Diseño de un sistema Fotovoltaico para determinar la eficiencia energética suministrada a un paradero ubicado en el campus universitario UAP - Filial Huancayo

Abstract

El estudio de las energías renovables actualmente se presenta como una herramienta de gran utilidad, debido a la escasez de fuentes de energía convencionales que se han venido explotando desde hace ya varios años, sin pensar que ello conllevaría a la humanidad a un punto en el cual se agotarían dichos recursos. La falta de iluminación y de un espacio donde los estudiantes y pobladores de la zona puedan esperar su unidad de transporte cómodamente y con iluminación en las noches hace que sea una necesidad la construcción de un paradero que será suministrado energéticamente con la luz del sol mediante un sistema fotovoltaico el cual no emitirá gases de efecto invernadero al transformar la energía. El Distrito de Pilcomayo ubicado en la Región Junín a una altura de 3200 m.s.n.m donde se desarrollara la construcción de un paradero suministrado con energía solar ubicado en la intersección de la Avenida Parra del Riego y el Jirón Sebastián Lorente a la altura de la Universidad Alas Peruanas filial Huancayo cuenta con una radiación promedio anual de 4.9 kWh/día siendo la segunda región a nivel nacional con mayor índice de radiación después de Arequipa. El presente trabajo de investigación fue realizado con el fin de generar energía eléctrica mediante paneles fotovoltaicos para suministrar la demanda energética del paradero, conociendo la implicancia de los factores climáticos y geográficos que permitan estimar la generación de energía de los paneles fotovoltaicos, la estimación de la superficie de captación de energía solar, así como la evaluación experimental del módulo. Analizando la influencia de los factores climáticos y geográficos en la ciudad de Huancayo, se consideró la irradiación media anual es 4,9 kWh/m2, altitud 3249 msnm, latitud 12,SO, eligiéndose así, un ángulo de inclinación de 25,5°para la instalación del panel solar fotovoltaico. Para determinar la superficie de captación solar, para la demanda energética del paradero, se determinó el área de 2,22 m2 , que generaron una potencia promedio de 290 W con una corriente de 16,9 A y una tensión de 43,6 V. Se realizó un balance de energía donde se halló el modelo matemático, el cual relaciona las temperaturas tanto de la placa como del panel. Mientras que la tensión y la intensidad de corriente a la salida del panel fotovoltaico determinaron el comportamiento eléctrico, también se determinó la eficiencia de la radiación absorbida por el panel el cual es de 15,32%. Se evaluó experimentalmente el módulo del panel fotovoltaico en la generación de energía eléctrica para el suministro energético del paradero, obteniendo una eficiencia de 59,5 % con corriente convencional (CA de 220V). Finalmente, se empleó la energía eléctrica generada por el modulo solar fotovoltaico para la iluminación con 8 reflectores de 10 W durante 11 horas continuas sin tener inconvenientes hasta la culminación del proyecto. Este tipo de generación de energía eléctrica es amigable con el medio ambiente, pues las instalaciones son silenciosas, requieren un mantenimiento mínimo y sencillo, y no producen polución térmica ni emisiones de CO2 y son capaces de producir la potencia adecuada para suministrar demandas de hasta 5000W para una vivienda, edificios o lugares donde no llega el suministro eléctrico.