Desarrollo de un prototipo funcional de un sistema fotovoltaico portátil para el suministro de energía a personal militar en zonas aisladas

Abstract

En este proyecto se desarrolló el prototipo de un sistema de generación y almacenamiento de energía para suplir la demanda que presenta el personal militar cuando se encuentra en operaciones en zonas aisladas, para esto se realizó una investigación con personal militar con el fin de conocer las características de los dispositivos que se utilizan (radios punto a punto, celulares, GPS y computador portátil) y sus características de carga, de igual manera se indago acerca de las condiciones atmosféricas y topográficas en donde suelen llevar a cabo este tipo de operaciones y las condiciones de trabajo que presentan, esto con el fin de obtener la mayor cantidad de información posible para posteriormente realizar la selección de los elementos más adecuados a utilizar en el sistema. Se llevó a cabo el dimensionamiento de los elementos seleccionados con el fin de realizar su compra y llevar a cabo los diseños necesarios para realizar la construcción del prototipo el cual consta de un módulo de paneles solares conectados en una disposición que permita su acople a las mochilas de campaña, la energía generada por los paneles se almacena en un banco de baterías 18650 de ion de litio por medio de un sistema de gestión de baterías, para posteriormente ser utilizada para cargar los diferentes dispositivos electrónicos que se requieren en dichas operaciones, al finalizar la construcción se procedió a realizar las diferentes pruebas del prototipo. Para esto se eligió un escenario base en donde se desplegó el sistema en un ángulo favorable de incidencia solar y otro escenario real en donde el sistema se acopla a una mochila y se expone a un entorno similar al que se ven enfrentado el personal del ejército en zonas aisladas. También se realizaron pruebas para determinar la velocidad con la que el prototipo logra cargar los diferentes dispositivos mencionados. Finalmente en base a los resultados obtenidos en las diferentes pruebas se proponen una serie de recomendaciones para aumentar el rendimiento del sistema de cara a una futura implementación, también se realizó el análisis de costos para determinar el costo final del prototipo. En este proyecto se desarrolló el prototipo de un sistema de generación y almacenamiento de energía para suplir la demanda que presenta el personal militar cuando se encuentra en operaciones en zonas aisladas, para esto se realizó una investigación con personal militar con el fin de conocer las características de los dispositivos que se utilizan (radios punto a punto, celulares, GPS y computador portátil) y sus características de carga, de igual manera se indago acerca de las condiciones atmosféricas y topográficas en donde suelen llevar a cabo este tipo de operaciones y las condiciones de trabajo que presentan, esto con el fin de obtener la mayor cantidad de información posible para posteriormente realizar la selección de los elementos más adecuados a utilizar en el sistema. Se llevó a cabo el dimensionamiento de los elementos seleccionados con el fin de realizar su compra y llevar a cabo los diseños necesarios para realizar la construcción del prototipo el cual consta de un módulo de paneles solares conectados en una disposición que permita su acople a las mochilas de campaña, la energía generada por los paneles se almacena en un banco de baterías 18650 de ion de litio por medio de un sistema de gestión de baterías, para posteriormente ser utilizada para cargar los diferentes dispositivos electrónicos que se requieren en dichas operaciones, al finalizar la construcción se procedió a realizar las diferentes pruebas del prototipo. Para esto se eligió un escenario base en donde se desplegó el sistema en un ángulo favorable de incidencia solar y otro escenario real en donde el sistema se acopla a una mochila y se expone a un entorno similar al que se ven enfrentado el personal del ejército en zonas aisladas. También se realizaron pruebas para determinar la velocidad con la que el prototipo logra cargar los diferentes dispositivos mencionados. Finalmente en base a los resultados obtenidos en las diferentes pruebas se proponen una serie de recomendaciones para aumentar el rendimiento del sistema de cara a una futura implementación, también se realizó el análisis de costos para determinar el costo final del prototipo.