Controlador de un sistema eléctrico de energía solar usando un PLC

Abstract

El objetivo principal de esta tesis fue desarrollar un controlador de carga para una batería de ciclo profundo en un sistema de energía solar usando un PLC. Un primer problema que se presenta en un sistema de energía solar principalmente reside en cuándo realizar la carga de la batería de ciclo profundo. La solución depende del monitoreo de dos variables. La primera es la radiación solar que incide sobre el panel solar, la cual tiene diferentes variaciones en el transcurso del día, teniendo como consecuencia diferentes salidas de voltaje. La segunda variable es el voltaje que ofrece la batería, ya que cuando tiene su nivel máximo de carga puede generar 12.6 voltios y descender conforme se descarga. Si se hace la carga de la batería cuando el voltaje producido por el panel es menor al que proporciona la propia batería, se produce un segundo problema conocido como corriente inversa, por lo tanto, se descarga la batería. El caso favorable es cuando el panel solar genera el máximo voltaje y el voltaje de la batería es menor: ese sería el momento ideal para realizar la carga de la batería de ciclo profundo. Otro problema que se produciría al no cortar el flujo de corriente es una sobrecarga eléctrica. Si dura mucho tiempo la sobrecarga, puede ocurrir un derrame de ácido, lo cual dañaría otros componentes del sistema de energía solar, además de la propia batería. Se realizó la investigación de los niveles de carga estándar de la batería de ciclo profundo para poder realizar la programación del controlador. Para realizar la programación del controlador se investigó sobre el lenguaje de programación BFD y se utilizó el Software Lógico M3 de Crouzet. Se analizó toda la información recabada, de la cual se obtuvieron parámetros para realizar la medición del estado de carga de la batería. Después se desarrolló el controlador, tomando en cuenta las restricciones de las entradas analógicas del PLC. Para ello se utilizó un divisor de tensión de manera externa al PLC. Como resultado de esta tesis se obtuvo un controlador capaz de tomar las decisiones necesarias para realizar la carga de una batería de ciclo profundo en el momento adecuado. El controlador permite evitar la sobrecargar de la batería y es capaz de detectar un posible daño en la batería de ciclo profundo. Dicho controlador permite mostrar el voltaje del panel solar y de la batería de ciclo profundo en el display del PLC.