Prototipo de un sistema mixto solar, hidráulico y eólico portable para almacenamiento de energía a baja tensión

Abstract

RESUMEN: Colombia es un país mega diverso que cuenta con una gran cantidad de recursos renovables para potenciar el sector energético. Contando con un gran porcentaje para el aprovechamiento de la energía del sol, el viento y las fuentes hidrográficas, más de la mitad del territorio colombiano no se encuentra conectado al SIN. Además, muchas áreas protegidas que se encuentran en ZNI, anualmente reciben miles de visitantes que no tienen la posibilidad de tener un acceso mínimo a la necesidad de comunicarse, incluyendo a los locales. Debido a esta necesidad, se piensa como solución implementar un dispositivo que sea capaz de aprovechar el recurso a su disposición (Agua, viento o radiación solar) para poder almacenar energía para su uso posterior. Este dispositivo solución fue un generador eólico-hidráulico-solar que permite almacenar la energía en un banco de baterías. La metodología planteada para el diseño, fabricación y verificación consta en obtener las especificaciones de diseño para evaluar distintos conceptos de solución con el fin de seleccionar los componentes necesarios para su fabricación, esto se hizo aplicando la metodología de diseño de producto de Ulrich en la cual se realizó un diseño de concepto, uno de detalle y se verificó el funcionamiento del prototipo fabricado. Como resultado de este trabajo obtuvimos un generador híbrido con capacidad de almacenar la energía, entregando una diferencia de potencial de 5 voltios y una potencia mínima de 3 watts, para cargar dispositivos que cuente con una conexión USB-A universal.

ABSTRACT: Colombia is a mega-diverse country that has a large number of renewable resources to boost the energy sector. Counting on a large percentage for the use of energy from the sun, wind, and hydrographic sources, more than half of the Colombian territory is not connected to the SIN. In addition, many protected areas that are in ZNI can receive thousands of visitors who do not have the possibility of having minimal access to the need to communicate, including locals. Due to this need, we thought as a solution to implement a device that can take advantage of the resource at its disposal (Water, wind or solar radiation) to be able to store energy for later use. This device was a wind-hydro-solar generator that allows us to store energy in a battery bank. The proposed methodology for the design, manufacture and verification consists of obtaining the design specifications to evaluate different solution concepts to select the necessary components for their manufacture, this was done by applying Ulrich's product design methodology in which a concept design and a detail design were carried out and the functioning of the manufactured prototype was verified. As a result of this work, we obtained a hybrid generator with the capacity to store energy, delivering a potential difference of 5 volts and a minimum power of 3 watts, to charge devices that have a universal USB-A connection.