Estudio de la incidencia solar en la región de Ciudad Juárez

Recolección de energía eólica
y solar para uso emergente
Estudio de la incidencia solar en la región
de Ciudad Juárez para caracterizar el potencial
solar-energético
Universidad Autónoma de Ciudad Juárez
Javier Sánchez Carlos
Rector
David Ramírez Perea
Secretario General
Antonio Guerra Jaime
Director del Instituto de Ingeniería y Tecnología
Martha Patricia Barraza de Anda
Coordinadora General de Investigación y Posgrado
Servando Pineda Jaimes
Director General de Difusión Cultural
y Divulgación Científica
Universidad Autónoma de Ciudad Juárez
Recolección de energía eólica
y solar para uso emergente
Estudio de la incidencia solar en la región
de Ciudad Juárez para caracterizar el potencial
solar-energético
Ricardo Enrique Pérez Blanco
Jesús Rodarte Dávila
Jenaro Carlos Paz Gutiérrez
Ismael Canales Valdiviezo
Área: Ingeniería y tecnología
Coordinación General de Investigación y Posgrado
Lisbeily Domínguez Ruvalcaba
Coordinadora de la colección
Pérez Blanco, Ricardo Enrique.
Recolección de energía eólica y solar para uso emergente: estudio de la
incidencia solar en la región de Ciudad Juárez para caracterizar el potencial
solar energético / Ricardo Enrique Pérez Blanco, Jesús Rodarte Dávila, Jenaro
Carlos Paz Gutiérrez, Ismael Canales Valdiviezo. Ciudad Juárez, Chih. : Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2010. (Colección Textos Universitarios,
serie Investigación)
30 p.; 30 cm.
Incluye bibliografía
Colección Reportes Técnicos de Investigación ISBN: 978-607-7953-80-7
Serie IIT, Vol. 2, ISBN: 978-607-7953-86-9
Se presenta un estudio de la energía fotovoltaica incidente en la región
de Ciudad Juárez; para ello se utilizaron celdas solares con diferentes orientaciones y para diferentes días. Los resultados obtenidos, se comparan con una
base de datos, que contiene la información de la radiación solar incidente sobre
la estación meteorológica 23044 de El Paso, Texas.
Energía fotovoltaica – Ciudad Juárez, Chihuahua – Investigación
Energía solar – Ciudad Juárez, Chihuahua – Investigación
Energía eólica – Ciudad Juárez, Chihuahua – Investigación
TJ812.5 P47 2010
D.R. © 2011 Ricardo Enrique Pérez Blanco, Jesús Rodarte Dávila,
Jenaro Carlos Paz Guitiérrez, Ismael Canales Valdiviezo
La edición, diseño y producción editorial de este documento estuvo
a cargo de la Dirección General de Difusión Cultural y Divulgación Científica,
a través de la Subdirección de Publicaciones
 
Corrección: Jorge Hernández Martínez
Diagramación: Diana Prado González
Diseño de cubierta: Diana Prado González
Primera edición, 2011
© 2011 Universidad Autónoma de Ciudad Juárez
Av. Plutarco Elías Calles 1210
Fovissste Chamizal, C.P. 32310
Ciudad Juárez, Chihuahua, México
Tel. +52 (656) 688 2260
http://www2.uacj.mx/publicaciones
RTI-FI-06
Índice
Resumen
Abstract Palabras clave
Usuarios potenciales
Reconocimientos
7
9
10
10
10
I. Introducción
11
II. Planteamiento
13
Antecedentes
13
III. Metodología
15
IV. Resultados
17
V. Conclusiones
25
Bibliografía
27
Resumen
L
a energía eléctrica es un elemento indispensable de cualquier actividad productiva de la vida moderna, ya que facilita el desarrollo socioeconómico,
tanto individual como comunitario. Sin este recurso no existe posibilidad
alguna de que las comunidades y el sector social y productivo tengan un
desarrollo sustentable. Aproximadamente el 72% de la electricidad que se genera
actualmente en México, se debe principalmente a la quema de combustible fósiles,
cuyas fuentes son limitadas y están en proceso de agotamiento (CFE, 2009).
Durante la combustión de los combustibles fósiles, el carbono reacciona con el oxígeno para formar dióxido de carbono, el cual es enviado a la atmósfera y se considera
el gas más peligroso en la generación del efecto invernadero (Sener, 2007; Semarnat,
2007). Además, en los últimos años el costo de los energéticos, principalmente el de
los hidrocarburos, se ha incrementado notablemente, lo que ha ejercido fuertes presiones sobre el costo de producción de la electricidad, aumentando los cargos económicos que enfrentan los consumidores. Conjuntamente, más de 3 millones de mexicanos aún no cuentan con el servicio eléctrico, ya que la mayor parte de ellos se ubican
en comunidades de difícil acceso.
El trabajo que a continuación se presenta, responde a la necesidad nacional de
ayudar a cumplir con los compromisos adquiridos por México al firmar (Naciones
Unidas, 1998) y ratificar (Naciones Unidas, 2009) el Protocolo de Kyõto. Estos compromisos están plasmados en el Programa Sectorial de Energía (PSE) y en el Plan
Nacional de Desarrollo (PND), mismos que conllevan a reducir la emisión de gases
del efecto invernadero y a contribuir a la disminución del calentamiento global.
Dentro de las estrategias que se plantean en el PSE, en el PND, en la Ley de Equilibrio Ecológico y Protección al Ambiente del Estado de Chihuahua (LEEPAE-Chih.) y en
el Plan Estatal de Desarrollo 2004-2010 del Estado de Chihuahua (PED-Chih.), se establece que el aprovechamiento de las energías renovables, el impulso a la innovación y
el desarrollo de tecnologías que permitan disminuir el impacto ambiental generado por
los combustibles fósiles tradicionales, pueden contribuir a lograr estos compromisos.
Estos programas también fomentan el fortalecimiento de los centros de investigación,
7
8
la formación de recursos humanos altamente calificados en el área de energías renovables, así como promover y apoyar proyectos energéticos sustentables que presentan las
instituciones nacionales, que fomenten la investigación en tecnologías de generación de
energía eléctrica a través de fuentes o convencionales y que puedan ser implementados
por los sectores social y privado.
Además de tener una gran riqueza en hidrocarburos, la República Mexicana cuenta también con una variedad muy importante en recursos energéticos renovables. Por
ejemplo, en La Ventosa, Oaxaca, se ha identificado desde hace mucho tiempo un gran
potencial eoloenergético, el cual se ha aprovechado para generar grandes cantidades
de energía eléctrica, sin tener emisiones de gases contaminantes. En el norte del
país, específicamente en el estado de Chihuahua, este recurso eoloenergético es muy
escaso y en su gran mayoría se encuentra en zonas de difícil acceso. Sin embargo, en
la región de Ciudad Juárez se cuenta con una gran incidencia solar, la cual es de las
más altas a nivel nacional y mundial (Paz, 2006, vol. 1).
Este recurso natural puede ser aprovechado para generar energía eléctrica, a través de las celdas solares, pero el fabricante no especifica manuales de instalación sobre cuál es la mejor posición para tener un mayor aprovechamiento en la adquisición
de rayos solares y, por ende, una mayor producción de energía. En la placa de datos,
se informa que la celda produce cierta cantidad de energía, pero se ignoran las condiciones climáticas de la región y la orientación de dónde se va a instalar.
En este trabajo se presenta un estudio de la energía fotovoltaica en función del
comportamiento de la posición de las celdas solares en diferentes temporadas del año,
para una región dentro de Ciudad Juárez.
Recolección de energía eólica y solar para uso emergente
Abstract
E
lectrical energy is an essential element of any productive activity of modern
life as it facilitates individual and community socio-economic development.
There is no possibility for communities to have a sustainable development
without this resource. Approximately 72% of electricity is currently generated in Mexico, mainly to fuel burning fossils, whose sources are limited and are in
the process of depletion (CFE, 2009).
During the combustion of fossil fuels, carbon reacts with the oxygen to form carbon
dioxide, which is sent to the atmosphere and is considered the most dangerous gas
that generates greenhouse effect (Sener, 2007; Semarnat, 2007). Furthermore, in recent years the cost of energy, mainly of hydrocarbons, has increased significantly and
has exerted strong pressure on the cost of electricity generation, increasing economic
charges faced by consumers. Together, more than 3 million of Mexicans still not have
electric power, since most of them are located in remote communities.
This work responds to the nation’s need to help with the commitments made by
Mexico to sign (Naciones Unidas, 1998) and ratify (Naciones Unidas, 2009) the Kyõto
Protocol. These commitments are reflected in the Energy Sector Program (PSE) and
in the National Plan of Development (PND) to reduce greenhouse gas emissions and
to contribute to the reduction of global warming.
From the strategies stated in the PES, the PND, the Law of Ecological Balance
and Protection of the Environment of the State of Chihuahua (LEEPAE-Chih.) and
in the Development State Plan 2004-2010 of the State of Chihuahua (PED-Chih.),
it is established that the exploitation of renewable energy, encouraging innovation
and development of technologies to reduce environmental impact generated by traditional fossil fuels, can contribute to achieving these commitments. These programs
also encourage the strengthening of research, training of highly qualified human
resources in the area of renewable energies, as well as promoting and supporting
sustainable energy projects that present national foster research in electrical energy
from sources generation technologies or conventional institutions and that can be
implemented by private and social sectors.
9
Resumen
10
Furthermore its richness in hydrocarbons, Mexico also has a very important range
of renewable energy resources. Long ago, in La Ventosa, Oaxaca, it has been identified
wind-energy potential which has been useful to generate large amounts of electricity
without emission of polluting gases. In the North of the country and specifically in
the State of Chihuahua, this wind-energy resource is very scarce and mostly located
in remote areas. However, in Ciudad Juárez there is a large solar incidence which is
the highest at national level and in the world (Paz, 2006, Vol.1).
This natural resource can be used to generate electrical energy from solar cells,
but the manufacturer does not specify installation manuals of what is the best position to have a better use in the acquisition of Sun’s rays and therefore increased
production of energy. The name plate advises that cell produces a certain amount of
energy, but ignores the climatic conditions of the region and the orientation of where
are you going to install it.
This work presents a study of photovoltaic energy depending on the behavior of the
position of the solar cells at different seasons of the year for a region of Ciudad Juárez.
Palabras clave:
Celdas solares, insolación solar.
Usuarios potenciales:
La población de Ciudad Juárez, la Universidad Autónoma de Ciudad Juárez.
Reconocimientos:
Los autores agradecen a la dirección del Instituto de Ingeniería y Tecnología de
la Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, por el apoyo económico brindado para
el desarrollo de este proyecto, así como también a la jefatura del Departamento de
Ingeniería Eléctrica y Computación.
Recolección de energía eólica y solar para uso emergente
I. Introducción
H
oy en día se considera que el petróleo, el gas natural y el carbón mineral, son
los principales combustibles para la generación de energía eléctrica, pero
estos combustibles son limitados, altamente contaminantes y sus precios
son cada día más altos. Por eso es necesario buscar otras alternativas para
generar energía eléctrica. Algunas de las acciones y objetivos contemplados en la Estrategia Nacional del Cambio Climático (Semarnat, 2007), en el Programa Sectorial
de Energía (Sener, 2007) y en la Ley de Equilibrio Ecológico y Protección al Ambiente
del Estado de Chihuahua (LEEPAE-Chih, 2005), son generar energía limpia utilizando
fuentes no convencionales, como son la velocidad del viento y la radiación solar.
En su paso a través de la atmósfera, parte de la radiación solar es atenuada por
dispersión y otra parte, por absorción. La radiación que es dispersada por la atmósfera, se conoce como radiación difusa. La radiación que llega a la superficie de la Tierra,
sin haber sufrido cambio en su trayectoria lineal desde el disco solar, se llama directa.
Conocer el flujo de la radiación solar directa y difusa, es importante para el análisis y
diseño de algunos sistemas solares. Por ejemplo, el valor de la radiación directa normal es necesario para calcular la radiación solar sobre superficies inclinadas, así como
para establecer el desempeño de colectores concentradores (Paz, 2006, vol. 2; EstradaCajigal y Almanza, 2005) o para alguna aplicación en especial (Pérez et al., 2006).
El flujo de energía sobre una superficie determinada, depende no sólo de la irradiancia que exista, sino también de la orientación que tenga la superficie en cuestión
respecto de la dirección de propagación de la radiación. La irradiancia será máxima sobre un plano que esté en posición normal a la dirección de propagación de la radiación.
En cambio, será mínima si el plano es paralelo a la radiación (Pérez et al., 2008).
Como región de estudio en este trabajo, se considerará la zona geográfica que ocupa el Instituto de Ingeniería y Tecnología (IIT) de la Universidad Autónoma de Ciudad Juárez (UACJ). En esta región de estudio, se registran incidencias solares con un
factor anual de 6-7 kWh/m2/día (Sandia National Labs, 2001; Paz, 2006, vol. 1), las
cuales están dentro de las incidencias más altas a nivel nacional, tal como se muestra
en la figura 1.
11
12
Solar
Radiation
kWh/m2/day
>9
8>9
7>8
6>7
5>6
4>5
3>4
2>3
1>2
Figura 1. Incidencia solar para la República Mexicana (SNL, 2001)
Además de ser un lugar con una incidencia solar alta, también posee un porcentaje
bajo de días nublados al año. Sin embargo, en muchas aplicaciones prácticas no basta
con calcular la radiación teórica que incide sobre un lugar o un equipo solar determinado, sino que es necesario realizar mediciones para tener los valores efectivos de
energía disponible o incidente sobre un colector en esa determinada región.
En este trabajo, se presenta un estudio de la energía fotovoltaica incidente en la
región de Ciudad Juárez; para ello se utilizaron celdas solares con diferentes orientaciones y para diferentes días. Los resultados obtenidos, se comparan con una base
de datos, que contiene la información de la radiación solar incidente sobre la estación
meteorológica 23044 de El Paso, Texas.
Recolección de energía eólica y solar para uso emergente
II. Planteamiento
D
Antecedentes
esde hace tiempo, en la UACJ se han venido desarrollando proyectos en
materia de energías renovables. Algunos de ellos son: “Aplicación de la
energía solar en el sistema de aire acondicionado de un automóvil” (Carvajal y Rentería, 2003); “Estudio de factibilidad para calentar e iluminar
un edificio con celdas de energía solar” (Camarena, 2005); “Celdas de combustible:
una fuente alternativa de energía eléctrica” (Casas y Castillo, 2005); “Estudio de la
energía fotovoltaica en función de la posición de las celdas solares” (Herrera y Cornejo, 2006); “Sistema fotovoltaico con energía de respaldo de la CFE, aplicado en el
alumbrado de un salón de clases” (Terrones, 2007); “Seguidor y cargador solar utilizando un sensor inteligente como protección y monitoreo de resultados” (Tamay y De
Santiago, 2007); “Estudio de la energía fotovoltaica en función del comportamiento de
la posición de las celdas solares” (Pérez et al., 2008).
También se han realizado estudios de la estimación solar en la zona, entre los que
destacan: Colectores solares planos I (Paz, 2006, Vol. 1); Colectores solares planos II
(Paz, 2006, vol. 2); Generación de imágenes para web con GDI+ (Paz, 2007).
Todos los trabajos anteriores, se han efectuado como respuesta a las necesidades surgidas de los problemas ocasionados por la contaminación del medio ambiente y buscando
aprovechar los recursos energéticos renovables que posee Ciudad Juárez, Chihuahua.
13
III. Metodología
P
ara medir la cantidad de radiación solar que llega al IIT, se usó una celda
solar de silicio monocristalino de la marca ICP Global Technology, la cual
tiene las siguientes características: una dimensión de 122 cm x 30.5 cm x
3.5 cm; potencia de 15 watts; corriente de salida de 1002 mAmps; voltaje a
circuito abierto: 15 volts.
Las lecturas de la corriente, se realizaron con un multímetro digital marca Fluye
187 cada 30 minutos de manera manual sobre tres celdas solares similares, las cuales
se encontraban a un ángulo de 0, 30 y 60º, respectivamente, con relación al horizonte.
Se realizaron mediciones durante el periodo comprendido del 1 de febrero al 30 de
mayo de 2008.
Cabe señalar que las mediciones no se realizaron todos los días, debido a que las
condiciones del clima no eran favorables en ese momento (días nublados, demasiado
viento, lluvia, etcétera). Al inicio de cada día, las celdas solares se limpiaban con alcohol para eliminar rastros de polvo que pudieran afectar las mediciones.
15
17
IV. Resultados
L
a figura 2 muestra el comportamiento encontrado para las celdas solares con
diferente orientación (la medición corresponde al 1 de mayo). Se observa cómo
la corriente se va incrementando con el transcurso del día, luego alcanza un
máximo y después desciende al caer la tarde. El máximo se alcanza alrededor del mediodía. También observamos que la mayor cantidad de corriente aumenta
conforme se disminuye la inclinación de la celda solar. Esto se debe a que cuando la
celda solar está sin inclinación, recibe mayor cantidad de radiación solar.
Cuando está con cierta inclinación (Ø), se aumenta el ángulo α (ver figura 3), el cual
tiene que ver con la cantidad de radiación que se pierde por estar la celda solar a determinado ángulo. De esta figura 3, también observamos que hay un ángulo δ, que tiene que
ver con la altura del sol sobre el horizonte, para que la celda empiece a generar energía.
0˚
1.0
30˚
60˚
Corriente (Amp)
0.8
0.6
0.4
0.2
Medición de 1˚ de mayo
0.0
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Hora del día
Figura 2. Comportamiento de las celdas solares en función de la hora del día
y de la inclinación con respecto al horizonte
17
18
Cenit
Amanecer
Ocaso
Figura 3. Efecto de la radiación solar con respecto a la inclinación de las celdas solares
Para poder analizar los datos que se obtuvieron, se ajustó una función gaussiana.
El comportamiento de las celdas cumple con esta función. Las figuras 4 a-c muestran
los datos obtenidos y la función ajustada. En las tres figuras, se observa que la función se ajusta muy bien a los datos obtenidos de manera experimental.
La figura 5 muestra el conjunto de estas funciones, así como el punto máximo de cada
curva. Para el día 1 de mayo, la salida del sol fue a las 6:22 a.m. y la puesta del sol, a las
7:44 p.m., es decir, se tuvieron 13:22 horas de luz solar. El sol alcanzó el cenit a las 13:03
horas. La normal de la celda solar colocada a un ángulo de 30º, estuvo directa al sol a las
10:50 a.m. Y para la celda solar colocada a un ángulo de 60º, fue a las 8:36 a.m.
Sin embargo, las horas a las que se encontraron los valores más altos de corriente
fueron: para 0º, 12:40 p.m., es decir, se tuvo un error del 3%; para 30º, 11:20 a.m., es decir, se tuvo un error del 4.6%.; y para 60º, 10:40 a.m., es decir, se tuvo un error del 24%.
En los dos primeros casos, el error es de un solo dígito y es bastante aceptable. Para
el caso de la celda solar con 60º de inclinación, el error es alto, por lo que es necesario
hacer más mediciones para tratar de reducir el error. Conforme se aumenta el ángulo
de inclinación de la celda solar, se observa que se alcanzan corrientes menores a tempranas horas de la mañana. Lo ideal para tener corrientes altas, es que la celda solar
esté siempre en dirección al sol, lo cual se puede obtener con un control electrónico.
La energía de la radiación solar que se recibe en una superficie determinada en un
instante dado, se conoce como irradiancia y se mide en unidades de W/m2. Otro concepto importante es el de insolación, que corresponde a la integración de la irradiancia en un periodo determinado. En otras palabras, es la energía radiante que incide
en una superficie de área conocida en un intervalo de tiempo dado. La insolación es
un parámetro clave en el diseño de sistemas solares.
Los factores principales que afectan la insolación sobre una superficie captadora
son: las condiciones climáticas y el ángulo de la superficie captadora con respecto a la
Recolección de energía eólica y solar para uso emergente
posición del sol. En lugares donde los días nublados son relativamente más frecuentes, la insolación promedio es menor. Cuando la latitud del lugar sobrepasa los 15º,
los días de invierno son apreciablemente más cortos que los de verano, lo cual resulta
en una mayor insolación promedio en el verano.
Por ejemplo, en las regiones lluviosas del sur de México, la insolación horizontal
alcanza 4 kW-h/m2 por día en el invierno; 5.2 kW-h/m2 por día en el verano y 4.5
kW-h/m2 por día como promedio anual. En las regiones áridas del norte de México, la
insolación horizontal alcanza 5 kW-h/m2 por día en el invierno; 8 kW-h/m2 por día en
el verano y 6.5 kW-h/m2 por día como promedio anual (SNL, 2001). Para nuestro caso
tomamos 7 kW/m2 para el mes de mayo.
En la figura 5 graficamos las lecturas máximas de la corriente en función de la
hora del día y por ello se hizo pasar una función gaussiana. Se toma como el ancho de
la irradiancia, la intersección entre la función y el valor de 0.5. Cabe señalar que la
gráfica está normalizada con respecto al valor máximo de la irradiancia, que nos indica el comportamiento de nuestra celda solar y la zona de mayor captación de energía
solar por parte de la celda.
También se realizaron mediciones para ver el comportamiento de la celda solar en
función de la época del año. Como se sabe, el sol no pasa siempre por el mismo lugar
y esto se debe por el movimiento de la Tierra. Esto se ilustra en la figura 6, donde se
observa que el sol se desplaza en el horizonte hasta alcanzar el verano. Ese día es
cuando se tiene la mayor cantidad de luz. Después se desplaza al otro lado hasta alcanzar el invierno, que es cuando se tienen los días más cortos y, por lo tanto, menor
cantidad de luz solar.
0˚
Corriente (Amp)
1.0
0.8
0.6
0.4
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Hora del día
Figura 4ª. Ajuste de una función gaussiana a los datos de la celda solar con inclinación de 0º
IV. Resultados
19
20
30˚
0.8
Corriente (Amp)
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Hora del día
Figura 4b. Ajuste de una función gaussiana a los datos de la celda solar con inclinación de 30º
0.7
60˚
Corriente (Amp)
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Hora del día
Figura 4c. Ajuste de una función gaussiana a los datos de la celda solar con inclinación de 60º
Recolección de energía eólica y solar para uso emergente
0˚
1.0
21
30˚
0.9
60˚
Corriente (Amp)
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Hora del día
Figura 5. Comportamiento del ajuste de las celdas solares en función de la hora del día
y de la inclinación con respecto al horizonte
1˚
de mayo
1.0
Corriente (Amp)
0.8
0.6
Irradiancia
7,000 W/m2
0.4
0.2
0.0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Hora del día
Figura 6. Irradiancia de la celda solar del día 1 de mayo
IV. Conclusiones
IV. Resultados
24
22
Trayectoria aparente
del sol en verano
O
N
Absorbente
S
Trayectoria aparente
del sol en invierno
E
Figura 7. Movimiento aparente del sol en la bóveda celeste en función de la hora del día
y la época del año (Paz, 2006, vol. 2)
Los resultados obtenidos se muestran en la figura 8, en la cual se observa cómo
la corriente va aumentando conforme se pasa del invierno a la primavera. Debido al
tiempo para la realización del proyecto, no fue posible realizar más mediciones. Sin
embargo, se espera que este comportamiento sea el mismo hasta el 22 de junio, que es
cuando entra el verano. Después de ese día, se espera que la corriente disminuya con
el paso de los días hasta llegar al 22 de diciembre, que es cuando comienza el invierno. De la figura 8, también observamos que el pico máximo se desplaza de la mañana
al mediodía. Esto se aprecia mejor en la figura 9, la cual es la misma que la figura 8,
sólo que se le ajustaron las funciones gaussianas.
Recolección de energía eólica y solar para uso emergente
Mayo 1
1.1
Marzo 1
1.0
Feb 1
0.9
Corriente (Amp)
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
Celda solar con 0˚
0.0
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Hora del día
Figura 8. Comportamiento de las celdas solares en función de la fecha y hora del día
Se esperaría que los picos máximos estuvieran siempre en la misma posición, pero
no es así. Esto se debe a que cuando el sol se mueve por la bóveda celeste, va quedando cada vez más cerca de la normal de la celda solar (ver figura 10). En el verano
prácticamente está sobre la celda y en el invierno forma un cierto ángulo con respecto
a la normal. Su variación es similar a la que se tiene cuando varía el ángulo.
IV.CRonclusiones
esultados
IV.
23
24
Mayo 1
1.0
Marzo 1
0.9
Feb 1
0.8
Corriente (Amp)
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
Celda solar con 0˚ de inclinación
0.0
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Hora del día
Figura 9. Comportamiento de las celdas solares en función de la fecha y hora del día
Verano
Invierno
Ø
Figura 10. Comportamiento del sol para diferentes épocas del año
Recolección de energía eólica y solar para uso emergente
V. Conclusiones
S
e realizó un estudio sobre las celdas solares variando el ángulo de inclinación
y para diferentes épocas del año, donde se encontró una dependencia de la
corriente con respecto a la inclinación de las celdas, siendo la de 0º la que
obtuvo una mayor corriente. En dos de ellas, se obtuvieron errores de un solo
dígito, lo cual nos da una gran confianza en los datos obtenidos. También se realizaron varias mediciones para diferentes días del año, para ver el comportamiento de la
corriente en función de los días del año.
Cabe señalar que este proyecto sólo tenía como objetivo hacer el estudio en la
primera mitad del año, dejando la otra mitad del año para otro proyecto que sea complemento de éste, para así tener un estudio completo y poder realizar un modelo que
nos ayude a predecir la cantidad de corriente esperada en determinada época del año
y para determinada inclinación.
Asimismo, es necesario desarrollar un control automático, que nos dé lecturas en
intervalos de tiempo menores y tener un mejor monitoreo de las corrientes y voltajes
de las celdas solares. Debido a la falta de este equipo, no fue posible la medición de la
potencia de la celda. También, para un trabajo futuro, se piensa realizar un estudio
de la influencia de la temperatura en las corrientes de las celdas.
25
27
Bibliografía
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Carvajal, Francisco y Sergio Rentería. “Aplicación de la energía solar en el sistema de
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