Diseño de un sistema de seguidor solar biaxial para mejorar la captación de radiación solar en un sistema fotovoltaico

Abstract

El objetivo del estudio fue diseñar un sistema de seguidor solar biaxial para mejorar la captación de radiación solar en un sistema fotovoltaico. Siendo una investigación tipo aplicada, no experimental, cuantitativa y transversal. La evaluación de la captación de radiación solar en la empresa Megavolt Jaén SAC, en Cajamarca, se realizó con herramientas como Meteonorm 8, Solargis y el Atlas Solar del Perú, obteniendo valores mínimos de radiación diaria entre 3.77 y 4.056 kWh/m² y un promedio de 4.675 horas de sol al día, condiciones favorables para un sistema fotovoltaico con seguidor solar biaxial. Se consideraron aceros A36 y A572 para la estructura, garantizando seguridad con factores entre 2 y 5. El diseño incluyó 36 paneles de 900 Wp, dos controladores de 200 A y un inversor de 25 kW, validados en SolidWorks. La inversión total asciende a S/.192,968.11, con un VAN de S/.67,820.92, TIR del 13.66% y recuperación en 13.87 años, demostrando viabilidad financiera a largo plazo. Finalmente, se logró una mejora en la captación de radiación solar de 16.35%, concluyendo que el uso de seguidores solares biaxiales permite mejorar el rendimiento energético en sistemas fotovoltaicos.

The objective of the study was to design a biaxial solar tracker system to improve solar radiation capture in a photovoltaic system. It was an applied, nonexperimental, quantitative and transversal research. The evaluation of solar radiation capture in the company Megavolt Jaén SAC, in Cajamarca, was carried out with tools such as Meteonorm 8, Solargis and the Solar Atlas of Peru, obtaining minimum daily radiation values between 3.77 and 4,056 kWh/m² and an average of 4,675 hours of sunshine per day, favorable conditions for a photovoltaic system with a biaxial solar tracker. A36 and A572 steels were considered for the structure, guaranteeing safety with factors between 2 and 5. The design included 36 900 Wp panels, two 200 A controllers and a 25 kW inverter, validated in SolidWorks. The total investment amounts to S/.192,968.11, with a NPV of S/.67,820.92, IRR of 13.66% and payback in 13.87 years, demonstrating long-term financial viability. Finally, an improvement in solar radiation capture of 16.35% was achieved, concluding that the use of biaxial solar trackers allows for improved energy performance in photovoltaic systems.