Seguidores Solares: Definición, Tipos y Aplicaciones

Los seguidores solares son equipos con tecnología avanzada que permiten el rastreo preciso y directo del arco solar desde el alba hasta el ocaso y durante toda las fases de movimiento de la tierra en la órbita solar anual donde el sol varía su incidencia en una zona determinada.

Los seguidores solares son construidos con cierto "grado de libertad" o "ejes" de movimiento, que permite a la estructura principal donde se encuentra instalados ubicarse en la posición más favorable para captación solar.

Esto es gracias a un conjunto de instrumentos de medición de radiación solar o por medio de complejos algoritmos astronómicos, GPS, etc, donde los controladores permiten ubicar en todo momento el arco solar o más específicamente la radiación solar incidente en una determinada zona.

Existen una variedad de aplicaciones de estudio, investigación o aprovechamiento de la energía solar para la generación de electricidad, donde se requiere esta tecnología para que puedan funcionar o captar de manera más eficiente los rayos solares.

¿Qué es un seguidor solar?

Un seguidor solar es un sistema móvil incorporado por motores, los cuales permiten que el sistema se mueva de forma horizontalmente (acimut) y/o verticalmente (cenit) para seguir el arco solar de manera automática desde el alba hasta el ocaso.

Gracias a un conjunto de instrumentos o algoritmos astronómicos, un controlador electrónico incorporado en el sistema de seguidor solar, es capaz de conocer y detectar el movimiento del sol en todo momento, de tal manera de posicionar la estructura principal (mediante los motores acoplados a los ejes permite el movimiento) con visión y o captación directa al sol.

Tipos de seguidores solares

Los seguidores solares pueden ser clasificados según tipo del movimiento que realicen y según el algoritmo de seguimiento.

Según su tipo de movimiento:

Seguidores a un eje o un grado de libertad:

Este tipo de seguidor solar la rotación de la superficie de captación se hace sobre un solo eje o un solo grado de libertad, ya sea X,Y,Z o polar. Estos seguidores representan un mínimo grado de complejidad, por lo que están limitados en el seguimiento completo del sol ya que solo puede seguir ya sea el azimut o la altura solar, pero no ambas.

Tabla 1: Tipos de seguidores solares - un eje

Figura 1: Seguidores solares a un eje

Seguidores a dos ejes ó dos grados de libertad:

Estos seguidores son capaces de realizar el movimiento en dos grados de libertad, por lo que está en capacidad de realizar un seguimiento total del Sol, tanto en altura como en azimut, dando como resultado un rendimiento efectivo en la captación solar en comparación con los seguidores de un solo eje.

Figura 2: Seguidor solar de dos ejes de movimiento

Según su algoritmo de seguimiento:

Seguidores por punto luminoso:

Poseen un sensor que les indica cual es el punto del cielo más luminoso y al que deben apuntar. El algoritmo de este tipo de seguidor basa su funcionamiento en la señal integrada por uno o varios sensores, dependiendo de dicha señal se envía un comando de control a uno o varios motores para que se posicionan en el punto más adecuado de luminosidad.

Seguidores con programación astronómica:

Estos mediante un programa conocen en qué punto debería estar el Sol a cada hora y apuntan a dicha posición. Presenta una total independencia de las condiciones climáticas ya que su algoritmo no requiere de sensores que indiquen cual es el punto más luminoso. El seguimiento en este caso depende únicamente de una serie de ecuaciones que predicen la ubicación del Sol en cualquier momento.

Aplicaciones de los seguidores solares

• Redes de estaciones de monitoreo solar
• Estudios meteorológicos para la predicción del tiempo y modelos climáticos
• Investigación de la química atmosférica
• Pronóstico de la contaminación ambiental y pruebas en materiales
• Determinación de la ubicación óptima de las plantas de energía
• Eficiencia en captación solar en huertos solares y plantas termosolar

Ventajas de los seguidores solares

Rentabilidad y fiabilidad:

En caso de utilización de seguidores solares en instalaciones fotovoltaica con seguidor solar, estas pueden durar hasta 30 años y amortizarse en entre cinco y diez años, con lo que nos reporta una media de 22 años y medio de beneficios. En caso de utilización de seguidores solares para estudios de radiación solar o meteorología, estos equipos ayudan a que los pronósticos sean más precisos.

Eficiencia:

En instalaciones de energía solar ofrece un impulso en la producción de electricidad, debido a que la captación de energía solar por parte de los paneles se realiza en sincronización con el movimiento del sol durante el día aumentando el rendimiento de entre el 25 y el 35%.

Para mayor interés de la Energía solar visita el siguiente link (LP Energia solar).

Localización:

En instalaciones de zonas de alta latitud donde la posición del sol varía drásticamente entre los meses de invierno y verano, un sistema de seguimiento solar puede adecuar y compensar esos casos, logrando así una captación adecuada de la radiación solar en un determinado sistema.

Prácticas no recomendadas del uso de seguidores solares

Factores de Costo y Mantenimiento

Un seguidor solar cuesta más que un sistema solar fijo porque cuenta con partes tecnológicas más complejas y móviles como motores, sensores, controladores, etc. Debido a estos componentes adicionales al sistema, ocasionan que se tenga que implementar mayor mantenimiento, lo que añade un coste adicional a la instalación durante su vida útil.

Por lo que este tipo de sistemas no es recomendable ni rentable aplicarse en instalaciones fotovoltaica de uso doméstico o en instalaciones fotovoltaicas, donde su estudio costo - retorno de inversión sea mayor de 6 a 10 años.

Factores de peso

Los seguidores solares normalmente son pesados como para instalarlos en un tejado de una casa, por lo que no se recomienda instalar sistemas de seguimiento solar si no se encuentran en un terreno estable y despejado de sobras.

Seguidores solares en estaciones de estudio de monitorización solar

Como se indicó en la sección "Aplicaciones con seguidores solares", existen diversidad de aplicaciones donde se utilizan los seguidores solares, especialmente en estudios climatológicos, meteorológicos y de la incidencia de la radiación solar en otras áreas de investigación y procesos dinámicos como la Hidrología o incluso en instalaciones como huertos solares o plantas termosolares en aplicaciones de energía solar.

Para este tipo de investigaciones y estudios, existen las estaciones completas de monitorización solar donde es aplicado la tecnología de seguidores solares. Estas estaciones estudian la radiación solar global, directa,difusa e infrarroja ,además de proporcionar modelos, estimaciones y estudios en base al comportamiento de la radiación solar.

Figura 3: Seguidor solar Solys 2 Kipp&zonen

Estos estudio completos de la radiación solar son logrados gracias a un conjunto de instrumentos para medir la radiación solar instalados en la estación de monitorización solar como se puede observar resumida en la siguiente tabla

Tabla 2: Estación de monitorización solar- instrumentos para radiación solar incorporados

Figura 4: Seguidores solares en estudios de meteorologia y climatologia

Para mayor interés de la radiación solar y cómo se mide visita el siguiente link (LP Instrumentos de radiación solar).

Seguidores solares para la eficiencia de captación solar en generación eléctrica.

Los seguidores solares acoplados a los sistemas de captación solar, es una estructura móvil que une la placa solar con el suelo, cuya función es posicionar los sistemas de captadores solares para maximizar la producción de electricidad en aplicaciones de energía solar, como en instalaciones solares fotovoltaicas o concentrar la radiación térmica en paneles térmicos en instalaciones termosolares, y por lo tanto aumentar el rendimiento real del dispositivo de energía renovable.

Figura 5: Seguidores solares instalados en paneles fotovoltaicos

Figura 6: Seguidores solares instalados en plantas termosolares

Esto lo logra ya que el seguidor solar optimiza el ángulo con el que los paneles reciben la radiación solar cuando las placas solares están expuestas a la luz solar, el ángulo con el que los rayos llegan a la superficie de la placa solar es directamente proporcional a la cantidad de energía generada.

Este ángulo se conoce como el ángulo de incidencia, y es un factor muy importante a tener en cuenta y determina lo bien que la placa solar convierte la radiación solar en electricidad. Con la implementación de los seguidores solares se incrementa notablemente la cantidad de radiación recibida por el panel y consecuentemente la energía producida.

Por tanto se ha producido más energía a lo largo del día, logrando un rendimiento alrededor de un 40% mayor con respecto a una instalación fija.

Figura 7: Comparación de energia generada entre una instalación fija y una con seguidor solar

Los seguidores solares son típicamente usados para grandes instalaciones solares como en huertos solares y plantas termosolares, pero también pueden ser usados en instalaciones fotovoltaicas aisladas (off grid) domésticas o sencillas y en bombeo solar.

Figura 8: Seguidores solares instalados para bombeo solar en riego agrícola

Para mayor interés de la Energía solar visita el siguiente link (LP Energia solar)

Conclusiones, soluciones, Advance

Comentarios del autor

En Advance Laboratorios creemos en hacer las cosas bien y en generar bienestar, por eso apostamos al uso de las energías renovables, nos preocupamos por el planeta y la creciente demanda energética, que está cubierta con el uso de las energías fósiles y las consecuencias climatológicas que acarrea.

Advance Laboratorios entiende que el uso de los seguidores solares cada vez es más frecuente en los parques solares, ya que permiten aumentar notablemente la producción de energía, y por tanto mejoran la rentabilidad de los proyectos y el retorno de inversión, además de promover el uso de energías limpias y su mejora continua.

Tambien el uso de seguidores solares permiten estudiar el comportamiento de la radiacion solar incidente en el planeta de manera más precisa y completa en todo su espectro, con el fin de que en estudios meteorológicos e investigaciones en multiples campos se apliquen de manera mas efectiva.

En Advance Laboratorios creemos y apostamos por el uso de la energía solar para minimizar la contaminación y generar fuentes de energía limpias.Contamos con Ingenieros con experiencia, técnicos capacitados y una variedad de instrumentos para las aplicaciones de energía solar, como Piranómetros, radiómetros, seguidores solares, estaciones meteorológicas solares, entre otros, con las marcas más reconocida en el mercado en el campo de energía solar y la meteorología como es Kipp & Zonen, OTT y LUFFT,

Queremos que tus procesos se hagan de la manera más eficiente y juntos hacer las cosas bien.