Diseño de un sistema fotovoltaico de 200W con seguimiento solar de dos ejes para maximizar la eficiencia energética

Abstract

El cambio climático ha impulsado de manera significativa la transición hacia fuentes de energía más limpias y sostenibles, siendo la energía solar una de las más populares. La producción de energía de los sistemas fotovoltaicos varía considerablemente debido a factores como las condiciones ambientales, la zona geográfica, el ángulo y la orientación de los paneles, etc.. Este estudio se centra en optimizar el ángulo y la orientación de los paneles solares para maximizar la generación de energía de un sistema fotovoltaico de 200W ubicado en Nazca, Perú. Para ello, se implementó un sistema de seguimiento solar de dos ejes contralado por un Raspberry Pi Pico. Este sistema ajusta continuamente la posición de los paneles para seguir la trayectoria del sol a lo largo del día, aumentando así la cantidad de energía captada. El sistema con seguimiento solar alcanzó una eficiencia del 78.5%, mientras que el sistema fotovoltaico fijo, bajo las mismas condiciones, logró una eficiencia del 72.5%. Esto demuestra que el uso del seguimiento solar cumple con el objetivo planteado de lograr un incremento en la eficiencia de al menos un 5%. Además, ambos sistemas, tanto el fijo como el de seguimiento solar, cubrieron la demanda energética requerida. Este estudio resalta la importancia de adaptar las tecnologías energéticas a las características geográficas locales para mejorar su eficiencia y contribuir a una matriz energética más sostenible.

Climate change has significantly driven the transition towards cleaner and more sustainable energy sources, with solar energy being one of the most popular. The energy production of photovoltaic systems varies considerably due to factors such as environmental conditions, geographical location, the angle and orientation of the panels, and so on. This study focuses on optimizing the angle and orientation of solar panels to maximize the energy generation of a 200W photovoltaic system located in Nazca, Peru. To achieve this, a dual-axis solar tracking system controlled by a Raspberry Pi Pico was implemented. This system continuously adjusts the position of the panels to follow the sun's trajectory throughout the day, thereby increasing the amount of energy captured. The solar tracking system achieved an efficiency of 78.5%, while the fixed photovoltaic system, under the same conditions, achieved an efficiency of 72.5%. This demonstrates that the use of solar tracking meets the objective of achieving at least a 5% increase in efficiency. Additionally, both systems, the fixed and the solar tracking, covered the required energy demand. This study highlights the importance of adapting energy technologies to local geographical characteristics to improve their efficiency and contribute to a more sustainable energy matrix.