Diseño e implementación de un módulo didáctico y software de simulación para visualizar la curva característica de celdas y paneles solares

Abstract

Este proyecto aborda temáticas relacionadas con la generación eléctrica fotovoltaica, que convergen en el desarrollo de un módulo didáctico para la caracterización de paneles solares de hasta 100W y 12V para el Laboratorio de Energías Alternativas y Eficiencia Energética de la Facultad de Ingeniería Mecánica el cual permitirá contrastar y complementar los conocimientos acerca del funcionamiento de estos dispositivos fotovoltaicos. El correcto funcionamiento del caracterizador de paneles solares se basa en la utilización de una resistencia electrónica, lo cual se consigue mediante el control lineal de MOSFETs, cuyo nivel de apertura emula una determinada resistencia. Al exponer un panel solar a una variación de resistencia controlada desde cero hasta infinito, se consiguen todos los valores necesarios tanto de voltaje como de corriente para graficar la curva característica I-V a las condiciones ambientales en el instante de la caracterización. Las variables a considerar para cada curva característica generada son la temperatura y el ángulo de incidencia de la radiación solar sobre el panel fotovoltaico, para lo cual se implementa un módulo con el acondicionamiento necesario para la medición de la temperatura del panel solar y un dispositivo de rastreo solar con dos grados de libertad que permite el seguimiento del Sol durante el día y así la determinación del ángulo de la radiación emitida. Los datos generados en el caracterizador son transferidos a un ordenador para el almacenamiento, visualización y análisis de las curvas características I-V, mediante una interfaz gráfica de tipo didáctica desarrollada en el software LabVIEW de National Instruments, donde se tiene acceso sencillo a toda la base de datos generada para comparar las características de todos los módulos fotovoltaicos caracterizados ante distintas condiciones ambientales