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solar fotovoltaica

Seguidor solar

Seguidor solar

Un seguidor solar es un dispositivo mecánico - automático acto para orientar favorablemente con respecto a los rayos del sol de un panel fotovoltaico, un panel de energía solar térmica o un concentrador solar. El seguidor solar provoca un aumento de la potencia de la energía solar capturada y, por lo tanto, el rendimiento real del dispositivo de energía renovable. Un tipo de seguidor solar es el helióstato. Históricamente, los primeros sistemas de seguimiento solar fueron los presentes en órbita en satélites artificiales en los respectivos paneles solares.

El objetivo principal de un rastreador es maximizar la eficiencia del dispositivo alojado a bordo. En el campo fotovoltaico, los módulos montados en un rastreador generalmente están dispuestos geométricamente en un solo panel, una práctica que evita el uso de un rastreador para cada módulo individual.

En el campo de la concentración solar, un seguidor solar es útil para mantener constante el punto de fuego generado por el paraboloide en el elemento de canalización del líquido a calentar. Cuanto mayor sea la alineación perpendicular con los rayos del sol, mayor será la eficiencia de conversión termodinámica y la energía térmica producida para la misma superficie, menor será la superficie del panel solar requerida para la misma potencia requerida, menores serán los costos de las instalaciones.

Ventajas y desventajas del seguidor solar

En todos los casos antes mencionados, los lados negativos de los seguidores solares se manifiestan en problemas mecánicos que inevitablemente se encuentran con el desgaste del tiempo, con el consiguiente cierre de la planta causado. Los servomecanismos de los rastreadores son órganos poco estresados, pero por su naturaleza están sujetos a condiciones climáticas adversas durante al menos 20 años. Estos límites deben cumplirse mediante la preparación de un programa de mantenimiento prudente tanto a tiempo como después de las encuestas que se llevarán a cabo junto con cada fase de limpieza del sistema.

El consumo de electricidad de los componentes electrónicos es insignificante en un sistema moderno diseñado adecuadamente

El mantenimiento ordinario es generalmente simple, y en el campo de la energía fotovoltaica se beneficia de una menor sensibilidad del efecto fotovoltaico al polvo depositado en la superficie de los módulos, gracias al mejor ángulo de incidencia promedio de la radiación solar.

Los estudios de caso disponibles hasta la fecha atestiguan el hecho de que el campo de uso más rentable para los seguidores solares es el de las grandes plantas terrestres.

Clasificación de los seguidores solares

Según sus características de construcción, los seguidores solares se dividen según:

  • Grados de libertad ofrecidos. Los seguidores solares pueden ofrecer al panel una libertad de movimiento mono o biaxial.
  • Potencia suministrada al mecanismo de orientación;
  • Tipo de control electrónico.

Rastreadores a un grado de libertad

Eje X

Los rastreadores de inclinación son los más simples de hacer y rotan alrededor del eje este - oeste. El panel solar se eleva o baja (generalmente manualmente dos veces al año) hacia el horizonte, de modo que el ángulo con respecto al suelo es estadísticamente óptimo según la estacionalidad. En la práctica, se realiza un seguidor de inclinación utilizando perfiles mecánicos telescópicos para subir o bajar el panel fotovoltaico con respecto al horizonte. Conceptualmente similares al estante elevable de un escritorio de la escuela, estos rastreadores ofrecen un aumento en la producción de menos del 10%, para justificar raramente un servomecanismo.

Eje Y

Los rastreadores apuntan a seguir el sol a lo largo del cielo en su viaje diario, independientemente de la temporada de uso. En este caso, el eje de rotación es el norte - sur, mientras que la altura del Sol sobre el horizonte se ignora. Estos rastreadores son particularmente adecuados para países de baja latitud, donde la trayectoria del sol es, en promedio, más ancha durante el año. La rotación requerida para estas estructuras es más amplia que la inclinación, a veces hasta ± 60 °.

Estos seguidores hacen que cada fila de módulos fotovoltaicos se vea como un asador orientado hacia el ecuador. Este tipo de rastreador logra tener un rendimiento más alto que los rastreadores a lo largo del eje X, y permite aumentar la producción de energía en aproximadamente un 15%, en comparación con un sistema fotovoltaico fijo.

Una característica avanzada de estos seguidores se llama retroceso y resuelve el problema de sombreado que las filas de módulos fotovoltaicos causan inevitablemente al amanecer y al atardecer elevándose hacia el horizonte. Esta técnica requiere que los servomecanismos orienten los módulos de acuerdo con los rayos del sol solo en la banda central del día, pero inviertan el seguimiento cerca del amanecer y el atardecer.

La posición nocturna de un campo fotovoltaico con retroceso es perfectamente horizontal con respecto al suelo, y después del amanecer, la desalineación de los módulos ortogonales a los rayos del sol se reduce progresivamente a medida que las sombras lo permiten. Se realiza un procedimiento similar antes de la puesta del sol, devolviendo el campo fotovoltaico a una posición horizontal durante el período nocturno.

Eje Z

Los seguidores de azimut (o guiñada) tienen un grado de libertad con un eje cenital - nadir. Para lograr esto, el panel se monta sobre una base giratoria servoasistida, al ras del suelo. El aumento resultante en la producción eléctrica es aproximadamente del 25%.

Eje polar

Los rastreadores del eje polar se mueven en un solo eje inclinado con respecto al suelo y aproximadamente paralelo al eje de rotación de la tierra. Este eje es similar al alrededor del cual el sol dibuja su trayectoria en el cielo. El eje es similar pero no el mismo debido a las variaciones en la altura de la trayectoria del sol con respecto al suelo en las diferentes estaciones. Por lo tanto, este sistema de rotación del panel fotovoltaico alrededor de un solo eje logra mantener el panel perpendicular al sol durante todo el día (siempre descuidando las oscilaciones verano-invierno de la trayectoria del sol) y brinda la máxima eficiencia que se puede obtener con un solo eje de rotación.

Seguidores solares con dos grados de libertad

Los seguidores solares más sofisticados tienen dos grados de libertad, con el objetivo de alinear perfectamente los paneles fotovoltaicos ortogonales con los rayos del sol en tiempo real. La forma más barata, pero no la única, de hacerlos es montar un rastreador en otro. Con estos seguidores solares hay aumentos en la producción de electricidad que alcanzan hasta un 35% -40%, pero con una mayor complejidad constructiva.

Fuente de alimentación

Con base en el poder necesario para el movimiento de perseguidores, podemos dividirlos en:

  • Rastreadores activos, si son activados por motorreductores;
  • Rastreadores pasivos, si se ponen en movimiento por fenómenos físicos autónomos, como la expansión térmica de gas o lo que sea.
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Última revisión: 8 de octubre de 2019