Diseño, desarrollo e implementación de un sistema mecatrónico optimizado para plantas solares fotovoltaicas.

Abstract

[ES] En España, actualmente el principal tipo de energía que se consume es de origen no renovable (55%). Esta dependencia, junto con el elevado consumo energético creciente durante los últimos años, ha derivado en una crisis energética, provocando que las tarifas del sistema eléctrico hayan aumentado en los últimos meses.

Aunque en la actualidad la producción de energía renovable está creciendo, hasta la fecha no ha tenido el éxito esperado, pese al enorme potencial fotovoltaico que posee el país. En parte, la baja cuota de participación en la generación de este tipo de energía en España y el escaso rendimiento mostrado se debe a diferentes limitaciones técnicas que todavía no se han podido superar. Para que una instalación solar fotovoltaica sea eficiente y rentable, se requiere de un complejo estudio previo, que permita identificar en base a múltiples variables, técnicas, legislativas y económicas, la ubicación óptima donde debe ser instalada la infraestructura en cuestión.

Por lo tanto, el alcance que se propone lograr con este proyecto es realizar el diseño, desarrollo e implementación de un sistema mecatrónico en plantas solares fotovoltaicas, con el propósito de agilizar algunos de los procesos a la hora de llevar a cabo un proyecto fotovoltaico. En primer lugar, se llevará a cabo el diseño y desarrollo de un sistema automático basado en Inteligencia Artificial para la selección óptima de ubicaciones destinadas a albergar plantas solares fotovoltaicas.

Tras ello, se realizará el diseño estructural de los soportes de los módulos fotovoltaicos para una planta solar, optimizado según la ubicación del emplazamiento. Por último, se diseñará y simulará el inversor fotovoltaico también adaptado a la ubicación y se determinará la electrónica necesaria para poder llevar a cabo la toma de medidas para comprobar el correcto funcionamiento de la planta solar.

[EN] In Spain, the main type of energy consumed is currently of non-renewable origin (55%). This dependence, together with the high and growing energy consumption in recent years, has led to an energy crisis, causing electricity system tariffs to rise in recent months.

Although renewable energy production is currently growing, to date it has not been as successful as expected, despite the country's enormous photovoltaic potential. In part, the low share of this type of energy generation in Spain and the poor performance shown is due to various technical limitations that have not yet been overcome. In order for a solar photovoltaic installation to be efficient and profitable, a complex preliminary study is required to identify, based on multiple technical, legislative, and economic variables, the optimal location where the infrastructure in question should be installed.

Therefore, the scope of this project is to design, develop and implement a mechatronic system in photovoltaic solar plants, in order to accelerate some of the processes when carrying out a photovoltaic project. Firstly, the design and development of an automatic system based on Artificial Intelligence for the optimal selection of locations to house solar photovoltaic plants will be carried out. After that, the structural design of the photovoltaic module supports for a solar plant, optimized according to the location of the site, will be carried out.

Finally, the photovoltaic inverter will be designed and simulated, also adapted to the location, and the necessary electronics will be determined to be able to take measurements to check the correct operation of the solar plant.