Sistema de control de posición para concentrador solar, con retroalimentación por visión artificial de alta precisión.

Abstract

Los sistemas de disco parabólico o SDP, están compuestos de una superficie cóncava capaz de concentrar la radiación solar sobre el punto focal geométrico de sus superficies. En dicho punto geométrico es situado un sistema capaz de aprovechar la energía solar presente. El desempeño de estos sistemas en el aprovechamiento de la energía solar depende del ángulo de incidencia de los rayos solares en las superficies parabólicas, debido a esto, el sistema de control cobra una gran relevancia a la hora de mantener al equipo en un ángulo adecuado el cual genere la mayor cantidad de energía según el momento del día. Para ello es necesario un sistema de control adecuado, el cual sea capaz de realizar un seguimiento solar de alta precisión. Este documento presenta el desarrollo de un sistema de control basado en lenguaje de escalera y SCL (siglas en inglés para lenguaje estructurado de control) dentro de un PLC (siglas en inglés para controlador lógico programable) basado en un sistema de relevadores lógicos y un sistema de visión para la realización de seguimiento solar. El concentrador solar presentado en este proyecto consta de una estructura metálica con dos superficies cóncavas capaces de concentrar la radiación solar incidente en una celda fotovoltaica 1000 veces y aprovechar este alto flujo radiactivo obtenido, además, este concentrador solar cuenta con un sistema de dos ejes (elevación y acimut) los cuales son movidos por dos motores de corriente directa, controlados por un PLC Siemens S7-1200, donde se desarrolló un sistema de control enfocado al seguimiento solar que cuenta con retroalimentación por medio de encoder montado en cada motor y un sistema de visión artificial. Dicho sistema de visión consta de una cámara montada en un sistema de Raspbery PI 3 comunicado al PLC por medio del protocolo RS485. El sistema de control desarrollado para este equipo proporciona 3 modalidades de movimiento: Manual, Semiautomático y Automático, donde, en este último es presentado el seguimiento solar por dos tipos distintos de control: código SPA (siglas en inglés para algoritmo de posición solar) y cámara de visión, obteniendo en este último un error máximo de seguimiento solar de 1 mrad.