204, 2019, doi: 10.1016/j.renene.2019.01.129

[13] R. García-Valverde, S. Chaouki-Almagro, M. Corazza, N. Espinosa, M. Hösel, R. R. Søndergaard, M. Jørgensen, J. A. Villarejo, F. C. Krebs, “Portable and wireless IV-curve tracer for >5 kV organic photovoltaic modules”, Solar Energy Materials and Solar Cells, vol. 151, pp. 60-65, 2016, doi: 10.1016/j.solmat.2016.02.012

[14] J. Polo, N. Martín-Chiveleta, M. C. Alonso-García, H. Zitouni, Miguel Alonso-Abella, C. Sanz-Saiza, y N. Vela-Barrionuevoa, “Modeling I-V curves of photovoltaic modules at indoor and outdoor conditions by using the Lambert function. Energy Conversion and Management”, vol. 195, no. 1, pp. 1004-1011, 2019, doi: 10.1016/j.enconman.2019.05.085

[15] E. R. Ramirez, S. A. H. Moreno, M. E. R. Soler, G. G. M. Contreras, R. B. León, “Learning of autonomous photovoltaic solar energy through a didactic test bench”, International Journal of Mechanical Engineering and Technology, vol. 10, no. 10, pp. 263-271, 2019.

[16] Measurement Principles of PV Current Voltage Characteristics, IEC 904-1.

[17] I. D. Mendoza Jiménez, E. A. Torres Suárez, “Construcción de un banco de pruebas solar fotovoltaico para el laboratorio de ingeniería mecánica de la Universidad Santo Tomás Tunja”, trabajo de grado, Universidad Santo Tomás, 2019.
Publicado
2021-01-02