Medición y monitoreo de eventos extremos de irradiancia solar a través de un módulo fotovoltaico y un microcontrolador analizado en las condiciones geográficas y climatológicas en las ciudades de Puno y Juliaca

Abstract

En este proyecto de investigación, se presenta una plataforma sensorial de adquisición de datos autónomo y de bajo costo para el monitoreo in situ de parámetros ambientales (al nivel micrometeorológico y microescala), analizado en las condiciones geográficas y climatológicas en las ciudades de Puno y Juliaca, durante un periodo de seis meses del 2020. El objetivo del trabajo es realizar la medición, monitoreo y registro de eventos extremos para la identificación de Irradiancia solar extrema (>1000 w/m2) e Irradiancia solar muy extrema (>1367 w/m2), utilizando como sensor un módulo fotovoltaico calibrado. La implementación de la plataforma sensorial se construyó utilizando pequeños módulos fotovoltaicos de 1.3 Wp para la medición de irradiancia, modulo fotovoltaico de 2.5 Wp para la autonomía y un microcontrolador NodeMCU ESP8266 para la comunicación y monitoreo de datos mediante Wifi con el estándar IEEE 80211, basado en el IOT, se emplearon baterías ion litio para la autonomía, sensores de corriente, temperatura del aire y presión atmosférica, lo que permite el desarrollo de soluciones de medición y monitoreo de datos en cualquier parte de la región sin necesidad de estar conectado a la red eléctrica convencional para poder registrar datos de una manera fácil y económica. El costo de inversión del sistema de medición asciende a (S/.500.00). Los valores de Irradiancia se estimaron a partir de mediciones de corriente de corto circuito (Isc) tomadas por un sensor de corriente INA219. Las pruebas de calibración y validación de los datos se realizaron con empleo y comparación de un módulo fotovoltaico patrón calibrado. Los resultados del registro y procesamiento de datos de la plataforma sensorial dan como resultado la ocurrencia de eventos extremos de Irradiancia solar, obteniendo así durante el periodo de medición una Irradiancia solar muy extrema máxima medida de 1566.87 w/m2, que se registró el 04 de marzo a las 12:19:26 hrs., con una duración de 13 segundos, haciendo un total de 29 días de eventos de Irradiancia muy extrema medidas en Juliaca, en una latitud -15.488052, longitud. -70.14974 a una altitud de 3832 m.s.n.m. y 1407.89 w/m2 de Irradiancia solar muy extrema máxima medida en Puno, que se registró el 11 de enero a las 12:20:18 hrs., con una duración de 29 segundos, haciendo un total de 5 días de eventos de Irradiancia muy extrema medida, a una latitud -15.82574, longitud -70.01119 y una altitud de 3818 m.s.n.m.