ESCUELA POLITÉCNICA DE INGENIERÍA DE GIJÓN.

GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA INDUSTRIAL Y AUTOMÁTICA

ÁREA DE ELECTRÓNICA

TRABAJO FIN DE GRADO Nº 613251

TÍTULO: “Laboratorio educacional de energías renovables”

D. Luis David Villa Casal TUTOR: Dr. Jorge García García

FECHA: (Julio de 2014)

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Índice de Conclusiones 1. CONSIDERACIONES TÉRMICAS................................................................................................................. 4

2. OBJETIVOS Y LOGROS .............................................................................................................................. 6

3. AGRADECIMIENTOS ................................................................................................................................. 8

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1. Consideraciones térmicas Debemos introducir unas consideraciones térmicas en relación al regulador.

Exceptuando el transistor MOSFET y el regulador LM7805, ningún componente necesita

un disipador de calor.

El LM7805 disipa la corriente que circula a la placa de control, que son aproximadamente

80mA con una tensión de entrada de 15V para dar 5V a la salida, es decir, disipa

aproximadamente 0,8W. El encapsulado TO-220 tiene una resistencia unión-ambiente de

65ºC/W, por lo que se podría calentar unos 52ºC por encima de la temperatura ambiente.

No sería una temperatura como para dañar el dispositivo, pero tampoco trabajaría en las

condiciones más adecuadas.

Algo parecido sucede con el MOSFET, el cual no calienta demasiado, pero es preferible

colocarle un disipador, para que trabaje a una menor temperatura y alargar su vida útil.

En el prototipo se les añadió un disipador, pero en un prototipo de prefabricación,

aprovecharíamos el encapsulado metálico para que actuara como tal.

Para tal propósito consideramos adecuadas las cajas de la firma HAMMOND en concreto

el modelo: 1550WH que tiene las medidas 222x146x101mm y está fabricado en aluminio

anodizado y se adjunta con una junta de goma para obtener IP-66.

Este grado de protección puede ser necesario en aplicaciones donde la electrónica esté al

aire libre o en ambientes húmedos, lo cual puede ser muy habitual en instalaciones

fotovoltaicas.

Disponiendo los transistores en el borde de la placa, se pueden fijar a la caja con un

aislante de mica, ahorrándonos los disipadores y obteniendo una refrigeración excelente.

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Figura 1.1. - Caja recomendada. Está fabricada de aluminio anodizado sin pintar.

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2. Objetivos y logros El objetivo inicial era construir el regulador y si fuera posible acoplar mediante un bus I2C

un visualizador de panel.

Como idea de desarrollo futuro, podría ser la integración de una comunicación remota vía

Ethernet, porque este tipo de instalaciones suelen estar ubicadas en muchas ocasiones en

lugares aislados.

No obstante, esto hay que desecharlo utilizando el actual microcontrolador, que en un

principio parecía suficiente, pero que al final se quedó un poco corto en cuanto a velocidad

de procesamiento.

También hay que reconocer que precisamente el MPPT no funciona del todo bien. El

hardware de la placa y la regulación trabajan perfectamente, por lo que este mismo sistema

podría funcionar de forma adecuada como fuente de alimentación, de hecho se probó como

tal, ofreciendo unas características de regulación excelentes. Habrá que seguir

perfeccionando el MPPT hasta conseguir un comportamiento perfecto.

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Figura 2.1. - Prototipo construido donde se pueden ver las placas de control (inferior) y de potencia (superior) además de las cargas,

que en nuestro caso son unas resistencias de potencia. Los cables conectan a las fuentes de alimentación que emulan el panel.

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3. Agradecimientos No puedo terminar sin agradecer a todo el departamento de electrónica su ayuda y muy

especialmente a mi tutor, Jorge, con el que he aprendido muchísimo y que ha tenido

conmigo una gran paciencia en mi aprendizaje.