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Recolección de eneRgía eólica y solaR paRa uso emeRgente
Estudio de la incidencia solar en la regiónde Ciudad Juárez para caracterizar el potencial
solar-energético
Universidad aUtónoma de CiUdad JUárez
Javier sánchez CarlosRector
david ramírez PereaSecretario General
antonio Guerra JaimeDirector del Instituto de Ingeniería y Tecnología
martha Patricia Barraza de andaCoordinadora General de Investigación y Posgrado
servando Pineda JaimesDirector 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 regiónde Ciudad Juárez para caracterizar el potencial
solar-energético
RicaRdo enRique péRez Blanco
Jesús RodaRte dávila
JenaRo caRlos paz gutiéRRez
ismael canales valdiviezo
CoordinaCión General de investiGaCión y PosGrado
Lisbeily Domínguez Ruvalcaba Coordinadora de la ColeCCión
área: ingeniería y tecnología
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. : Uni-versidad autónoma de Ciudad Juárez, 2010. (Colección textos Universitarios, serie investigación)
30 p.; 30 cm.
incluye bibliografía Colección reportes técnicos de investigación isBn: 978-607-7953-80-7serie 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 orienta-ciones 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 – investigaciónenergía solar – Ciudad Juárez, Chihuahua – investigaciónenergía eólica – Ciudad Juárez, Chihuahua – investigación
tJ812.5 P47 2010
Primera edición, 2011© 2011 Universidad autónoma de Ciudad Juárezav. Plutarco elías Calles 1210Fovissste Chamizal, C.P. 32310Ciudad Juárez, Chihuahua, méxicotel. +52 (656) 688 2260
http://www2.uacj.mx/publicaciones
d.r. © 2011 ricardo enrique Pérez Blanco, Jesús rodarte dávila, Jenaro Carlos Paz Guitiérrez, ismael Canales valdiviezoLa 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 martínezDiagramación: diana Prado GonzálezDiseño de cubierta: diana Prado González
rti-Fi-06
índice
Resumen 7Abstract 9Palabras clave 10Usuarios potenciales 10Reconocimientos 10
i. introducción 11
ii. Planteamiento 13
Antecedentes 13
iii. metodología 15
iv. resultados 17
v. Conclusiones 25
Bibliografía 27
7
7
Resumen
La energía eléctrica es un elemento indispensable de cualquier actividad pro-ductiva 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 oxí-geno 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 pre-siones sobre el costo de producción de la electricidad, aumentando los cargos econó-micos que enfrentan los consumidores. Conjuntamente, más de 3 millones de mexica-nos 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 com-promisos 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 equili-brio 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 es-tablece 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,
8
Recolección de energía eólica y solar para uso emergente Resumen9
la formación de recursos humanos altamente calificados en el área de energías renova-bles, 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 cuen-ta 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 tra-vés de las celdas solares, pero el fabricante no especifica manuales de instalación so-bre 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 condi-ciones 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 Resumen9
aBstRact
electrical 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 gene-
rated 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 re-cent 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 tra-ditional 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.
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Recolección de energía eólica y solar para uso emergente 11
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 po-sition 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 11
i. intRoducción
Hoy 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 es-trategia 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 atmósfe-ra, 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 nor-mal es necesario para calcular la radiación solar sobre superficies inclinadas, así como para establecer el desempeño de colectores concentradores (Paz, 2006, vol. 2; estrada-Cajigal 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 irra-diancia 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 so-bre 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 ocu-pa el instituto de ingeniería y tecnología (iit) de la Universidad autónoma de Ciu-dad 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.
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Recolección de energía eólica y solar para uso emergente 13
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 deter-minado, 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 orien-taciones 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.
SolarRadiation
kWh/m2/day
> 9
8 > 9
7 > 8
6 > 7
5 > 64 > 5
3 > 42 > 3
1 > 2
Recolección de energía eólica y solar para uso emergente 13
ii. planteamiento
Antecedentes
desde 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” (Car-vajal 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 Cor-nejo, 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 utili-zando 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 sur-gidas de los problemas ocasionados por la contaminación del medio ambiente y buscando aprovechar los recursos energéticos renovables que posee Ciudad Juárez, Chihuahua.
15
15
iii. metodología
Para 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 al-cohol para eliminar rastros de polvo que pudieran afectar las mediciones.
17
17
17
iv. Resultados
La 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 alrede-
dor 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 deter-minado 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˚
30˚
60˚
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
9 10 11 12 13 14 15 16 17
Medición de 1˚ de mayo
Hora del día
Co
rrie
nte
(A
mp
)
Figura 2. Comportamiento de las celdas solares en función de la hora del día y de la inclinación con respecto al horizonte
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Recolección de energía eólica y solar para uso emergente iv. Resultadosiv. Resultados
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 fun-ción 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 de-cir, 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 tem-pranas 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 con-cepto importante es el de insolación, que corresponde a la integración de la irradian-cia 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
Ocaso Amanecer
Cenit
Recolección de energía eólica y solar para uso emergente iv. Resultados
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iv. Resultados
posición del sol. en lugares donde los días nublados son relativamente más frecuen-tes, 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 indi-ca 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 al-canzar el invierno, que es cuando se tienen los días más cortos y, por lo tanto, menor cantidad de luz solar.
0˚
1.0
0.8
0.6
0.4
9 10 11 12 13 14 15 16 17
Hora del día
Co
rrie
nte
(A
mp
)
Figura 4ª. Ajuste de una función gaussiana a los datos de la celda solar con inclinación de 0º
20
Recolección de energía eólica y solar para uso emergente iv. conclusionesiv. conclusionesiv. Resultados
30˚0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
9 10 11 12 13 14 15 16 17
Hora del día
Co
rrie
nte
(A
mp
)
Figura 4b. Ajuste de una función gaussiana a los datos de la celda solar con inclinación de 30º
60˚0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
9 10 11 12 13 14 15 16 17
Hora del día
Co
rrie
nte
(A
mp
)
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 iv. conclusiones
21
iv. conclusionesiv. Resultados
0˚
30˚
60˚
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.3
0.4
0.2
0.1
9 10 11 12 13 14 15 16 17
Hora del día
Co
rrie
nte
(A
mp
)
Figura 5. Comportamiento del ajuste de las celdas solares en función de la hora del día y de la inclinación con respecto al horizonte
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
2 4 6 8 1210 14 16 18 20 22 24
Hora del día
Co
rrie
nte
(A
mp
)
1˚ de mayo
Irradiancia7,000 W/m2
Figura 6. Irradiancia de la celda solar del día 1 de mayo
0.0
22
Recolección de energía eólica y solar para uso emergente iv. conclusionesiv. conclusiones
Absorbente
Trayectoria aparentedel sol en invierno
Trayectoria aparentedel sol en verano
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 invier-no. 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.
iv. Resultados
N
O
ES
Recolección de energía eólica y solar para uso emergente iv. conclusiones
23
iv. conclusiones
1.0
1.1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
10 11 1312 14 15 16 17 18
Hora del día
Co
rrie
nte
(A
mp
)
Celda solar con 0˚
Mayo 1
Marzo 1
Feb 1
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 que-dando 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. Resultados
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Recolección de energía eólica y solar para uso emergente 25
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
10 11 1312 14 15 16 17 18
Hora del día
Co
rrie
nte
(A
mp
)
Celda solar con 0˚ de inclinación
Mayo 1
Marzo 1
Feb 1
Figura 9. Comportamiento de las celdas solares en función de la fecha y hora del día
Figura 10. Comportamiento del sol para diferentes épocas del año
Invierno
Verano
Ø
Recolección de energía eólica y solar para uso emergente 25
v. conclusiones
se 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 realiza-ron 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 com-plemento 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.
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BiBliogRafía
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Recolección de energía eólica y solar para uso emergente BiBliogRafía
