TALLER SOLAR

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TALLER SOLAR

• CYBERTECH 2009

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Indice

• Solar Cybertech 2009
• Panel Solar
• Convertidor DC/DC
• Motores
• Arduino (Control del convertidor)
• Programación

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El Circuito

• Dar una vuelta a un circuito en forma de 8
• El coche estará alimentado exclusivamente desde
  un panel solar
• Tramos rectos, subidas y bajadas ? Necesario un
  convertidor para aprovechar la potencia del panel
  solar

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Panel Solar

• Potencia máxima teórica 10W
• Peso aproximado 1.5Kg
• Medidas (cm) 43x23
• Rendimiento máximo 80?8W máximo

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Convertidor CC/CC

• Convertidor CC/CC controlado digitalmente desde
  Arduino
• Se proporciona la placa del convertidor.

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Diseño del coche

• La pista tiene dos carriles en forma de U para
  el guiado del coche. Es necesario un sistema de
  guías (interiores o exteriores) que se acople a
  las guías de la pista

• Como no debe ser un coche

• Como debe construirse el coche.

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PANELES SOLARES FOTOVOLTAICOS

• CYBERTECH 2009

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PANELES SOLARES FOTOVOLTAICOS

• CARACTERISTICAS GENERALES
• NUESTRO PANEL SOLAR
• SIMULACION

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CARACTERISTICAS GENERALES

• CLASIFICACION
• MONOCRISTALINO (h20)
• POLICRISTALINO (h11, barato, - peso)
• MATERIALES
• Silicio
• Arseniuro de galio
• FUNCIONAMIENTO
• EFECTO FOTOELECTRICO emisión de electrones por
  un material cuando se lo ilumina con radiación
  electromagnética (luz visible o ultravioleta, en
  general).

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CARACTERISTICAS GENERALES

• ESQUEMA ELECTRICO DE CELULA FOTOVOLTAICA

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CARACTERISTICAS GENERALES

• UNION SERIE DE CELULAS FOTOVOLTAICAS

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CARACTERISTICAS GENERALES

• UNION PARALELO DE CELULAS FOTOVOLTAICAS

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CARACTERISTICAS GENERALES

• CURVAS CARACTERISTICAS
• CURVA TENSION - CORRIENTE (V-I)
• CURVA TENSION - POTENCIA (V-P)

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CARACTERISTICAS GENERALES

• CURVA TENSION - CORRIENTE (V-I)

Corriente de cortocircuito Icc
Tensión en potencia máxima Vm
Tensión de vacio Vo
Corriente en potencia máxima Im
PUNTO MAXIMA POTENCIA
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CARACTERISTICAS GENERALES

• CURVA TENSION CORRIENTE (V-I)

• Nos indica la calidad del panel solar
• Toma valores entre 0.7 y 0.8
• Cuanto más cercano a la unidad mejor

FACTOR DE FORMA
Icc
Im
POTENCIA MAXIMA PmImVm PmFFIccVo
Vm
Vo
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CARACTERISTICAS GENERALES

• EFECTO DE LA LUZ EN LA CURVA (V-I)

• La potencia que entrega el panel solar
  fotovoltaico
• depende mucho de la intensidad de la luz que
  lo
• ilumina.
• La tensión y corriente del punto de máxima
  potencia
• depende de la intensidad de la luz.

Icc
Im
Vm
Vo
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CARACTERISTICAS GENERALES

• CURVA TENSION - POTENCIA (V-P)

Tensión en potencia máxima Vm
Potencia máxima Pm
PUNTO MAXIMA POTENCIA
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CONVERTIDOR

• CYBERTECH 2009

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Introducción
Qué es un convertidor?
Es un dispositivo electrónico que transforma una
tensión/corriente de entrada en tensión/corriente
de salida, manteniendo la potencia constante.
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Introducción

• Qué es un convertidor?

Es un dispositivo que transforma una
tensión/corriente de entrada en tensión/corriente
de salida, manteniendo la potencia constante.
Siendo P1P2
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Introducción
Para qué utilizaremos el convertidor?
convertidor dc/dc tensión regulada
a la salida. Tendremos que adecuar la tensiòn
que nos llega del panel solar a la tensión del
motor.
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Introducción

• Como controlaremos el convertidor?
• La regulación se consigue mediante un MOSFET, un
  dispositivo semiconductor que se controlará
  externamente en función de los datos de tensión y
  corriente a la entrada y salida del convertidor

VCONTROL
Tensión y corriente entrada
Tensión y corriente salida
Bloque de control
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Índice

• Introducción
• Componentes
• Tipos de Convertidores

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Componentes

• Diodos

Dispositivos que permiten el paso de corriente
eléctrica en una única dirección. Polarización
directa caída de tensión nula
(conduce). Polarización inversa
corriente conducida nula (no conduce).

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Componentes

• Interruptor

Un interruptor es un elemento que permite abrir o
cerrar un circuito,cortando o permitiendo el paso
de corriente. Utilizaremos un transistor MOSFET
como interrupor.
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Componentes
Bobina
Dispositivo basado en el fenómeno de la inducción
electromagnética. Formado, en su forma más
simple,por el arrollamiento de un cable sobre un
núcleo de hierro.
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Componentes

• Transformador

Dispositivo basado en el fenómeno de la inducción
electromagnética. Formados, en su forma más
simple,por dos bobinas devanadas sobre un núcleo
de hierro.
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Componentes
Relación de transformación relación
entre el número de vueltas del devanado primario
y el secundario.
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Índice

• Introducción
• Componentes
• Tipos de Convertidores

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Convertidores Reductor y Elevador

• Mínima tensión de entrada mayor que la tensión de
  salida en cualquier punto de trabajo

• Máxima tensión de entrada menor que la tensión de
  salida en cualquier punto de trabajo

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Convertidor Flyback

• Descripción y ventajas

El Flyback es un convertidor DC/DC. VENTAJAS -
puede elevar y reducir. - tiene pocos
componentes.
Flyback
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Funcionamiento Flyback
Interruptor cerrado (Vgsgt0) El diodo no conduce
y se almacena energía en el transformador Int
erruptor abierto (Vgslt0) La energía almacenada
en el transformador se transfiere al secundario.
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MOTORES

• CYBERTECH 2009

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MOTORES

• MOTOR DE CORRIENTE CONTÍNUA
• CRITERIOS DE SELECCIÓN DE UN MOTOR
• LÍMITES DE UN MOTOR

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• MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA

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Esquema físico

• Motor con excitación permanente

El imán permanente genera el campo magnético de
excitación
La tensión exterior es aplicada a las escobillas
que magnetizan los devanados
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Esquema eléctrico
Visto desde los terminales, un motor de continua
equivale a
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• CRITERIOS DE SELECCIÓN DE UN MOTOR

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CRITERIOS DE SELECCIÓN DE UN MOTOR

• Potencia (W)
• Velocidadmáx (rpm)
• Tensión nominal (V)
• Intensidad nominal (A)
• Par a transmitir (Nm)

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Curvas de un motor

• Curvas Velocidad-Par en función de la tensión de
  alimentación

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Curvas de un motor

• Curvas Velocidad-Par en función de la tensión de
  alimentación

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• LÍMITES DE UN MOTOR

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LÍMITES DE UN MOTOR

• SE REALIZARÁN LOS SIGUIENTE EXPERIMENTOS
• ESCALÓN DE TENSIÓN
• BLOQUEO DEL EJE DEL MOTOR

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ENSAYO DE ESCALÓN DE TENSIÓN

• Objetivo
• Se pretende observar el pico de corriente que
  demanda el motor ante un escalón de tensión sin
  aplicar carga al eje.
• Montaje
• Se conecta el motor a una fuente de tensión,
  midiéndose la tensión e intensidad que demanda el
  motor a la fuente con un osciloscopio

• Resultado
• Con este ensayo podemos determinar el valor de la
  intensidad demandada por el motor al aplicar el
  escalón de tensión. Este dato lo suele
  proporcionar el fabricante

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ENSAYO BLOQUEO DEL EJE DEL MOTOR

• Objetivo
• Se bloquea el eje del motor, o lo que es lo
  mismo, se aumenta bruscamente la carga acoplada
  al mismo.
• Montaje
• Se conecta el motor a una fuente de tensión,
  midiéndose la tensión e intensidad proporcionados
  por la fuente al motor mediante un osciloscopio.
  Se aplica una tensión y se bloquea el eje.

Par resistente

• Resultado
• Mediante un osciloscopio podemos determinar como
  varía la intensidad demandada por el motor. Éste
  ensayo sirve para ver la reacción del motor ante
  cambios en la pendiente en el circuito.

Velocidad
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Misma pendiente Cambios de velocidad
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Misma pendiente Cambios de velocidad
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Escalones de pendiente
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Escalones de pendiente
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ARDUINO

• CYBERTECH 2009

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ARDUINO

• Qué es?
• Hardware
• Software

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Qué es Arduino?
http//www.arduino.cc/

• Plataforma electrónica libre
• Entradas Sensores
• Salidas Luces, motores y demás actuadores.
• Lenguaje de programación Arduino
• Entorno de desarrollo Arduino
• Autónomo o conectado a otro software

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Hardware
http//www.arduino.cc/en/Guide/Board

• Basado en ATmega168
• 13 pines digitales
• 6 Permiten salidas PWM
• 6 entradas analógicas.

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Software
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Software
http//www.arduino.cc/en/Main/Software

• Escribir código
• Compilar
• Reset
• Subir

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Programación Solar Cybertech 2009

• Lunes 2 Marzo Asignación de tutor y entrega de
  documentación para realizar los cálculos teóricos
  y la selección de componentes
• Miércoles 11 Marzo Entrega de cálculos teóricos
  convertidor y selección de componentes
• Lunes 23 Marzo Entrega del preproyecto y
  convertidor finalizado. Arduino, uso de fastpwm y
  aplicación para controlar el convertidor.
• Viernes 3 Abril Tener finalizado el coche.
• 12-17 Abril Semana de pruebas
• 21-22 Abril Concurso Solar Cybertech

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