ES3009877B2 - Metodo y sistema para controlar un seguidor para una planta solar - Google Patents
Metodo y sistema para controlar un seguidor para una planta solarInfo
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Description
DESCRIPCIÓN
MÉTODO Y SISTEMA PARA CONTROLAR UN SEGUIDOR PARA UNA PLANTA SOLAR
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención pertenece al campo de las energías renovables. En particular, se refiere a un método y sistema para mejorar la precisión de un seguidor encargado de disponer uno o varios paneles fotovoltaicos en una posición deseada. La invención es de aplicación en la producción de energía de una planta solar con paneles fotovoltaicos dotados de seguimiento al sol.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Para aprovechar mejor la radiación solar, los paneles fotovoltaicos (FV) de muchas plantas solares se mueven para apuntar hacia el sol y que la radiación solar incida adecuadamente sobre los paneles FV. Para llevar a cabo esta tarea se emplean seguidores. Un seguidor incluye elementos estructurales, electromecánicos (p.e., un motor) y electrónicos (p.e., sensores, controlador) para el seguimiento del panel FV, habitualmente hacia el sol.
Los seguidores pueden ser de diferentes tipos, por ejemplo, un seguidor de dos ejes (o grados de libertad) permite orientar el cabeceo (ángulo de inclinación según el eje Este-Oeste) y el balanceo (ángulo de inclinación según el eje Norte-Sur). También hay seguidores que se mueven respecto de un solo eje con un ángulo de inclinación. En ambos casos, como sensores para medir que la orientación es adecuada se usan habitualmente acelerómetros. Los acelerómetros miden el vector de aceleración de la gravedad de la tierra proyectándolo sobre una base de coordenadas ortogonales cartesianas. En ocasiones, dichos acelerómetros están asociados con giroscopios e incorporados en unidades de medida inercial (IMU, "inertial measurement unit”). Mediante transformaciones matemáticas, las componentes de la aceleración se convierten en ángulos en la base de coordenadas.
La tecnología conocida como MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) es la técnica más extendida con la que suelen fabricarse los acelerómetros (como elemento individual o como componente de una IMU). Dada la naturaleza de su proceso de fabricación, los sensores fabricados con MEMS proporcionan mediciones que tienden a sufrir desviaciones o derivas con la temperatura. Ocurre que la desviación con la temperatura es específica de cada acelerómetro. Esto último provoca que no sea rentable caracterizar la desviación específica de cada acelerómetro producidos en una escala masiva que minimiza costes.
A consecuencia de unas medidas de aceleración imprecisas, no se realiza adecuadamente el seguimiento del sol, por tanto, la irradiancia capturada disminuye y con ella el rendimiento energético del panel o paneles FV asociados con dicho acelerómetro causando una disminución en la producción eléctrica de la planta solar.
Por otra parte, en ocasiones los seguidores solares deben adoptar ciertas posiciones fijas. Por ejemplo, se colocan en una posición segura en condiciones de alta velocidad de viento. Esta posición segura es denominada habitualmente posición de defensa. Cuanto más precisas sean las medidas de aceleración para conocer el ángulo de inclinación del panel FV respecto de un eje, más preciso será el posicionamiento de defensa, lo que garantiza una operación más segura de la planta fotovoltaica.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
A la vista de la situación anterior, sería deseable un seguimiento al sol más preciso e individualizado que permita aprovechar mejor la irradiancia. Para plantas solares ubicadas en zonas con grandes saltos térmicos como es el caso de zonas desérticas o semi-desérticas, este comportamiento puede causar una reducción relevante en la energía eléctrica. También, es útil para que el panel FV pueda adoptar posiciones específicas con mayor precisión por razones de seguridad o mantenimiento.
La presente invención plantea un método y sistema de acuerdo con la reivindicación 1 y 8 para afrontar la situación mencionada. Varias realizaciones ventajosas se definen en las reivindicaciones dependientes. El método es implementable como software con instrucciones codificadas y almacenadas en un medio de almacenamiento digital legible y ejecutable por un medio de procesamiento.
Para controlar un seguidor en una planta solar, según el método planteado, se incluyen varios pasos ejecutables en un controlador. Se comprueba con el controlador que el panel FV (o paneles FV) asociado al seguidor está inmóvil y se mide, en un primer momento, un primer valor de temperatura ambiente con un sensor de temperatura y un primer conjunto de aceleraciones con un acelerómetro. Las aceleraciones medidas con el acelerómetro se pueden convertir a un ángulo de inclinación respecto de un eje de referencia, o a varios ángulos de inclinación respecto de varios ejes. Por ejemplo, típicamente dos en el caso de un seguidor de dos ejes: un ángulo de inclinación para el cabeceo y/o otro para el balanceo. Mediante el alineamiento respecto de uno o varios ejes del seguidor, se fija la posición del panel FV.
Según el método planteado, en un segundo momento posterior se mide un segundo valor de temperatura ambiente y un segundo conjunto de aceleraciones asociadas a una posición (fijada por uno o más o ángulos de inclinación) del panel FV. Se calcula a continuación una función de corrección para aplicar en las próximas medidas tomadas por el acelerómetro. Esta función de corrección considera la diferencia existente entre los valores medidos de aceleración y de temperatura en ambos momentos. Con el panel FV inmóvil, diferencias en las medidas tomadas por el acelerómetro se deben a una deriva por temperatura.
Cuando hay una instrucción de movimiento para mover el panel FV desde su posición actual a otra posición objetivo, el controlador acciona un motor encargado de mover el panel FV. Dicho controlador comprueba si se alcanza la posición objetivo en el panel FV usando la función de corrección. Para ello, se mide un tercer conjunto de aceleraciones asociadas al panel FV y un tercer valor de temperatura. Se aplica la función de corrección y se obtiene un conjunto de aceleraciones modificadas que mitigan la deriva térmica. Las aceleraciones modificadas se convierten en uno o dos ángulos de inclinación modificados. Se comprueba si el ángulo modificado corresponde con la posición objetivo para el panel FV fijada por uno o más o ángulos de inclinación. Si no, se actúa sobre el motor hasta que se alcanza la posición objetivo con un margen de error deseado que puede ser configurable. En caso de que el motor sea paso a paso, mediante movimientos secuenciales, el seguidor se va aproximando a la posición objetivo.
De forma análoga, se plantea el sistema para controlar un seguidor para una planta solar. Para ello, el sistema incluye varios dispositivos entre los cuales están un controlador, un sensor de temperatura y un acelerómetro asociados a un seguidor. El controlador se encarga de controlar un motor acoplado mecánicamente con el panel FV. A su vez dicho seguidor puede estar asociado a uno solo o a varios paneles FV, por ejemplo, dispuestos formando una fila. Mediante el controlador se gestionan diversas operaciones e instrucciones en el sistema para llevar a cabo los pasos mencionados del método anterior. En el caso de un seguidor de un solo eje, el controlador acciona un motor que mueve el panel FV hasta una posición objetivo fijada por un ángulo de inclinación dado respecto del eje de movimiento del seguidor.
Por controlador se debe entender un componente electrónico, con capacidad de ejecución de programas, procesamiento de datos y de instrucciones (accionamiento, lectura, etc.) para gestión de otros dispositivos presentes en el seguidor como motor(es) o sensor(es).
En un aspecto de la invención se realiza una calibración tomando lecturas del acelerómetro en momentos en los que el panel FV no se mueve. En este documento, se denomina “estado de Reposo” de un seguidor a un estado del seguidor en el que no se está moviendo, es decir, no hay actividad en el motor o motores y el panel FV queda inmóvil. Por otra parte, se considera que el seguidor está en un “estado Activo” cuando se mueve o está listo para moverse.
Por ejemplo, entre otras posibles, en las siguientes situaciones el seguidor está en estado de Reposo: durante el periodo nocturno, durante una parada de mantenimiento, cuando quedan en posición de defensa o en el intervalo entre dos movimientos consecutivos para el seguimiento solar.
Cada vez que se llega a un estado de Reposo, se almacenan medidas de cada eje del acelerómetro y de la temperatura para caracterizar cuál es su deriva con la temperatura. Lo que varíen las lecturas del acelerómetro se puede asumir son debidas a únicamente a la influencia de la temperatura puesto que no se mueve el panel FV. Una vez conocida la deriva se puede calcular una corrección para aplicar a las medidas realizadas con dicho acelerómetro. Adicionalmente, cada cierto tiempo, se puede programar una comprobación para verificar que la corrección sigue siendo válida.
Con las medidas corregidas del acelerómetro, un controlador puede controlar el motor encargado de mover el panel FV para dirigirlo apropiadamente hasta una posición determinada con mayor precisión. Generalmente, esta posición se indica como un valor de inclinación respecto de un eje que se establece desde un computador central que gestiona a la planta solar. No obstante, en otras realizaciones podría ser el controlador de manera autónoma el encargado de producir las posiciones objetivo, por ejemplo, empleando información de sensores adicionales.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Las realizaciones de la presente invención se presentan, solamente a modo de ejemplo y con carácter ilustrativo, en los dibujos adjuntos en los que los elementos similares están numerados de la misma manera.
FIG. 1: Diagrama esquemático de bloques de una planta solar.
FIG. 2: Diagrama de flujo de etapas y operaciones.
FIG. 3: Diagrama esquemático de bloques del sistema.
FIG. 4: Deriva térmica de varios acelerómetros comerciales con una inclinación fija de 30°. FIG. 5: Ejemplo de la deriva térmica para un acelerómetro con y sin calibración.
Referencias numéricas
1 a Sensor de temperatura.
1 b Acelerómetro.
2 Controlador.
3 Motor.
4 Panel FV.
5 Seguidor.
7 Computador central.
20a Estado Activo.
20b Estado de Reposo.
21 Paso de movimiento del seguidor.
22 Paso de fin de movimiento del seguidor.
23 Paso de mediciones iniciales del seguidor.
24 Paso de espera del seguidor.
25 Paso de mediciones posteriores del seguidor.
26 Paso de comparación de aceleraciones.
27 Paso de calibración del acelerómetro.
28 Paso de corrección del acelerómetro.
100 Sistema.
200 Planta solar.
DESCRIPCIÓN DE MODOS DE REALIZACIÓN
Con referencia a las figuras anteriores, sin carácter limitativo, se describen diversas realizaciones de la invención para su mejor comprensión.
LaFIG. 1muestra un diagrama de bloques funcionales con carácter esquemático para una planta solar 200 donde hay múltiples paneles FV 4. Generalmente, cada panel FV 4 con su correspondiente seguidor 5 y sensores asociados, como un acelerómetro (o una IMU) y un sensor de temperatura (no mostrados en esta figura). El seguidor 5 tiene asociados a su vez un motor 3 y un controlador 2. El motor 3 es gobernado localmente por el controlador 3. Según una realización de la invención, el sistema 100 para calibrar un seguidor solar incorpora al propio controlador 2. Generalmente, el motor es paso a paso.
Mediante un computador central 7 se calcula la posición del sol. Generalmente, se aplica un algoritmo astronómico con información geográfica de la planta solar 200 e información temporal con datos de hora y fecha de calendario para conocer el movimiento de la posición del sol en un momento dado.
El computador central 7 se comunica con los controladores 2 de los seguidores 5 y les envía instrucciones para que dichos controladores 2 dirijan los motores 3 a su cargo y muevan los paneles FV 4, principalmente, para adoptar una inclinación que apunta en dirección al sol. Así se consigue por ejemplo que, de manera teórica, los paneles FV 4 sigan la posición del sol. Adicionalmente, en otras situaciones, el computador central 7 toma mediciones meteorológicas y determina si los seguidores 5 deben seguir al sol o colocarse en otra posición diferente para aprovechar la radiación difusa o para proteger la planta solar, por ejemplo, lanzando alarmas como viento, nieve, granizo, etc.
Típicamente, cada controlador 2 accede a información local proporcionada por los sensores asociados a su panel FV 4, en concreto, a un acelerómetro que proporciona medidas de la aceleración. El controlador 2 utiliza estas medidas de aceleración para obtener una medida de la inclinación del panel FV 4 respecto de un eje de referencia. El controlador 2, por tanto, puede calcular cómo debe moverse el panel FV 4 con el motor 3 para cumplir con las instrucciones recibidas del computador central 7. En otras situaciones, el propio controlador 2 puede estar programado para establecer autónomamente cómo debe moverse el panel FV 4, por ejemplo, en caso de pérdida de comunicación con el computador central 7.
En la práctica, debido al error de deriva con la temperatura en las medidas del acelerómetro, la posición real del panel FV es inexacta. El controlador 2 controla el motor 3 basándose en ellas y se ocasionan pérdidas de rendimiento entre otras desventajas. Para evitarlas, se plantea un sistema 100 para calibrar un seguidor solar que realiza varias tareas. El sistema 100 emplea medidas de temperatura de un sensor de temperatura y se encarga de corregir la medida proporcionada por los acelerómetros para que el controlador 2 aplique el movimiento correcto con el motor 3, independientemente de que cada acelerómetro tenga una variación diferente con la temperatura.
Mencionar que los acelerómetros permiten descomponer el vector aceleración de la gravedad en sus componentes referenciadas a una base cartesiana local. Esta base habitualmente consta de dos ejes (XY) o de tres ejes (XYZ). De estas aceleraciones (ai) se puede derivar la medida de inclinación (ángulo de cabeceopy ángulo de balanceo r) mediante la aplicación de operaciones trigonométricas, siguiendo la siguiente relación de conversión:
Nótese que las ecuacionesEc. 1yEc. 2son fuertemente no-lineales. En cambio, se plantea una calibración de carácter lineal. La calibración se realiza sobre las medidas de aceleraciones y no sobre los valores de inclinación (cabeceo y balanceo).
Es reseñable destacar que el número de ejes de aceleración necesario siempre debe ser superior al número de grado de libertad que se pretenda medir. Así, para un seguidor solar de un eje de libertad basta con un acelerómetro de dos ejes cartesianos. Análogamente, un seguidor solar de dos ejes de libertad necesita un acelerómetro de tres ejes. El sistema 100 es válido para ambos.
LaFIG. 2muestrea un diagrama de flujo de un ciclo de funcionamiento según el método para controlar un seguidor solar para uno o más paneles FV. En el diagrama aparecen diferentes pasos que se realizan en el controlador del seguidor solar unidos por flechas. En línea discontinua se indica que hay una relación de unos datos con un paso, por ejemplo, que son obtenidos con mediciones o que son calculados.
Se parte con el seguidor en estado Activo 20a, esto es, en un modo de funcionamiento en el que el seguidor está preparado para empezar a moverse o bien moviéndose. En un paso 21 de movimiento del seguidor, el controlador dirige el panel FV a través del motor para que progrese hasta una posición objetivo (conocida también por posición de consigna). Habitualmente, debido a que un computador central envía una instrucción de movimiento al controlador.
En un paso 22 de fin de movimiento del seguidor, el controlador determina que el panel ha alcanzado su posición objetivo, pone fin al movimiento y queda en un estado de Reposo 20b mientras no reciba una nueva instrucción de moverse que lo llevaría al paso 21 y lo mantendría en estado Activo.
Una vez en el estado de Reposo 20b, siguen los pasos 23-28.
En un paso 23 de mediciones iniciales en el seguidor, el controlador lee y almacena la medida del sensor de temperatura (T<1>) y de aceleración de todos los ejes del acelerómetro (an) del seguidor.
En un paso 24 de espera del seguidor, el controlador espera un intervalo de tiempo configurable.
En un paso 25 de mediciones posteriores del seguidor, el controlador lee la medida del sensor de temperatura (T<2>) y del acelerómetro (ai<2>); también calcula la diferencia con los valores de mediciones iniciales almacenados en el paso 23.
En un paso 26 de comparación, se compara la diferencia de temperaturas con un umbral de temperatura. Se compara también la diferencia de las aceleraciones con un umbral de desviación. En caso de que no se excedan ninguno de estos umbrales, entonces se vuelve al paso 24 de espera. Estos umbrales son configurables.
Si, al contrario, se excede alguno de los umbrales, se procede con un paso 27 de calibración (o recalibración) del acelerómetro del seguidor. Entonces, el controlador calcula la ganancia de deriva de cada eje (Ai) en función de la temperatura actual (T<2>) y la almacenada en el paso 23 (T<1>). Para realizar dicho cálculo el controlador 2 recoge las medidas de aceleración actuales (a¡<2>) y resuelve la ecuación siguiente para cada eje de aceleración:
En un paso 28 de obtención de la corrección del acelerómetro (a’i) del seguidor, se obtiene una función de corrección y se vuelve al estado Activo 20a. Así, en adelante, todas las aceleraciones medidas por el acelerómetro se corrigen con la función de corrección que usa la correspondiente ganancia de deriva (Ai), la temperatura de referencia (Ti) y la lectura instantánea de temperatura (T) antes de computar la inclinación:
Cuando se realiza el paso 21 de movimiento del seguidor, el controlador ya dispone de la función de corrección. El controlador determina que el panel ha alcanzado su posición objetivo, y pone fin al movimiento según lo indicado en el paso 22 aplicando las aceleraciones linealmente corregidas (a’i). De esta manera, comprueba si la inclinación tras el movimiento aplicado es la que ordena el computador central minimizando errores por temperatura en el acelerómetro.
Si en cualquiera de los pasos 21-27 se recibe una instrucción para mover el seguidor, se sale entonces del estado de Reposo 20b, los valores almacenados (Ti, an) de las mediciones iniciales se descartan y se vuelve al estado Activo 20a y al paso 21, iniciando un nuevo ciclo en el método para controlar el seguidor solar.
LaFIG. 3es un diagrama de bloques esquemático del sistema 100 que aplica el método de la FIG. 2 aplicado a un seguidor 5 de un solo eje. Se puede ver que el diagrama sigue un esquema de lazo cerrado.
Se aprecia un panel FV 4 que es movido por un motor 3 según las instrucciones de un controlador 2 en estado Activo. El controlador 2 accede a las medidas(T, a)tomadas por un sensor de temperatura 1a y por un acelerómetro 1b, respectivamente. También recibe una instrucción del computador central 7 de la planta solar respecto de la posición que debe adoptar el panel FV 4, por ejemplo, una posición de noche correspondiente a un ángulo de inclinación respecto de un eje. Mediante el motor 3 a su cargo el controlador 2 mueve y orienta el panel FV 4. Posteriormente, queda en estado de Reposo.
Como se explica en la FIG. 2 si se calibra el acelerómetro 1b, el controlador 2 puede aplicar una corrección(a')sobre la medida del acelerómetro (a) para controlar debidamente el motor 3, de manera que se adopte una posición particular y/o se realice un seguimiento al sol de modo más preciso.
La inclinación que se aplica al panel FV 4 es individual y corrige, o mitiga al menos, el error de lectura debido a la dependencia con la temperatura de su acelerómetro 1b.
La constante de deriva térmica Ai de un acelerómetro 1b particular, suele ser válida durante bastante tiempo. No obstante, en ocasiones debe caracterizarse de nuevo. El envejecimiento o la exposición a la intemperie del acelerómetro 1 b entre otros factores hacen aconsejable recalibrarlo cada cierto tiempo. Establecer unos umbrales y vigilar que no se superan asegura la validez de la calibración de manera continuada.
Es ventajoso para calibrar o recalibrar un seguidor aprovechar el periodo nocturno. El seguidor queda en estado de Reposo y el panel FV 4 mantiene la posición de noche con una inclinación fija conocida. En este periodo, el motor 3 permanece parado. Cada cierto intervalo, el controlador 2 monitoriza la aceleración medida por el acelerómetro 1b correspondiente a la inclinación fija y se observan las variaciones debidas únicamente a la temperatura, para calcular la ganancia de deriva según laEc. 3.Con este valor, se actualiza la función de corrección a aplicar según laEc. 4.
Se ha descrito por simplicidad el caso de un seguidor de un solo eje. En el caso de dos ejes, el procedimiento sería el mismo. Simplemente, habría una instrucción de movimiento a una posición objetivo emitida por el computador central 7 que incluiría dos datos para orientar el panel FV 4: un ángulo de inclinación para el cabeceo y un ángulo de inclinación para el balanceo. El controlador 2 emplearía dos funciones de corrección, una para cada eje. El controlador 2 controlaría el motor 3 (o motores) para mover el panel FV 4 hasta que la medida del acelerómetro 1b, tras la corrección aplicada por el controlador 2, alcanzara la posición objetivo según los ángulos de cabeceo y de balanceo indicados por el computador central 7 (o un valor que cumpla estar dentro de un cierto margen de error).
LaFIG. 4muestra experimentalmente los efectos de la deriva térmica en la lectura de dos acelerómetros comerciales para una inclinación real del seguidor de 30°.
En el eje de abscisas se representa tiempo en segundos. La prueba dura unas 22 horas aproximadamente (1341 s). En el eje de ordenadas se representan dos magnitudes diferentes. Las inclinaciones obtenidas según lecturas de AC1 y de AC2 se corresponden con unidades de grado sexagesimal (°) según el eje Y1 de la izquierda. La gráfica “T_amb” es la lectura de un sensor para temperatura ambiente, los valores del eje de ordenadas representan grados Celsius (°C) según el eje Y2 de la derecha. T_amb muestra la progresión de la temperatura ambiente durante el experimento, que alcanza una subida de unos 9°C.
Las gráficas AC1 y AC2 muestran la evolución con la temperatura de las inclinaciones obtenidas a partir de medidas del primer acelerómetro comercial y del segundo acelerómetro comercial, empleando ambos inicialmente se obtienen 0° pero se observa que las lecturas oscilan bastante. El valor 0° respecto del eje de referencia para ambos acelerómetros corresponde con una inclinación real del seguidor a 30° respecto de la horizontal. En ausencia de deriva térmica, la inclinación obtenida a partir de lecturas de ambos acelerómetros debería mantenerse constante, sin embargo, no ocurre así.
Las pruebas experimentales sugieren que con variaciones de temperatura de 10 °C, las mediciones proporcionadas por algunos acelerómetros, como el segundo acelerómetro, en la gráfica AC2, se traducen en un error en la inclinación de 0.5° a 1°, aproximadamente. Oscilaciones térmicas de más de 10 °C son habituales durante el funcionamiento diario de una planta solar.
LaFIG. 5muestra una gráfica con varias curvas para ilustrar la deriva térmica de dos acelerómetros diferentes: “AC1” y “AC2”. En el eje X se representan varias horas del día (incluido el periodo nocturno).
En el eje Y1, a la izquierda, se representa el ángulo para un panel FV en grados sexagesimales (de -1° a 1°) sobre el plano horizontal. Referidas a este eje de ordenadas Y1 se pueden leer las inclinaciones obtenidas con medidas del acelerómetro AC1 y del acelerómetro AC2 antes de calibrarse (curvas#1nc, #2nc)y una vez calibrados y aplicando su correspondiente función de corrección (curvas#1c, #2c)en un periodo entre un poco antes de las 18 h(t1)y de las 2 h (t2) en las que se mantuvo inmóvil el panel FV.
Por otra parte, en el eje Y2 de la derecha se representa la temperatura ambiente medida. Se observa que, entre los instantes de tiempo t1 y t2, la temperatura descendió 10°C, desde 27°C en t1 a 17°C en t2. Durante este tiempo, el panel se mantuvo inmóvil para la prueba. En cambio, con el acelerómetro AC1, el valor de inclinación calculado fue variable, decreciente con la disminución de temperatura. Se aprecia que ambas curvas tienen una pendiente media negativa; ligeramente en la curva #1 nc, bastante marcada en la curva #2nc.
Aplicando la calibración y una función de corrección según se propone en este documento, tal comportamiento indeseado se corrige en t2. Como se advierte, existe un “salto” que experimentan las curvas calibradas respecto de las no calibradas. Para la curva #1nc, la corrección aplicada gracias a la calibración no es de gran magnitud, en cambio para la curva #2nc magnitud del salto resulta aproximadamente de 20 centésimas de grado sexagesimal, esto es, 0.20° cuando la temperatura varía 10°C. Es habitual que, en zonas desérticas, los acelerómetros trabajen diariamente en un rango de temperaturas que varíe 20°C e incluso 30°C. Asumiendo una respuesta lineal con la temperatura, el incorrecto apuntamiento de 0.5° genera pérdidas de rendimiento, en ocasiones, considerables.
Lo anterior sirve también de ejemplo de la disparidad de respuesta frente a la temperatura entre dos sensores diferentes, lo que dificulta establecer una corrección generalizada.
La presente invención no se limita a las realizaciones particulares descritas anteriormente, sino que la invención incluirá todas las realizaciones que caigan dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Claims (15)
1. Método para controlar un seguidor (5) para una planta solar (200), que comprende los siguientes pasos:
- comprobar, con un controlador (2), que el panel FV (4) asociado al seguidor (5) está inmóvil, en una posición inicial;
- medir, en un primer momento (t1), un primer valor de temperatura (T1) con un sensor de temperatura (1a) y un primer conjunto de aceleraciones (a1) del panel FV (4) con un acelerómetro (1b);
- medir, en un segundo momento (t2) separado un intervalo de tiempo del primer momento (t1), un segundo valor de temperatura (T2) con el sensor de temperatura (1a) y un segundo conjunto de aceleraciones (a2) del panel FV (4) con el acelerómetro (1b);
- calcular una función de corrección a partir de los valores medidos de aceleración (a1, a2) y de temperatura (T1, T2) en el primer momento (t1) y el segundo momento (t2);
- accionar, con el controlador (2), un motor (3) para llevar el panel FV (4) a una posición objetivo;
- medir, en un tercer momento (t3), un tercer valor de temperatura (T3) con el sensor de temperatura (1a) y medir un tercer conjunto de aceleraciones (a3) del panel FV (4) con el acelerómetro (1b);
- obtener un conjunto de aceleraciones modificadas (a’3) del tercer conjunto de aceleraciones (a3) mediante la función de corrección y el tercer valor de temperatura (T3);
- comprobar, con el controlador (2), si el conjunto de aceleraciones modificadas (a’3) corresponde con una posición del panel FV (4) que está dentro de un umbral respecto de la posición objetivo para el panel FV (4).
2. Método para controlar un seguidor (5) según la reivindicación 1, que comprende además: - comprobar, con el controlador (2), si la diferencia respecto del primer valor de temperatura (T1) o segundo valor de temperatura (T2) con el tercer valor de temperatura (T3) supera un umbral;
- recalcular, en caso afirmativo, la función de corrección a partir de los valores medidos de aceleración (a2, a3) y de temperatura (T2, T3) en el segundo momento (t2) y el tercer momento (t3).
3. Método para controlar un seguidor (5) según la reivindicación 1 o 2, que comprende además:
- comprobar, con el controlador (2), si en el tercer conjunto de aceleraciones, hay un valor con una diferencia respecto del primer conjunto o del segundo conjunto y la diferencia supera un umbral;
- recalcular, en caso afirmativo, la función de corrección a partir de los valores medidos de aceleración (a2, a3) y de temperatura (T2, T3) en el segundo momento (t2) y el tercer momento (t3).
4. Método para controlar un seguidor (5) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 3, donde el método comprende el paso de accionar el motor (3) con el controlador (2), si la posición del panel FV (4) no está dentro de un umbral respecto de la posición objetivo;
5. Método para controlar un seguidor (5) según la reivindicación 4, donde el motor (3) es paso a paso con movimientos predeterminados y es accionado por el controlador (2) de manera incremental aplicando un número de movimientos predeterminados.
6. Método para controlar un seguidor (5) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 5, donde el controlador (2) acciona el motor (3) según una instrucción de movimiento recibida de un computador central (7).
7. Método para controlar un seguidor (5) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 6, donde la posición inicial es una posición fijada de las siguientes: una posición nocturna, una posición de mantenimiento, una posición de defensa, o una posición entre dos movimientos consecutivos de seguimiento solar.
8. Sistema (100) para controlar un seguidor (5) para una planta solar (200), que comprende: un sensor de temperatura (1a) configurado para medir un valor de temperatura ambiente; un acelerómetro (1b) configurado para medir un valor de ángulo del panel FV (4);
un controlador (2) configurado para:
comprobar que el panel FV (4) asociado al seguidor (5) está inmóvil, en una posición inicial;
medir, en un primer momento (t1), un primer valor de temperatura (T1) con el sensor de temperatura (1a) y un primer conjunto de aceleraciones (a1) del panel FV (4) con el acelerómetro (1b);
medir, en un segundo momento (t2) separado un intervalo de tiempo del primer momento (t1), un segundo valor de temperatura (T2) con el sensor de temperatura (1a) y un segundo conjunto de aceleraciones (a2) del panel FV (4) con el acelerómetro (1b);
calcular una función de corrección a partir de los valores medidos de aceleración (a1, a2) y de temperatura (T1, T2) en el primer momento (t1) y el segundo momento (t2);
accionar un motor (3) para llevar el panel FV (4) a una posición objetivo;
medir, en un tercer momento (t3), un tercer valor de temperatura (T3) con el sensor de temperatura (1a) y medir un tercer conjunto de aceleraciones (a3) del panel FV (4) con el acelerómetro (1b);
obtener un conjunto de aceleraciones modificadas (a’3) un tercer conjunto de aceleraciones (a3) mediante la función de corrección y el tercer valor de temperatura (T3); comprobar si el conjunto de aceleraciones modificadas (a’3) corresponde con una posición del panel FV (4) que está dentro de un umbral respecto de la posición objetivo para el panel FV (4).
9. Sistema (100) para controlar un seguidor (5) según la reivindicación 8, donde el controlador (2) está configurado además para:
- comprobar si la diferencia respecto del primer valor de temperatura (T1) o segundo valor de temperatura (T2) con el tercer valor de temperatura (T3) supera un umbral;
- recalcular, en caso afirmativo, la función de corrección a partir de los valores medidos de aceleración (a2, a3) y de temperatura (T2, T3) en el segundo momento (t2) y el tercer momento (t3).
10. Sistema (100) para controlar un seguidor (5) según la reivindicación 8 o 9, donde el controlador (2) está configurado además para:
- comprobar si en el tercer conjunto de aceleraciones, hay un valor con una diferencia respecto del primer conjunto o del segundo conjunto y la diferencia supera un umbral;
- recalcular, en caso afirmativo, la función de corrección a partir de los valores medidos de aceleración (a2, a3) y de temperatura (T2, T3) en el segundo momento (t2) y el tercer momento (t3).
11. Sistema (100) para controlar un seguidor (5) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 8 a 10, donde el controlador (2) acciona el motor (3) si la posición del panel FV (4) no está dentro de un umbral respecto de la posición objetivo.
12. Sistema (100) para controlar un seguidor (5) según la reivindicación 11, donde el motor (3) es paso a paso con movimientos predeterminados y donde el controlador (2) acciona el motor (3) de manera incremental aplicando un número de movimientos predeterminados.
13. Sistema (100) para controlar un seguidor (5) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 8 a 12, donde el controlador (2) está configurado para recibir una instrucción de movimiento de un computador central (7) y accionar el motor (3) según dicha instrucción.
14. Sistema (100) para controlar un seguidor (5) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 8 a 13, donde la posición inicial es una posición fijada de las siguientes: una posición nocturna, una posición de mantenimiento, una posición de defensa, o una posición entre dos movimientos consecutivos de seguimiento solar.
15. Un producto de programa informático que incluye código ejecutable por un procesador, que cuando se ejecuta, lleva a cabo el método de las reivindicaciones 1 a 7.
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| ES202330819A ES3009877B2 (es) | 2023-09-29 | 2023-09-29 | Metodo y sistema para controlar un seguidor para una planta solar |
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