18 April, 2021 Revista Digital sobre Patentes, Marcas y Propiedad Intelectual

REALIZA CINVESTAV NOVEDOSO SISTEMA PARA CELDAS DE CONCENTRACIÓN SOLAR

FUENTE: CINVESTAV

Los investigadores emplean sistemas de control automático que dirigen de forma precisa el panel a la dirección de los rayos de sol, a fin obtener una alta eficacia energética

Como un girasol que se mueve de acuerdo a la luz del sol, la nueva generación de paneles solares de alta concentración (HCPV, por sus siglas en inglés) requiere seguir los rayos del astro para almacenar energía y convertirla en electricidad. Sin embargo, su principal problema es que emplean sistemas mecánicos basados en coordenadas celestiales que a menudo suelen ser inexactos y precisan de calibración manual constante de los espejos, lo que reduce su efectividad.

Ante ese reto, investigadores del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) diseñan un sistema de control automático que pueda orientar los pequeños espejos que constituyen el panel de acuerdo con el movimiento del sol para mejorar la recolección de energía.

El desarrollo se encuentra a cargo de Rubén Garrido Moctezuma, y consiste en obtener una plataforma de seguimiento solar basada en un sistema de control automático que garantice sólo 0.1 grados de error, a fin de que la celda logre más de 90 por ciento de eficiencia energética; es decir que al año supere la producción de 2 mil kilowatts por hora, lo suficiente para uso de electrodomésticos.

“A diferencia de las celdas comunes, las de concentración requieren de menor espacio para generar electricidad, pero el problema es que necesitan de un sistema de control que permita posicionarlas perpendicularmente a los rayos del sol; de lo contrario, su eficiencia decrece rápidamente porque los rayos solares deben llegar directo a los lentes de concentración que conforman las celdas”, puntualizó Garrido Moctezuma.

Por ahora, el sistema que construyen en el Departamento de Control Automático del Cinvestav es un prototipo a escala que emplea un foco incandescente como fuente de energía, y los expertos han desarrollado un algoritmo con el cual funciona el sensor de seguimiento solar.

El algoritmo está basado en un sistema de control en cascada formado por dos lazos de realimentación. El lazo de control interno controla la posición de los motores que impulsan al seguidor; el otro lazo de control externo emplea un sensor solar que permite el seguimiento del sol. La ventaja de este arreglo es que el lazo interno ayuda a compensar los efectos de la fricción en los mecanismos de transmisión.

“Lo que buscamos hacer es una plataforma móvil para un panel solar de alta concentración móvil a fin de que pueda ser trasladado a diferentes lugares y que bajo condiciones adecuadas de iluminación automáticamente siga al sol requiriendo de una calibración menor”, señaló Garrido Moctezuma.

Hasta ahora el uso de sistemas de control automático para ese tipo de celdas solares es escaso a nivel mundial, por lo que el investigador del Cinvestav estableció que una vez concluido el sistema la idea es patentarlo o bien transferir la tecnología a una empresa interesada.

Asimismo, cree que su desarrollo puede ser empleado en el propio Departamento de Control Automático del Cinvestav a fin de generar energía eléctrica y reducir el gasto energético en ese rubro.

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