Científicos colombianos crean dispositivo portátil para monitoreo avanzado de paneles solares en tiempo real
6 septiembre, 2024
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**Científicos colombianos desarrollan dispositivo portátil para caracterización en tiempo real de módulos solares**
Un equipo de investigadores en Colombia ha diseñado un innovador dispositivo electrónico portátil que permite realizar mediciones in situ de las curvas I-V y P-V de los paneles fotovoltaicos. Este nuevo sistema, que promete competir con tecnologías similares en el mercado, se destaca por ser más económico y fácil de manejar.
El dispositivo, que incluye un procesador dual-core Tensilica LX6 de 240 MHz y 4 MB de memoria de almacenamiento, recopila datos sobre la radiación solar, la temperatura ambiente, la corriente eléctrica y las señales de voltaje de los paneles solares. Estos datos se transmiten a un teléfono móvil a través de una aplicación, lo que facilita su análisis posterior.
Según los investigadores, el dispositivo utiliza un microcontrolador ESP32 de la empresa estadounidense SparkFun Electronics, conocido por su capacidad de conectarse a dispositivos móviles mediante WiFi y Bluetooth de baja energía. Además, el ESP32 cuenta con 28 pines GPIO, lo que lo hace ideal para proyectos de Internet de las Cosas (IoT).
Entre los sensores empleados en el dispositivo se encuentran un sensor de corriente ACS712, un divisor de voltaje compuesto por dos resistencias en serie, un sensor de temperatura NTC de 10K y un sensor de irradiancia SP Lite2. También incorpora un módulo elevador de voltaje XL6009, un convertidor analógico a digital ADS1015, un transistor MOSFET tipo p para conmutación de alta frecuencia, así como cables y baterías para el almacenamiento de energía.
El diseño del dispositivo incluye una placa de circuito impreso (PCB) donde convergen todas las señales de entrada y salida, con el ESP32 actuando como el componente central. Cada señal pasa por una etapa de filtrado antes de ser procesada. Además, el sistema está equipado con una carcasa que podría ser certificada bajo estándares IP55 o superiores, lo que garantiza su resistencia en condiciones adversas.
Para evaluar el rendimiento del dispositivo, se realizaron pruebas en dos ubicaciones geográficas diferentes y con dos tipos distintos de paneles fotovoltaicos. Las mediciones se llevaron a cabo en distintos momentos del día para asegurar la obtención de curvas bajo diferentes niveles de radiación. Los resultados mostraron que el sistema propuesto ofrece mediciones comparables a las de dispositivos convencionales.
Los investigadores subrayan que el uso de componentes de bajo costo, como microcontroladores y procesadores de señales digitales (DSP), ha permitido desarrollar un monitor de rendimiento fotovoltaico con importantes beneficios económicos. Estiman que el costo del dispositivo experimental oscila entre $1,000 y $1,200, mientras que versiones más avanzadas en el futuro podrían alcanzar un costo entre $275,000 y $630,000.
El estudio detallado de este sistema se encuentra publicado en la revista *Energy Reports* bajo el título «Diseño e implementación de un dispositivo autónomo con una aplicación para monitorear el rendimiento de paneles fotovoltaicos». Los investigadores concluyen que la naturaleza compacta del dispositivo permite futuras expansiones con nuevas funcionalidades, como la caracterización de sistemas de producción eléctrica o la mejora de señales mediante electrónica enfocada en el procesamiento de señales, con el objetivo de lograr la certificación de calidad según los estándares establecidos.
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