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Evaluación de la confiabilidad de un prototipo de seguimiento solar de doble eje utilizando un sistema de métricas orientado al mantenimiento

Autores: Rotar, Raul; Petcu, Flavius Maxim; Susany, Robert; Oprioiu, Flavius; Vlduiu, Mircea

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Evaluación de la confiabilidad de un prototipo de seguimiento solar de doble eje utilizando un sistema de métricas orientado al mantenimiento


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería de Sistemas

Palabras clave

Estudio
Sistema de seguimiento solar de doble eje
Mantenibilidad
Sistema automatizado
Arduino Mega2560
índice de mantenibilidad

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 18

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este estudio presenta un método numérico para evaluar la mantenibilidad de un sistema de seguimiento solar de doble eje que puede ser desplegado en áreas residenciales para mejorar la producción de energía. El propósito de este manuscrito de investigación es triple. Se enfoca en los siguientes objetivos: (i) En primer lugar, presentamos la construcción de un sistema de seguimiento solar de doble eje autosuficiente basado en un esquemático electrónico de baja potencia que requiere solo un controlador de motor para controlar los ángulos de azimut y elevación del panel fotovoltaico (PV). El equipo electrónico principal del sistema automatizado consta de 1 x unidad de microcontrolador (MCU) Arduino Mega2560, 1 x módulo controlador de motor paso a paso TB6560, 2 x motores paso a paso, 2 x módulos de relé, 1 x controlador de carga solar, 1 x acumulador y 1 x convertidor de voltaje. Componentes de hardware adicionales como fotorresistencias, interruptores de límite mecánicos, codificadores rotativos, sensores de voltaje y corriente también se incluyen para completar el ciclo de automatización del sistema de seguimiento solar. (ii) En segundo lugar, la placa de prototipado Arduino Mega 2560 es reemplazada por una placa de circuito impreso específica de aplicación (ASPCB) hecha a medida y de bajo costo basada en el controlador AVR. El dominio de fallos posibles del MCU se define aún más examinando los riesgos del proceso de fabricación deficiente, que puede llevar a defectos de atascado en 0 (Sa0) y atascado en 1 (Sa1). Además de estos problemas, otros desafíos como la modularidad de componentes, accesibilidad de instalación y fallas de hardware pueden afectar la mantenibilidad del sistema automatizado. (iii) En tercer lugar, proponemos un nuevo conjunto de métricas orientadas al mantenimiento que combinan las variables previamente identificadas para proporcionar un índice de mantenibilidad (MI), que sirve como una herramienta valiosa para evaluar, optimizar y mantener sistemas complejos como dispositivos de seguimiento solar. Los datos experimentales muestran que el MI calculado mejora la mantenibilidad del sistema y mejora las operaciones de reparación, aumentando el tiempo de actividad.

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