Los estudiantes y profesores de la Universidad Tecnológica de Coahuila (UTC) están interesados en aprender más sobre la energía fotovoltaica . Ubicada en Parras, Coahuila, esta universidad orientada a la tecnología tiene una relación de tres años con el profesor Lonny Grafman y el programa de tecnología apropiada de Cal Poly Humboldt . Lonny proporcionó un módulo fotovoltaico, un controlador de carga, una batería y un inversor; estos componentes y el deseo de aprender sobre la energía fotovoltaica brindaron la oportunidad perfecta para construir una pequeña estación de aprendizaje fotovoltaica. El objetivo del proyecto era crear una estación de aprendizaje funcional, conveniente, portátil e instructiva y asegurar la participación y el interés sostenido del personal docente de la UTC. Esta estación será utilizada por los estudiantes de la UTC, la comunidad y las escuelas de Parras, y por los futuros estudiantes del Programa Parras de Humboldt State como una demostración práctica de la energía fotovoltaica. Nuestro objetivo es hacer que la estación sea atractiva e informativa para los maestros, estudiantes y consumidores potenciales de esta energía alternativa viable . Una lista concisa de nuestros criterios de éxito incluye:
- Funcional: una estación de aprendizaje que no funcione será un ejemplo negativo de esta hermosa tecnología.
- Conveniente: algo que está fácilmente disponible para su uso.
- Instructivo: un producto que funcionará y además educará.
- Seguro: lo último que queremos es que alguien resulte herido al utilizar la estación de aprendizaje, por lo que debemos cubrir todos los cables sueltos, terminales, etc.
- Atractivo/"ingenioso": tiene que verse bien para reforzar la belleza de esta tecnología.
- Portátil: algo que se puede mover fácilmente de un lugar a otro.
- Fácil de usar y mantener: queremos reducir el riesgo de daños haciendo que sea fácil de entender y operar. Si se produce un daño, queremos que sea fácil de reparar.
- Duradero: queremos que esta estación de aprendizaje resista a la intemperie, ya que se utilizará en exteriores. Como es portátil, queremos que pueda soportar un uso y un movimiento regulares.
- Adaptable a cambios si es necesario: las necesidades de la Universidad pueden cambiar con el tiempo, por lo que queremos que esta estación de aprendizaje sea adaptable para alimentar otros dispositivos según lo deseen.
Contenido
Método, materiales, presupuesto
Muchas de las piezas que componen el proyecto fueron donadas, lo que limitó el alcance de nuestro proyecto y nos facilitó la compra de piezas.
Artículos donados :
- Controlador de carga de batería Sunforce 7A/14,2V
- Batería de ciclo profundo de 12 V/4,5 Ah de larga duración
- Inversor de CA Samlex SI-175HP de 175 vatios (12 V CC-15 V CA)
- Panel solar GE PV-050MNA (50 vatios/17,3 V/2,9 A)
- voltímetro
- Fusible de 15 A
- Madera contrachapada de 100x110cm
- Soportes
- Envoltura térmica
- Caja de plexiglás con soportes de aluminio.
- manija de la puerta
- Bisagras
- conducto
Artículos comprados :
| Artículo | Costo (~10.6 pesos = 1 dólar estadounidense) |
|---|---|
| Disyuntor y caja de 10 A | 130 pesos |
| Fusibles 10A-15A | 60 pesos |
| Cable calibre 12 (2 m) | 20 pesos |
| Alambre Romex (0,5 m) | 30 pesos |
| Enchufes y tomas de corriente continua (2) | 25 pesos |
| Toma de corriente CA | 35 pesos |
| silicona | 25 pesos |
| pintura a base de aceite | 70 pesos |
| Tuercas y tornillos | 60 pesos |
| papel de lija | 6 pesos |
| TOTAL | 461 pesos |
Elaboramos un diseño para la estación de aprendizaje y decidimos que sería mejor dejar el panel solar separado para que la gente tuviera la oportunidad de mover el sistema con la mayor facilidad posible. Montamos los demás componentes del sistema en una pieza de madera contrachapada con un taladro y tuercas y tornillos. Luego lo pintamos con una pintura blanca a base de aceite y le pusimos una cubierta de plexiglás con bisagras para protegerlo de los elementos. El sistema no está diseñado para una exposición prolongada a fuertes lluvias, pero sin duda durará durante esas tormentas de lluvia inesperadas.
Localizar los fusibles que necesitábamos fue una tarea enorme. Encontrar algo entre 10A y 20A fue difícil, así que nos basamos en lo que pudimos encontrar. El fusible de 10A fue el único que pudimos encontrar en una tienda de repuestos para automóviles de la ciudad, así que decidimos optar por ese. Se utilizó un cable de calibre 12 debido al bajo amperaje del sistema. Usamos Romex para el lado de CA. Teníamos un enchufe de CC que iba desde el circuito paralelo del controlador de carga/batería al inversor de CA. Necesitábamos otra toma de CC porque el personal de UTC planea conectar el sistema para hacer funcionar un refrigerador pequeño. Dado que el refrigerador funcionará con corriente continua, empalmamos la toma en paralelo con el controlador de carga fotovoltaica/batería para que pudieran tener la opción de usar corriente continua sin cablear directamente a la batería. El disyuntor evita que grandes sobretensiones dañen el sistema y cualquier cosa que pueda estar alimentando. Nos llevó un tiempo encontrar uno con una capacidad de 10 amperios, pero lo hicimos y pudimos conectarlo. La toma de pared es para cualquier dispositivo de CA que vaya a ser alimentado por el sistema.
El currículo
SISTEMA SOLAR
[1] Panel solar : Convierte la energía solar en energía eléctrica.
[2] Fusible : corta la corriente cuando el amperaje es demasiado alto. Evita que el sistema se queme, pero una vez que se quema, es necesario reemplazarlo.
[3] Controlador de carga : regula el voltaje que ingresa a la batería y evita que se sobrecargue.
[4] Medidor de voltaje : muestra el voltaje a través de los cables desde los paneles hasta las baterías.
[5] Enchufe de CC : le permite conectar dispositivos de CC de 12 voltios directamente al sistema.
[6] Batería de ciclo profundo : almacena la energía para los momentos en que no hay mucho sol.
[7] Inversor : Convierte la corriente continua producida por el panel en corriente alterna.
[8] Disyuntor : actúa como un gran fusible cuando la corriente es demasiado alta para que el sistema la pueda manejar. Puede volver a encenderlo cuando el sistema esté listo nuevamente.
[9] Tomacorriente : permite conectar aparatos de CA directamente al sistema. La energía puede provenir directamente del panel, de la batería o de una combinación de ambos.
Mantenimiento
- La potencia total de los aparatos conectados no debe superar los 100 vatios.
- No permita que entre agua en la caja.
- No toque ambos terminales de la batería a la vez
- No permita que el voltaje de la batería caiga por debajo de 12 voltios
- Apague el inversor cuando no esté en uso
- Cargue la batería en un área ventilada
- Retire cualquier residuo que se acumule alrededor de los terminales de la batería.
- Limpiar el panel
- Si el sistema no funciona, verifique los fusibles, el disyuntor o el inversor para ver si funcionan.
- Reemplace cualquier cable roto o agrietado.
- Verifique la durabilidad de los bordes de silicona y los toldos con orificios.
- Utilice agua con bicarbonato (bicarbonato de sodio) para neutralizar cualquier ácido de plomo que pueda salir de la batería.
- No fume cerca del sistema ni lo exponga al fuego.
- No lo utilice en condiciones climáticas extremas.
Pruebas
La batería donada es vieja y no ha sido bien cuidada. Completamente cargada, el voltaje es de 13,4 V (en comparación con el voltaje de funcionamiento ideal de 13,7-14,9). Puede hacer funcionar un ventilador de 54 W durante unos 33 minutos y tiene una capacidad de unos 2,575 Ah. Los profesores y estudiantes de la UTC esperan construir un refrigerador de CC y hacerlo funcionar con el sistema. A menos que se instale una batería nueva, esto probablemente no será posible.
Galería
Fig 1: La carcasa protectora con bisagras.
Fig 2: Aleiha con el sistema.
Fig 3: El sistema con su carcasa protectora cerrada.
Fig. 4: Primer plano de la salida de CC al panel fotovoltaico, el controlador de carga y el medidor de voltaje.
Fig 5: Primer plano del inversor, batería, enchufe de CC y fusibles de repuesto.
Fig 6: Primer plano de la toma de corriente y del disyuntor.
Fig 7: Primer plano de todo el sistema cerrado con diagrama y guía de mantenimiento.
