“DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN PROTOTIPO DE CARGADOR PARA CELULARES PORTABLE E INALAMBRICO A BASE DE PANELES SOLARES IMPLEMENTADA EN UNA GORRA, EN LA ESPE-L”

...

Paneles Solares

En la investigación realizada por (Nandwani, 2005) muestra que para la conversión de energía solar en energía eléctrica se utilizan las CELDAS SOLARES proveniente de los materiales semiconductores -tipo silicio principalmente. Se usan en relojes, calculadores y hasta en naves espaciales etc.

Los paneles solares son nuestro instrumento de recolección de energía solar para luego poderla transformar en energía eléctrica.

- DIAGRAMA PARA EL CARGADOR DE ENERGÍA SOLAR PORTÁTIL

El diagrama del proyecto se muestra en el siguiente diagrama de bloques de la Figura 1.

[pic 1]

Figura N°1

Diagrama de bloque desglosado

El circuito propuesto incluye los siguientes componentes:

- Jockey

- Interruptor

- Transistores

- 1 Fuente de almacenamiento o Batería recargable

- Conector hembra de 2.5 milímetros

- Conector macho de 2.5 milímetros con cable

- Panel solar de 5V o más con una intensidad eléctrica mayor a 200 miliamperios

- Inversor

- Cable de bobinado de transformador

- Placas de transmisión de corriente inalámbrica

Estos materiales se obtuvieron según parámetro del diseño los cuales fueron: el voltaje de 5voltios, la intensidad necesaria para cargar es de 100 a 200 mA debido a que la mayoría de celulares funcionan con estos parámetros, el peso de 60 gr del prototipo completo para que el usuario este cómodo, Tamaño será de 25 para los paneles solares, Distancia de funcionamiento inalámbrico 0,25 m y los celulares son los que tengan terminales micro USB[pic 2]

- FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO

La generación proviene de los paneles solares que tienen una intensidad 160 mA, voltaje de 5 voltios, que se conecta a una placa con puertos USB, la cual envía la energía a la batería la cual se cargara, además también sirve como puertos de salida USB de la batería a la carga del celular. Luego pasamos al almacenamiento que es la batería esta se demora en tener una carga completa en 4. Por último el sistema inalámbrico que consiste en dos bobinas, la bobina primaria de un diámetro de 4 cm el cual será bidireccional, además de la utilización de un transistor, algunas resistencias de 10 K ohm, y la utilización de un núcleo de algún material ferromagnético y la bobina secundaria tendrá un bobinado de 4 cm en una sola dirección y su salida se conecta por medio de un cable micro USB al puerto de carga del celular.

TRABAJO EXPERIMENTAL Y RESULTADOS

El circuito electrónico presentado es un circuito de carga de limitación de corriente e implica trabajar con el módulo solar con especificaciones.

[pic 3]

El objetivo del primer experimento o prueba práctica es averiguar los niveles de tensión que salen directamente del propio panel solar y confirmar los resultados de las pruebas con las especificaciones dadas por el fabricante. El tipo de módulo de panel solar es JBS-5W-12V. Este panel tiene un Max. Potencia (Pmax = 5W), Corriente a Pmax (Imp = 0.28A), Voltaje a Pmax (Vmp = 17.6V), Corriente de Cortocircuito (Isc = 0.3A), Voltaje de Circuito Abierto (Voc = 21.6V). Los materiales necesarios para realizar este experimento son: voltímetro, módulo solar / JBS-5W12V y cableado. Con base en la teoría de la fotovoltaica, la corriente de cortocircuito y la tensión de circuito abierto se pueden medir bajo ciertas condiciones de iluminación que indican los dos extremos de la curva I-V del panel solar con la carga de prueba adecuada [11, 12]. El panel solar funciona en diferentes puntos de funcionamiento a lo largo de la curva I-V del PV. Las medidas prácticas fueron tomadas después de colocar el panel solar en una superficie plana, en un área que no tiene obstrucciones de sombra de los alrededores como edificios altos. La tensión de salida del módulo solar se midió cada media hora a partir de las 9:00 AM hasta la puesta del sol.

CONCLUSIONES

Este artículo propone un diseño electrónico que se puede utilizar para fines de carga de dispositivos móviles. Las siguientes observaciones podrían ser el resumen de las conclusiones de este:

- La energía solar podría utilizarse eficazmente como una fuente alternativa de energía para cargar dispositivos móviles en cualquier lugar, especialmente en lugares donde la luz solar o una fuente de luz equivalente está fácilmente disponible. Para la absorción máxima de energía solar, la dirección del panel debe ser línea directa de vista o perpendicular con la luz del sol.

- Existe un acuerdo entre las lecturas prácticas y los datos de simulación que demuestran que el Programa Multisim es bastante adecuado y potente para las simulaciones de diseño electrónico.

- Uno de los objetivos importantes del diseño es la regulación de la corriente de carga de la batería y esto se logra mediante la elección selectiva de la resistencia de derivación. Esta función de control se verifica a través de los datos simulados y las mediciones prácticas cuando la batería del dispositivo móvil estaba vacía y por lo tanto tomando más corriente de carga y entonces la corriente de carga estaba limitada a un cierto nivel requerido dependiendo de los valores de la resistencia de derivación. El caso de la corriente de carga mínima se mostró claramente en registros prácticos para el valor de la resistencia de derivación de 6,3 Ω y observamos que la corriente de carga estaba limitada a un nivel aproximadamente fijo igual a 109 mA.

- El diseño electrónico propuesto es sencillo de implementar prácticamente con componentes electrónicos de bajo coste y la selección de componentes adecuados (diodos zener, transistores Darlington) es importante para alcanzar los niveles deseados.

Referencias

F.J.Gimeno, C, S., Ibañes, F., & Alcaiz. (2000). La Formación en energia solar fotovoltaica . La Formación en energia solar fotovoltaica en la Universidad Politécnica de Valencia. Barcelona: TAEE.

Nandwani,