{"id":100215,"date":"2010-12-04T00:00:00","date_gmt":"2010-12-04T00:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/control-de-seguimiento-solar-de-alta-precision-con-autocalibracion\/"},"modified":"2010-12-04T00:00:00","modified_gmt":"2010-12-04T00:00:00","slug":"control-de-seguimiento-solar-de-alta-precision-con-autocalibracion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/ingenieria-de-control\/control-de-seguimiento-solar-de-alta-precision-con-autocalibracion\/","title":{"rendered":"Control de seguimiento solar de alta precisi\u00f3n con autocalibraci\u00f3n"},"content":{"rendered":"

Tesis doctoral de Ignacio Luque Heredia <\/strong><\/h2>\n

Se ha desarrollado un equipo electr\u00f3nico de control de seguimiento solar, capaz de alcanzar precisiones de apuntamiento en el rango de la decima de grado, para concentradores fotovoltaicos con alto factor de concentraci\u00f3n. en el aun incipiente mercado de la concentraci\u00f3n fotovoltaica, el control de seguimiento solar, imprescindible en estos sistemas, suele estar basado en sensores de apuntamiento, usualmente anal\u00f3gicos. Generalmente estos sensores son los responsables de lograr las precisiones de seguimiento solar inferiores al grado, requeridas por los actuales concentradores fotovoltaicos con alto factor de concentraci\u00f3n. Sin embargo estos sensores adem\u00e1s de exigir un dise\u00f1o robusto y con bajas derivas que no requiera mantenimiento especial, cosa de por s\u00ed dif\u00edcil de conseguir, no aseguran por definici\u00f3n el preciso apuntamiento del concentrador fotovoltaico en cada momento, entendi\u00e9ndose este como la orientaci\u00f3n en que se genera la m\u00e1xima potencia, sino en principio \u00fanicamente el preciso apuntamiento del propio sensor. Es por ello que para poder asegurar buenas precisiones estos sensores habr\u00e1n de estar bien alineados con el eje de apuntamiento del concentrador, cosa dif\u00edcil si tenemos adem\u00e1s en cuenta que en los seguidores solares con grandes superficie de colecci\u00f3n en el rango de los 50-200m2, como son la mayor\u00eda de los hoy dise\u00f1ados para estas aplicaciones, este puede variar con la orientaci\u00f3n del seguidor por motivo de sus flexiones estructurales. por otro lado a pesar de que existen efem\u00e9rides solares de gran precisi\u00f3n que pueden ser calculadas por equipos de electr\u00f3nicos basados en microprocesadores, para poder trasladar esta alta precisi\u00f3n al control de un seguidor solar es necesaria la caracterizaci\u00f3n geom\u00e9trica de este seguidor de tal modo que las coordenadas solares calculadas se puedan convertir en \u00e1ngulos de giro de los ejes de seguimiento. Sin este postprocesado de la las efem\u00e9rides, las precisiones de seguimiento que logran son por lo general mayores que el grado, y solo se pueden utilizar en controles de precisi\u00f3n como apoyo de ajuste grueso en sistemas basados en sensores. el equipo de control de seguimiento desarrollado en este trabajo, trataba de evitar el uso de sensores de apuntamiento, y en su lugar conseguir trasladar sin merma la precisi\u00f3n de efem\u00e9rides solares al control de seguimiento mediante el desarrollo de un procedimiento de calibraci\u00f3n, y el \u00abhardware\u00bb necesario para su automatizaci\u00f3n. Para ello se desarrolla un modelo de geom\u00e9trico de seguidor solar gen\u00e9rico que cuenta con una serie de par\u00e1metros que caracterizan las especificidades de construcci\u00f3n de cada seguidor, y en \u00faltima instancia sirve para convertir de manera precisa las coordenadas suministradas por las efem\u00e9rides, en \u00e1ngulos de giro de los ejes de seguimiento. Los par\u00e1metros de dicho modelo se ajustan por m\u00ednimos cuadrados a partir de conjunto de medidas de la posici\u00f3n del sol realizadas autom\u00e1ticamente durante un d\u00eda soleado durante la instalaci\u00f3n del seguidor. Una vez determinado el conjunto de par\u00e1metros que minimiza el error entre las posiciones medidas y las calculadas por las efem\u00e9rides m\u00e1s el modelo de conversi\u00f3n a \u00e1ngulos de giro, termina el proceso de autocalibraci\u00f3n. Se pasa entonces a seguimiento continuo a partir de las coordenadas suministradas por las efem\u00e9rides en cada momento que son convertidas a rotaciones de los ejes seguimiento por el modelo geom\u00e9trico, en el que se han sustituido los valores encontrados durante la autocalibraci\u00f3n para los sus par\u00e1metros. comienza este trabajo con el desarrollo del modelo geom\u00e9trico utilizado en la calibraci\u00f3n, incluyendo una serie de variantes para describir variedades menos comunes de seguidores o efectos de segundo orden como es la flexi\u00f3n estructural en un seguidor, y pasa luego a detenerse en la descripci\u00f3n de los algoritmos de ajuste de este modelo que dada su no linealidad requiere de algoritmos num\u00e9ricos de optimizaci\u00f3n, y en su implementaci\u00f3n en un equipo electr\u00f3nico con un microprocesador de bajo coste. A continuaci\u00f3n se valida la consistencia f\u00edsica del modelo geom\u00e9trico con un peque\u00f1o seguidor de laboratorio en el que se pueden prefijar los valores sus par\u00e1metros, y tras realizar el proceso de calibraci\u00f3n en este se confirma que los valores obtenidos para los par\u00e1metros coinciden con los valores prefijados. A continuaci\u00f3n se dise\u00f1a y fabrica un sensor electr\u00f3nico para medir la precisi\u00f3n de apuntamiento del control de seguimiento calibrado, y de nuevo con un seguidor de laboratorio se realizan campa\u00f1as de monitorizaci\u00f3n de esta precisi\u00f3n de seguimiento durante un periodo de seis meses que resultan en la obtenci\u00f3n de precisiones diarias medias en el rango de los 0.05 grados y precisiones mejores que 0.1 grados el 97% del tiempo. Tras esta comprobaci\u00f3n de la eficacia del control de seguimiento calibrado obtenido, se pasa a describir los algoritmos y \u00abhardware\u00bb desarrollados para su operaci\u00f3n completamente autom\u00e1tica. Se concluye con la descripci\u00f3n de las pruebas de campo realizadas con el control de seguimiento autocalibrado en concentradores reales de diversos fabricantes de primer orden, y tras la adquisici\u00f3n de esta tecnolog\u00eda por una compa\u00f1\u00eda l\u00edder del sector se describe el proceso de su tr\u00e1nsito a la fabricaci\u00f3n en serie y su instalaci\u00f3n en volumen en diversas plantas de producci\u00f3n fotovoltaica. el resultado fundamental de este trabajo ha sido la realizaci\u00f3n de un equipo de control de seguimiento efectivo para aplicaciones que requieren seguimiento solar de alta precisi\u00f3n como es la concentraci\u00f3n fotovoltaica, hasta el punto que ha sido adquirida e industrializada por una compa\u00f1\u00eda lider del sector. Conclusi\u00f3n fundamental es el efecto importante que la consecuci\u00f3n de altas precisiones de seguimiento puede tener para reducir el coste de un seguidor solar de precisi\u00f3n al posibilitar mayor tolerancia en su rigidez estructural que en \u00faltima instancia se traduce en una reducci\u00f3n de coste sensible.<\/p>\n

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Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00abControl de seguimiento solar de alta precisi\u00f3n con autocalibraci\u00f3n<\/strong>\u00ab<\/h3>\n
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  • T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Control de seguimiento solar de alta precisi\u00f3n con autocalibraci\u00f3n <\/li>\n
  • Autor:<\/strong>\u00a0 Ignacio Luque Heredia <\/li>\n
  • Universidad:<\/strong>\u00a0 Polit\u00e9cnica de Madrid<\/li>\n
  • Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 12\/04\/2010<\/li>\n<\/ul>\n

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    Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n
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    • Director de la tesis<\/strong>\n
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      • Gabriel Sala Pano<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
      • Tribunal<\/strong>\n
          \n
        • Presidente del tribunal: eduardo Lorenzo pigueiras <\/li>\n
        • kenji Araki (vocal)<\/li>\n
        • gabino Almonacid puche (vocal)<\/li>\n
        • viacheslav Andreev (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n

           <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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