Seguidor Solar

Los seguidores solares son elementos utilizados en una instalación fotovoltaica para aumentar el rendimiento de la producción eléctrica. Mientras que una instalación fija mantiene la posición de los paneles solares durante todo el día, si utilizamos un seguidor solar los módulos se moverán acorde al lugar del sol en cada momento.

Por tanto, esta instalación es un tipo de montaje mecánico que sirve para maximizar la potencia generada por lo módulos fotovoltaicos. Esto se debe a que si se logra mantener los módulos de la forma más perpendicular posible a la radiación que proviene del sol, el panel generará mayor electricidad.

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Tipos de seguidor solar

Básicamente, los rastreadores solares pueden clasificarse en dos tipos, según el número de ejes móviles:

Seguidor solar de un eje:

Este tipo de seguidores sigue el movimiento del sol en uno de los ángulos , azimutal o de inclinación, o también polar, con un movimiento de forma oblicua.

• El seguimiento de forma oblicua, o en el eje polar, es aquel que se realiza con el eje de giro orientado al sur y una inclinación fija.
• Por otra parte, el azimutal es aquel que gira sobre un eje en disposición vertical y el ángulo coincidente con la latitud.
• El más común, es el que sigue el sol de este a oeste a lo largo del día en el eje de inclinación u horizontal. Esto lo realiza con el eje en la dirección Sur-Norte y variando su inclinación a lo largo del día.

Este tipo de seguidor puede aumentar el rendimiento considerablemente respecto a una instalación fija en torno a un 10-25%. A continuación te mostramos un vídeo del funcionamiento de un seguidor en el eje horizontal, o de inclinación:

Seguidor solar de dos ejes:

A diferencia del modelo anterior, este tipo de seguidor realiza el seguimiento en ambos ejes. De esta manera, la superficie de captación permanece siempre perpendicular al sol.

Aunque esto logra una mayor eficiencia hasta  un 45% respecto a instalaciones fijas, en el caso de grandes instalaciones se requiere un gran espacio para que no se produzcan sombras entre los seguidores. Por otra parte, también requieren un mayor mantenimiento debido a que utilizan dos motores, en lugar de uno, y la complejidad mecánica es mayor.

Por tanto, si se va a utilizar este tipo de seguimiento solar, se debe estudiar si el coste de instalación, del equipo y del mantenimiento se va a amortizar con la producción esperada. A continuación, te mostramos un ejemplo del rastreo que hace este tipo de seguidor:

Para que te quede más claro, en la siguiente imagen te mostramos resumidamente todos los tipos de seguidores:

¿Cómo funciona un seguidor solar?

El funcionamiento de un rastreador solar se basa, en primer lugar, en la estructura que soporta los módulos fotovoltaicos. Según el tipo de seguimiento, la estructura deberá tener cierta configuración que permita el movimiento en el eje o ejes deseados. Para realizar estos giros, se debe disponer de una serie de dispositivos mecánicos, tales como rodamientos, motores, barras estructurales  y otros dispositivos móviles.

Configuración del motor para el rastreo solar

Para que el motor pueda girar acorde a nuestros intereses, podemos realizarlo de diferentes maneras:

• Con un motor que funcione con corriente alterna, lo cual implicaría el uso de un variador de frecuencia y un abastecimiento a partir de sistemas auxiliares, una vez la corriente de la instalación ha sido transformada.
• Con un motor de corriente continua, aprovechando directamente la energía generada con los módulos fotovoltaicos, regulando correctamente la corriente.

Control del giro del motor

Una vez definido el motor, debemos girarlo hasta la posición que se desee. Para ello, disponemos de varias opciones:

• Utilizar sensores fotorreceptores, que varian su corriente eléctrica acorde a la luz que reciben. De esta manera, podremos saber si la radiación es la óptima en cada instante, comparando por ejemplo la lectura de dos sensores con una placa entre ellos. Esto es así porque en caso de que no esté en la posición óptima, esta pequeña lámina hará sombra en uno de los receptores y sabremos así el sentido en el que debe girar el seguidor para alcanzar el lugar dónde captar mayor energia.
• Utilizar ecuaciones de movimiento solar para calcular la posición óptima en cada momento del día y proporcionársela al motor a través de inclinómetros. Estos inclinómetros básicamente leen la posición en la que se encuentra el seguidor, por lo que podemos definir dónde deben situarse. Normalmente, se acompañan de sensores final de carrera para impedir que el motor gire más allá de los límites permitidos.

Con la lectura de estos sensores y un controlador, como puede ser cualquier PLC o algo tan simple como un Arduino, se pueden enviar comandos al motor o al variador de frecuencia para posicionar el seguidor en el lugar deseado y así obtener la mayor radiación posible en cada momento. Por otra parte, mencionar que muchos de estos sistemas incorporan algoritmos especiales para no dar sombreado a otros seguidores adyacentes.