Implementación de un sistema electrónico didáctico para la captación de energía solar fotovoltaica.

Abstract

El presente trabajo tuvo como objetivo implementar un módulo electrónico didáctico para la enseñanza del proceso de conversión, almacenamiento y aprovechamiento de energía solar fotovoltaica, orientado al desarrollo de actividades prácticas en la carrera de Tecnología Superior en Automatización e Instrumentación. El sistema integra un panel solar fotovoltaico de 50 W, un controlador de carga PWM, una batería para almacenamiento de energía y un inversor para alimentar diferentes cargas en corriente alterna. Para caracterizar eléctricamente las cargas, se incorporó un analizador de energía Siemens SENTRON PAC3100, mediante el cual se obtuvieron variables como corriente, potencia activa, potencia reactiva, potencia aparente y factor de potencia. Adicionalmente, se implementó un sistema basado en ESP32 para adquirir el voltaje mediante un divisor resistivo y medir temperatura y humedad mediante un sensor DHT11. Las variables fueron visualizadas localmente mediante una pantalla LCD y remotamente a través de la plataforma Adafruit IO. La metodología comprendió el dimensionamiento e integración de las etapas de generación, regulación, almacenamiento y conversión, junto con la implementación del sistema de adquisición y monitoreo y la ejecución de pruebas experimentales con diferentes cargas eléctricas. Los ensayos permitieron analizar el comportamiento energético de las cargas y las variaciones de voltaje. Durante el monitoreo se obtuvieron 17 160 registros de voltaje, con un promedio de 13,05 V y una desviación estándar de 0,60 V. Los resultados verificaron el funcionamiento integrado del módulo, su capacidad para alimentar cargas y monitorear variables, constituyéndose en un recurso experimental para prácticas relacionadas con energía fotovoltaica, instrumentación y sistemas embebidos.