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Comparativa de la eficiencia entre un sistema fotovoltaico con seguimiento solar y un sistema fotovoltaico fijo / Comparison between a photovoltaic solar tracker efficiency and a fixed photovoltaic system

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Para generar de forma eficiente energía eléctrica utilizando paneles fotovoltaicos es indispensable que estos sean instalados de forma correcta. Para ello, se pueden implementar sistemas de control de posicionamiento (seguidor solar) mediante un algoritmo de búsqueda del punto máximo de energía, lo cual sirve para mejorar la eficiencia del sistema. Por tal motivo, en el presente trabajo se analiza el diseño y la construcción de un sistema fotovoltaico con seguimiento solar de dos ejes. El objetivo es determinar la eficiencia de este sistema frente a uno estático. El seguidor solar construido cuenta con celdas independientes que actúan como sensores y alimentan a los motores encargados de girar el panel fotovoltaico tanto en el eje vertical como en el horizontal. Para la adquisición de la energía generada por los dos sistemas de paneles solares se utilizó la tarjeta Arduino Nano 3.0 y diversos módulos. Los resultados de las pruebas realizadas se examinaron mediante el programa computacional SigmaPlot y la comparativa de grupos (ANOVA) de una vía. Asimismo, se realizó una prueba de rangos múltiples, que emplea el método de comparación múltiple de medias de Tukey.Luego se confrontaron los datos recabados durante un periodo de 29 días. Los resultados demostraron que en ese lapso la eficiencia promedio alcanzada por el sistema con seguimiento solar fue de 33 %, mientras que con el sistema fijo fue de 26.28 %. Además, se observó que, durante las primeras horas de cada día, el sistema fotovoltaico fijo logró generar más energía eléctrica que el sistema fotovoltaico con seguimiento solar.

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... En las últimas décadas, los sistemas de seguimiento solar fijos o estáticos tienen gran utilidad, pero en la actualidad, con el adelanto tecnológico e innovación, la eficiencia de los sistemas fotovoltaicos se está incrementando con la utilización de los sistemas de seguimiento solar de un solo eje y de dos ejes que ayudan en el posicionamiento del panel solar en la trayectoria del sol de acuerdo con la estación y hora del día (Hara et al., 2021). Los sistemas de seguimiento solar es un aparato tecnológico que cumple una función en aumentar la producción de energía de los sistemas fotovoltaicos (Pelayo et al., 2018), dando un mejor rendimiento en la producción de energía eléctrica por la incidencia de los rayos solares sobre los paneles fotovoltaicos. ...
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p>La energía del sol es la más abundante, sostenible, renovable y libre de costo. Las celdas solares fotovoltaicas convierten la luz del sol directamente en electricidad por efecto fotoeléctrico. Para captar la radiación solar se utilizan paneles solares, estos pueden ser fijos o acoplados sobre seguidores solares, teniendo en cuenta que la potencia y orientación de la radiación solar varía según los factores y condiciones climáticas del lugar. Se diseñó y construyó un sistema de seguimiento solar que con la adhesión de un sensor solar es fácil de seguir la trayectoria del sol, donde se logra incrementar su eficiencia en la captación de energía solar. Por lo que, al acoplar un prototipo de seguidor al panel solar a un panel solar de 275 Wp, la energía generada en un día con irradiancia mayor al 4 kWh/m<sup>2</sup> genera en un rango de 01 a 1.65 kW día, siendo mayor al sistema fotovoltaico estático. Se evaluó la eficiencia del sistema fotovoltaico con seguidor solar y estático en términos energéticos, y se compararon los resultados tomando como grupo control al sistema estático. La energía generada fue de 61.67% más respecto al sistema fotovoltaico fijo, con 1.5% de gasto energético para el funcionamiento. Por lo que el sistema con seguimiento solar es más eficiente en rendimiento energético.</p
... Sin limpieza, se encontró un incremento de 26,02 % en la potencia de la configuración móvil respecto de la fija. Esta diferencia en la eficiencia relativa entre ambas configuraciones es consistente con estudios similares [12]. ...
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Contexto: Este estudio analiza el efecto de la suciedad en la eficiencia energética de dos configuraciones de sistemas de generación fotovoltaica: una fija y una móvil (con seguimiento solar). Método: Se implementó un sistema especial de soporte y medición de la potencia de salida adaptado para cada configuración. Se recopilaron datos durante dos meses en Bogotá. El análisis utiliza la potencia promedio de dos módulos fotovoltaicos policristalinos de 50Wque forman parte de cada configuración. Se asignó un módulo de prueba para la aplicación de un protocolo de limpieza, y el otro fue asignado como módulo control. A partir de este resultado se analizó la prefactibilidad para la autosuficiencia energética de un hogar promedio de ingreso medio. Resultados: La aplicación de un protocolo de limpieza regular aumenta la productividad energética de cada sistema fotovoltaico entre un 3,87% y un 7,23 %, de acuerdo con su configuración. A nivel económico, este incremento representa la amortización del sistema fotovoltaico para autosuficiencia energética un año antes, sin importar la configuración empleada. Conclusiones: Se encontró un impacto positivo en la eficiencia energética bajo un protocolo de limpieza regular en Bogotá. Este beneficio permite aumentar la rentabilidad obtenida de la inversión en un sistema para autoabastecimiento energético de una familia promedio. Agradecimientos: Este trabajo fue financiado por la Universidad Antonio Nariño a través del proyecto No. 2018230. Los autores agradecen el soporte dado por la Universidad EAN en este trabajo.
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The design and implementation of a device for obtaining the coordinates of the sun at any time during the day, it means, a solar tracker of type two axis by luminous point is developed in this paper. This tracker consists of two main blocks: the controller board and the mechanical part. The design is based on the use of photoresistences, microcontrollers and stepper motors. The prototype is used on investigations about solar energy developed at the GERA (Grupo de Energía Renovable Aplicada) of Universidad de Oriente, particularly in photovoltaic panels and water heaters. An experimental test was conducted in the laboratories and at the site of the group and it was found that the solar tracker is functioning properly, meeting the desired expectations.
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In recent decades there is a strong global interest in research, development and application of renewable energy sources due to its indisputable impact on reducing the effects of climate change. One of the variants of this type of energy is obtained from the sun. To obtain this type of energy, different technologies are used, one of them is the photovoltaic solar tracker. This article presents the general characteristics of a procedure for the parametric design of a solar tracker to a polar axis, using the CAD/CAE tools. The procedure considers a group of functional requirements defined by the engineer and a description of the modules and parts that make up a one-axis solar tracker. The objective of the article is to illustrate the procedure for the referred solar follower parametric design
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This work presents a new maximum power point tracker system for photovoltaic applications. The developed system is an analog version of the “P&O-oriented” algorithm. It maintains its main advantages: simplicity, reliability and easy practical implementation, and avoids its main disadvantages: inaccurateness and relatively slow response. Additionally, the developed system can be implemented in a practical way at a low cost, which means an added value. The system also shows an excellent behavior for very fast variables in incident radiation levels.
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This article presents the formulations to size and simulate a solar thermal installation. It is establish the criterions for the analysis of the energy system and description of the method of differential payback of the investment. With the results of the simulation, an Executive Project was presented was executed in the Hotel "Puesta del Sol". Later on is decided to carry out an evaluation in the built installation with the objective of validating the results of the contribution energy feigned lot, with the real results that it contributes the installation with real load. The level of comparison of the results settles down with the definition of the % of solar energy contribution is obtains in the previous simulations and the later results obtained in the test carried out in the installation built in the Hotel. The scheme of the installation is shown with the equipment was used in the established tests. These results are picked up in files and graphics in values of each hour, everyday and monthly results. The study concludes in an annual integral analysis where is defined the behavior of the solar installation in the period of exploitation.
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This paper describes how 3D electronic vision can be used in rotation of the solar panel for optimal use of sunlight to power an incandescent, CFL and LED light. The light intensity from the CFL and LED lighting powered by the solar panel is measured and how the solar panel, battery setup and grid supply is used in a hybrid electrical setup for both daytime and night time lighting.
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This study compares the performance of two PVmodules, one fixed and the other fitted with a two-axis tracking system which enables the PVcollector to move and be controlled to follow the Sun’s radiation. A computer unit was employed to monitor the solar radiation exposure of both systems and to control the movement of the solar tracking PVmodule. Throughout the day, the results obtained from the fixed and tracked systems were collected on a DAQ card installed on an online computer. The two motors of the tracking system were connected to output from the computer that was used to follow the sun. The movement of the two-axis tracking PVmodule was compared to mathematical calculations of the sun’s position from sunrise to sunset. The amount of solar radiation received on the surface of the module and hence its output power varied according to the time and the place where the experimental system was mounted. Overall, it was found that the daily output power of the tracking module was 13–15% higher than the fixed module.
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Finding energy sources to satisfy the world's growing demand is one of society's foremost challenges for the next half-century. The challenge in converting sunlight to electricity via photovoltaic solar cells is dramatically reducing $/watt of delivered solar electricity. In this context the sun trackers are such devices for efficiency improvement.The diurnal and seasonal movement of earth affects the radiation intensity on the solar systems. Sun-trackers move the solar systems to compensate for these motions, keeping the best orientation relative to the sun. Although using sun-tracker is not essential, its use can boost the collected energy 10–100% in different periods of time and geographical conditions. However, it is not recommended to use tracking system for small solar panels because of high energy losses in the driving systems. It is found that the power consumption by tracking device is 2–3% of the increased energy.In this paper different types of sun-tracking systems are reviewed and their cons and pros are discussed. The most efficient and popular sun-tracking device was found to be in the form of polar-axis and azimuth/elevation types.
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During 19-20 October 2009, the Royal Swedish Academy of Sciences arranged the international symposium Energy 2050 in Stockholm. The symposium was held in association with the Swedish EU presidency in autumn 2009. Internationally renowned scientists assessed the energy issue in a broad perspective, with particular emphasis on the possibilities of a fossil-free future. The symposium focused on key topics emanating from the in-depth energy studies carried through by the Academy's Energy Committee since 2005. The world community is facing a challenge of historic proportions to define a new energy paradigm based on fossil-energy substitutes. This article gives an overview of the current global energy situation (2007) and of the technologies which have the major potential for supplying energy up to year 2050 without jeopardizing the CO2 emission targets.
Diseño y construcción de un mecanismo Automatizado para el seguimiento de la trayectoria solar (tesis de pregrado)
  • G Arroyo Romero
  • L A Cortés Montes De Oca
Arroyo Romero, G. y Cortés Montes de Oca, L. A. (2015). Diseño y construcción de un mecanismo Automatizado para el seguimiento de la trayectoria solar (tesis de pregrado). Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México.
Diseño de un sistema fotovoltaico para la generación de energía eléctrica en el COBAEV 35 Xalapa (tesis de maestría)
  • H Domínguez González
Domínguez González, H. (2012). Diseño de un sistema fotovoltaico para la generación de energía eléctrica en el COBAEV 35 Xalapa (tesis de maestría). Universidad Veracruzana, Veracruz, México.
Diseño e implementación de un seguidor solar para la optimización de un sistema fotovoltaico
  • A Escobar Mejía
  • M Holguín Londoño
  • R Osorio
Escobar Mejía, A., Holguín Londoño, M. y Osorio R., J. C. (2010). Diseño e implementación de un seguidor solar para la optimización de un sistema fotovoltaico. Scientia et Technica, (44), 245-250.
Increasing Efficiency of the Photovoltaic System of Mobile Robotic Platforms for Military Application and Exploration
  • A Grupta
Grupta, A. (2011). Increasing Efficiency of the Photovoltaic System of Mobile Robotic Platforms for Military Application and Exploration. IEEE, (1), 1-8.
  • Enero-Junio
Enero-Junio 2018 DOI: 10.23913/ciba.v7i13.76
Measured and modelled improvement in solar energy yield from flat plate photovoltaic systems utilizing different tracking systems and under a range of environmental conditions
  • A C Koussa
Koussa, A. C. (2011). Measured and modelled improvement in solar energy yield from flat plate photovoltaic systems utilizing different tracking systems and under a range of environmental conditions. Applied Energy, (88), 1756-1771.
Advancements in solar based LED street light
  • H Neha
  • S Gugri
  • S Mishra
  • G Dubey
Neha, H., Gugri, S., Mishra S. and Dubey, G. (2013). Advancements in solar based LED street light. International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering, 2(5), 1880-1884.
Viabilidad de calentadores solares de agua con seguidor de trayectoria
  • Núñez Flores
Núñez Flores, A. (2012). Viabilidad de calentadores solares de agua con seguidor de trayectoria