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Informe final Pasantía académica
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN DISPOSITIVO BÁSICO DE CONMUTACIÓN ENTRE FUENTE DE ENERGÍA FOTOVOLTAICA Y FUENTE
DE ENERGÍA AC SENOIDAL
Pasantes:
Brayan Shadai García Herrera Jairo Andrés Fuentes Díaz
Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad de ingeniería
Proyecto curricular de ingeniería eléctrica Febrero 2019
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Agradecimientos
En primer lugar a Dios quien nos permitió superar las distintas adversidades, a
nuestras familias por darnos el apoyo, entendimiento y la bondad, que nos
permitieron comenzar este sueño y lo que es más importante, tener las fuerzas
para terminarlo, al ingeniero Pedro Ángel García Hernández cabeza de la empresa
ROYHER S.A.S, por brindarnos los espacios e implementos necesarios para el
desarrollo de la pasantía y también su conocimiento, al ingeniero Víctor Hugo
Perilla Martínez, director de la pasantía por brindarnos su tiempo, conocimiento y
apoyo en todo el proceso.
A los docentes del proyecto curricular de ingeniería eléctrica de la universidad
Distrital Francisco José de Caldas, por su dedicación a la labor de docencia y por
querer formar profesionales íntegros que sean capaces de enfrentarse a los retos
que presenta el día a día, y a todos los que forman parte de la universidad por
acogernos durante estos años.
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Resumen
Este informe de pasantía evidencia el proceso de aprendizaje y también los
resultados que se dieron al desarrollar las actividades pactadas con la empresa
ROYHER S.A.S. En el desarrollo del documento, se presenta el contexto de la
energía solar en Colombia, lo referente a los componentes de un sistema
fotovoltaico, los tipos de estos sistemas y aquellos que están disponibles en el
país, se trata también la importancia de los conmutadores de fuentes para entrar
de esta manera al diseño y la implementación de este dispositivo, la descripción
de cada una de sus partes, su función dentro del conmutador y los diagramas que
exponen la conjunción de las partes para cumplir el objetivo principal del proyecto.
Este conmutador se desarrolló teniendo en cuenta que puede ser respuesta a una
necesidad evidenciada por la empresa, y que este podría ser ofrecido como un
servicio adicional a los que ya se tienen disponibles, después de realizar el
montaje y pruebas al dispositivo, se tuvo como resultado un conmutador básico
que si bien realiza la acción para la cual fue diseñado, bajo los estándares y
parámetros presentes el sistema eléctrico residencial, no cuenta con los
componentes que podrían describirse como más óptimos y que presentaría un
mejor funcionamiento del dispositivo.
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Tabla de Contenidos
1. Ficha técnica de la pasantía .......................................................................................... 6
2. Introducción .................................................................................................................. 7
3. Generalidades ................................................................................................................ 9
3.1. Objetivos ................................................................................................................ 10
3.1.1. Objetivo general............................................................................................... 10
3.1.2. Objetivos específicos ....................................................................................... 10
3.2. Justificación............................................................................................................ 11
3.3. Alcances y limitaciones .......................................................................................... 11
4. Marco histórico ........................................................................................................... 12
4.1. Contexto de la tecnología fotovoltaica y de sistemas híbridos ................................. 13
5. Marco conceptual ........................................................................................................ 20
5.1. Energía solar fotovoltaica ....................................................................................... 20
5.2. Componentes de un sistema fotovoltaico ................................................................ 22
5.2.1. Paneles y células fotovoltaicas ......................................................................... 22
5.2.2. Regulador ........................................................................................................ 24
5.2.3. Baterías ............................................................................................................ 24
5.2.4. Inversores ........................................................................................................ 25
5.3. Tipos de sistemas fotovoltaicos............................................................................... 26
5.3.1. Sistemas conectados a la red............................................................................. 26
5.3.2. Sistemas autónomos ......................................................................................... 27
5.4. conmutación entre fuentes ...................................................................................... 27
6. Inversores en el mercado colombiano ........................................................................ 28
7. Diseño del sistema de conmutación ............................................................................ 30
7.1. Etapa de adecuación y sensado ............................................................................... 30
7.2. Etapa de maniobra .................................................................................................. 37
7.3. Etapa de control ...................................................................................................... 43
8. Análisis de resultados, alcances e impactos de la pasantía ........................................ 46
9. Evaluación y cumplimiento de los objetivos de la pasantía ....................................... 50
10.Costos del conmutador………………………………………………………………...51
11.Conclusiones……………………………………………………………………………52
12.Recomendaciones………………………………………………………………………53
13. Referencias…………………………………………………………………………….54
14.Anexos…………………………………………………………………………………..58
5
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Algunos inversores híbridos, características y distribuidores en el país ........ 29
Tabla 2. Costos del conmutador ..................................................................................... 51
Tabla 3. Comparación de conmutadores ....................................................................... 52
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Mapa del sistema interconectado nacional ..................................................... 14
Figura 2. Prototipo I de nodo de generación y carga ..................................................... 15
Figura 3. Prototipo II de nodo de generación y carga ....................................................... 16
Figura 4. Prototipo III de nodo de generación y carga .................................................. 17
Figura 5. Niveles de radiación en Colombia................................................................... 21
Figura 6. Fabricación de célula y panel fotovoltaico ..................................................... 23
Figura 9. Configuración amplificador operacional en etapa de adecuación-traslación
…......................................................................................................................................31
Figura 10. Configuración amplificador TLV2374 como etapa de adecuación-traslación
…......................................................................................................................................32
Figura 11. Señales presentes en la configuración ........................................................... 32
Figura 12. Comparador cuádruple diferencial LM339D .............................................. 33
Figura 13. Comparador cuádruple diferencial LM339D .............................................. 33
Figura 14. Valores para la LM339D usada como comparador no inversor ................. 34
Figura 15. Transformación de la señal al pasar por la TLV2374 y LM339D ............... 35
Figura 16. Compuerta OR-EXCLUSIVA 74HC86N ..................................................... 35
Figura 17. Diodo 1N4148 e inversor 40106N .................................................................. 36
Figura 18. Construcción de un SCR ............................................................................... 38
Figura 19. Representación de un SCR ........................................................................... 38
Figura 20. Contactor energizado y des energizado ........................................................ 40
Figura 21. Aspecto físico contactor ................................................................................ 40
Figura 22. Hoja técnica contactores ............................................................................... 42
Figura 23. ATmega328 UNO .......................................................................................... 44
Figura 24. Montaje etapa de adecuación y sensado ....................................................... 47
Figura 25. Montaje de los SCR que gobiernan el accionamiento de los contactores en
el conmutador de fuentes ................................................................................................ 47
Figura 26. Contactores encargados de hacer la conmutación entre las fuentes ............ 48
Figura 27. Etapa de maniobra ........................................................................................ 48
Figura 28. Etapa de adecuación y sensado, tarjetas de potencia y ATmega328 ........... 49
Figura 29. Algunas señales presentes al hacer la conmutación ..................................... 49
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1. Ficha técnica de la pasantía
PASANTÍA ACADÉMICA
TÍTULO diseño e implementación de un dispositivo básico de conmutación entre fuente de energía fotovoltaica y fuente de energía ac senoidal
PASANTE 1 BRAYAN SHADAI GARCIA HERRERA
INFORMACION DEL PASANTE 1
C.C. 1’ 030. 630. 725
TELÉFONO 3057252061
EMAIL [email protected]
PROGRAMA DE LOS PASANTES
Ingeniería eléctrica
INSTITUCIÓN DEL PASANTE 1
Universidad Distrital Francisco José de Caldas
PASANTE 2 JAIRO ANDRÉS FUENTES DÍAZ
INFORMACIÓN DEL PASANTE 2
C.C 1’ 018.474.948
TELÉFONO 3164455939
EMAIL [email protected]
INSTITUCIÓN DEL PASANTE 2
Universidad Distrital Francisco José de Caldas
DIRECTOR INTERNO
Ing. OSCAR DAVID FLOREZ CEDIEL
EMAIL [email protected]
DIRECTOR EXTERNO
Ing. VICTOR HUGO PERILLA MARTINEZ
EMAIL [email protected]
DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO
Este proyecto consiste principalmente en la búsqueda de información, diseño e
implementación de un conmutador básico entre una fuente AC senoidal y una fuente
fotovoltaica, con el cual se busca que dicho conmutador sea sencillo y que tenga un costo
menor que los que se encuentran actualmente en el mercado, para que este posiblemente
sea ofrecido como una alternativa presentada por la empresa a sus clientes, o que pueda
ser visto como la base para el desarrollo de un conmutador propio, mucho más
desarrollado pero que cuente con los estándares de funcionalidad y bajo precio que
se persiguen en la presente pasantía.
7
2. Introducción
El desarrollo tecnológico y el crecimiento de la población en la actualidad, ha
desencadenado un aumento en la cantidad de recursos que necesita la sociedad
para realizar las actividades cotidianas, uno de estos recursos que se ha
contemplado como de primera necesidad para la humanidad es la energía
eléctrica, se han desarrollado diversas maneras de generar electricidad,
transportarla, distribuirla y comercializarla para garantizar que este servicio llegue
a todos los sectores tanto residencial como industrial en el país, pero, debido al
costo que implica estas cuatro etapas, la energía en Colombia resulta ser una de
las más costosas en América latina, también algunas maneras de producir energía
en el país tienen un alto impacto negativo en el medio ambiente por lo que desde
hace un tiempo se ha querido cambiar el paradigma de la generación de energía
eléctrica en el país, aprovechando los recursos renovables con los que se cuenta,
el difícil acceso a sitios para interconectarse a la red eléctrica en algunos sectores
del país también es un factor que afecta el hecho de poder llevar energía a todas
las partes que constituyen el territorio colombiano.
Colombia posee un gran potencial respecto a recursos para generar energía
eléctrica, como lo son el agua que ocupa más del 60% de la producción energética
del país, combustibles fósiles y viento, pero estos recursos requieren grandes
equipos que ocupan bastas cantidades de espacio para poder funcionar lo que
hace que se encuentren centralizados en puntos estratégicos del país donde se
pueda tener fácil acceso a estos y poder cumplir con la demanda de energía, por
lo cual se ha intentado adoptar el concepto de generación distribuida, equipos de
generación más pequeños, que se pueden ubicar en las cercanías del sitio que se
necesita y utilizar los recursos que se tienen disponibles en el área, eso sí, con
una menor capacidad de generación de energía.
Los sistemas fotovoltaicos, se han vuelto una solución muy factible para realizar
esta transición a un ambiente energético no solo relativamente más barato, sino
8
también más sostenible, y debido al gran desarrollo tecnológico en este sector,
también de fácil acceso, una de las características más atractivas del uso de
soluciones fotovoltaicas es la posibilidad de usar la energía producida por los
paneles solares en el momento en que se encuentre disponible el recurso que la
genera, y cuando no se cuente con este, poder utilizar la energía proveniente de la
red eléctrica o de otra fuente de energía como por ejemplo un grupo electrógeno,
estos sistemas que se pueden alimentar de varias fuentes de energía se conocen
como híbridos, en el mercado actual hay dispositivos que integran varios
elementos para realizar híbridos entre energía solar y otras fuentes de energía,
estos equipos no vienen diseñados para funcionar con el voltaje estándar
colombiano de 120 VAC / 60 Hz y si cumplen con el voltaje no son de buena
calidad o de alguna marca establecida y reconocida en el sector, para usar estos
equipos se necesita de transformadores que generan pérdidas de eficiencia y
sobrecosto en la solución, por lo cual la se ve la necesidad de realizar estudios
prácticos que permitan sentar las bases para el desarrollo futuro de una solución
para la conmutación a partir de diversos elementos y que de esta manera sea
económica, funcional, automática y que permita la integración de un sistema
hibrido con elementos individuales que estén disponibles en el mercado, así se
podrá mejorar la calidad de los servicios ofrecidos a aquellos clientes que los
deseen implementar y aportará al mismo tiempo al crecimiento de la
implementación de la energía solar y a la migración a un ambiente energético más
limpio y sustentable.
9
3. Generalidades
El gran potencial energético que tiene Colombia y principalmente la gran cantidad
de radiación solar que incide en el país hace que sea muy atractiva la idea de
migrar al tipo de energía renovable conocida como energía solar, últimamente se
ha presentado el surgimiento de empresas que ofrecen soluciones fotovoltaicas
generando la posibilidad de adquirir los equipos que se adaptan a las necesidades
del cliente, pero debido a que algunos elementos del sistema son muy costosos
para la aplicación que se desea, o no se adapta a las especificaciones de esta
misma, se ve como una necesidad el contar con elementos del sistema que sean
económicos, cumplan con las necesidades del cliente y que se puedan adquirir de
manera rápida y fácil.
La pasantía se desarrolló en tres fases fundamentales:
A) Fase de preparación: Esta es la fase en la cual, en primera instancia se
buscó la empresa en la cual se desarrolló la pasantía, se presentó el
anteproyecto de pasantía ante los entes pertinentes de la universidad, se
realizó la identificación del problema al cual la empresa le desea dar
solución y se empezaron a realizar los trámites pertinentes
correspondientes a la preparación de la documentación requerida tanto por
la empresa como por la universidad para poder dar inicio a las labores que
se establecen, teniendo en cuenta que toda labor que se desarrolle tendrá
estrecha relación con el programa curricular del cual los estudiantes son
parte y que les servirá como formación para afianzar diferentes aspectos
del ejercicio profesional.
B) Fase de desarrollo: el desarrollo de la pasantía se realizó con base en las
actividades que se propusieron en la primera etapa, contiene múltiples
actividades que están relacionadas tanto al ejercicio académico como lo
son la parte de investigación, uso de conocimientos previos adquiridos en la
formación universitaria, como con el ejercicio profesional como lo son
10
seguimiento y cumplimiento de metas, asesorías, entre otras, esta fase
permitió la integración de estas dos partes para la adquisición de
competencias que ayudarán al crecimiento personal de los estudiantes.
C) Fase de resultados: Esta es la última etapa con la cual se da el cierre a la
pasantía, en esta etapa se realizó este documento, el cual contiene las
evidencias de lo desarrollado a través de este ejercicio, se dan resultados
de la pasantía, así como también las conclusiones y algunas
recomendaciones para trabajos posteriores que puedan estar relacionados
con la empresa y con el proyecto que se trabajó a lo largo del tiempo que
duró la pasantía.
3.1 Objetivos:
3.1.1 Objetivo general.
Realizar el diseño para una implementación práctica de un dispositivo
básico que realice la conmutación entre una fuente eléctrica fotovoltaica
y una fuente de alimentación AC para la integración de un sistema
híbrido
3.1.2 Objetivos específicos.
1. Identificar los equipos híbridos ofrecidos en el mercado colombiano
que realicen la conmutación entre una fuente eléctrica fotovoltaica y
otra fuente de alimentación AC.
2. Realizar un diseño básico de un dispositivo de conmutación entre
una fuente eléctrica fotovoltaica y otra fuente de alimentación AC.
3. Realizar una práctica de implementación del diseño básico de un
dispositivo de conmutación entre una fuente eléctrica fotovoltaica y
otra fuente de alimentación AC.
11
4. Hacer un análisis aproximado de la factibilidad económica y
funcionalidad técnica que el dispositivo planteado pueda llegar a
tener si se dispone su construcción para comercialización.
3.2 Justificación:
Teniendo en cuenta la orientación que tiene la empresa ROYHER S.A.S.
respecto a que es un ente que ofrece entre su catálogo de productos
soluciones fotovoltaicas y el creciente interés de la academia en formar
ingenieros eléctricos integrales que se preocupen por el desarrollo del país
de una manera sostenible, teniendo como una de estas ramas la
implementación de sistemas que utilicen la energía fotovoltaica, se
evidencia que el desarrollo de esta pasantía es una herramienta importante
tanto para el crecimiento profesional de los pasantes como para la empresa
ya que esta podrá utilizar los conocimientos obtenidos de este proyecto en
aras del desarrollo tanto de la empresa como del sector de energías
renovables en los nuevos ámbitos energéticos y sociales de la comunidad
cercana a esta y también del país.
3.3 Alcances y Limitaciones:
Al finalizar el proyecto, se cuenta con un conmutador básico entre fuente de
alimentación AC senoidal y fuente eléctrica fotovoltaica (específicamente la
salida del inversor), que cumple con los objetivos planteados con
anterioridad en este proyecto, se cuenta también con los planos de dicho
conmutador básico, junto con la identificación clara de cada uno de los
dispositivos utilizados y la función que cumplen estos, el conmutador se
desarrolla con elementos que se encuentran disponibles en la empresa, y
responde a las necesidades de la misma, con respecto a los parámetros
eléctricos que en ella se manejan, si se desea exportar un conmutador
básico similar a necesidades diferentes, se tienen que realizar las
modificaciones pertinentes para adaptarlo a los parámetros de los
elementos que compongan el sistema en que se utilizará, se contempla la
12
posibilidad de hacer modificaciones al diseño utilizando otros dispositivos
que haciendo un análisis superficial pueden generarle un valor agregado al
proyecto, pero debido a la falta de los mismos en la empresa, no se utilizan
ni se hace una evaluación más a fondo de estos, pero, serán mencionados
en el transcurso de este documento como una posible opción.
4. Marco histórico
4.1 Contexto de la tecnología fotovoltaica y de sistemas híbridos:
Debido a que desde hace ya unas décadas se ha evidenciado la forma en
que rápidamente disminuye la disponibilidad de los recursos no renovables
a nivel mundial como lo son el petróleo, el carbón y el gas natural, se han
dado diversas investigaciones científicas en las cuales se ha concluido que
la energía solar es una de las más abundantes y de las que posee un
menor costo, se puede decir que desde 1954 la tecnología solar fotovoltaica
tuvo su inicio cuando investigadores de los laboratorios Bell de los Estados
Unidos desarrollaron la primera celda solar de estado sólido usando silicio
cristalino como material fotovoltaico [1], estas pensadas para su uso en
algunos programas espaciales de la época, pero como todo tiende a
evolucionar, también lo hizo la tecnología fotovoltaica, empleando otro tipo
de materiales como los polímeros cristalinos a finales de la época de los 80
[2], por lo tanto a través de estos materiales o variaciones de los mismos se
hace una transformación de la radiación solar en energía eléctrica [3], pero
esta energía por sí sola, es decir utilizando solamente la radiación del sol
no es suficiente, ya que esta no se encuentra disponible todas las horas del
día y tampoco es la misma en todas las zonas geográficas. [4]
Debido a esto se dio paso al surgimiento de tecnologías en las cuales se
podría apoyar la energía fotovoltaica para que esta presente una mayor
eficiencia y pueda utilizar otros recursos cuando la radiación solar no se
encuentre disponible. Estos son los sistemas híbridos que se dan cuando
13
dos o más sistemas de generación de energía se combinan en una sola
instalación. Estos sistemas están compuestos generalmente por fuentes
energéticas renovables y de ser necesario se complementan con grupos
electrógenos, dejándolos en la mayoría de los casos solo para funciones de
emergencia. [5] Este tipo de sistemas cuando son dimensionados de forma
correcta presentan ventajas técnicas, económicas y ambientales en relación
a sistemas que utilizan una única fuente renovable o sistemas tradicionales.
[6]
Haciendo un paralelo con la situación actual de Colombia respecto a las
zonas del país que se encuentran interconectadas a la red eléctrica y las
que no, se podría pensar que el poder contar con soluciones alternativas de
generación de energía eléctrica es algo fundamental para el país, ya que
como se observa y por diversos factores como lo son fuentes hídricas
disponibles o la difícil geografía de algunas regiones no es posible que
todas las zonas del país cuenten con el fluido eléctrico que es considerado
ya como un bien de primera necesidad, en el siguiente mapa podemos
observar las zonas que hacen parte y las que no, del sistema
interconectado nacional (SIN)
14
Figura 1. Mapa del sistema interconectado nacional (Fuente: Colombian National Electricity Grid)
Debido a esta problemática en el país se han venido desarrollado en las
últimas épocas, soluciones que permiten aprovechar los recursos que se
tienen presentes como la energía solar, eólica, hidráulica, diesel, entre otras
y la combinación de dos o más de estas en diversas zonas del país, como
se evidencia en el trabajo de los académicos Javier Guacaneme, Cesar
Trujillo y Rafael Peña [7], los cuales en su artículo “Generación híbrida de
energía eléctrica como alternativa para zonas no interconectadas”,
presentan los sistemas híbridos como una alternativa que aunque en costos
no es comparable con un sistema de generación convencional, debido a los
costos de logística, instalación, suministro, mantenimiento, y tiempo de
15
respuesta de reparación de fallas, debido a que se harán en zonas no
interconectadas, pero que, si se hace de manera correcta una evaluación e
implementación, puede dar como resultado un sistema viable y que
responda a las necesidades de la comunidad en la cual se desea
implementar, claro teniendo en cuenta todos los estándares de calidad de
energía, servicio y potencia que estas configuraciones puedan aportar, por
lo cual se dio luz a diversos prototipos que pueden llegar a tener una buena
implementación en el país y son los siguientes:
1. Un pequeño prototipo de nodo de generación y carga, con banco de
almacenamiento, conversión DC, barraje DC y conversor DC/ AC, Las
fuentes que alimentan el barraje DC, pueden ser generadores DC o AC
rectificados, la energía recibida es regulada para ser almacenada. En
este montaje es sencillo interconectar cualquier fuente sin importar su
naturaleza
Figura 2. Prototipo I de nodo de generación y carga. (Fuente: revista científica y tecnológica de la facultad de ingeniería, universidad Distrital
Francisco José de Caldas)
2. Otro prototipo de nodo de generación y carga, con banco de
almacenamiento, conversión AC, barraje AC y conversor DC/AC de
menor tamaño. Las fuentes conectadas al barraje AC son de
especificaciones exigentes, deben entregar energía eléctrica estándar
de 60 Hz con características de interconexión AC. Debido a que las
fuentes están conectadas directamente con la carga, el conversor
DC/AC es de menor tamaño, de operación bidireccional y con
16
características de interconexión con otras redes. El sistema puede
crecer aumentando las fuentes de generación y tiene la posibilidad de
funcionar sin banco de baterías.
Figura 3. Prototipo II de nodo de generación y carga. (Fuente: revista científica y tecnológica de la facultad de ingeniería, universidad Distrital
Francisco José de Caldas)
3. Una modificación al prototipo II es la propuesta para las ZNI en
Colombia, aprovechando la infraestructura ya en operación. En el
prototipo III se plantea un sistema en el cual la demanda es atendida
directamente por las fuentes, en el momento de superar la capacidad de
las fuentes, por medio de un control electrónico se obtiene energía a
través del conversor DC/AC, hasta que la carga de las baterías llegue al
40 o 50 % de capacidad, en ese momento se activa la planta diesel o a
gas para recargar las baterías.
Figura 4. Prototipo III de nodo de generación y carga. (Fuente: revista científica y tecnológica de la facultad de ingeniería, universidad Distrital
Francisco José de Caldas)
De estos sistemas concluyen que serán alternativas a los problemas de
suministro de energía del país, pero que se presentan otros problemas
17
como lo son los sistemas de almacenamiento en estos prototipos, pero
que solo se podrán ver soluciones reales al momento de implementarse, y
que se deben hacer las modificaciones que se vean pertinentes para cada
zona en la que se vaya a poner cualquiera de estos sistemas.
Otros trabajos que se pueden tomar para ver la capacidad que tiene el país
de solucionar el problema a través de sistemas híbridos de energía es el de
Luisa Marlen Carrillo, estudiante de la universidad Nacional de Colombia,
titulado “Generación de Energía con un Sistema Híbrido Renovable para
Abastecimiento Básico en Vereda sin Energización de Yopal – Casanare”
[8], en el cual se presenta todo el dimensionamiento del sistema utilizando
un sistema híbrido contando con energía solar fotovoltaica y energía eólica
para abastecer la vereda de mata negra, la cual fue seleccionada después
de estudiar las diversas condiciones de la región, se concluyó que aunque
la inversión inicial es alta, y su retorno de inversión es prolongado, este tipo
de sistemas es la mejor solución de generación, mirando principalmente el
impacto social que traerá a la comunidad al potenciar el desarrollo de la
zona ya que estos podrán contar con la disponibilidad de energía eléctrica,
y, se invita a realizar otros estudios e implementación de este tipo de
tecnologías y sistemas. A conclusiones parecidas llega el Msc. Juan
Pulgarín el cual en su tesis “potencial de generación eléctrica con sistemas
híbridos fotovoltaico-eólicos en zonas no interconectadas de Colombia” [9]
evidencia algunos de los mismo problemas que se nombraron con respecto
al trabajo anterior, pero que como en los otros casos se presenta a los
sistemas híbridos como la solución para el abastecimiento energético para
las zonas interconectadas, y que en Colombia el hecho de no contar con
tecnología actualizada puede ser uno de los principales problemas que no
han permitido que la totalidad del país cuente con el fluido eléctrico, por lo
cual se debe pensar en el contexto que han tenido las empresas que
importan, producen o comercializan las diferentes tecnologías que se
18
utilizan para la implementación de sistemas de energías alternativas en el
país, se analiza el desarrollo y el contexto de la energía solar fotovoltaica
en el país teniendo en cuenta que es el eje central de este documento pero
lo cual no significa que el resto de energías presentes en el país no tengan
gran potencial o sean de menor importancia, sino que por efectos prácticos
se centrará la búsqueda de información en aquello que corresponde a los
objetivos del presente documento.
La energía solar en Colombia se ha usado desde mediados del siglo
pasado, cuando se utilizaba esta para calentar el agua en Santa Marta en la
casa de los empleados de las bananeras, lo que dio bases para que este
tipo de sistemas fueran utilizados en sitios como Santander y Bogotá para
los mismos fines en centros de servicios comunitarios, estos sistemas
tuvieron su auge a mediados de los ochenta ya que eran bastante usados
en casi todo el país, inclusive con su medianamente elevado costo de
inversión inicial que estos representaban.
Por otro lado, el uso de la energía solar como fuente de generación de
energía eléctrica se dio a principios de los años 80 con el programa de
telecomunicaciones rurales de Telecom, ya que este tipo de generación
desde un principio se vio como una alternativa para las personas
pobladoras de zonas rurales donde la interconexión eléctrica al sistema
convencional es complicada, junto con el apoyo de la universidad nacional
de Colombia se pudo implementar este programa, en el cual se instalaron
pequeños generadores fotovoltaicos para algunos radioteléfonos rurales
[10], Desde entonces con el avance de la tecnología se ha desarrollado
cada vez más la tecnología solar fotovoltaica a tal punto de poder contar
con posibilidades de suministrar energía a una instalación eléctrica
completa de alguna residencia ,a vehículos eléctricos, o a cualquier aparato
que utilice como fuente de alimentación la energía eléctrica, aunque en el
país no se ha dado un mayor auge de esta tecnología si ha sido un gran
avance el hecho de que en la actualidad podamos contar con empresas en
19
el sector que ofrecen para los clientes que lo deseen la posibilidad de
tener soluciones fotovoltaicas que se adecuen a las necesidades que estos
tengan con una gran variedad de opciones y una gran gama de precios en
el mercado.
El establecimiento de empresas grandes en Colombia como CELSIA y el
creciente interés en tener una sociedad ambientalmente sostenible, dio pie
al establecimiento de diversas empresas centradas en el solución a las
problemáticas de ámbito energético que se presentan en el país, y en
ofrecer productos y servicios que tengan no solamente un impacto
ambiental positivo para la sociedad, sino también un impacto en el
desarrollo y la economía del país, este es el caso de la empresa ROYHER
S.A.S, una empresa que lleva en el sector desde hace más de 19 años, la
cual durante ese tiempo se ha planteado como objetivo el ser un medio de
apoyo a otras que deseen aumentar su competitividad implementando
nuevas tecnologías de naturaleza renovable como lo son la solar y la eólica,
ROYHER S.A., cuenta con reconocimiento en el sector eléctrico y diversos
casos exitosos de implementación de sus productos y servicios en los
cuales destacan un proyecto realizado en San Juan del Cesar en el cual se
realizó el diseño e implementación de un sistema fotovoltaico de 6.5 KWp
para bombeo de agua subterránea con una motobomba trifásica, supliendo
la necesidad de proveer agua para riego de cultivos en la Guajira y un
proyecto en el norte de Bogotá en el cual se hizo la implementación de
energía solar en zonas comunes de una residencia. Lo anteriormente
expuesto hace que esta empresa sea un referente del camino que deben
tomar las empresas que deseen ser parte del cambio de paradigma
energético en el país. [11]
20
5. Marco conceptual
5.1 Energía solar fotovoltaica La energía solar fotovoltaica es una fuente de
energía que produce electricidad de origen renovable, obtenida directamente a
partir de la radiación solar mediante un dispositivo semiconductor denominado
célula fotovoltaica, o bien mediante una deposición de metales sobre un
sustrato denominada célula solar de película fina.[12] La energía solar
fotovoltaica está indicada para un amplio abanico de aplicaciones donde se
necesite generar electricidad, bien sea para satisfacer las necesidades
energéticas de aquellos que no disponen red eléctrica (sistemas fotovoltaicos
autónomos) o bien para generar energía a la red eléctrica (sistemas
conectados a la red) [13]. La radiación solar es la materia prima en los
sistemas que funcionan con energía solar fotovoltaico, en el caso de Colombia,
la posición geográfica ayuda a que el país tenga un alto nivel de radiación el
cuál puede ser aprovechable, la evaluación del potencial solar del país se ha
realizado empleando principalmente información de estaciones meteorológicas
del IDEAM (Instituto de Estudios Ambientales), procesada para ser
transformada de información meteorológica en información energética. Para la
identificación de este aspecto determinante en el aprovechamiento de la
energía solar, se ha publicado el Atlas de radiación solar en Colombia. Este
Atlas es un conjunto de mapas que representa la distribución espacial del
potencial energético solar de Colombia; en estos mapas se establece el valor
promedio diario de radiación solar global, brillo y radiación ultravioleta solar que
incide sobre una superficie plana por metro cuadrado. De cada una de estas
variables se muestran los valores promedio en el tiempo mediante 13 mapas,
uno para cada mes del año y un mapa promedio anual [14]
21
Figura 5. Niveles de radiación en Colombia. (Fuente: ideam.gov.co)
Contando con estas variaciones de radiación solar, en el caso en que en algún
sitio del país que no cuente con una gran cantidad de radiación, no se podría
tener una gran generación de energía para alimentar por ejemplo una cantidad
improtante de instalaciones, por lo que se pueden utilizar dos términos en este
punto que son la generación distribuida y las instalaciones solares fotovoltaicas
de autoconsumo.
La generación distribuida es un concepto relativamente nuevo, es la
generación y el almacenamiento de energía eléctrica a pequeña escala, lo más
cercana al centro de carga, con la opción de comprar o vender energía
eléctrica con el sistema interconectado o trabajar aisladamente [15], este tipo
de generación permite sacar el máximo provecho de los recursos que se tienen
a la mano, en este caso el recurso que se tiene disponible no de forma
continua en todas las regiones es la energía solar, lo que da paso a la
22
instalación de sistemas solares fotovoltaicos de autoconsumo, estos son
aquellos que permiten al usuario generar su propia energía eléctrica. Es decir,
el usuario produce la energía en el mismo lugar donde la consume, a partir de
la radiación solar y de paneles fotovoltaicos. En los momentos en que el
consumo eléctrico de la instalación es superior a la energía auto producida por
la instalación fotovoltaica, se toma la energía que falta de la red eléctrica.
Resultan un tipo de instalaciones muy interesantes: técnicamente porque se
trata de una tecnología madura y suficientemente desarrollada, y
económicamente porque el dinero que cuesta la instalación se recupera con
facilidad en pocos años, a partir de la energía eléctrica ahorrada. [16]
Esto ha conducido a que en la actualidad y gracias al avance que se ha
presentado en la tecnología fotovoltaica, cada vez sean más las personas y
empresas que implementan este tipo de sistemas en las instalaciones donde
desempeñan sus actividades cotidianas, a tal punto que se considera que en
un futuro si las personas siguen participando activamente en la producción de
energía de forma autónoma, se pueda presentar un fenómeno en el cual el
mercado energético llegue a regularse de manera independiente de la bolsa de
energía del país.
5.2 Componentes de un sistema fotovoltaico
5.2.1 Paneles y células fotovoltaicas: Un panel fotovoltaico es la conexión
de varias células en paralelo y/o en serie, se conectan en serie para
aumentar la corriente y en paralelo para incrementar el voltaje. Para
ensamblar un panel fotovoltaico. Se utilizan principalmente, metales
(buenos conductores) y vidrios. En la figura 5, se muestra la
composición de la célula fotovoltaica a la izquierda y el panel
fotovoltaico a la derecha. Es un requisito que los módulos se fabriquen
de acuerdo a la norma internacional IEC61215 “Módulos fotovoltaicos
23
(FV) de silicio cristalino para aplicación terrestre. Cualificación del
diseño y aprobación de tipo o equivalente”.
Figura 6. Fabricación de célula y panel fotovoltaico. (Fuente: “diseño de un sistema fotovoltaico para el Suministro de energía eléctrica a 15 computadoras
Portátiles en la pucp”, Paulo Valdiviezo)
El componente principal de los paneles fotovoltaicos es la célula, su
funcionamiento es el que hace posible la obtención de electricidad a
partir de luz solar. Las células fotovoltaicas son sensibles a la luz, están
hechas de un material semiconductor, silicio en la mayoría de los casos,
el cual se excita ante la presencia de radiación (aumento de
temperatura) y los electrones pueden fluir del tipo P (positivo) al tipo N
(negativo), esto ocasiona un voltaje interno, el cual ante la presencia de
una resistencia se produce una corriente. [17]
24
Figura 7. Funcionamiento célula de silicio. (Fuente: “diseño de un sistema fotovoltaico para el Suministro de energía eléctrica a 15 computadoras
Portátiles en la pucp”, Paulo Valdiviezo)
5.2.2 Regulador: Este aparato tiene como función regular la carga y la
descarga de las baterías. Así, puede reducir la intensidad de corriente
producida por los módulos fotovoltaicos hacia las baterías en función del
nivel de carga de éstas, y llegar a desconectarlas del campo fotovoltaico
si han completado su carga. También puede cortar el suministro de
consumo desde las baterías si detecta que las mismas están a un nivel
de carga peligrosamente bajo [18]
5.2.3 Baterías: Estos elementos tiene como función principal el
almacenamiento de la energía eléctrica en los momentos en que la
energía que suministra el panel fotovoltaico es mayor a la que se está
consumiendo, esta energía almacenada puede ser posteriormente
usada cuando la radiación solar sea menor o nula, se entrega a los
equipos que lo necesiten a un voltaje que puede ser considerado
relativamente constante [19]
25
Figura 8. Banco de baterías. (Fuente: Dimensionado de sistemas fotovoltaicos, Luis Pravat, Universidad politécnica de
Cataluña)
5.2.4 INVERSORES:
Los sistemas fotovoltaicos producen una corriente continua, por lo cual
si se desea utilizar el sistema para alimentar cargas que funcionen con
corriente alterna es necesario un dispositivo electrónico que tenga la
capacidad de hacer la transformación de un tipo de corriente a la otra,
este dispositivo es conocido como inversor y dependiendo del tipo de
sistema puede encontrarse en diferentes posiciones en el sistema.
Las funciones principales de los inversores son: inversión DC/AC,
modulación de onda alterna de salida y regulación de valor eficaz de la
tensión de salida. Los inversores que se pueden encontrar normalmente
pueden ser monofásicos o trifásicos a 50-60 Hz, con diferentes voltajes
nominales de entrada con un amplio rango de potencias disponibles, de
unos pocos vatios hasta varios megavatios. Pueden operar conectados
a baterías o directamente al generador fotovoltaico y pueden estar
conectados a diferentes consumos o inyectar energía a la red eléctrica.
26
Existen tres tipos de inversores dependiendo la forma de onda que
generan a la salida:
1. Inversores de onda cuadrada: Son los más sencillos y los más
económicos, pero presenta un problema, su distorsión armónica total
es muy alta puede rondar el 40%, por lo cual se utilizar para cargar
pequeñas de naturaleza resistiva o inductiva, aunque algunos tipos
de carga no operan de una forma satisfactoria.
2. Inversores de onda modificada: estos inversores poseen una
distorsión armónica total más bajo que los anteriores, alrededor de
un 20% lo que genera que su rendimiento sea mayor al 90%, estos
son usados para electrificación rural para alimentar cargas de los
electrodomésticos más habituales, aunque con algunos de ellos
como impresoras y microondas pueden llegar a presentar
inconvenientes.
3. Inversores senoidales: debido a que tienen un filtrado cuidadoso de
la señal que generan son lo más usados para alimentar las cargas
AC, ya que no tienen inconvenientes en relación a la distorsión
armónica total.[13]
En el documento se hará referencia a la salida del inversor como fuente
fotovoltaica.
5.3 Tipos de sistemas fotovoltaicos:
5.3.1 Sistemas conectados a la red:
Este tipo de sistemas se encuentran conectados directamente a la red
eléctrica, de esta manera en el caso en que se cuente con una mayor
generación de energía de la que se está consumiendo, el sistema pueda
inyectar este sobrante a la red, para poder conectar el sistema a la red
[20], este debe estar sujeto a ciertos parámetros que garanticen el
correcto funcionamiento del sistema con la red, tales como cantidad de
27
potencia que se desea inyectar, márgenes de tensión y distorsión
armónica entre otros. [21]
5.3.2 Sistemas autónomos:
Estos sistemas son utilizados cuando en la zona donde se encuentra la
instalación o los equipos que se desean alimentar, no se puede conectar
a la red eléctrica, principalmente porque esta área se encuentra muy
alejada de la red eléctrica principal o por contar con una geografía un
tanto complicada para la instalación de infraestructura eléctrica
convencional [22], por lo cual se cuenta con este tipo de sistemas que
son ya una tecnología madura que permite aprovechar una de sus
características más ventajosas, como es la disponibilidad de una fuente
de energía libre y gratuita en el mismo lugar de consumo su alta
flexibilidad y modularidad. [23]
5.4 Conmutación entre fuentes:
La posibilidad de tener dos fuentes diferentes de energía a las cuales se pueda
acceder en el momento en que se requiera, por ejemplo la red eléctrica
convencional y las baterías de un sistema solar fotovoltaico, generó la
necesidad de contar con dispositivos que ofrezcan la posibilidad de realizar
este cambio a voluntad de la persona que se encuentra usando el sistema o
sistemas alimentados por las diferentes fuentes, estos dispositivos conocidos
como de conmutación se utilizan para asegurar la continuidad de la
alimentación de ciertos receptores prioritarios, por motivos de seguridad de
personas o para mantener un ciclo de producción, El mecanismo de
conmutación actúa o por un fallo en la alimentación principal, normalmente en
servicio, o por una orden voluntaria [24]
La conmutación se puede realizar con diversos aparatos por ejemplo en los
circuitos de potencia se pueden utilizar aparatos de maniobra como
contactores electromagnéticos o estáticos los cuales se pueden operar de
28
manera manual, es decir con intervención de una persona o de manera
automática, programando los elementos para que operen bajo condiciones
predeterminadas.
Existen tres tipos de conmutación de fuentes:
1. Conmutación síncrona: En donde la fuente principal y la de sustitución
tienen la posibilidad de sincronizarse, es decir, que sus vectores de tensión
estén en fase y que su frecuencia y amplitud sean idénticas, esta
conmutación ofrece grandes posibilidades en cuanto a que el cambio de
fuente puede realizarse antes del corte de tensión en la fuente en servicio,
con lo que los receptores no sufren ningún corte de alimentación.
2. Conmutación con corte: este tipo de conmutación es el más utilizado tanto
en alta como en baja tensión. El tiempo de conmutación varía normalmente
entre 0,5 y 30 s, lo que no excluye valores inferiores para ciertos casos
especiales.
3. Conmutación pseudosíncrona: se utiliza principalmente en sistemas de alta
tensión, su tiempo de conmutación suele ser del orden de los 150 ms, se
utiliza principalmente para accionar interruptores en sistemas que llegan a
presentar fallas. [25]
6. INVERSORES EN EL MERCADO COLOMBIANO
A continuación se presenta una tabla en la que se muestran algunos de los
diferentes inversores híbridos que se pueden encontrar en el mercado
colombiano, realizando una comparación de las características básicas que
presentan cada uno de ellos para visualizar las diferencias que se tienen
respecto a este tipo de dispositivos en la actualidad, también se evidencia los
distribuidores de los mismos en el país.
29
Tabla 1. Algunos inversores híbridos, características y distribuidores en el país
Nombre Voltaje de salida
Potencia de salida
funcionamiento proveedor
Inversores
serie PH-18
220 V
AC
10 KVA Tensión: 48 V DC
Potencia: 5 KVA
Consumo ON:50 W
Eficiencia: 93%
Suneo
energy
Steca Solarix
PLI
220/240
V AC
6/10 KVA Tensión: 24/48 V DC
Potencia: 3/5 KVA
Consumo ON:45/50 W
Eficiencia: >91%
Ferragro
Steca PI 230 V
AC
1,5/2,8 KVA Tensión: 12/24/48 V
DC
Potencia: 0,5/0,9 KVA
Consumo ON:6/10 W
Eficiencia: 93/94%
Ferragro
Inversor
Samlex
120 V
AC
1 KVA Tensión: 12 V DC
Potencia: 0,5 KVA
Consumo ON: 5W
Eficiencia: 91 %
Ingedcol
Inversor
Voltronic
230 V
AC
1 KVA Tensión: 75/145 V DC
Potencia: 5 KVA
Consumo ON: 7 W
Eficiencia: 93 %
Coexito
Inversor
Powest
120 V
AC
3 KVA Tensión: 12/24 V DC
Potencia: 2/6 KVA
Consumo ON: 5 W
Eficiencia: 90 %
Suneo
energy
Inversor
Ecossol
120 V
AC
2 KVA Tensión: 12/24 V DC
Potencia: 5/10 KVA
Consumo ON: 5 W
Eficiencia: 91 %
imsoltec
30
7. DISEÑO DEL SISTEMA DE CONMUTACIÓN
Para la realización del sistema se hizo necesario tener diferentes etapas las
cuales van a tener características muy específicas de funcionamiento de
manera individual, y que al acoplarse entre ellas, generarán la función
principal que es, la conmutación entre una fuente AC senoidal y la fuente
fotovoltaica con las que se cuentan.
Las etapas son: la etapa de adecuación y sensado de la señal, la etapa de
control y la etapa de maniobra.
7.1 Etapa de adecuación y sensado:
Esta etapa consta de un circuito electrónico en el cual se emplearon
diferentes elementos tales como amplificadores operacionales, compuertas
lógicas, resistencias y capacitores y que tiene como función realizar una
adecuación de la señal, lo que se desea es transformar la señal de entrada
de forma senoidal, en una serie de pulsos que sean detectables por el
micro controlador que se está empleando y que este permita junto con una
programación adecuada y elementos de maniobra en las otras etapas, la
conmutación entre las fuentes que se desean manipular, esta etapa se
desarrolló con los siguientes elementos:
• Amplificador operacional TLV2374: este es una amplificador
operacional con característica de riel a riel, esto quiere decir que es
más preciso debido a que alcanza los valores máximos de la fuente
de alimentación del operacional, lo que garantiza un mejor
desempeño de este, provee un ancho de banda de 3 MHz desde
solo 550 µA. [26]
La configuración normal de este amplificador para su uso como una
etapa de atenuación-traslación es la siguiente:
31
Figura 9. Configuración amplificador operacional en etapa de adecuación-
traslación (Fuente: apuntes Ing. Jhon Bayona)
Para el cálculo de los elementos que complementan al amplificador
operacional se tuvieron en cuenta los valores de entrada que están
ingresando al circuito y a partir de las ecuaciones que rigen el
comportamiento de la señal respecto al circuito se obtuvo:
Por hoja de especificaciones Rf = 1kΩ
𝑉𝑥 = 𝑉𝑐𝑐
+ 𝑅𝑓 𝑉 (Ecuación 1)
Por lo tanto:
Ra= 270 kΩ
2 𝑅𝑎
Po lo tanto:
C= 1 µF
𝐶 = 1
(Ecuación 2)
Por lo que el esquema del amplificador operacional TLV2374 queda
de la siguiente manera:
32
Figura 10. Configuración amplificador TLV2374 como etapa de adecuación-
traslación (Fuente: apuntes Ing. Jhon Bayona)
Como se especificó con anterioridad lo que se desea tener con esta parte
del circuito es una atenuación para una posterior transformación de la forma
de onda que va a continuar al resto del circuito, a continuación se muestra
las señales presentes:
Figura 11. Señales presentes en la configuración (Fuente: apuntes Ing. Jhon
Bayona)
Esta adecuación de la señal se llevará a los diodos rectificadores de
silicio que son los encargados en la etapa de maniobra de realizar la
actuación sobre los contactores, por lo cual se generan estos
intervalos de conducción para los diodos, al pasar por esta
33
compuerta el resultado es una atenuación de la señal a un voltaje
de 0.7 V pico.
• Comparador cuádruple diferencial LM339D: esta compuerta cumple
la función de comparadora de tensión, diseñada para conmutación
rápida y suele utilizarse en modo de bucle abierto. Este tipo de
comparadores de tensión dedicados tienen retardos de propagación
significativamente menores y son capaces de ofrecer tiempos de
respuesta más rápidos en condiciones de saturación [27]
Figura 12. Comparador cuádruple diferencial LM339D (Fuente:
STMicroelectronics)
La configuración que se utilizará para la LM339D en este circuito es
la que se muestra a continuación, teniendo como entrada al terminal
negativo de esta, la señal proveniente del amplificador operacional
TLV2374
Figura 13. Comparador cuádruple diferencial LM339D (Fuente: apuntes Ing Jhon
Bayona)
34
En este caso se utiliza la configuración de comparador no inversor
con la compuerta, esto permitirá que la señal senoidal de entrada
sea transformada en una señal cuadrada con una amplitud de 1.5 V.
Los valores típicos para esta configuración se ajustaron levemente
teniendo en cuenta los valores de las variables eléctricas presentes
en el circuito por lo cual estos se muestran en la siguiente figura:
𝑉𝑟1 = 𝑉𝑐𝑐
𝑅2 + 𝑅1 (Ecuación 3)
(Ecuación 4)
Figura 14. Valores para la LM339D usada como comparador no inversor (Fuente:
apuntes Ing. Jhon Bayona)
Por lo tanto la señal que se vería después de que esta pase por este
conversor seno-cuadrada sería la que se presenta a continuación:
35
Figura 15. Transformación de la señal al pasar por la TLV2374 y LM339D
(Fuente: apuntes Ing. Jhon Bayona)
• Compuerta OR-EXCLUSIVA 74HC86N: es una compuerta que
proporciona la función de OR exclusiva, esta compuerta tiene como
función en el circuito transformar la señal entrante desde el
comparador LM339 de una señal cuadrada, a un pulso que será el
encargado de accionar los contactores.
Figura 16. Compuerta OR-EXCLUSIVA 74HC86N (Fuente: apuntes Ing. Jhon Bayona)
36
• Diodo de recuperación rápida 1N4148: Es uno de los diodos de
conmutación para señales de silicio más conocidos y de más larga
vida debido a su fiabilidad y al bajísimo costo de producción. Gracias
al tiempo de recuperación inversa de solo 4 nanosegundos puede
ser usado en aplicaciones de conmutación con frecuencias bastante
elevadas, hasta 100MHz. [28]
• Inversor con disparador de Schmitt CD40106N: dispositivo que
conmuta la salida negativa cuando la entrada pasa por encima de
una tensión de referencia positiva. Luego, utiliza una realimentación
negativa para evitar cambiar de nuevo al otro estado hasta que la
entrada pasa a través de una tensión umbral inferior, estabilizando
así la conmutación en contra de la activación rápida por el ruido a
medida que pasa por el punto de disparo. [29]
Estos elementos juntos, el diodo de recuperación rápida 1N4148 y el
inversor con disparador de Schmitt CD40106N, tienen la función de
ser reguladores de ancho de pulso de la señal.
Figura 17. Diodo 1N4148 e inversor 40106N (Fuente: apuntes Ing. Jhon Bayona)
• Regulador de voltaje a 3.3 V: permite tener una tensión constante de
3.3 V para la alimentación de las compuertas que componen la etapa
de adecuación y sensado.
37
La totalidad de la etapa genera una señal de pulso que irá a la
etapa de maniobra a través de la cual se podrá dar el accionamiento
a los dispositivos contactores para que ellos puedan realizar la
conmutación entre la fuente AC senoidal y la fuente fotovoltaica, el
diagrama completo de la etapa de adecuación y sensado se
presenta en la sección de anexos de este documento, para que la
visualización de cada uno de los elementos constitutivos de este
tenga mayor claridad y sean identificados más fácilmente.
7.2 Etapa de maniobra:
En esta etapa se utilizan dispositivos que vamos a denominar de maniobra
debido a que estos tienen como finalidad el abrir o cerrar los circuitos para
realizar la conmutación entre las fuentes, estos reciben en su entrada la
señal que ha sido previamente adecuada para que sea detectable por estos
elementos, la conjugación de los elementos de maniobra permite la
realización de la acción de conmutación entre las fuentes AC senoidal y la
fuente fotovoltaica, los elementos que se utilizaron en esta etapa se
explican a continuación:
• Diodos rectificadores de Silicio (SCR): son dispositivos hechos de
cuatro capas de semiconductores P-N-P-N y pueden ser
considerados como un conductor PNP y uno NPN que trabajan
juntos, tienen como principal propósito servir como protección contra
los impulsos de descarga electrostática debido a su relativamente
alto nivel de descarga electrostática y su pequeña área.[30]
38
Figura 18. Construcción de un SCR (Fuente: apuntes Ing. Jhon Bayona)
Operación del SCR:
Cuando se inyecta corriente en la compuerta, entonces se
inyectan electrones de la región n-emisor a la región p-base.
Algunos de esos electrones que se difunden en la región p-
base, son recogidos por la región n-base.
Estos electrones recogidos por la región n-base, causan que
huecos sean inyectados de la región p-emisor en la región n-
base.
Los huecos difundidos a través de la región n-base, son
recogidos por la región p-base
Los huecos recogidos por la región p-base, actúan igual que
la corriente de compuerta. [31]
En el conmutador básico de fuentes, se utilizarán dos tarjetas de
potencia en las cuales encontramos cuatro diodos rectificadores de
silicio dispuesto de manera anti paralela, dos en cada tarjeta, junto
con elementos pasivos como resistencias y capacitores para su
correcto funcionamiento, este conjunto de elementos son los que se
encargan de recibir en sus terminales de entrada la señal
proveniente de la etapa de adecuación y sensado, esta señal
anteriormente atenuada y transformada al entrar al circuito
compuesto por los SCR, en primer lugar ayudan a disminuir el ruido
39
que pueda generar alteraciones en la señal, y en segundo lugar, al
pasar esta señal, permite que se activen las parejas de SCR que
gobiernan las bobinas de los contactores en los cuales se
encuentran conectadas las fuentes AC senoidal y la fuente
fotovoltaica, la actuación de estas parejas de SCR son las que
permiten que el circuito de fase se abra o cierre para permitir el paso
de las variables eléctricas presentes en el sistema.
Los SCR se activan de manera tal que las parejas que se encienden
o apagan no son las parejas que se encuentran en la misma fila, sino
se activan los pares de SCR en las esquinas opuestas, para de esta
manera poder aprovechar la señal en ambos semiciclos
dependiendo el par de SCR que se deseen activar y tener una
acción oportuna para su correcto funcionamiento. Debido a que entre
los materiales dispuestos por la empresa ya se encontraban los SCR
estos fueron los que se implementaron para el desarrollo del
conmutador, ya que se evidenció que se podrían utilizar otros
elementos que desempeñen las funciones de estos SCR, como los
triodos de corriente alterna o TRIAC, si estos se desean
implementar, se debe realizar un estudio del desempeño por aparte,
que no se tratará en este documento.
Figura 19. Representación de un SCR (Fuente: “SCR” https://unicrom.com/scr-
silicon-controled-rectifier/)
• Contactores: Definimos un contactor como aquél interruptor
mandado a distancia, que vuelve a la posición de reposo cuando la
fuerza de accionamiento deja de actuar sobre él. El funcionamiento
se basa en la excitación de una bobina que magnetiza a un núcleo
40
de hierro y éste a su vez atrae una armadura móvil a la cual van
unidos los contactos.
Figura 20. Contactor energizado y desenergizado (Fuente: “elementos
electromecánicos” Enrique Vilches)
A comparación de los relés que poseen la misma definición y forma
de funcionamiento, los contactores se utilizan en aplicaciones que
requieren valores de tensión y corriente más elevadas en
comparación con estos, el trabajo con elevados valores de tensión y
corriente hacen obligatorio dotar a los contactores con sistemas de
separación entre contactos, cosa que no es necesaria en los relés
[32]
41
Figura 21. Aspecto físico contactor (Fuente: “elementos electromecánicos” Enrique
Vilches)
Partes de un contactor:
Contactos principales: 1-2, 3-4, 5-6. Tienen por finalidad abrir
o cerrar el circuito de fuerza o potencia.
Contactos auxiliares: 13-14 (NO) Se emplean en el circuito de
mando o maniobras. Por este motivo soportarán menos
intensidad que los principales. El contactor de la figura solo
tiene uno que es normalmente abierto.
Circuito electromagnético: Consta de tres partes.- 1. El núcleo,
en forma de E. Parte fija. 2. La bobina: A1-A2. 3. La armadura.
Parte móvil. [33]
Para el desarrollo del conmutador se utilizaron dos contactores
marca CHINT número de serie NC1-0910, los cuales fueron
adquiridos y dispuestos por la empresa, estos contactores se
eligieron debido a que cumplen con las especificaciones necesarias
para el proyecto y por su bajo costo, las características que se
evaluaron para su selección debían cumplir con las presentes en las
fuentes a ser conmutadas y teniendo en cuenta al sistema eléctrico
colombiano se escogieron contactores con valores de voltaje de 110
42
V, y de corriente 12 A, a continuación se presenta la hoja técnica
de estos
Figura 22. Hoja técnica contactores CHINT (Fuente: http://www.chint.net/uploads/files/2011060216082124.pdf)
43
7.3 Etapa de control:
Esta etapa se realiza a través de un micro controlador, a partir del cual se
programó un código el cual al ser cargado al dispositivo permite realizar una
acción sobre uno u otro de los dos contactores que son parte de la etapa de
maniobra, la señal que fue acondicionada con anterioridad es la
responsable de actuar en los contactores y de esta manera permitir que la
acción sobre estos sea llevada a cabo, el micro controlador que se utilizó
para el conmutador de fuentes es el ATmega328, debido a que la empresa
ya había adquirido este dispositivo con anterioridad para el desarrollo del
proyecto, otros micro controladores pueden ser implementados, pero deben
hacerse las respectivas pruebas y estudios, los cuales no serán abarcados
en ese documento.
• Placa micro controlador ATmega328: ATmega328 es una plataforma
de creación de electrónica de código abierto, la cual está basada en
hardware y software libre, flexible y fácil de utilizar para los creadores
y desarrolladores. Esta plataforma permite crear diferentes tipos de
microordenadores de una sola placa a los que la comunidad de
creadores puede darles diferentes tipos de uso. El proyecto nació en
2003, cuando varios estudiantes del Instituto de Diseño Interactivo
de Ivrea, Italia, con el fin de facilitar el acceso y uso de la electrónico
y programación. Lo hicieron para que los estudiantes de electrónica
tuviesen una alternativa más económica a las populares BASIC
Stamp, unas placas que por aquel entonces valían más de cien
dólares, y que no todos se podían permitir. [34] el microcontrolador
ATmega328 cuenta con la licencia GNU (licencia pública general)
que es una licencia de derecho de autor ampliamente usada en el
mundo del software libre y código abierto, y garantiza a los usuarios
finales (personas, organizaciones, compañías) la libertad de usar,
estudiar, compartir (copiar) y modificar el software [35], esta
característica fue uno de los
44
puntos principales para escoger el ATmega328 para utilizarlo en el
proyecto, además de su bajo precio y fácil accesibilidad comparado
con otros micro controladores, es amplia la gama de productos
ofrecidos por la empresa del microcontrolador, pero, se escogió el
dispositivo ATmega328 UNO, debido a que es el dispositivo que se
pensó era más económico y podría ofrecer las características
requeridas respecto a la parte de programación que el proyecto
necesitara, utilizar dispositivos más robustos no solamente
aumentarían el costo final del proyecto en general, sino que iría en
contra de la simplicidad que se desea buscar para el desarrollo del
conmutador.
Figura 23. ATmega328 UNO (Fuente: prometec https://www.prometec.net/producto/arduino-uno/)
El código que se programó para realizar la conmutación entre las
fuentes a través del accionamiento de los contactores es el siguiente:
const int senalfoto = A0; */ Numero Entrada Analogica (señal acondicionada
proveniente del sistema fotovoltaico) */
const int red = 2; */ Numero Entrada Digital (señal acondicionada
proveniente de la red) */
const int bracito1 = 12; */ Numero Salida Digital para el control de
accionamiento del bracito 1 */
45
const int bracito2 = 13; */ Numero Salida Digital para el control de
accionamiento del bracito 2 */
int valorsenalfoto = 0; */ Valor Inicial */
int valorred = 0; */ Valor Inicial */
int valorbracito1 = 0; */ Valor Inicial */
int valorbracito2 = 0; */ Valor Inicial */
void setup()
Serial.begin(9600);
pinMode(senalfoto, INPUT); */ Inicializar Entrada Analogica */
pinMode(red, INPUT_PULLUP);*/ Inicializar Entrada Digital PULL UP */
pinMode(bracito1, OUTPUT); */ Inicializar Salida Digital */
pinMode(bracito2, OUTPUT); */ Inicializar Salida Digital */
void loop()
Serial.println(valorsenalfoto); */ Muestra en serial un valor de 0 a 256 de la
señal acondicionada haciendo referencia a una magnitud de señal entre 0 y
5 VDC */
valorsenalfoto = analogRead(senalfoto); */ Lectura de señal acondicionada
Fotovoltaica */
valorred = digitalRead(red); */ Lectura de señal acondicionada Red
*/
valorbracito1 = digitalRead(bracito1); */ Lectura Estado Actual bracito1 */
valorbracito2 = digitalRead(bracito2); */ Lectura Estado Actual bracito2 */
if (valorsenalfoto >= 900 && valorred == 1)
Serial.println(valorred);
digitalWrite(bracito1, 0);
digitalWrite(bracito2, 1);
Serial.println("LA TENSION DEL INVERSOR HA SUPERADO LA
MAGNITUD MINIMA PARA OPERAR "); */ Mensaje de Estado */
else
46
Serial.println(valorred);
digitalWrite(bracito1, 1);
digitalWrite(bracito2, 0);
Serial.println("LA TENSION DEL INVERSOR MUY BAJA"); */ Mensaje de
Estado */
*/ Logica de Apertura y Cierre de bracitos */
La conexión de la etapa de sensado y maniobra se hacen a través de los
siguientes pines del ATmega328:
PIN A0: se conecta la señal que llega de la etapa de adecuación y sensado
PIN 2: se conecta la señal acondicionada de la red
PIN 12: conexión tarjeta de potencia 1
PIN 13: conexión tarjeta de potencia 2
Terminado este procedimiento, el siguiente paso a realizar para el
desarrollo del conmutador, fue unir las tres etapas constitutivas de este en
una sola, el esquema de conexión de las etapas se encuentra en el
apartado de anexos de este documento, para que de esta manera puedan
ser identificadas sus partes con mayor claridad.
8. ANÁLISIS DE RESULTADOS, ALCANCES E IMPACTOS DE LA PASANTÍA
A continuación se presenta evidencia fotográfica de la manera en la cual se
realizó la disposición de los elementos de cada una de las etapas que
fueron mencionadas en el punto anterior, debido a que el conmutador para
esta pasantía, está pensado como un proyecto base, que podía dar a pie a
un dispositivo mucho más elaborado, los elementos están dispuestos en
protoboards, lo que genera el gran tamaño de este para que se tuviera la
facilidad de realizar pruebas de una manera cómoda, el tamaño puede
reducirse pero esto requerirá estudios y reemplazo de diferentes elementos
como ya se han mencionado en el documento, pero estos puntos no se
tratarán en el mismo.
47
• Etapa de adecuación y sensado:
Figura 24. Montaje etapa de adecuación y sensado
• Etapa de maniobra:
Figura 25. Montaje de los SCR que gobiernan el accionamiento de los contactores en el conmutador de fuentes.
48
Figura 26. Contactores encargados de hacer la conmutación entre las fuentes
Figura 27. Etapa de maniobra
49
Figura 28. Etapa de adecuación y sensado, tarjetas de potencia y ATmega328
Figura 29. Señales presentes al realizar la conmutación.
50
9. EVALUACIÓN Y CUMPLIMIENTO DE LOS OBJETIVOS DE LA
PASANTÍA
Al realizar pruebas al conmutador ya acoplado con sus tres etapas,
se vio que la acción de conmutación entre las dos fuentes se realiza
de manera correcta, al momento que se le da la orden el dispositivo
cambia entre las fuentes conectadas a los contactores permitiendo
el uso de una u otra fuente, según sea la disponibilidad con la que
estas cuenten, aunque se presentan pequeños inconvenientes tales
como una leve vibración en los contactores, y el retardo en la
conmutación si se da la orden de cambio entre fuentes, con lapsos
muy cortos entre un cambio y el otro de forma continua, esto se
puede evidenciar en la figura 29, donde se presenta un transitorio al
momento en que se da la orden de cambio, en la señal se presenta
una elevación de voltaje esto debido a que las tensiones presentes
en ambas fuentes no son exactamente 120 V, y en la red en la cual
se estaba probando el valor presente alcanzaba casi los 140 V, estos
problemas que no afectan significativamente el funcionamiento del
dispositivo y, se creen pueden ser solucionados al usar elementos de
mayor calidad haciendo referencia puntualmente sobre los
contactores y el micro controlador utilizados.
51
10. COSTOS DEL CONMUTADOR Y COMPARACIÓN CON OTROS EN EL
MERCADO
Tabla 2. Costos del conmutador
elemento Unidades
utilizadas
Costo unitario
(COP)
Costo total
(COP)
Amplificador operacional TLV2374 1 $3,600 $3,600
Comparador LM339D 1 $1,500 $1,500
Compuerta 74HC86N 2 $1,400 $2,800
Inversor CD40106N 4 $1,600 $6,400
Diodos 1N4148 8 $600 $4,800
Regulador de voltaje 2 $8,000 $16,000
Diodos rectificadores de silicio 4 $3,000 $12,000
Contactores CHINT de 110 V, 12 A 2 $18,000 $36,000
Placas de potencia para SCR 2 $15,000 $30,000
Micro controlador ATmega328 UNO
1 $17,000 $17,000
Protoboard WISH 1 $9,600 $9,600
Multitoma 1 $8,000 $8,000
Sockets 18 $300 $5,400
jumpers 23 $300 $6,900
Fusibles 2A 2 $500 $1,000
Cargadores 5V 5 $10,000 $50,000
Resistencias varios valores varias $50 $4,000 apróx.
Condensadores varios valores varios $100 $5,000 apróx.
Transistores 2N2222 8 $500 $4,000
cable 2 mts $3,000 $6,000
riel 1 $2,000 $2,000
Superficie de madera 1 $4,000 $4,000
Canaleta para cable 1 $2,000 $2,000
total $238,000
52
Tabla 3. Comparación de conmutadores
CONMUTADOR ESPECIFICACIONES PRECIO
Conmutador básico
desarrollado en la
pasantía
120 V - 12 A - 60 Hz $238,000 COP
Conmutador Fraaron
distribuido por FVP
nuevas energías
120 V- 16 A- 50/60 Hz $318,700 COP
Conmutador Victron 230 V - 40 A- 50/60 Hz $421,800 COP
Como se presentó en el anterior cuadro, respecto a las necesidades que se tienen
y las variables eléctricas, se evidencia que el conmutador desarrollado en la
pasantía cumple con las especificaciones técnicas solicitadas, respecto a los otros
dos conmutadores con los cuales se hizo la comparación, este es el que posee un
menor costo, aunque no se realizaron pruebas con los otros conmutadores se
puede decir que el conmutador desarrollado es una solución tanto técnica como
económicamente factible para su implementación y que con un mayor estudio del
mismo podría ser en un futuro ofrecido en el mercado.
11. CONCLUSIONES
• Después de realizar el trabajo de investigación respecto a
dispositivos de conmutación en Colombia pudimos observar que la
implementación del conmutador básico tratada en este documento,
puede ser una solución factible y relativamente más económica,
respecto a otros ofrecidos en el mercado como por ejemplo los
ofrecidos por la empresa TFV nuevas energías con un costo de entre
80.000 a 180.000 pesos de diferencia.
• El diseño y los elementos que forman el conmutador básico fueron
los adecuados para responder a la necesidad evidenciada, para
sistemas sencillos para integración de sistemas híbridos que cuentan
53
con fuente AC senoidal y fuente fotovoltaica estas con variables
eléctricas de salida de apróximadamente 120 V y 60 Hz, desde este
punto, se puede exportar dicho diseño para realizar dispositivos
mucho más elaborados o, dispositivos que respondan a otras
variables presentes en diversos sistemas eléctricos.
• Aunque el funcionamiento del conmutador fue el esperado, se cree
que se puede mejorar el mismo haciendo modificaciones en los
elementos constitutivos del dispositivo, los cuales ya fueron
mencionados con anterioridad en el documento.
• A pesar de que los costos de producción son menores que otros
conmutadores, no se tomaron en cuenta costos de comercialización
ni adecuación estético-funcional para presentarlo como un prototipo
listo para su uso final.
12. RECOMENDACIONES:
• Continuar con el estudio para desarrollar un conmutador de fuentes
que tenga un menor tamaño y tenga un menor error en su
funcionamiento.
• Reemplazar los SCR por TRIAC y realizar las respectivas pruebas
para verificar las mejoras en el funcionamiento del conmutador.
• Cambiar el dispositivo micro controlador ATmega328 por alguno otro
que sea un poco más robusto, como una Raspberry o la tarjeta
Launch de Texas Instruments, para disminuir la vibración en los
contactores, y hacer el estudio tanto económico, como las pruebas
de funcionamiento de estos micro controladores.
• Fomentar la investigación dentro de las empresas como parte del
desarrollo del ejercicio laboral, para que las personas dentro de esta,
mejoren sus habilidades.
54
13. REFERENCIAS
[1] OYOLA, Juan y GORDILLO, Gerardo. Estado del arte de los materiales
fotovoltaicos y de la tecnología solar fotovoltaica. Prospectiva, vol. 6, nº 2,
(Jul.2007) pp. 11-15.
[2] H. Hoppe and N.s. Saricifitci, J. Mater. Introduction to Organic Solar Cells. Res.,
Vol. 19, No.7 (2004)1924
[3] COMISIÓN DE REGULACIÓN DE ENERGÍA Y GAS. Consultoría para
establecer una metodología para el cálculo de energía firme de una planta solar.
Disponible en:
http://apolo.creg.gov.co/Publicac.nsf/1c09d18d2d5ffb5b05256eee00709c02/f3e176
7ba2c80cf20525821000801d37/$FILE/ANEXO%202.pdf
[4] Energía solar fotovoltaica. Grupo NAP, colegio oficial de ingenieros de
telecomunicaciones En línea. 2002. Disponible en:
file:///C:/Users/p/Downloads/54nergía_solar_fotovoltaica_2e5c69a6.pdf
[5] MERA, Julian. Sistemas Híbridos. En línea. 2007. Disponible en:
http://bieec.epn.edu.ec:8180/dspace/bitstream/123456789/851/8/T10115CAP4.pdf
[6] ROBERTS, José. CASSULA Agnelo. SILVEIRA José. PRADO Pedro.
Dimensionamiento de sistemas híbridos de generación de energía. En línea.
2017. Disponible en:
https://www.researchgate.net/publication/321170485_Dimensionamiento_de_Siste
mas_Hibridos_de_Generacion_de_Energia
[7] TRUJILLO, César. GUACANEME, Javier. PEÑA, Rafael. Generación híbrida de
energía eléctrica como alternativa para zonas no interconectadas.2016. En línea
Disponible en: https://dialnet.unirioja.es/descarga/articulo/4797413.pdf
[8] CARRILLO, Luisa. Generación de Energía con un Sistema Híbrido Renovable
para Abastecimiento Básico en Vereda sin Energización de Yopal – Casanare. En
línea.2015. Disponible en:
http://bdigital.unal.edu.co/51040/1/luisamarlencarrillomedrano.2015.pdf
55
[9] PULGARÍN, Julián. Potencial de generación eléctrica con sistemas híbridos
fotovoltaico eólico en zonas no interconectadas de Colombia. En línea. 2014.
Disponible en:
https://repository.upb.edu.co/bitstream/handle/20.500.11912/1545/TESIS%20COM
PLETA.pdf?sequence=1&isAllowed=y
[10] MURCIA, Humberto. Desarrollo de la energía solar en Colombia y sus
perspectivas. En línea. 2008. Disponible en:
http://www.scielo.org.co/pdf/ring/n28/n28a12.pdf
[11] ROYHER S.A.S Disponible en: royher.com.co
[12] COMISIÓN DE REGULACIÓN DE ENERGÍA Y GAS. Consultoría para
establecer una metodología para el cálculo de energía firme de una planta solar.
En línea. Disponible en:
http://apolo.creg.gov.co/Publicac.nsf/1c09d18d2d5ffb5b05256eee00709c02/f3e176
7ba2c80cf20525821000801d37/$FILE/ANEXO%202.pdf
[13] ABELLA, Miguel. Sistemas fotovoltaicos. En línea. 2014. Disponible en:
http://api.eoi.es/api_v1_dev.php/fedora/asset/eoi:45337/componente45335.pdf
[14] PINZÓN, Viviana. Alternativa en el aprovechamiento de energía solar ante
crisis energética en Colombia. En línea. 2016. Disponible en:
https://repository.unimilitar.edu.co/bitstream/handle/10654/15275/PinzonArevaloLa
dyViviana2016.pdf;jsessionid=2E9070919D89F0FC33DA7E26A3D84B7A?sequen
ce=3
[15] ACKERMAN, Thomas. ANDERSON, Göran. Söder, Lennart. Distributed
generation: a definition. 2004. Electric power system research, p.119-128.
[16] BASTIDAS, Paula. SAIZ, Juan. MOLINA, María. VALENZUELA, Bernardo.
Instalaciones solares fotovoltaicas de autoconsumo para pequeñas instalaciones.
Aplicación a una nave industrial. En línea. 2017. Disponible en:
https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/102295/Instalaciones%20solares%20f
otovoltaicas%20de%20autoconsumo%20para%20peque%C3%B1as%20instalacio
nes.%20Aplicaci%C3%B3n%20ª%20una%20nave%20industrial..pdf?sequence=1
&isAllowed=y
56
[17] VALDIVIEZO, Paulo. Diseño de un sistema fotovoltaico para el suministro
de energía eléctrica a 15 computadoras portátiles en la PUCP. En línea. 2014.
Disponible en:
http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/bitstream/handle/123456789/5447/VALDIVIEZ
O_PAULO_DISE%C3%91º_SISTEMA_FOTOVOLTAICO_ENERGIA_ELECTRICA
_PUCP.pdf?sequence=1&isAllowed=y
[18] GUTIERREZ, Max. Manual de instalación y mantenimiento de sistemas
solares fotovoltaicos. En línea. 2002. Disponible en:
http://www.kerwa.ucr.ac.cr/bitstream/handle/10669/11163/Manual%20de%20instal
acion%20sistemas%20fotovoltaicos.pdf?sequence=1&isAllowed=y
[19] PRAT, Lluís. Dimensionado de sistemas fotovoltaico. En línea. 2011
Disponible en: https://core.ac.uk/download/pdf/41765851.pdf
[20] GONZÁLEZ, Raúl. JIMÉNEZ, Humberto. LAGUNAS, Javier. Sistemas
fotovoltaicos conectados a la red. En línea. 2003. Disponible en:
https://www.ineel.mx/boletin042003/art2.pdf
[21] MEJIA, R. TORRES, C. HINCAPIE, R. Conexión de un sistema fotovoltaico a
la red. En línea. 2010. Disponible en: Scientia et Technica Año XVI, No 44, Abril
de 2010. Universidad Tecnológica de Pereira. ISSN 0122-1701
[22] GUASCH, Daniel. Modelado y análisis de sistemas fotovoltaicos. En línea.
2003. Disponible en: htt6ps://upcommons.upc.edu/handle/2117/94355
[23] DÍAZ, Pablo. Confiabilidad de los sistemas fotovoltaicos autónomos:
aplicación a electrificación rural. En línea. 2003. Disponible en:
http://oa.upm.es/169/1/PABLO_DIAZ_VILLAR.pdf
[24] TORRES, Juan. RENDÓN, Juan. Diseño del sistema de transferencia
automática para la continuidad de servicio eléctrico de hospitales del IESS. En
línea. 2008 Disponible en:
http://dspace.unl.edu.ec/jspui/bitstream/123456789/16816/1/Rend%C3%B3n%20N
ore%C3%B1a%2C%20Juan%20Carlos%2Ctorres%20Ojeda%2C%20Juan%20Ca
rlos.pdf
57
[25] THOMASSET, G. conmutación de fuentes entre la red AT Y BT. Cuaderno
técnico N° 161 de Schneider Electrics, Marzo de 2001. Pág. 5
[26] TLV237X family of 550-µA/Ch 3-MHz rail-to-rail input/output operational
amplifiers with shutdown, hoja técnica de TEXAS INSTRUMENTS, diciembre
2003, pág.1.
[27] LM339, LM239, LM139, LM2901 Quad Differential Comparators, hoja técnica
de TEXAS INSTRUMENTS, noviembre 1999, página 1.
[28] 1N4148; 1N4448 High-speed diodes, hoja técnica de PHILIPS, mayo 1999,
pág.1.
[29] CD40106B CMOS Hex Schmitt-Trigger Inverters, hoja técnica de TEXAS
INSTRUMENTS, noviembre 1998, pág.1.
[30] HWAN, H. Silicon Controlled Rectifier, patente No. US 7,589,359 B1 (2009),
disponible en:
https://patentimages.storage.googleapis.com/e3/fe/c4/332db3fdb0c318/US758935
9.pdf
[31] BAYONA, Jhon. Apuntes sobre rectificadores controlados, Agosto de 2018,
página 6.
[32] PÉREZ, Arturo. Relés electromagnéticos y electrónicos. Parte I: relés y
contactores. En línea. 2003. Disponible en:
http://www.vivatacademia.net/index.php/vivat/article/view/373
[33] VILCHES, Enrique. Elementos electromecánicos. En línea. 2007. Disponible
en: https://es.scribd.com/document/329400698/Automatismos333-pdf
[34] Arduino, About us, Disponible en: https://www.arduino.cc/en/Main/AboutUs
[35] Licencia GNU, disponible en: https://www.gnu.org/licenses/licenses.es.html
14. ANEXOS 58
Anexo 1. Diagrama eléctrico etapa de adecuación y sensado
Anexo 2. Diagrama conexión tarjeta de potencia y contactores
