Importancia
del seguimiento solar en las instalaciones fotovoltaicas Importance
of solar monitoring in photovoltaic installations Importância
do monitoramento solar em instalações fotovoltaicas RESUMEN El presente artículo consiste en determinar la cantidad de energía
que no se aprovecha en un panel solar fijo con respecto a un panel solar
movible (con seguimiento al sol). La toma de datos para esta investigación
se llevó a cabo en las instalaciones de la Universidad Nacional del Santa,
usando dos paneles idénticos, uno instalado en una posición fija y el otro
con seguimiento solar variando su ángulo horario e inclinación, tomando en
cuenta las condiciones climáticas de cada día (días claros y despejados).
Se tomaron datos en los días 11, 12, 13, 19 de Julio, 10,20, 26 de
septiembre y 07,10,22,23,24,25,28 de octubre. El día jueves 10 de octubre
fue uno de los días con más horas de cielo despejado en total 9 h y 55
minutos, por lo que se usó como base para el análisis, el porcentaje de
potencia no aprovechada fue mayor de 8:00 am a 10:00 am en un rango que va
desde 13.71% hasta 47.63% y de 2:00 pm a 6:00 pm desde un 17.24 % hasta
206.63 % debido a que en dichas horas los rayos del sol inciden de forma
inclinada. Palabras Clave: Ángulo horario, Inclinación, potencia desaprovechada, seguimiento
solar. ABSTRACT This
article consists of determining the amount of energy that is not used in a
fixed solar panel with respect to a movable solar panel (with sun
tracking). The data collection for this research was carried out at the
facilities of the National University of Santa, using two identical
panels, one installed in a fixed position and the other with solar
tracking varying its hour angle and inclination, taking into account the
conditions. weather conditions for each day (clear and clear days). Data
were collected on July 11, 12, 13, 19, September 10, 20, 26, and October
7, 10, 22, 23, 24, 25, 28. Thursday, October 10, was one of the days with
more hours of clear skies in total 9 h and 55 minutes, so it was used as a
basis for the analysis, the percentage of unused power was greater from
8:00 a.m. to 10:00 a.m. : 00 am in a range that goes from 13.71% to 47.63%
and from 2:00 pm to 6:00 pm from 17.24% to 206.63% because in those hours
the sun's rays affect in an inclined way. Key Words: Hour angle,
Inclination, wasted power, solar tracking. RESUMO Palavras-chave: Ângulo horário, Inclinação, energia desperdiçada, rastreamento
solar.
Este artigo consiste em determinar a
quantidade de energia que não é utilizada em um painel solar fixo em
relação a um painel solar móvel (com rastreamento solar). A coleta de
dados para esta pesquisa foi realizada nas instalações da Universidade
Nacional de Santa, utilizando dois painéis idênticos, um instalado em
posição fixa e outro com rastreamento solar variando seu ângulo horário e
inclinação, levando em consideração as condições do dia a dia. condições
meteorológicas (dias claros e claros). Os dados foram coletados em 11, 12,
13, 19 de julho, 10, 20, 26 de setembro e 7, 10, 22, 23, 24, 25, 28 de
setembro. Quinta-feira, 10 de outubro, foi um dos dias com mais horas de
céu claro no total de 9 he 55 minutos, por isso foi usado como base para a
análise, o percentual de energia não utilizada foi maior das 8h00 às
10h00: 00h00: 00h00 em uma faixa que vai de 13,71% a 47,63% e das 14h00 às
18h00 de 17,24% a 206,63% porque nessas horas os raios solares atuam de
forma inclinada.
1.
INTRODUCCION
El uso de las energías renovable es cada
vez más común, entre ellas una de las más destacadas es la energía Solar, no
obstante, el mayor problema de la energía solar es su eficiencia. Uno de los
factores que afecta la eficiencia de un panel solar es que a la hora de su
instalación, se coloca fijo en una sola posición y no siempre está orientado
directamente a los rayos del Sol, haciendo que no pueda aprovechar la radiación
solar en su totalidad, por otra parte, en las instalaciones con seguimiento
solar el movimiento sincronizado entre el panel solar y la posición aparente de
sol durante el día y a través del año, permite aprovechar una mayor cantidad de
radiación incidente, esto aumentará los niveles de corriente y voltaje
producidos por el panel generando una mayor potencia, dándole así, un mejor
rendimiento a comparación de un panel fijo.
A pesar de que la opción de usar una
instalación con seguimiento solar sería la más adecuada para evitar éste
desaprovechamiento de potencia en los paneles fijos, actualmente no es muy
rentable debido a su elevado costo de inversión.
2. ANTECEDENTES
•Arreola, G
(2015) en el artículo científico “Diseño, construcción y evaluación” nos dice que,
utilizando un colector solar con seguimiento, la energía total recibida en un
día claro puede ser del orden de un 30-45% mayor que para el mismo colector
solar estático.
•Camacás, P
(2017) en el artículo científico “Diseño e implementación de un sistema
automático de seguimiento solar para un generador termo solar” nos explica la
implementación de un sistema basado en ecuaciones de posicionamiento
astronómico que permitirán saber la posición del sol en cada hora del día, el
sistema de automatización se diseñó y programo utilizando Arduino como el
controlador principal.
•Escobar, M
(2010) en el artículo científico “Diseño e implementación de un seguidor solar
para la optimización de un sistema fotovoltaico” nos dice que para lograr la
optimización de la energía obtenida de una instalación fotovoltaica existen dos
metodologías. La primera consiste en mejorar los componentes internos de un
panel fotovoltaico de manera que su rendimiento aumente. La segunda consiste en
aumentar la cantidad de radiación solar recibida por el panel.
•Gabriel, V
(2010) en el artículo científico “Seguidor Solar de dos ejes para un horno
solar” nos dice que el sistema trabaja con motores controlados desde una
computadora personal. El algoritmo para el seguidor solar se desarrolló en un
lenguaje de programación visual, calcula los ángulos de seguimiento primario y
secundario del helióstato y los despliega en una pantalla.
•Abal, G
& Durañona, V (2013) en el artículo científico “Manuel Técnico de Energía
Solar Térmica” tiene como objetivo reunir en una publicación los conceptos
básicos, recomendaciones (buenas practicas) y otras informaciones útiles para
desempeñarse como Responsable Técnico de Instalaciones (RTI) de Energía Solar
Térmica (EST) en el Uruguay.
•Lusson, C
(2015) en el artículo científico “Seguidor Solar, optimizando el
aprovechamiento de la energía solar” nos habla de un de un dispositivo
encargado de obtener las coordenadas del Sol en cualquier momento del día, es
decir, un seguidor solar a dos ejes por punto luminoso.
•Lorente, J
(2010) en el artículo científico “Radiación Solar” nos habla sobre el
comportamiento de la radiación solar en el año.
•Sumano, F
(2012) en el artículo científico “Diseño y construcción de un sistema de
seguimiento fotovoltaico” nos explica la cosntruccion de un prototipo de
sistema fotovoltaico que sigue la trayectoria del sol.
3. METODOLOGÍA
La investigación es de tipo experimental
cuantitativa, se usó dos paneles fotovoltaicos de 50 watts (en el mes de julio)
y dos paneles de 150 watts (de septiembre en adelante); uno será un panel fijo
y el otro tendrá seguimiento al sol, este último estará apoyado en un soporte
movible con dos ejes de movimiento: el movimiento horario y la variación de su
inclinación (López, A. G. 1985). Con los paneles trabajando en paralelo
obtendremos datos de corriente y voltaje, registrando los valores cada cinco
minutos. En el caso del panel con seguimiento solar, se ajustará a un ángulo de
inclinación optimo según el mes en que se realice el experimento, y a lo largo
de cada día se ajustará el ángulo horario de tal manera que cada hora tenga su
respectivo ángulo horario, la ecuación del tiempo nos permitirá determinar el
tiempo solar verdadero. Se pretende medir tres días a la semana desde las ocho
de la mañana hasta las seis de la tarde, siempre y cuando el día cumpla con las
condiciones óptimas requeridas para la investigación (día despejado).
3.1 CRITERIOS PARA LA TOMA
DE DATOS
Al momento de medir se tendrán los
siguientes criterios:
• Registrar la irradiancia.
•
Tomar el dato de corriente en ambos paneles, siempre y cuando la irradiancia se
encuentre lo más cercana posible al valor
que se registró primero ya que esta es muy variable.
• Tomar el valor de voltaje en los paneles,
este se toma al último ya que es poco sensible al cambio de irradiación, pero
de igual modo procurando que el valor de irradiancia sea similar al que se
registró primero.
3.2 PARÁMETROS DE LOS PANELES:
Panel
fijo. Para el panel fijo se consideró un
ángulo horario de cero grados (ω=0°) y una inclinación de veinte grados
sexagesimales (β=20°), ángulo recomendado para las instalaciones fotovoltaicas
en la ciudad de Chimbote.
Ángulo
medio. El ángulo horario se varía 15° en un intervalo de una hora (Sumano,
F, 2012), pero en esta investigación tomaremos nuevos ángulos. Los datos se
tomarán cada 5 minutos, se ha considerado conveniente usar “ángulos medios” (ω*)
de los ángulos tradicionales (ω), todo esto con la finalidad de obtener mayor
aprovechamiento de la radiación y obtener mejores lecturas de corriente y
voltaje (Escobar, M. 2010).
TABLA I
Ángulos horarios medios por
cada intervalo de hora ( ° )
Intervalo horario |
Ángulo Horario ( |
||
7:00 - 7:55 |
-67.5 |
|
|
8:00 - 8:55 |
-52.5 |
|
|
9:00 - 9:55 |
-37.5 |
|
|
10:00 - 10:55 |
-22.5 |
|
|
11:00 - 11:55 |
-7.5 |
|
|
12:00 - 12:55 |
7.5 |
|
|
13:00 - 13:55 |
22.5 |
|
|
14:00 - 14:55 |
37.5 |
|
|
15:00 - 15:55 |
52.5 |
|
|
16:00 - 16:55 |
67.5 |
|
|
17:00 - 17:55 |
82.5 |
|
Nota: Estos
ángulos son la semisuma de los ángulos horarios tradicionales 0°, 15°, 30°,
45°, etc. cada uno con su respectivo intervalo horario.
Inclinación
(β). La inclinación óptima que se usará para cada mes, tiene la finalidad
de permitir al panel móvil aprovechar la mayor cantidad de irradiación
incidente. (Celso, R. 2015)
TABLA
ll
Radiación
Solar global estimada con distintos ángulos de inclinación para la ciudad de
Chimbote
MES |
Ene |
Febr |
Mar |
Abril |
May |
Juni |
Julio |
Ago |
Setie |
Octu |
Nov |
Dic |
|
ꞵ
( ° ) |
HT
(kW/m2) |
||||||||||||
0 |
0.482 |
0.505 |
0.712 |
0.649 |
0.553 |
0.538 |
0.486 |
0.520 |
0.457 |
0.517 |
0.410 |
0.653 |
|
5 |
0.471 |
0.498 |
0.713 |
0.664 |
0.575 |
0.565 |
0.507 |
0.535 |
0.460 |
0.513 |
0.403 |
0.634 |
|
10 |
0.458 |
0.489 |
0.711 |
0.674 |
0.594 |
0.588 |
0.525 |
0.547 |
0.462 |
0.506 |
0.394 |
0.611 |
|
15 |
0.442 |
0.478 |
0.704 |
0.681 |
0.609 |
0.607 |
0.539 |
0.555 |
0.461 |
0.496 |
0.383 |
0.585 |
|
20 |
0.425 |
0.464 |
0.692 |
0.683 |
0.620 |
0.623 |
0.551 |
0.560 |
0.457 |
0.484 |
0.370 |
0.556 |
|
25 |
0.405 |
0.447 |
0.677 |
0.681 |
0.627 |
0.635 |
0.559 |
0.562 |
0.450 |
0.469 |
0.356 |
0.525 |
|
30 |
0.384 |
0.428 |
0.657 |
0.675 |
0.630 |
0.643 |
0.563 |
0.560 |
0.442 |
0.452 |
0.340 |
0.491 |
|
35 |
0.361 |
0.407 |
0.634 |
0.664 |
0.629 |
0.646 |
0.564 |
0.555 |
0.430 |
0.432 |
0.322 |
0.455 |
|
40 |
0.337 |
0.385 |
0.606 |
0.650 |
0.625 |
0.646 |
0.562 |
0.546 |
0.417 |
0.410 |
0.303 |
0.418 |
|
45 |
0.311 |
0.360 |
0.575 |
0.631 |
0.616 |
0.641 |
0.556 |
0.535 |
0.401 |
0.386 |
0.284 |
0.379 |
|
50 |
0.285 |
0.334 |
0.541 |
0.609 |
0.604 |
0.633 |
0.547 |
0.520 |
0.383 |
0.360 |
0.263 |
0.340 |
|
55 |
0.259 |
0.306 |
0.504 |
0.583 |
0.588 |
0.620 |
0.534 |
0.502 |
0.363 |
0.332 |
0.242 |
0.300 |
|
60 |
0.232 |
0.278 |
0.464 |
0.554 |
0.568 |
0.604 |
0.518 |
0.481 |
0.341 |
0.303 |
0.220 |
0.261 |
|
65 |
0.205 |
0.249 |
0.421 |
0.521 |
0.545 |
0.583 |
0.499 |
0.457 |
0.318 |
0.273 |
0.198 |
0.224 |
|
70 |
0.181 |
0.220 |
0.377 |
0.485 |
0.519 |
0.559 |
0.477 |
0.431 |
0.293 |
0.243 |
0.177 |
0.190 |
|
Nota:
Este cuadro se basa en el análisis estadístico de la irradiación solar mensual
sobre superficies con diferentes ángulos de inclinación, por lo que proporciona
la inclinación óptima en la que se aprovecharía la máxima irradiación.
Irradiación (W⁄m2). Esta es
la responsable de que se genere concentración de energía en ambos paneles, su
incidencia en la superficie de la tierra depende de las condiciones de cada
día: si está despejado habrá más irradiación incidente que cuando está nublado
(Lorente, J., 2010).
Ecuación
del tiempo (minutos). Es la
discrepancia entre el movimiento del Sol medio (perfectamente uniforme con
intervalos de 24 horas entre dos pasos consecutivos del Sol por el meridiano
local) y el movimiento aparente del Sol verdadero, en minutos (Duffie, J. A.
and Beckman, W. A., 1991):
Et = Ecuación del tiempo
B =
Factor de corrección
n = Número de orden de día en el año
3.2
POTENCIAS EN AMBOS PANELES
Con la corriente de corto circuito y el
voltaje en circuito abierto se puede generar potencia nominal en ambos paneles,
la variable que se usará para la comparación de ambos paneles en la investigación.
P.MED =
Potencia Nominal puntual medida
3.3 PORCENTAJE COMPARATIVO
Una
vez obtenidas las potencias de ambos paneles se calcula un porcentaje
comparativo poniendo como base la potencia del panel con seguimiento solar, ya
que se desea demostrar que es más provechoso que un panel fijo. El porcentaje
de potencia se evaluará por medición puntual para analizar con una gráfica el
comportamiento del porcentaje de potencia que no se aprovecha en las instalaciones
fijas durante el día.
,
%Pot. no aprov = Porcentaje de potencia no
aprovechada.
1. MATERIALES
Fig. 3. Inclinómetro
Fig. 4. Dos paneles policristalinos
Fig. 5. Un soporte con los dos
movimientos solares de inclinación y ángulo horario.
2. PROCEDIMIENTO
La
toma de datos será desde las ocho de la mañana hasta las seis de la tarde en
las instalaciones de la Universidad Nacional del Santa con dos paneles gemelos,
no obstante, solo se analizará los datos registrados en las horas de cielo
despejado. Uno de los paneles estará fijo en una sola posición y el otro con
seguimiento solar variando su inclinación y su ángulo horario, ambos estarán
orientados al norte. Cada medición se hará en un intervalo de cinco minutos
midiendo paralelamente los datos de radiación, corriente y voltaje en ambos
paneles con los multímetros, para determinar el porcentaje de potencia
desaprovechada en el panel estático con respecto al panel móvil. Como se sabe
hay ángulos horarios para cada hora, pero para aprovechar al máximo la
radiación en el panel con seguimiento solar, se optará por usar “ángulos medios
horarios”, estos valores serán las semisumas de los ángulos tradicionales (ver
TABLA l).
Con la ecuación del tiempo se determinará el desfase horario y añadiéndole
este tiempo al intervalo de horas se variarán los ángulos medios midiéndolos
con en inclinómetro.
5.1 Ecuación del tiempo
Se
determinar el desfase horario para el día 10 de octubre:
Usando
la ecuación (2):
Usando la ecuación (1):
Los
valores resultantes de la ecuación del tiempo en minutos se redondean al valor
inferior inmediato en minutos que sea múltiplo de cinco, debido a que las mediciones
son cada 5 minutos desde las 8 de la mañana hasta las 6 de la tarde. Entonces:
Ahora
sumamos este retraso a la hora inicial y a la hora final de un intervalo
horario de la Tabla I, para determinar el verdadero intervalo horario,
conservando el ángulo original.
Tomaremos
como ejemplo el intervalo horario del ángulo -52.5°: (8:00-8:55) am
Para el
día 10 de octubre entonces se determinó con ayuda de la ecuación del tiempo el
verdadero intervalo horario.
hi: Inicio del primer intervalo de toma de datos
corregida.
hf: Término del primer intervalo de toma de datos
corregida.
Todos los
intervalos horarios del 10 de octubre se verán afectados por éste retraso
horario.
Contando con la inclinación óptima para
cada mes y el desfase horario para cada día se tienen los parámetros necesarios
para proceder a medir los valores de corriente y voltaje en el panel con
seguimiento solar.
Por
cada medición, se ingresan los valores de radiación, corriente y voltaje a
Excel.
5.1 CONSIDERACIONES
Para
nuestra investigación el día es óptimo cuando está despejado, porque al ver
radiación directa el seguimiento al sol es fundamental para aprovechar la
radiación al máximo. Sin embargo, cuando el día esta nublado será el panel fijo
el que genere mejores valores debido a la radiación difusa. Además,
frecuentemente ocurre que la captación de energía disminuye debido al
incremento de temperatura en las celdas del panel, lo que ocasiona una
disminución en el voltaje, entre otros factores como la velocidad del viento.
(Arreola.G,2015)
3. ANÁLISIS DE
RESULTADOS
A
continuación, se pondrá como ejemplo las mediciones del día 10 de octubre.
Inclinación y ángulo horario del Panel
fijo. Como se detalló en un inicio, el panel fijo tendrá una inclinación de
20° y un ángulo horario de 0°.
Inclinación de Panel con seguimiento Solar.
Para el mes de octubre, el ángulo de inclinación optimo es 0° (ver TABLA ll) pero
se optó por usar un ángulo de inclinación 10°, para no salir del plano real en
el cual se considera que las instalaciones fotovoltaicas deben tener un cierto
grado de inclinación obligatoria para evitar que se almacene el agua de las lluvias.
TABLA 3
Hora |
|
Panel con seguimiento |
Irradiación |
Panel fijo |
Potencia no aprove.(w) |
% de potencia no aprovechada |
||||
I(a) |
V(v) |
P(w) |
(w/m2) |
I(a) |
V(v) |
P(w) |
||||
08:00 |
-67.5° |
2.98 |
20.4 |
60.792 |
398.5 |
2.2 |
18.9 |
41.58 |
19.212 |
46.20% |
08:05 |
1.71 |
20.3 |
34.713 |
270.1 |
1.3 |
18.9 |
24.57 |
10.143 |
41.28% |
|
08:10 |
1.85 |
19.9 |
36.815 |
277.3 |
1.35 |
19.3 |
26.055 |
10.76 |
41.30% |
|
08:15 |
2.76 |
19.4 |
53.544 |
137.2 |
2.08 |
19.3 |
40.144 |
13.4 |
33.38% |
|
08:20 |
-52.5° |
2.41 |
19.8 |
47.718 |
410.5 |
1.87 |
19.3 |
36.091 |
11.627 |
32.22% |
08:25 |
2.99 |
20.7 |
61.893 |
496.8 |
2.15 |
19.5 |
41.925 |
19.968 |
47.63% |
|
08:30 |
2.72 |
19.8 |
53.856 |
484.7 |
1.98 |
19.5 |
38.61 |
15.246 |
39.49% |
|
08:35 |
2.93 |
19.9 |
58.307 |
389.5 |
2.23 |
19.5 |
43.485 |
14.822 |
34.09% |
|
08:40 |
3.78 |
19.9 |
75.222 |
470.3 |
3.1 |
19.8 |
61.38 |
13.842 |
22.55% |
|
08:45 |
3.96 |
19.8 |
78.408 |
488.6 |
3.35 |
19.9 |
66.665 |
11.743 |
17.61% |
|
08:50 |
4.35 |
20.2 |
87.87 |
489.1 |
4.03 |
20 |
80.6 |
7.27 |
9.02% |
|
08:55 |
4.75 |
19.7 |
93.575 |
517.8 |
4.12 |
20 |
82.4 |
11.175 |
13.56% |
|
09:00 |
5.25 |
20.10 |
105.525 |
562.3 |
4.40 |
19.1 |
84.0 |
21.485 |
25.57% |
|
09:05 |
8.70 |
20.20 |
175.740 |
845.6 |
6.88 |
20.1 |
138.3 |
37.452 |
27.08% |
|
09:10 |
8.85 |
20.50 |
181.425 |
867.3 |
6.93 |
20.1 |
139.3 |
42.132 |
30.25% |
|
09:15 |
8.98 |
19.20 |
172.416 |
878.4 |
7.43 |
19.1 |
141.9 |
30.503 |
21.49% |
|
09:20 |
-37.5° |
8.38 |
20.50 |
171.688 |
823.4 |
6.93 |
20.1 |
139.2 |
32.495 |
23.35% |
09:25 |
8.15 |
20.60 |
167.890 |
803.4 |
6.87 |
20.3 |
139.5 |
28.429 |
20.38% |
|
09:30 |
8.85 |
20.70 |
183.195 |
865.7 |
7.42 |
20.2 |
149.9 |
33.311 |
22.22% |
|
09:35 |
8.73 |
20.60 |
179.735 |
845.6 |
6.67 |
20 |
133.4 |
46.335 |
34.73% |
|
09:40 |
8.43 |
20.40 |
171.870 |
818.9 |
7.10 |
19.8 |
140.6 |
31.29 |
22.26% |
|
09:45 |
8.35 |
20.10 |
167.835 |
810.3 |
7.10 |
19.6 |
139.2 |
28.675 |
20.61% |
|
09:50 |
8.28 |
20.20 |
167.256 |
806.4 |
7.08 |
19.6 |
138.8 |
28.488 |
20.53% |
|
09:55 |
8.20 |
20.00 |
164.000 |
800.9 |
7.03 |
19.5 |
137.1 |
26.915 |
19.63% |
|
10:00 |
8.25 |
20.10 |
165.825 |
805.4 |
7.08 |
19.6 |
138.7 |
27.155 |
19.58% |
|
10:05 |
8.10 |
19.90 |
161.190 |
794.5 |
7.05 |
19.5 |
137.5 |
23.715 |
17.25% |
|
10:10 |
8.25 |
20.10 |
165.825 |
807.6 |
7.23 |
19.6 |
141.6 |
24.215 |
17.10% |
|
10:15 |
8.13 |
20.20 |
164.125 |
796.3 |
7.20 |
19.6 |
141.1 |
23.005 |
16.30% |
Mediciones puntuales de
corriente, voltaje potencia e irradiación, del día 10/10/19 con dos paneles
gemelos de 150 W.
Nota: Se
registraron las lecturas de corriente y voltaje que generaron ambos paneles al
mismo tiempo bajo las mismas condiciones, la toma de datos fue durante 10 horas
desde las 8:00 am hasta las 6:00 pm pero para el análisis solo se mostrará las
3 primeras horas, como podemos observar en el cuadro, los valores de corriente
en el panel móvil son superiores al panel fijo, y el porcentaje de potencia no
aprovechada en el panel fijo llegó hasta un 47.63% en ese intervalo de horas,
dicho porcentaje va disminuyendo conforme nos acerquemos al medio día ya que el
ángulo horario de ambos paneles se empieza a igualar, y la potencia extra
generada en el panel móvil solo se da gracias al ángulo de inclinación óptimo
para dicho mes, cabe resaltar que al alejarnos del medio día el porcentaje de
potencia desaprovechada vuelve a incrementar como si aprecia en la Fig.3 y Fig4
.1
6.1ANÁLISIS DEL PORCENTAJE DE POTENCIA NO APROVECHADA EN EL PANEL FIJO
Empleando la ecuación (11) podemos obtener
el porcentaje de potencia desaprovechada en el panel fijo respecto al panel con
seguimiento solar, viendo su comportamiento en función del tiempo.
Fig. 3- Porcentaje de potencia no aprovechada
durante un día de medición desde las 8:00 am hasta las 5:55 pm para el día
10/10/19.
Fig. 4. Porcentaje de potencia no aprovechada en el
panel fijo con respecto al panel móvil 10/10/19
En la Fig. 3 y
Fig. 4 se observa el comportamiento que tiene el % de potencia no aprovechada
en el panel fijo respecto al panel con seguimiento solar. Esta gráfica
demuestra que el desaprovechamiento es mayor de 8:00 am a 10:00 am en un rango
que va desde 13.71% hasta 47.63% y de 2:00 pm a 6:00 pm desde un 17.24 % hasta
206.63 % debido a que en dichas horas los rayos del sol inciden de forma
inclinada sobre la superficie horizontal del panel fijo y de forma directa
sobre el panel con seguimiento solar.
5.2
ANÁLISIS DE LA POTENCIA GENERADA POR AMBOS PANELES SOMETIDOS A DISTINTOS
NIVELES DE IRRADIACIÓN
También se puede determinar el
comportamiento que tiene la potencia nominal de ambos paneles a distintos
niveles de irradiancia, tomando lecturas de irradiación con un radiómetro en un
plano horizontal.
En
la Fig. 5 se observa cómo es que a igual irradiancia solar, el panel móvil
genera mayor potencia que el panel fijo, aumentando la diferencia de potencia
generada en las horas alejadas del medio día.
TABLA
IV
Cuadro
resumen de potencias y % de un día medido (10/10/19)
Intervalo de hora |
|
Pot. Panel con seguimiento (w) |
Pot. Panel fijo (w) |
% máximo |
8:00-8:10 |
-67.5 |
295.475 |
85.11 |
47.63% |
8:15-9:10 |
-52.5 |
1421.9215 |
1155.3275 |
39.49% |
9:15-10:10 |
-37.5 |
2027.5085 |
1691.0345 |
34.73% |
10:15-11:10 |
-22.5 |
2010.505 |
2015.027 |
27.52% |
11:15-12:10 |
-7.5 |
2105.877 |
2266.333 |
3.50% |
12:15-13:10 |
7.5 |
1921.246 |
1893.641 |
17.05% |
13:15-14:10 |
22.5 |
1705.488 |
1563.48 |
33.29% |
14:15-15:10 |
37.5 |
1637.8 |
1244.677 |
49.95% |
15:15-16:10 |
52.5 |
1168.688 |
765.344 |
104.60% |
16:15-17:10 |
67.5 |
1004.978 |
409.31 |
253.47% |
17:15-18:00 |
82.5 |
215.504 |
74.121 |
208.17% |
Nota: Se observa
el máximo porcentaje de potencia no aprovechada que se dio en cada hora de
medición, el durante el día se presenta mayores porcentajes de
desaprovechamiento de 8:00 am a 10:00 am y de 2:00 pm a 6:00 pm.
CONCLUSIONES
-
El porcentaje de
energía no aprovechada promedio en los días medidos es 28.31%.
-
Equiparar costos
por generación de energía, tomando precios facturados.
-
Proponer
alternativas para mecanismos y/o sistemas de seguimiento solar.
REFERENCIAS
[1] López, A. G., Sistemas de seguimiento del sol.,
Segunda (Ed.). Barcelona, Marcombo Boixareu Editores, 1985, p. 6.
[2] Sumano, F. El ángulo horario es igual a cero al
medio día solar y adquiere un valor de 15° de longitud. 2012, p. 15.
[3] Lorente, J.
Una parte de la irradiancia solar que incide en el suelo proviene
directamente del disco solar (irradiancia solar directa) y otra proviene del
cielo y las nubes (irradiancia solar difusa).2010, p 5.
[4]
Duffie J. A. and Beckman. La Education del tiempo.1991, p 11
[a] Google