Gestió de l'energia captada per cel.les solars mitjançant interfícies commutades

Abstract

La necessitat de distribuir sensors i sistemes d’adquisició de dades, per mesurar magnituds del medi on es troben, requereixen d’un sistema d’alimentació eficient que els hi permeti ser autònoms i estalviar costos de manteniment i reposició. Es proposa una interfície capaç d’alimentar un dispositiu Zigbee mitjançant un panell solar, amb l’objectiu de regular la tensió d’alimentació amb circuits de baix consum que a més a més permetin emmagatzemar energia en un supercondensador. Aquest té una capacitància elevada i un cicle de vida més llarg que les bateries convencionals. S’ha desenvolupat un convertidor commutat basat en el model buck step-down i el convertidor I-V girador, aprofitant el corrent d’un panell solar per regular la tensió de sortida. El sistema de control que controla la regulació de tensió i l’emmagatzematge de corrent es fa digitalment a través d’un microcontrolador 16F873. Les seves prestacions permeten posar a prova el sistema de control dissenyat. Dels resultats experimentals es conclou: 1) S’alimenta una càrrega Zigbee amb el marge de tensions requerit i de forma estable. Paral·lelament es carrega un supercondensador, emmagatzemant energia. 2) El regulador commutat entrega a la càrrega la major part de l’energia de la font amb una eficiència excel·lent. 3) La funció del microcontrolador és vital pel funcionament de la interfície, a més juga un paper fonamental per les futures ampliacions del sistema. Per resoldre el principal problema d’eficiència, es proposa treballar en configuracions d’emmagatzematge amb més capacitat i per tant més òptimes. D’altra banda, el consum significatiu del micropic escollit (aprox. 10%) planteja l’opció de fer servir un dispositiu comercial que treballi a menys potència.