Ventajas de la regulación electrónica en brazos de limpieza de parques fotovoltaicos

resumen

En la actualidad, vivimos en un mundo de constante evolución y se cuenta con grandes descubrimientos que nos han permitido desarrollar cada vez maquinas más exactas. Por eso, en este artículo se realizará una breve comparativa y descubriremos las grandes ventajas de la regulación electrónica en los brazos de limpieza de parques fotovoltaicos.

Esto lo vemos en toda la industria donde se ha pasado de sistemas puramente mecánicos como fue en la Revolución Industrial S.XVIII a tener gran variedad de componentes eléctrico-electrónico en nuestros días.

1. INTRODUCCIÓN

regulación electrónica

El termino autómata se ha utilizado desde hace mucho tiempo para definir aquellas maquinas en las que una fuente de energía accionaba una serie de mecanismos, permitiendo imitar movimientos de seres vivos.

Atendiendo a esta definición podemos encontrar a lo largo de la historia gran cantidad de ejemplos de autómatas. Entre ellos estatuas animadas que habrían sido construidas en el templo de Dèdalo (antigua Grecia). En el siglo XVIII Jacques de Vaucanson construyó una serie de obras entre las que se encuentran “El Flautista”, figura que es capaz de tocar un amplio repertorio con tambor y flauta; “El tamborilero” y su obra más famosa “Pato con aparato digestivo”, el cual era un pato mecánico capaz de batir las alas, zambullirse, nadar, tragar grano e incluso excretar un producto parecido al excremento.

Centrándonos en la automatización industrial, podemos decir que comienza con la invención del Regulador Centrifugo por James Watt (1778), el cual consistía en un mecanismo que mantenía constante la velocidad de salida del sistema a pesar de las fluctuaciones de carga.

 Regulator de Watt [R. Routledge – Image from «Discoveries & Inventions of the Nineteenth Century» by R. Routledge, 13th edition, published 1900.]

2. conceptos básicos

automatización

La automatización de una maquina consiste en agregar un dispositivo tecnológico que se encarga del control de su funcionamiento. Por tanto, el sistema final donde se ha agregado el dispositivo, denominado genéricamente automatismo, es capaz de reaccionar ante las diferentes circunstancias que se presentan modificando su funcionamiento (acción de control) en función de para qué ha sido concebido.

Un sistema de limpieza solar automatizado está compuesto por:

Compuesto por sensores encargados de recoger la información utilizada por la unidad de control y actuadores que recibe las órdenes del sistema, transformándolas en cambios físicos del sistema mediante la aportación de energía.

Según la naturaleza de la energía empleada para el mando del automatismo, se puede hablar de automatización mecánica, neumática, hidráulica, eléctrica y electrónica. Además de existir técnicas mixtas que son combinaciones de las citadas. Comentándose a continuación las tratadas en este articulo:

Automatización Mecánica

Los sistemas mecánicos suelen ser complicados por la abundancia de mecanismos y la escasa flexibilidad.

Se componen por:

- Ruedas para la transmisión de movimiento de biela-manivela
- Piñón - cremallera, etc Transformar movimiento rectilíneo en circular, viceversa
- Levas, muelles y palancas para obtener recorridos controlados.

Algunos ejemplos de automatismos mecánicos en la industria son: relojes mecánicos, motores de combustión interna y toda la maquinaria que formo parte de la revolución industrial.

Automatización Electrónica

Los sistemas digitales han sido la base de este gran avance, por un lado, con los ordenadores y por otro por los Autómatas Programables.

El autómata programable, PLC (Programmable Logic Control) es un equipo electrónico que gracias a una serie de entradas (sensores) y salidas (actuadores) puede controlar procesos secuenciales en tiempo real en aplicaciones industriales de diferente índole. Principales virtudes:

- Fiabilidad y mejora del control de proceso
- Permite introducir cambios rápidos en las maniobras y los procesos
- Reduce el volumen de los automatismos
- Aumenta el grado de seguridad de las instalaciones controladas
- Interacción continua con el operario (feed-back de información).

3. Automatización de brazo de limpieza en parques fotovoltaicos.

Un brazo para la limpieza de parques fotovoltaicos es un dispositivo formado generalmente por los siguientes componentes:

1. Cabezal

Formado por un cepillo y su soporte estructural; el cepillo es la parte fundamental ya que es el que realiza la limpieza y está en contacto con la placa.

2. brazo articulado

Es una estructura metálica articulado en varios de sus puntos, el cual a través de una serie de elementos mecánicos permite su movimiento, para realizar dichos movimiento se utilizan pistones y motores hidráulicos.

Este conjunto se une a un vehículo motorizado generalmente un tractor, el cual realiza el desplazamiento a lo largo de la planta utilizándose el propio sistema hidráulico del vehículo para accionar los pistones y motores mencionados anteriormente. Para realizar la limpieza se seguirán los siguientes pasos:

 

Este conjunto se une a un vehículo motorizado generalmente un tractor, el cual realiza el desplazamiento a lo largo de la planta utilizándose el propio sistema hidráulico del vehículo para accionar los pistones y motores mencionados anteriormente. Para realizar la limpieza se seguirán los siguientes pasos:

 

Regulación Mecánica

En este caso la regulación se realiza subiendo y bajando el brazo mediante un amortiguador según la presión que se ejerce sobre la línea de paneles. En este caso el movimiento del cabezal queda libre. La regulación depende principal mente de que el amortiguador este correctamente calibrado.

Regulación Electrónica

La regulación se realiza mediante una serie de sensores los cuales miden continuamente la distancia del cabezal a la fila de paneles, esta medida se envía al PLC, él cual ejercerá las acciones de corrección necesarias sobre los pistones, moviendo el cabezal o subiendo y bajando el brazo, para mantener en todo momento el cabezal paralelo a la línea de paneles.

Diferencias en los sistemas de regulación:

  1. En la regulación mecánica el cepillo esta continuamente ejerciendo un peso sobre los paneles.
    Sin embargo, en el caso de la regulación electrónica no hay un peso como tal, ya que lo único que tocará las placas son las hebras del cepillo, no el cepillo como conjunto.
    Por lo que las cargas ejercidas en los paneles son menores en la regulación electrónica obteniendo un mayor cuidado en estos. En el caso de los paneles sin marco de aluminio (dual glass) las cargas permisibles son aún menores por lo que la regulación electrónica cuenta con esta gran ventaja.

  2. La regulación electrónica permite variar la distancia a la línea de placas a lo largo del recorrido.
    Esto permite evitar obstáculos a lo largo de la línea de paneles, tales como antenas, salientes de la estructura, etc.; elementos cada vez más comunes en las plantas. En la regulación mecánica no tiene la capacidad de variar la distancia, por lo tanto, es necesario parar la limpieza, para que el operario tome el control y lo evite. Sin embargo, si el operario no se percata del obstáculo, probablemente dañe el elemento en cuestión, y posiblemente dañe el brazo.

  3. La regulación electrónica tiene la capacidad de mejoras continuas a nivel programación, I+D+i, así como añadir nuevas funcionalidades, sensores o actuadores;
    Lo que permite que un Up-grade evolutivo. A diferencia de la regulación mecánica el brazo está limitado a su diseño en el momento de compra, ya que introducir nuevas funciones supone un rediseño de este.

Brazo hidráulico Robot automático Robot manual Personalización

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