Thesis IMPLEMENTACIÓN DE UN CAMPO DE HELIOSTATOS CON SEGUIMIENTO SOLAR EN DOS EJES A TRAVÉS DE UN SISTEMA DE LAZO ABIERTO
Loading...
Date
2020-07
Authors
FERNÁNDEZ CÁRCAMO, ALONSO NICOLÁS
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
La implementación de un campo de heliostatos con seguimiento solar en dos ejes
busca, principalmente, la capacidad de alimentar con radiación solar directa un reactor
termoquímico para obtener gas de síntesis a través de energía solar concentrada. Para
comprender de mejor manera las tecnologías empleadas en el mundo con respecto a
este tipo de energía solar se entrega un estudio y detalle sobre los sistemas más
utilizados hoy en día, dentro de los cuales se evidencia el uso de heliostatos.
Inicialmente, para la construcción de los componentes estructurales principales de los
heliostatos se plantea un diseño a través de Autodesk Inventor para la fabricación,
implementación y puesta en marcha de los equipos. Luego se plantea la oportunidad de
reestablecer el funcionamiento de un conjunto de heliostatos que formaron parte de un
proyecto de energía solar para una empresa de galvanizado en la ciudad de Santiago, y
que fueron entregados para llevar a cabo este trabajo. Tanto el diseño propuesto como
los nuevos equipos en cuestión se basan en ecuaciones de cálculo de posicionamiento
solar para realizar el seguimiento solar en dos ejes. Estas ecuaciones se rigen en función
de la ubicación geográfica, hora local, latitud, longitud y día del año en el que se
realizan las pruebas. Además, para lograr el redireccionamiento de la radiación solar
incidente hacia un objetivo específico se establecen dos ecuaciones en base al principio
óptico de reflexión, las cuales a partir de los ángulos de altitud solar y ángulo azimutal
obtienen una descomposición vectorial que permite conseguir los ángulos de
redireccionamiento solar hacia un objetivo.
Finalmente, se habilitan e implementan dos de los equipos entregados para conformar
el campo de heliostatos. Para llevar a cabo esto, se aplica un proceso de estudio y
análisis de sus partes y subconjuntos funcionales para generar nuevamente la puesta en
marcha y realizar pruebas piloto de ambos heliostatos. También, se establece cuáles
son los niveles de operación óptimos para sus motores paso a paso que son controlados
mediante la plataforma de hardware de Arduino. Con esto, se obtienen los parámetros
más importantes de funcionamiento estableciendo sus límites físicos y un adecuado
código programable. En suma, se consigue poner a prueba en tres ocasiones distintas
ambos equipos con láminas reflectantes y posicionándolos en dirección Norte. Se
logran resultados satisfactorios y concluyentes con respecto a la veracidad y exactitud
que posee un sistema de control de lazo abierto para realizar el seguimiento solar en
dos ejes. En particular se logra reflejar la radiación incidente hacia un objetivo fijo por
un periodo cercano a 3 horas durante el día solar, sin variaciones considerables en la
imagen reflejada. Como trabajo futuro se deben desarrollar pruebas con los espejos
reales que cada uno de los heliostatos tendrán implementados, donde se pueda verificar
la potencia y capacidad de reflexión según sus características físicas
Description
Keywords
CAMPO DE HELIOSTATOS , SISTEMA DE LAZO ABIERTO , ENERGIA SOLAR
