XX International Symposium of Electrical Engineering
SIE 2023
Solar energy is one of the most important and
developed renewable energy sources today. There is a wide variety of
technologies and devices aimed at obtaining and using them, such is the case of
concentrated solar thermal plants based on parabolic trough concentrators. To
achieve greater performance in the amount of solar radiation captured by them,
it is necessary to incorporate a solar tracking mechanism to predict the Sun's
path and consequently properly orient the surface of the collectors. This
research provides a design proposal for a position control system for a parabolic
cylindrical solar concentrator based on free software and hardware, which
allows absorbing the greatest amount of solar energy possible during the day
from solar tracking by them. The positioning of these concentrators is carried
out by means of electrical drive, using for this purpose an Arduino Mega 2560
microcontroller as a control and command unit. Taking into account the
requirements of said system, the selection of the gear motor and other
measurement and control elements necessary for its development is carried out.
Likewise, two solar tracking algorithms are implemented, one by astronomical
coordinates and the other by sensor measurements, as well as a protection
mechanism against strong winds. Finally, the results obtained through several tests
carried out through an experimental prototype at the system scale are shown.
La energía solar es una de las fuentes de energía renovables más
importantes y desarrolladas en la actualidad. Existen una gran variedad de
tecnologías y dispositivos encaminados a su obtención y aprovechamiento, tal es
el caso de las plantas termosolares de concentración basadas en concentradores
de canal parabólico. Para alcanzar un mayor rendimiento en la cantidad de
radiación solar captada por estas, es necesario incorporar un mecanismo de
seguimiento solar para predecir la trayectoria del Sol y en consecuencia
orientar adecuadamente la superficie de los colectores. Esta investigación
brinda una propuesta de diseño de un sistema de control de posición para
concentrador solar cilíndrico parabólico basado en software y hardware libres,
que permita absorber la mayor cantidad de energía solar posible durante el día
a partir del seguimiento solar por parte de estos. El posicionamiento de estos
concentradores es llevado a cabo por medio de accionamiento eléctrico,
empleando para este propósito un microcontrolador Arduino Mega 2560 como unidad
de control y mando. Teniendo en cuenta los requerimientos de dicho sistema se
realiza la selección del motorreductor y demás elementos de medición y control
necesarios para su desarrollo. De igual forma se implementan dos algoritmos de
seguimiento solar, uno por coordenadas astronómicas y otro por mediciones de
sensores, así como un mecanismo de protección ante fuertes vientos. Finalmente,
se muestran los resultados obtenidos mediante varias pruebas realizadas a
través de un prototipo experimental a escala del sistema.
About The Speaker
MsC. Ailet Abreu López
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