XX International Symposium of Electrical Engineering "SIE 2023"

XX International Symposium of Electrical Engineering

SIE 2023

Position control system for parabolic trough solar concentrators based on free technology

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

Ailet Abreu López

MsC. Ailet Abreu López

Universidad Central ¨Marta Abreu¨ de Las Villas Flag of Cuba


Discussion

Practical Info
Spanish / Español
November 13, 2023 5:39 PM
1 minute
Virtual
Authors
MsC. Ailet Abreu López
Dr. José Rafael Abreu García
Ing. Dayan Rey Hernández Betancourt
Keywords
arduino mega 2560.
concentrador solar de canal parabólico
parabolic trough solar concentrator
sistemas de seguimiento solar
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