Estación de medición de Rayos Ultravioleta energizado por un Sistema Fotovoltaico

Resumen

Introducción: En el presente artículo se expone el diseño y la implementación de una Estación de Medida de Radiación UltraVioleta (UV), conocida como Solmáforo, energizado por un sistema fotovoltaico aislado y manejo de información vía web haciendo uso del concepto Internet de las Cosas (IoT). Se presenta la implementación de un sistema que registra y muestra, de diferentes formas, el índice de radiación UltraVioleta (IUV) presente en el lugar, haciendo uso de la técnica Timer Off, la cual es usada para reducir el consumo energético. Para el diseño del dispositivo se utilizó la metodología Top Down, donde se comienza desde un nivel superior, luego, se divide en módulos y se sigue con un ciclo de verificación y simulación, buscando un óptimo rendimiento a nivel de consumo energético. Para el bosquejo del sistema fotovoltaico aislado se utilizó el software “Herramienta para el Dimensionamiento de Sistemas Fotovoltaicos Aislados (DFSA)” desarrollado por los investigadores y en el cual se encuentra la base de datos de la radiación solar en el campus universitario. La estación está localizada en un espacio al aire libre del campus universitario de la Universidad del Quindío, con el fin de mantener a la comunidad informada visualmente acerca de los niveles de radiación (UV). La visualización del IUV y la información de la exposición de radiación UV adecuada del cuerpo se hace de acuerdo bajo la Organización Mundial de la Salud (OMS). La visualización de las variables se hace en tiempo real por medio de una interfaz virtual implementada en Python y los datos almacenados en MySQL.

Objetivo: Desarrollar un sistema electrónico que permita la visualización del IUV en la Universidad del Quindío y presente información preventiva a la comunidad usando el concepto IoT.

Metodología: En este aspecto se comenzó con el marco teórico relacionado con los rayos solares y la radiación UV, para luego implementar una estación de medición con acceso al público del campus universitario, generando mensajes informativos de precaución. Luego con la metodología TOP DOWN se divide cada parte del proyecto en submódulos que genera una mejor búsqueda y asentamiento de los materiales y métodos a utilizar.   

Resultados: Al comprobar dos métodos para el cálculo del IUV, el propuesto por ROHM y el propuesto por Zhang y Huang, se demuestra que el último es el más apto. Esto permite que el sistema entregue mejor información de los cambios de radiación UV, además de que se comprueba que los cambios de temperatura y humedad son directamente proporcionales a los cambios de radiación UV. Finalmente, al implementar la técnica Timer Off, el consumo energético del todo el sistema baja y las 4 horas de autonomía que se esperaba al usar la energía almacenada en las baterías, pasa a ser de 5 hasta 7 horas.   

Conclusiones: La construcción de la estación de medición de rayos UV energizado por un sistema fotovoltaico cumple con el propósito de sensibilizar a la gente sobre el peligro de la alta exposición de los rayos UV y las recomendaciones que deben seguir para evita los más posible este tipo de inconvenientes. Además, implementa metodologías modernas sobre el consumo de energía como el uso del método Time Off y de energía renovables al usar panales para almacenar la energía de la radiación solar, convirtiendo en un sistema de medición autónomo, además, hace uso del concepto del Internet de las Cosas (IoT) en el desarrollo de plataformas vía web y el uso de sistemas de comunicación inalámbricas.

 

Palabras clave: Radiación UltraVioleta, Sistema Fotovoltaico, Espectro Electromagnético, Índice de Radiación Ultravioleta, Solmáforo

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Acerca de los Autores

Sandra Liliana Alzate Plaza, Universidad del Quindío. Armenia, (Colombia)

Magister en Ingeniería Eléctrica de la Universidad Tecnológica de Pereira, Ingeniera Electrónica de la Universidad del Quindío. Docente de la Universidad del Quindío. Actualmente vinculada al grupo de investigación ELECTRAE de la universidad del Quindío.

Andrés Felipe Serna Ruiz, Universidad del Quindío. Armenia, (Colombia)

Magister en Ingeniería Eléctrica de la Universidad Tecnológica de Pereira, Ingeniero Electrónico y Tecnólogo Electrónico de la Universidad del Quindío. Docente de la Universidad del Quindío. Actualmente vinculado al grupo de investigación GIDET de la Universidad del Quindío

Publicado
2020-09-01
Cómo citar
Marín García, E., Alzate Plaza, S., & Serna Ruiz, A. (2020). Estación de medición de Rayos Ultravioleta energizado por un Sistema Fotovoltaico. INGE CUC, 16(2). https://doi.org/10.17981/ingecuc.16.2.2020.12