readme.md

Descripción

La facultad de Ingeniería Mecánica dispone de varios sistemas sistemas de seguimiento solar, uno de ellos se muestra en la siguiente fotografía:

Para este proyecto, se debe realizar el cálculo de los ángulos de control para un seguidor solar de 2 grados de libertad.

Seguidor solar

Un seguidor solar es un sistema de orientación para maximizar la exposición a la luz solar. Esto se consigue cuando el panel solar se orienta perpendicularmente a la luz solar incidente. Cuando el panel no se encuentra perpendicular, la cantidad de energía generada disminuye significativamente.

Los ángulos de control en el seguidor solar de 2 grados de libertad son:

1. $roll$: ángulo de giro alrededor del eje que mira al norte.

2. $pitch$: ángulo de giro alrededor del eje que mira al este.

[IMPORTANTE] A diferencia de otro tipo de seguidores solares, la EPN tiene un seguidor solar alrededor del ángulo $pitch$, en lugar del ángulo $yaw$.

Posición solar

La posición del sol se mide con respecto a dos ángulos:

• $\theta$ que es el ángulo de elevación del sol con respecto a su proyección en la superficie,
• $\alpha$ que es el ángulo azimutal de la proyección del sol en la superficie con respecto al norte.

Con el siguiente snippet de código puede obtener la posición del sol en un lugar (Campus EPN, por defecto) y fecha determinada (fecha y hora actual, por defecto).

from pysolar.solar import get_altitude, get_azimuth
from datetime import datetime
from pytz import timezone


def getSolarPosition(
    latitude: float = -0.2105367,
    longitude: float = -78.491614,
    date: datetime = datetime.now(tz=timezone("America/Guayaquil")),
):
    """Calcula el ``azimuth`` y la ``elevation`` para una posición geográfica (por defecto la EPN) y la fecha ``date``.

    ## Parameters

    ## Return
    ``azimuth``: ángulo en grados desde el norte hasta la projección en la tierra [0 -> 360).
    ``elevation``: ángulo del sol hacia la proyección en la tierra [-90 -> 90].

    """

    az = get_azimuth(latitude, longitude, date)
    el = get_altitude(latitude, longitude, date)

    return az, el


getSolarPosition()

Objetivo

• [IMPORTANTE] Realizar el desarrollo matemático para calcular los 2 ángulos de control ($pitch$ y $roll$) en base a la posición solar (elevación $\theta$ y azimuth $\alpha$).
• Implementar un programa que permita calcular los ángulos de control para un seguidor solar de 2 grados de libertad.
• Dibujar la trayectoria del sol y del panel solar para un día determinado.
• El panel solar debe ser perpendicular a la luz solar incidente.
• El programa debe permitir ingresar la fecha y duración de la simulación, y graficar de manera interactiva la trayectoria del panel solar.
• Realice un video de máximo 30 segundos del uso de su programa.