Práctica #12 Figura 1. Diagrama de conexiones para la práctica #12

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Alicia Josefina Maestre Barbero
hace 8 años
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1 Práctica #12 Durante esta práctica se hizo el siguiente montaje: Figura 1. Diagrama de conexiones para la práctica #12 En el que se utilizó dos celdas solares, lámpara que simula la radiación solar y un multímetro. Cuando se montó el circuito se ajustó el regulador de claridad en posición sur y con una intensidad de grado 1. La lámpara se conectó a la fuente de 28 V del laboratorio. Se ajustó el multímetro como amperímetro en la posición de 2 ma DC. Esto para tomar mediciones de la corriente de cortocircuito para cada una de las posiciones del brazo de la lámpara.

2 Resultados Tabla 1. Resultados Experimentales Posición de corto circuito (ma) Este Este Sureste Sureste Sur Sureste Sur Sur Suroeste Suroeste Oeste Suroeste Oeste de Corto Circuito 2 15 de Corto Circuito Estos resultados se obtuvieron montando el circuito mostrado y siguiendo el procedimiento que se describió anteriormente, iniciando en la posición Este en el brazo de la lámpara hasta finalizar en la posición Oeste. Estas corrientes se lograron medir gracias al multímetro ajustado en la posición de 2 ma. La gráfica se hizo en Excel con los datos obtenidos de la tabla 1. Esta es una gráfica de la corriente de cortocircuito en función de los puntos cardinales.

3 Cómo se comporta el valor de la corriente de cortocircuito entre las posiciones sur, este y oeste? En la posición sur la corriente de cortocircuito tiene el valor mayor, después hacia otra cualquier posición, ya sea este u oeste, el valor de la corriente de cortocircuito va en disminución, obteniéndose un valor mínimo en la posición este y oeste. Se obtiene el valor máximo en la posición sur porque nos encontramos en el hemisferio norte y según lo que se hizo en la tarea 1 se debe tener una orientación hacia el sur para obtener los valores mayores. Para cuál ubicación es la órbita solar visible desde la salida hasta la puesta de sol, estacionalmente siempre igual? Desde la posición sur la órbita solar visible desde la salida hasta la puesta de sol es estacionalmente igual. Qué ángulo de inclinación de la celda se debe elegir para esa ubicación, con el propósito de obtener un rendimiento máximo de energía? Para obtener un rendimiento máximo de energía los rayos del sol deben caer perpendicularmente al módulo fotovoltaico. En la práctica se trabajó con la lámpara que simula la radiación solar y esta se colocó en un ángulo de inclinación de 9 grados; pero si se tomara la luz natural del sol, y de acuerdo a lo hecho en la tarea 1, el ángulo de inclinación debe ser de 9.94 grados al estar posicionados en el edificio de la Escuela de Ingeniería Eléctrica. Conclusiones 1. La menor obtención de energía se da en las posiciones este y oeste. 2. En este caso para obtener la mayor corriente el módulo se debe colocar en posición sur.

4 Práctica #13 Durante esta práctica se hizo el siguiente montaje: Figura 2. Diagrama de conexiones para la práctica #13 Para este montaje se necesitaron las cuatro celdas solares, la lámpara que simula la radiación solar, dos multímetros, el módulo acumulador y el módulo de carga. Se montó el circuito mostrado, ajustando el regulador de claridad en posición sur y con una intensidad de grado 1. La lámpara se conectó a 28 V desde la fuente del laboratorio. El multímetro que se usó para medir la corriente se ajustó en la posición de 2 ma DC, mientras que el destinado a medir la tensión se ajustó en 2 V DC. Esta práctica se divide en dos partes, una implementada con un circuito sin diodo y la otra con diodo, primero asegurándose de que antes de empezar el acumulador esté descargado.

5 Resultados Tabla 2. Resultados Experimentales, sin diodo. Tiempo (s) (mv) (ma) Primero se descargó el acumulador por medio de una resistencia. Se desconectó el módulo de carga y se conectaron las celdas solares. Se anotaron los valores de tensión y corriente en los tiempos especificados en la tabla con la ayuda de un cronómetro. La gráfica se hizo en Excel con los datos obtenidos de la tabla 2. Esta es una gráfica de tensión y corriente en función del tiempo.

6 Tabla 3. Resultados Experimentales, con diodo. Tiempo (s) (mv) (ma) Primero se descargó de nuevo el acumulador por medio de una resistencia. Se anotaron los valores de tensión y corriente en los tiempos especificados en la tabla con la ayuda de un cronómetro. La gráfica se hizo en Excel con los datos obtenidos de la tabla 3. Esta es una gráfica de tensión y corriente en función del tiempo. Cuál es la tensión máxima del condensador? En cuál caso se presenta? La tensión máxima del condensador es de 22 mv y se presenta en el primer caso, el caso sin diodo. Qué sucede al sombrear completamente la celda (condición nocturna)? Una vez cargado el condensador se procedió a desconectar las celdas solares. La corriente no disminuyó porque no se tenía ninguna carga conectada, pero si esta se hubiera tenido el condensador se encargaría de suplir la corriente a la carga al no estar conectadas las celdas solares.

7 Qué ocurre cuando se conecta el diodo?; Cuál es la tensión que tiene ahora el condensador?; Qué función tiene el diodo en el circuito eléctrico? Cuando se conecta el diodo la tensión aumenta y llega a un punto en que es constante pero llega a un valor mayor de 147 mv, que es menor que en el caso sin diodo. El diodo tiene la función de regular la tensión. Al tener un regulador de tensión se evita una sobrecarga perjudicial para el condensador, ya que aunque el condensador llegue a un estado de plena carga aún no se alcanza el potencial máximo que el panel teóricamente puede entregar, por lo cual éste seguirá intentando inyectar energía a la batería, produciendo la sobrecarga antes mencionada. Conclusiones 1. Durante la noche el sistema fotovoltaico aislado es capaz de satisfacer la demanda. 2. Un regulador de carga es importante para cuidar la batería en un sistema fotovoltaico aislado.

8 Práctica #14 Durante esta práctica se hizo el siguiente montaje: Figura 3. Diagrama de conexiones para la práctica #14 En esta práctica se usaron cuatro celdas solares, la lámpara que simula la radiación solar, dos multímetros, el módulo acumulador y el módulo de carga. Se montó el circuito mostrado, tanto para el caso con carga de motor como de iluminación. La lámpara se conectó a 28 V desde la fuente del laboratorio. El primer multímetro para medir la corriente se ajustó en la posición de 2 ma DC y el segundo como voltímetro en la posición de 2 V DC.

9 Resultados Tabla 4. Resultados Experimentales, con motor como carga. Tiempo (s) (mv) (ma) En esta parte se siguió el procedimiento de la práctica 13 sin diodo. Una vez cargado el acumulador se desconectaron las celdas solares y se conectó el motor. Los datos se tomaron en el tiempo especificado en la tabla y con ayuda de un cronómetro. La gráfica se hizo en Excel con los datos obtenidos de la tabla 4. Esta es una gráfica de tensión y corriente en función del tiempo. Tabla 5. Resultados Experimentales, con bombilla como carga. Tiempo (s) (mv) (ma)

10 Para esta parte se cargó de nuevo el acumulador. Se desconectaron las celdas solares y se procedió a conectar la bombilla al acumulador. Los datos se tomaron en el tiempo especificado en la tabla y con ayuda de un cronómetro. La gráfica se hizo en Excel con los datos obtenidos de la tabla 5. Esta es una gráfica de tensión y corriente en función del tiempo. Para qué aplicación es útil el acumulador analizado? El acumulador es útil para la aplicación con motor, porque durante los 48 segundos la corriente se mantuvo prácticamente constante y la tensión no disminuyó mucho, en cambio para la aplicación con bombilla se llegaron a valores de casi cero, por lo que el acumulador no puede llevar esa carga por mucho tiempo. Qué sucede con la tensión y la corriente cuando se conecta el motor? Cuando se conecta el motor la tensión va en disminución pero no con una velocidad rápida y la corriente se mantiene prácticamente constante. Qué sucede con la tensión y la corriente cuando se conecta la bombilla? Cuando se conecta la bombilla tanto tensión y corriente van en disminución con una velocidad relativamente rápida hasta a llegar a un valor de 9 mv y de 3 ma. Conclusiones 1. Un acumulador puede llevar muy bien ciertas cargas, en cambios con otras se debe usar otro diferente al descargarse muy rápido. 2. Un sistema aislado que no pueda suplir la demanda cuando las celdas solares no puedan producir es inútil.

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