101

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

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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

112

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