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DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA FOTOVOLTAICO CON RASTREADOR SOLAR PARA LA FIEE

CAPÍTULO I
ELEMENTOS DEL PROCESO DE INVESTIGACIÓN

1.1 PLANTEAMIENTO, FORMULACIÓN SISTEMATIZACIÓN DEL PROBLEMA

El funcionamiento de un módulo solar presenta un desempeño variado a lo largo del día afectado, entre otros factores, por los ángulos que presente con respecto al Sol, causado por elmovimiento de rotación de la Tierra y a lo largo del año este ángulo también es afectado por el movimiento de traslación. Por lo que si se quiere mejorar la eficiencia de un módulo fotovoltaico se debe controlar el valor de estos ángulos. La eficiencia del sistema también está ligada a los componentes presentes en el sistema, y a su correcta interacción entre ellos.

Nuestra región al igual que muchaspertenecientes al territorio peruano no ha sabido cómo desarrollar la política energética de manera eficiente y por ende tampoco ha considerado la utilización de energías renovables, teniendo como precedente este marco actual, planteo el siguiente problema que basa su estudio muestral en las instalaciones de la facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad Nacional del Centro delPerú:
¿Cómo aprovechar la energía solar incidente en el local de la FIEE-UNCP de una manera eficiente?


1.2 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN

1.2.1 OBJETIVO PRINCIPAL

Especificar, diseñar y desarrollar un prototipo de energía fotovoltaico con seguidor del Sol para un proceso de generación de electrólisis. Contar con un prototipo funcional a escala real de un sistema de alimentaciónfotovoltaico con capacidades de seguimiento del movimiento relativo del Sol, de monitoreo, procesamiento y control para el sistema especificado y la documentación adecuada del desarrollo; para que de esta manera sea aprovechada en la FIEE.

1.2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Establecer las especificaciones de diseño y de pruebas del dispositivo mecatrónico que satisfaga los requerimientos del sistema.• Diseñar, construir, probar y poner en marcha un dispositivo seguidor del movimiento relativo solar capaz de soportar los módulos fotovoltaicos.
• Realizar el acoplamiento de energía entre el módulo solar, el módulo de almacenamiento de energía y el sistema de electrólisis.
• Establecer los requerimientos del módulo regulador de energía.

1.3 HIPÓTESIS DE LA INVESTIGACIÓN

Se obtendrá unamejora en el aprovechamiento de la energía solar a través de módulos fotovoltaicos si el ángulo de la normal de la superficie de los módulos con respecto a la incidencia de los rayos solares es disminuido y si además los componentes en el sistema interactúan de manera adecuada.






1.4 JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN

El desarrollo de la humanidad a través de la historia esta ligado demanera muy significativa al tipo de energía utilizada y sus formas de aprovechamiento. Existen incluso teorías que posicionan a la energía como eje principal del desarrollo humano, como la expuesta por Leslie White: “La historia de la civilización es la del dominio de las fuerzas de la naturaleza por medios culturales, de tal forma que la cultura evoluciona conforme aumenta la energía aprovechadaper cápita en un período dado y la eficiencia de los medios instrumentales para servirse de ella”

El modelo energético actual a base de combustibles fósiles como principal fuente, genera un gran impacto ambiental y no es sustentable debido a que, para satisfacer las demandas de energía actuales, compromete la integridad de las futuras generaciones. Por lo que se hace necesario establecer unnuevo modelo energético que sea sustentable en el que las energías renovables sean el eje de desarrollo. Las fuentes de energía renovables tienen un ciclo de regeneración mayor al de consumo, por lo que son inagotables. El Sol es el origen de todas las energías renovables presentes en la Tierra.

Actualmente la tecnología de las energías renovables aún se encuentra en una etapa de desarrollo...