Sistema automatizado de iluminación, medición y control para el análisis de fallos y diagnóstico de células y paneles solares fotovoltaicos

Abstract

El Sol, fuente de vida y origen de las demás formas de energía que el hombre ha utilizado desde los albores de la Historia, puede satisfacer todas nuestras necesidades, si aprendemos cómo aprovechar de forma racional la luz que continuamente derrama sobre el planeta. Ha brillado en el cielo desde hace unos cinco mil millones de años, y se calcula que todavía no ha llegado ni a la mitad de su existencia [1]. Durante el presente año, el Sol arrojará sobre la Tierra cuatro mil veces más energía que la que vamos a consumir [1]. España, por su privilegiada situación y climatología, se ve particularmente favorecida respecto al resto de los países de Europa, ya que sobre cada metro cuadrado de su suelo inciden al año unos 1.500 kWh, cifra similar a la de muchas regiones de América Central y del Sur [1]. El Gobierno Español, en 2004, mediante Real Decreto 436/2004, promocionó el uso de la energía solar fotovoltaica estableciendo una tarifa del 575% sobre la Tarifa Media de Referencia, garantizada durante 25 años. El Plan de Energías Renovables 2005-2010 (PER) aprobado en Agosto de 2005 en Consejo de Ministros tiene el objetivo de cubrir, con energías renovables, el 12% del consumo energético nacional en 2010. Dicho Plan establece un objetivo de llegar a 400 MW instalados en energía solar fotovoltaica [1]. Tras años con variaciones en las estrategias sobre las políticas energéticas, que algunas frenaron el crecimiento exponencial de la potencia instalada, recientemente ha comenzado un nuevo impulso gracias a la aplicación del Real Decreto 244/2019. En el año 2017 se alcanzaron los 4804 MW instalados. Con las nuevas políticas sobre energías renovables, se prevé un nuevo horizonte dorado para las energías renovables y entre ellas, la solar fotovoltaica. Es importante mejorar los sistemas de generación de energía para poder maximizar eficiencias. Los solares fotovoltaicos también tienen mucho recorrido por realizar para aprovechar un mayor porcentaje de la energía proveniente del sol, así como entender todas las potenciales posibilidades de mejora. Como objetivo principal, se plantea la realización y puesta en marcha de dos instrumentos que satisfagan las necesidades en investigación relacionadas con la energía solar fotovoltaica y facilitar al grupo investigador la recogida y análisis de los datos provenientes de los nuevos experimentos que de esta manera se podrán realizar. Este Trabajo Fin de Master (TFM) versará sobre la creación de dos instrumentos que facilitarán los procesos de sistematización, medición y análisis para las investigaciones sobre sistemas solares fotovoltaicos. Con la creación propuesta, se podrán sobrepasar las limitaciones actualmente existentes y poder realizar las investigaciones de una manera más repetible y por tanto rigurosa. Por una parte, se presentará un sistema de iluminación de bajo coste que permitirá generar una iluminción que será usada en los sistemas solares fotovoltaicos como excitación controlada y repetible. Se facilitará el control de las condiciones de los experimentos y se podrá avanzar más rápido al no estar ceñidos a los ciclos solares y condiciones atmosféricas que se escapan al control humano. Gracias a generar un sistema de iluminación controlado, se podrán configurar condiciones de iluminación repetibles y así se facilitará el poder comparar experimentos entre sí. El desarrollo de dicho sistema de iluminación facilitará el poder realizar experimentos durante las 24 horas del día sin necesidad de parar o restringirse a condiciones meteorológicas cambiantes.