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DESARROLLO DE UN SISTEMA DE MONITOREO DE RADIACIÓN SOLAR BASADO EN UN ESPECTRÓMETRO DE AMPLIO ESPECTRO
(2011) Faviola Romero; Oscar Urquidi; Omar Ormachea; A. P. J. Abrahamse; Joshua M. Pearce; Rob W. Andrews; Matthew de Vuono
La eficiencia cuántica de materiales fotovoltaicos depende de la longitud de onda de la radiación incidente, el espectro solar influye en la producción de energía producida por estos sistemas. En el presente trabajo, se diseñó y construyó un prototipo funcional de un sistema de medición de radiación solar (global y difusa) basado en un espectrómetro de amplio espectro para el monitoreo solar en Cochabamba, Bolivia, conjuntamente con un sistema similar instalado en Kingston, Ontario. Los datos obtenidos en dos regiones con características geográficas muy distintas ayudarán en el estudio y optimización de materiales fotovoltaicos, para su implementación en diferentes partes del mundo, con características particulares de radiación incidente. Los resultados obtenidos serán publicados para que otras regiones también se beneficien de sistemas fotovoltaicos con materiales optimizados según las características geográficas.Para la construcción mecánica del sistema, se utilizaron perfiles de aluminio de 60x30 mm. Esta estructura metálica sujeta a una fibra óptica de cuarzo lleva la radiación solar al espectrómetro Ocean Optics USB4000 (200-900 nm). La electrónica del sistema de control, está gobernada por un microcontrolador Arduino UNO, el cual se encarga de sincronizar el movimiento de dos motores PAP bipolares y la toma de datos en el espectrómetro que se activa con un trigger externo. La característica principal del sistema es permitir la medición del espectro de los componentes global y difuso de la radiación solar en diferentes ángulos de incidencia. El sistema mecánico ajusta un extremo de una fibra óptica de 0 a 90 grados en dirección norte, cada nueve grados, midiendo la radiación global y mediante una banda mecánica que produce sombra sobre la fibra óptica, mide la radiación difusa. Las medidas son tomadas cada hora y el rango espectral abarcado es del UVA, VIS y parte del IR cercano. Se realizaron pruebas preliminares en dos ciudades de Bolivia y se demostró que la cantidad de radiación UVA es mayor en el El Alto (4062 msnm), la ciudad con mayor elevación, en comparación con Cochabamba que se encuentra a 2570 msnm.
Effects of spectral albedo on solar photovoltaic devices
(Elsevier BV, 2014) Madeleine Brennan; A.L. Abramase; Rob W. Andrews; Joshua M. Pearce
Installation of a variable-angle spectrometer system for monitoring diffuse and global solar radiation
(SPIE, 2013) Omar Ormachea; A. P. J. Abrahamse; N. Tolavi; Faviola Romero; Oscar Urquidi; Joshua M. Pearce; Rob W. Andrews
We report on the design and installation of a spectrometer system for monitoring solar radiation in Cochabamba, Bolivia. Both the light intensity and the spectral distribution affect the power produced by a photovoltaic device. Local variations in the solar spectrum (especially compared to the AM1.5 standard) may have important implications for device optimization and energy yield estimation. The spectrometer system, based on an Ocean Optics USB4000 (300-900nm) spectrometer, was designed to increase functionality. Typically systems only record the global horizontal radiation. Our system moves a fiber-optic cable 0-90 degrees and takes measurements in 9 degree increments. Additionally, a shadow band allows measurement of the diffuse component of the radiation at each position. The electronic controls utilize an Arduino UNO microcontroller to synchronizes the movement of two PAP bipolar (stepper) motors with the activation of the spectrometer via an external trigger. The spectrometer was factory calibrated for wavelength and calibrated for absolute irradiance using a Sellarnet SL1-Cal light source. We present preliminary results from data taken March-June, 2013, and comment on implications for PV devices in Cochabamba.