En este artículo describo las características de como debería ser un sistema fotovoltaico DIY de baja potencia que quisiera desarrollar para poder alimentar con 12V la iluminación de mi estudio / laboratorio. La idea de base es la de proyectar y construir diversos módulos, cada uno con una función diferente que puedan ser interconectados entre sí para obtener un sistema versátil y expansible. Aunque si la potencia prevista para el prototipo no superara los 100 Watt, los principios de funcionamiento que analizaré podrán ser aplicados en instalaciones más grandes.
Para empezar hago un elenco de las características que quisiera obtener de este sistema:
1. Sistema con salida de baja tensión (12V DC) alimentado por paneles fotovoltaicos y/o también por la red eléctrica. La potencia de salida prevista para el sistema no debería superar los 100 Watt (los principios de funcionamiento pueden ser aplicados a sistemas de mayor potencia).
2. Batería tampón que acumula la energía proveniente de los paneles fotovoltaicos durante el día para alimentar la iluminación de baja tensión con LEDs durante la noche o en los días nublados.
3. Selección automática controlada por microprocesador de la fuente de energía (solar o red eléctrica) en base al nivel de carga de la batería y al consumo.
4. Visualización de informaciones útiles a través de display LCD
5. Posibilidad de transmisión radio de los datos obtenidos y posibilidad de control remoto del sistema a través de un ordenador.
En la figura se puede observar un diagrama de bloques de un sistema posible. A la derecha se encuentra la "línea de iluminación" de 12V con el diseño de algunos spot como ejemplo. Esta línea de baja tensión se encuentra distribuida por toda la casa. En cada habitación he colocado varios enchufes de 12V comunes como se ve en mi artículo "Iluminando mi laboratorio con 12V".
Los módulos
Para afrontar este proyecto he decidido de dividir la electrónica en varios módulos simples, cada uno con una función especifica. A continuación describo brevemente cada uno.
Módulo de conmutación: sirve para conmutar una corriente eléctrica de 12V y equivale a un relé de alta potencia (hasta 12 Amp). Usa un MOSFET y un diodo Schottky. De este tipo de módulo se necesitan por lo menos dos, uno para interrumpir la corriente proveniente de los paneles solares y la otra para interrumpir la corriente de alimentación de la red eléctrica. La alimentación de la red eléctrica sirve para mantener la recarga de la batería y la salida de 12V para la iluminación en el caso que los paneles solares no logren suministrar la corriente necesaria para el sistema por largos períodos (días nublados). Se podría agregar un tercer módulo para interrumpir la salida hacia el sistema de iluminación aunque si pienso sea mejor conectar un interruptor normal (o termomagnético).
Módulo sensor de tensión/corriente: mide la tensión y la corriente que pasa por un cable. En nuestro caso sirven dos módulos, uno para medir la corriente proveniente de los paneles solares o la red eléctrica y el otro para medir el consumo del sistema de iluminación de 12V. El estado de la batería, es decir, si esta se encuentra en recarga o si está entregando corriente de salida se puede calcular simplemente a través de las lecturas de los otros dos módulos sensores.
Módulo de control: controla todo el sistema a través de un microcontrolador. Posee un transmisor radio para la conexión con un ordenador.
Módulo display LCD: visualiza el estado del sistema a través de un display LCD. La información mostrada puede ser: la tensión y la corriente de entrada (proveniente del panel fotovoltaico o de la fuente), la tensión y la corriente de salida del sistema (consumo).
Modulo receptor: módulo radio que recibe los datos provenientes del módulo de control y los pasa al ordenador.
Bien, el proyecto está servido. En mis próximos artículos mostraré el desarrollo de los diversos módulos.
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Sensor de corriente para sistema fotovoltaico de baja potencia
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Me parece un proyecto muy interesante la verdad. Yo por ejemplo para el monitoreo en el display utilizaría un LCD de 4×20 o un GLCD para que se pueda mostrar más cantidad de información.
La conexión al pc será para tener un seguimiento o una base de datos, de todo el sistema no? tendrías que tener en cuenta, que ya lo habrás hecho, que la memoria eeprom tiene un numero limitado de borrado/escritura que tendrás que tener presente a la hora de diseñar el firmware, para no agotarlo en un periodo corto o medio de tiempo.
No dudes que seguiré tu proyecto y que aportare todo lo que pueda al mismo.
Un saludo!
Muchas Gracias por tu comentario Sam. Si, tal vez sería mejor un display 4 x 20 pero lamentablemente el que tengo en casa es de 2 x 20 así que trabajaré con él. El proyecto se encuentra en una fase inicial por lo tanto serán muchas la cuestiones para desarrollar. Te agradezco tu disponibilidad de colaborar. ¡Hasta la próxima! 🙂
excelente proyecto, estoy interesado en los siguientes partes que por lo visto no se encuentran(Módulo de control,Módulo display LCD,Modulo receptor) estoy pensado en construirlo en mi hogar, te comento por que sebe algo abandonado el proyecto.
Si ARLF, tiene razón. He tenido una complicación «didáctica» de este proyecto que no me ha permitido todavía de publicar el artículo siguiente (la parte de control). El problema fue que me he dado cuenta que el proyecto estaba perdiendo el concepto de modularidad y fundamentalmente no existía un orden claro para la realización de esta parte. Esto es un problema para mi porque el riesgo es de ser inundado de preguntas por parte de los lectores. Por lo tanto, he decidido de reproyectar esa parte nuevamente y en estos momentos me encuentro en una fase intermedia. He ya construido las plaquetas y ahora me encuentro nuevamente en el desarrollo del software. De cualquier manera, con modalidad «work in progress» pienso de actualizar (quizás en el foro) la situación actual del proyecto.
Hola:
Estoy necesitando resolver un problema.
Tengo un equipo compuesto por:
1) Camara Analógica: 4,5W 12DVC
2) Dispositivo Sensor: 58mA a 12v
3) Tarjeta de OC 12v a 1,53A.
Tengo que hacer que esto se alimente por energía solar dado que no tengo corriente eléctrica disponible. Estoy necesitando agregar un panel solar y una batería 12v que luego alimente este equipo. Sabes donde puedo averiguar quien me eche una mano con esto?
Gracias
Javier
jgodino@hotmail.com
Hola Javier. Te aconsejo que hagas tu pregunta en el foro. Probablemente ahí encontrarás gente que puede ayudarte.
Estoy muy emocionado de poder construir esto para iluminar mi biblioteca y mi laboratorio!
Hola Marco, estoy haciendo un nuevo proyecto de un sistema fotovoltaico mucho más simple. Espera alguno días hasta su publicación. 🙂
MUY BUENO EL PROYECTO
QUISIERA UN CIRCUITO CON MAS POTENCIA Y L
CD
Lamentablemente Gabriel, con más potencia el circuito se complica bastante.
Muy interesante,
Acabo de recibir unos modulos fotovoltaicos nuevos de baja potencia pero tensión elevada (2w <50V) . http://infinitypv.com/standalone/panels/demopanels.
Y quiero hacer un cargador the batería de Litio a 3.7V para mis proyectos con Arduino. Alguna idea?
Por cierto tiene también un modulo de 2W pero tripolar : Positivo/tierra/negativo, (-25V/GND/25V), no lo había visto nunca. Crees que se puede hacer una fuente simétrica utilizandolo?
Un saludo
Hola, lamentablemente no he hecho proyectos para cargar baterías de litio. La tensión de salida de los módulos es elevada. No sabría que decirte. 🙁
hola amigo, muy interesante tu proyecto, de verdad me gustaria poder terminar de complementarlo con el display y así lograr un sistema completo. Lo máximo que se puede manejar son 15 A? y agregando mas mosfet en paralelo podrías aumentar la potencia? me gustaría poder construirlo por completo ya que donde vivo la corriente en muy deficiente. saludos!
Muy interesante teresante tu sistema. Desgraciadamente parece que se ha perdido la parte tres.
Cómo sensor de corriente podrías usar el acs712. Se trata de un sensor de corriente por efecto Hall, que prácticamente no tiene cabida de tensión. Eso te permite trabajar con grandes intensidades, hasta 30 amp, con una eficiencia superior a tu sistema.
Tienes placas premontadas para arruino, con todos los componentes necesarios, por unos 2 dólares.
Estoy intentando desarrollar un cargador mppt para panel solar y batería de plomo. La parte del software la tengo bastante clara, pero tengo dudas de cómo funcionaria un convertidor buck sincrono con una batería. También tengo dudas de sin con los dos MOSFET del convertidor buck puedo impedir que la batería se descargue por la noche.
Tu solución del relé parece funcional, pero incrementa el consumo, el precio y es algo sujeto a desgaste.
¿podrias ayudarme?