Diseño y automatización de un sistema de seguimiento solar astronómico para la generación eléctrica mediante un motor Stirling

Abstract

El seguidor solar es un aparato tecnológico, cuya función es optimizar el aprovechamiento de la radiación solar mediante la localización de la posición del sol y la orientación del sistema para tener mayor eficiencia de radiación solar. En este trabajo se presenta el diseño y automatización de un sistema de seguimiento solar astronómico, capaz de realizar la trayectoria del sol de manera autónoma. Con el cual se realizó la implementación y evaluación de un sistema que funciona con energía térmica solar como es el caso de un concentrador con generador Stirling, al que se evaluó midiendo el voltaje que genera al estar en funcionamiento o conectando cualquier dispositivo electrónico como carga un ejemplo puede ser un Led para iluminación. Se analizaron las ventajas que este tipo de sistemas proporcionan a las aplicaciones donde requieren los rayos solares tales como no depender de las condiciones ambientales, mayor captación de rayos solares y mayor generación de energía. El sistema de seguimiento en dos ejes se realizó con la incorporación de las ecuaciones astronómicas donde se obtuvieron valores de ángulo de desviación, ecuación del tiempo, declinación, hora solar, altura solar, ángulo zenit, ángulo azimut solar, para todo el año dependiendo de la fecha, hora, latitud y longitud del lugar. El control fue desarrollado en la plataforma Arduino utilizando módulos para obtener los datos de lugar y para la calibración en la instalación. En la zona focal del concentrador se alcanza la temperatura necesaria de 350 °C con la que inicia el funcionamiento de un prototipo de generador Stirling , este tipo de dispositivos tienen una eficiencia de entre un 30 a 40 %., la cual es mayor a la de los paneles fotovoltaicos.