taller ecologico "los unicornios": seguidor solar

seguidor solar lorentz etatrack 1500

el seguidor solar de un solo eje (azimutal) lorentz etatrack 1500 permite una superficie maxima de 15 m2 de paneles fotovoltaicos. es un diseño sencillo que elimina movimientos inecesarios, actuando solamente doce veces a lo largo del todo dia para seguir el arco solar de una manera precisa y continua.

dispone de un ajuste manual para la inclinacion que admite entre 0 y 45º, y que puede ser variado a lo largo del año para optimizar aun mas la posicion de los paneles con respecto al sol en las diferentes estaciones.

para la cimentacion del seguidor solar hemos elegido un sistema inocuo, mediante la utilizacion de una zapata superficial que simplemente se apoya en el suelo, de manera que puede ser retirada sin afectar al entorno...
ya sabeis: "huella cero"...

utilizando unos encofrados para la fabricacion de aros de hormigon para el forrado de pozos, que un buen amigo me ha prestado, hemos fabricado una zapata de 2,20 m de diametro y 1m de altura, rellenado con 4 m3 de hormigon de calidad 250.

en esta "zapata" superficial hemos recibido la viga principal que soporta la estructura, soldando un buen numero de varillas de ferralla hemos conseguido que la viga quede perfectamente fijada, dotando el conjunto de una solidez mas que suficiente para resistir el empuje de vientos y demas fuerzas en nuestros paneles fotovoltaicos.

una vez fraguado el hormigon comenzamos el montaje de la estructura

con la ayuda del cabrestante del grizzly (herramienta util donde las haya) pudimos bascular toda la estructura en su posicion contraria, de manera que entre jose "pato" (buen amigo y mejor persona) y yo pudimos ir completando el montaje de la parte alta de la estructura sin necesidad de subirnos a la escalera...jeje

una vez completado el montaje de la estructura, procedimos al montaje del actuador que se encargara de seguir la posicion del sol a lo largo de todo el dia...

se trata de un posicionador de los que se utilizan para el movimiento de antenas parabolicas

los dos rodamientos industriales que permiten el movimiento han sido convenientemente protegidos con grasa consistente

de esta manera quedo completamente montado y en fase de "aprendizaje" el seguidor solar con el "array" de paneles que deberia de permitirnos cosechar unos 6 o 7 kilovatios diariamente en condiciones de buena radiacion solar.

el aprendizaje del "automata" tiene una duracion de dos dias, permitiendole determinar en que epoca del año nos encontramos y de esta manera proceder a calcular la duracion de las horas del dia y de la noche.

cuado llega la noche, el seguidor se desplaza hasta situarse en la posicion central o "hightmoon", en la cual permanece a la espera los primeros rayos del amanecer, para entonces desplazarse al este con el fin de esperar la salida del sol, y asi comenzar su ciclo diario de seguimiento. la posicion "hightmoon" es la elegida para que el seguidor permanezca durante la noche por que es considerada como la mas segura para soportar fuertes vientos.

se trata de un sencillo sistema que utiliza un panel solar para su consumo, asi como para la deteccion de las diferentes fases de seguimiento solar, siendo a la vez una estructura robusta que permite obtener una seguridad de funcionamiento sin problemas con vientos de hasta 150 Km/H

en el mastil central se encuentran las cajas de conexiones y control.

el cableado de los paneles se ha realizado de manera independiente hasta la caja de protecciones. esta configuracion facilita por un lado el cambio de paneles con el fin de poder efectuar pruebas con diferentes asociaciones serie-paralelo de los paneles en el array de una manera sencilla y comoda

debajo de la caja de protecciones esta la caja de interconexion con la acometida de 50mm2 que lleva la potencia hasta los equipos reguladores.

detalle de la caja donde se aloja el controlador de lorentz, con la bateria que ha sido ampliada para permitir otros usos. el seguidor solar solo consume 1,5KWh al año, es una cifra de consumo realmente baja, necesitando un pequeño panel solar de solo 5wp para su mantenimiento. curiosamente (por casualidad) esta fotografia se ha tomado coincidiendo con la luminosidad del led "power" que solo da un rapidisimo destello cada 10 segundos aprox. tal es compromiso de bajo consumo del seguidor de lorentz y la pericia de nuestro fotografo...jeje

a la tapa de la caja del controlador de lorentz se le ha añadido una "trampilla" praciticable y transparente con el fin de que se pueda observar el estado con las indicaciones opticas del controlador, asi como para poder accionar el seguidor de forma manual y efectuar trabajos de mantenimiento, sin tener que quitar los tornillos de la tapa.

la acometida de 50mm2 ha sido grapada a la zapata de hormigon

sistema de ajuste de la inclinacion

el ajuste de la inclinacion del array en los seguidores lorentz es posible solamente desmontando completamente la viga lateral que sujeta el soporte de los paneles al pilar principal. por ello esta operacion resulta tan complicada que la mayoria de los usuarios mantienen fija la inclinacion del seguidor en el punto mas conveniente dependiendo de sus necesidades (si necesitamos mas energia en invierno, por ejemplo, a 40º, y si por el contrario nos interesa durante el verano, a unos 30º).

de hecho el fabricante recomienda dejar la inclinacion fija en el punto que nos ofrezca nuestro mejor compromiso verano-invierno, pero para lorentz, el seguidor es de "un solo eje", por lo que el eje de la inclinacion permaneceria fijo. hay que reconocer el hecho de que en los seguidores solares, el eje de inclinacion contribuye con mucho menos porcentaje de energia en el computo total, por lo que el fabricante (lorentz) tiene la filosofia, en aras de la sencillez, la robustez y el redimiento total del sistema, de fabricar solamente seguidores solares de un solo eje.

sin embargo, la inclinacion es muy importante cuando se persigue la optimizacion total de la colecta diaria de energia. para ello seria necesario mover la inclinacion del array, dependiendo de lo que queramos maximizar, entre 6 a 12 veces al año, pudiendo mejorarse el redimiento del array hasta en un 20-25% anual, dependiendo de la precision/frecuencia de los ajustes que efectuemos en su inclinacion.

ademas...jeje, para nosotros, en el taller, lo mas importante es probar, medir, cuantificar y descubrir las diferencias, aplicandolas a la vida real, y observar los resultados.

creemos que un 20-25% no es algo despreciable. perseguimos fijar como uno de nuestros ojetivos la reduccion del uso de placas solares al minimo necesario. por ello recomendamos el empleo de sistemas de seguimiento solar, tambien el uso de reguladores con sistema MPPT, es decir, "seguimiento del punto de maxima potencia" de manera electronica y tambien pretendemos avanzar en los sistemas de refrigeracion de los paneles para mejorar su rendimiento con altas temperaturas de funcionamiento.

de hecho estamos convencidos de que con una combinacion inteligente de regulacion MPPT, seguimiento solar y refrigeracion de paneles podremos mejorar el redimiento de los paneles solares en un 50% mas de lo que nos daria un array de paneles fijos sin regulacion MPPT y sin refrigeracion. esto significaria que con la mitad de inversion (de consumo) en placas conseguiriamos la misma potencia, siendo nuestro sistema mas eficiente encuanto a huella ecologica, consumo de materias primas...etc

el principio seria: un sistema mas eficiente siempre sera un sistema mas ecologico y sostenible. a esto vamos, pues...jeje

una silla para sentarse a observar el seguidor con el fin de imaginar...

tras algunos meses imaginando sistemas, ingeniando atefactos, buscando soluciones, en fin, que pudieran ayudarnos a simplificar el ajuste de la inclinacion, llegamos a la conclusion de que podiamos usar un "gato de coche" para este menester. se trata de un gato de los de tipo tijera, que eran muy usados en los turismos y furgonetas.

por fin conseguimos traer desde china un tipo de gato electrico, con un motor que actua el usillo mediante dos pulsadores. el hecho de que el gato sea electrico nos llamo la atencion por que nos brindaba la posibilidad de implementar en el futuro un sistema automatico de ajuste de la inclinacion

(algo que seria realmente complicado). tambien es verdad que el kit nos ha costado realmente barato por que el proveedor chino nos lo ha enviado como unidad de prueba, e incluye una pistola de impacto para poder aflojar y apretar los tornillos de 24 mm que llevan las bridas de fijacion del seguidor. se trata de configurar un sistema de ajuste de inclinacion que sea lo mas comodo y accesible posible.

manos a la obra!...

julia es nuestra esperta en el tema del acero y las soldaduras...

con sus buenas artes conseguimos materializar el artefacto. destacamos, llegados a este punto, que todas las soldaduras las efectamos con energia solar!...efectivamente nuestro inversor outback vfx3000 es capaz de proporcionar la energia necesaria para utilizar una estacion de soldadura (tambien tipo inverter) de 180 amperios sin ningun problema!...jeje

no tuvimos que utilizar el grupo electrogeno

detalle del sistema ya instalado. todas las piezas de acero que hemos utilizado son sobrantes del propio seguidor. incluso en el eje superior utilizamos el rodamiento de rotula de un actuador que nos habia fallado. lorentz nos envio uno nuevo (mucho mas robusto) sin cargo alguno.

con el viejo hizimos esto...jeje

como se puede observar, el gato en su movimiento desplaza hacia arriba o abajo el soporte principal del eje del seguidor solar, consiguiendo variar la inclinacion de una forma precisa y segura.

para proteger el motor y los diferentes mecanismos del gato de la intemperie, utilizamos la tapa de caucho del motor del actuador averiado.

detalle de la union soldada de la pieza con rodamiento de rotula del actuador averiado que hemos reutilizado para darle el juego necesario al eje superior.

la alimentacion la hemos tomado de la bateria que alimenta el seguidor, que ya ampliamos su capacidad al doble para poder cubrir sin problemas este consumo.

el control del actuador

el gato se maneja mediante un mando con dos pulsadores, uno para subir (y disminuir la inclinacion) y otro para bajar (y aumentar la inclinacion). el rango continuo de ajuste de la inclinacion va desde 10º a 50º, con lo que se consigue un ajuste apropiado practicamente para todos los meses del año.

el mando se aloja dentro de la caja de control

pudiendose extraer facilmente por la trampilla practicable de la caja de control

un disyuntor de 10 A DC cumple los propositos de puesta en marcha y apagado, asi como la proteccion de los motores. esta lo suficientemente escondido para que no pueda ser actuado facilmente si no se conoce su ubicacion

con la pistola de impacto es muy sencillo aflojar las tuercas de 24mm que aprietan las bridas de fijacion. tambien el apriete es muy sencillo y preciso.

de esta manera se consigue variar la inclinacion de una forma rapida, sencilla, y segura. una sola persona tarda unos diez minutos en ajustar el array a la inclinacion necesaria.