Diseño y construcción de un trazador de curvas I-V para analizar paneles solares fotovoltaicos

Abstract:

El gran incremento de la industria de la energía solar fotovoltaica, ha conllevado al desarrollo de herramientas que permitan evaluar periódicamente el estado de los sistemas de generación fotovoltaicos. Dentro de esas herramientas destacan los trazadores de curvas I-V, los cuales permiten evaluar el estado de plantas fotovoltaicas, brindando información precisa sobre posibles fallas o deterioros que pueden estar afectando el funcionamiento de la instalación. En este contexto, el presente trabajo de titulación muestra el diseño y la construcción de un trazador de curvas I-V basado en el método de carga capacitiva, mismo que se emplea para obtener las características corriente-voltaje de módulos o cadenas fotovoltaicas con el fin de evaluar su rendimiento. Todo el proceso de diseño del trazador de curvas I-V se describe a detalle en este trabajo, en el cual se especifica todos los materiales empleados, el diagrama electrónico de las etapas de control y fuerza, y el programa desarrollado en Python para controlar todo el funcionamiento del trazador de curvas I-V. Una simulación realizada en PSIM permite ejemplificar el funcionamiento del equipo. Una vez finalizado el diseño, se continúa con el proceso de construcción del equipo, teniendo como resultado final un equipo portátil y escalable capaz de obtener las características corriente-voltaje de sistemas fotovoltaicos con corrientes de cortocircuito de hasta 16 A y con voltajes de circuito abierto de hasta 500 V, esto en tiempos inferiores a 1 segundo. Además, en el documento se brinda una revisión bibliográfica de la información más relevante con respecto a las curvas I-V y al análisis de las mismas; así como también información relacionada a los diferentes métodos que pueden emplear los trazadores de curvas I-V. Finalmente, se realiza pruebas experimentales en los paneles fotovoltaicos del laboratorio de Micro-red de la Universidad de Cuenca con el fin de evaluar el estado de los mismos y validar el funcionamiento del trazador de curvas I-V construido. Los resultados de las pruebas experimentales mostraron que cuatro de los seis paneles fotovoltaicos analizados presentan fallas o deterioros, lo cual coindice con los resultados esperados. Además, los resultados obtenidos se comparan con respecto a los obtenidos de un trazador de curvas I-V comercial, consiguiendo resultados similares en ambos casos, comprobando de esta manera que el equipo construido es adecuado para analizar el estado de los sistemas de generación fotovoltaicos.

Año de publicación:

2021

Keywords:

• INGENIERIA ELÉCTRICA
• EQUIPAMIENTO ELÉCTRICO
• Energía Solar
• Diseño estructural

Fuente:

rraae