Línea de investigación en morfología experimental

Portabilidad Solar.

Juan Felipe1 Muñoz Correa

Línea de investigación en morfología experimental

Universidad Pontificia Bolivariana

Medellín, Colombia.

felipe.munoz@upb.edu.co

Carlos Manuel López Riveros

Línea de investigación en morfología experimental

Universidad Pontificia Bolivariana

Medellín, Colombia.

carlosm.lopez@upb.edu.co

Resumen

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Abstract

La sección de Abstract se debe limitar a 300 palabras máximo.

Palabras Clave: Paneles Solares, Estructuras no convencionales, Modularidad y

1. INTRODUCCIÓN

1. Una de las energías alternativas es la energía fotovoltaica, la cual permite transformar la luz solar en energía eléctrica a través de un sistema de paneles solares y acumuladores, una condición  de estos sistemas de generación es que a mayor consumo energético mayor área de paneles se debe desplegar. Teniendo en cuenta esto se debe resaltar que  las estructuras para soportar e instalar estos sistemas son difíciles de trasportar y desplegar, con  estos condicionamientos el tema  de este proyecto de investigación se centrara en cómo mejorar la portabilidad de los sistemas de carga fotovoltaica a través de la intervención de las estructuras de los paneles y su instalación con la aplicación de estructuras no convencionales, las cuales son aquel sistema de elementos con características estructurales que poseen una configuración formal, la cual rompe radicalmente las tradiciones anatómicas o morfológicas definidas por las normas de construcción, y que aunque cumplen con las características técnicas convencionales también tienen mejor desempeño en cuanto peso volumen y modulación, donde las estructuras dinámicas y neumáticas son las que mejor responden a estas variables

Esta investigación lograra reconocer el comportamiento mecánico de ambas estructuras y evaluar su rendimiento en diferentes aspectos técnicos, como peso, volumen y modulación en sus estados de plegado y desplegado, al igual que el tiempo y esfuerzo para su funcionamiento y así definir, cuál de ellas puede ser un mejor mecanismo de soporte para paneles soleres o deferentes superficies

Como antecedentes a este proyecto En Alemania Eva Hotz, una ingeniera de diseño de producto, ha producido un origami elegante como un panel solar para el uso diario. Se pliega fácilmente y se puede desplegar y al instante para cargar artículos a través del puerto USB en el lateral (1), y un ingeniero mecánico en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y un fanático del origami. Trabajó desarrollar una matriz que se pudiera doblar hasta unos 2.7 metros de diámetro y desdoblarse hasta unos impresionantes 25 metros para proyectos de paneles solares en satélites (2). Estos proyectos dan un punto de partida para el recaudar la información pertinente al objetivo de este proyecto que es identificar cuál de los tipos de estructuras, neumáticas o dinámicas, generan un mayor nivel de portabilidad para sistemas de generación de energía fotovoltaica.

1. RUTA METODOLOGICA

1. Materiales

Se diseñaron y produjeron modelos estandarizados para el análisis de las estructuras dinámicas y neumáticas, para ello se tomó en cuenta el estado del arte de los paneles solares flexibles. Para las medidas de la estructura neumática se tomó como referencia las medidas de un panel solar (100 ancho x 200 de largo), se fabricó con una lona de polivinilo con un ensamble adhesivo por el proceso de termo sellado, por otro lado, para la estructura dinámica, se tomaron las medidas ya estandarizadas de la estructura neumática en estado desplegado, para que al desplegar ambas estructuras cumplan con las mismas condiciones para el soporte del panel solar. Se modeló en el software SolidWorks, para obtener las medidas de cada componente de la estructura, se diseñaron los ensambles de la estructura para su funcionamiento. Se cortó a laser las tijeras, en láminas de MDF de 3mm y los ensambles se lograron con tornillería y tubería en forma de L y T de aluminio.

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FIG 1 y 2. Estructura neumática plegada y desplegada.                                                          

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FIG 3 y 4. Estructura dinámica plegada y desplegada.

1. Métodos

El primer objetivo del proyecto por resolver fue seleccionar las variables que definen el nivel de portabilidad de un sistema de generación de energía fotovoltaica, para esto tuvimos que realizar una investigación que tomó aproximadamente dos semanas ya que tuvimos que indagar en lugares especializados en paneles solares, en este caso el resultado fue positivo ya que hay diferentes tipos de sistemas de generación de energía y encontramos uno pertinente para el proyecto que fueron los paneles solares o plegables que se pueden encontrar de diferentes tamaños y pesos.

Después de esto, definimos y caracterizamos los parámetros geométricos de referencia para la caracterización de cada tipo de estructura, en esta parte del proyecto también se tomaron aproximadamente dos o tres semanas para la investigación, se tuvo que realizar una comparación en cuanto a peso, volumen, tiempo y modularidad, también, hay características como la transformabilidad, transportabilidad y la livianidad que también influyeron en la comparación que realizamos.

Por ultimo necesitamos establecer el criterio de selección para las estructuras con base en el nivel de desempeño y seleccionar el tipo de estructura que tuviera el mejor nivel de desempeño, gracias a la investigación realizada concluimos que los criterios de selección son el peso, el tiempo, el volumen y la modularidad de cada estructura, para esto se realizó un modelo de cada estructura para hacer las respectivas comparaciones, y la estructura que seleccionamos fue la neumática ya que aunque el tiempo de pliegue y despliegue de esta sea superior a la dinámica, el volumen y peso son menores a la dinámica, por lo tanto, es la más indicada para desenrollar un panel y mantenerlo templado el tiempo necesario.

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