https://doi.org/10.37815/rte.v35n2.1015

Artículos originales

Diseño y construcción de un prototipo de estación de carga solar para dispositivos móviles

Design and construction of a prototype
of a solar charging station for mobile devices

Miguel Alejandro1 https://orcid.org/0009-0000-4369-6800, Rodolfo Merino2 https://orcid.org/0000-0003- 2713-0588, Jorge Carrión3 https://orcid.org/0000-0003-1869-4541, Andy Vega4 https://orcid.org/0000-0003-0106-6880, Jonathan González2 https://orcid.org/0000-0002-2207-8322, Alba Vargas4 https://orcid.org/0000-0003-0633-2316

1Universidad Nacional de Loja, Loja,
Ecuador

[email-masked]

2Centro de Investigación I2TEC, Loja, Ecuador

rodolfo. [email-masked], [email-masked]

3Carrera de Electricidad, Universidad Nacional de Loja, Loja, Ecuador

[email-masked],

4Carrera de Telecomunicaciones, Universidad Nacional de Loja, Loja, Ecua-

dor

[email-masked], [email-masked]

Esta obra
está bajo una licencia internacional Creative
Commons Atribución-NoComercial
4.0

Enviado: 2023/08/05 Aceptado: 2023/08/28
Publicado: 2023/10/15

Resumen

En esta investigación se realizó el diseño y construcción de un modelo de estación de carga so- lar
para dispositivos móviles con el apoyo
del Centro de Investigación “I2TEC”, de la Universi- dad Nacional
de Loja (UNL). El trabajo
inició con la revisión bibliográfica de los elementos de un sistema de energía solar
fotovoltaico para definir
conceptos y procedimientos que aporten al diseño del prototipo. Luego, se
llevó a cabo el dimensionamiento teórico de los componentes
necesarios y se seleccionaron los dispositivos cuyas especificaciones
técnicas se asemejaban más a las disponibles en el mercado. El
diseño final del sistema se implementó en una estruc-
tura de acero galvanizado y acero inoxidable, por la resistencia a la corrosión
y fuerzas físicas

que presentan estos
materiales. Posteriormente, se realizó la instalación del prototipo propues- to en los exteriores de la Facultad de la Energía,
las Industrias y los Recursos Naturales No Renovables (FEIRNNR) de la UNL para que sea utilizado por los
estudiantes. Finalmente, se desarrollaron pruebas para verificar el correcto
funcionamiento del prototipo y manuales de uso y mantenimiento del sistema para
su adecuada conservación.

Palabras clave:
Cargador,
fotovoltaico, energía renovable, panel solar, radiación.

Abstract

In this research, a model of a solar charging station
for mobile devices
was designed and cons-
tructed with the support of the “I2TEC” Research Center of the
National University of Loja (UNL). The work began with a bibliographic review
of the elements of a photovoltaic solar energy
system to define concepts and procedures that contribute to the prototype
design. Then, the theoretical
dimensioning of the necessary components was carried out, and the devices with
the technical specifications closest to those available on the market were
selected. The final system design was implemented in a galvanized steel and stainless steel structure due to the resistance to corrosion and the physical
strength of these
materials. The proposed
prototype was then installed outdoors at the Faculty of Energy,
Industries, and Non-Renewable Natural Resources (FEIRNNR) at UNL for student
use. Finally, tests
were developed to verify the co-
rrect operation of the prototype, and user manuals and maintenance guides were
developed to ensure proper system preservation.

Keywords: Charger, photovoltaic, renewable energy, solar
panel, radiation.

Introducción

Entre las formas de energía
generadas por fuentes limpias, la solar fotovoltaica desta-
ca en todo el mundo ya que no emite gases de efecto invernadero u otros
contaminantes que produzcan daños al entorno. A diferencia de los recursos
de petróleo, carbón y gas natural,
esta energía no es finita. Si se utiliza cuidadosamente y en las
aplicaciones adecuadas, puede pro- porcionar un
suministro energético fiable y sostenible de forma casi indefinida
(Alexis & Ce- deno, 2020; Coria, 2014;
Dincer & Rosen,
2013; Mani & Pillai, 2010; Toshov & Saitov, 2019).

Diversos acuerdos nacionales e internacionales establecen que este tipo de energía será uno de los principales contribuyentes para lograr
un suministro 100 % renovable (Sierra & Reinders,
2021). Además, gracias al
desarrollo tecnológico, su costo se ha reducido conside-
rablemente, haciéndola más asequible
para hogares y empresas. Al colocar
paneles solares en cubiertas de instalaciones, ya sean viviendas, sistemas de
riego, redes de telecomunicacio- nes, etc.,
las personas pueden
producir electricidad y reducir su dependencia de las compañías eléctricas y de los combustibles fósiles (Aparicio, 2020; Dolezal et al., 2013;
Lan et al., 2020;
Setyawati, 2020). Esta energía también
puede suministrar electricidad a regiones remotas que no tienen acceso a sistemas eléctricos tradicionales (Borges Neto et al., 2010; Lal et al., 2011; Zoulias
& Lymberopoulos, 2007).

Estudios en este ámbito evidencian
que el rendimiento de los módulos solares ha me- jorado significativamente y se espera que siga mejorando en el futuro.
También, se ha investi- gado la integración de acumuladores
energéticos con paneles solares (Nasiri,
2008). Con ello se espera que aumente la eficiencia energética y se
reduzcan costos. Además,
existen nuevas formas de fabricar paneles solares con materiales más
baratos y sostenibles, como las células

solares
orgánicas
y las perovskitas (Arabpour Roghabadi et al., 2018;
Battersby,
2019; Sharma et al., 2015).
En general, la investigación sobre energía fotovoltaica pretende
incrementar su desempeño y reducir
los costos para que esta tecnología sea más accesible y sostenible en todo
el mundo; así como caracterizar adecuadamente a este sistema
energético para evaluar y con- trolar su
rendimiento (Jordehi, 2016).

Emplear
tecnología solar fotovoltaica en puntos de carga de dispositivos móviles se ha convertido en
una tendencia que crece rápidamente. Estas estaciones son una
solución atrac- tiva
para brindar acceso eléctrico a poblaciones de bajos ingresos
económicos, que usan poca energía y se encuentran en zonas
remotas sin conexión eléctrica (Almeida & Brito, 2015) o
instituciones en donde se requiere brindar comodidad para cargar tales equipos.
Suelen estar conformadas por celdas solares, baterías y unidades que
permiten cargar dispositivos, como: celulares, tablets,
portátiles, etc. (Rosales Perez, 2019). Dichas
celdas convierten la luz pro- veniente del sol en
electricidad que luego se almacena en el dispositivo acumulador para su
posterior uso. Cuando se necesita cargar un dispositivo, se enchufa el cargador
y se utiliza la electricidad que ha sido almacenada.

Las personas destinan aproximadamente
una o dos horas diarias para cargar sus dis-
positivos móviles y, en ocasiones, no disponen de suministro
eléctrico o terminales de carga, especialmente en ambientes al aire libre
(Grisales et al., 2018). Mantenerse informados cons- tantemente y conectados con otras personas, ha hecho de los
dispositivos móviles una parte fundamental de la vida cotidiana.

En la FEIRNNR - UNL se ha identificado
la falta de espacios físicos que permitan a estudiantes y docentes
desarrollar sus actividades académicas en un ambiente al aire libre con
acceso a energía para cargar dispositivos móviles, ya que todos
los tomacorrientes se encuen- tran
ubicados en aulas y laboratorios. Asimismo, se ha constatado que estos puntos
de carga existentes son tradicionales porque utilizan energía
eléctrica convencional. Dado que en esta facultad se estudian e investigan las fuentes de energía limpia,
y en colaboración con el Centro
de Investigación, Innovación, Desarrollo de Prototipos
Tecnológicos y Pruebas Electroener-
géticas “I2TEC”, se ha planteado el diseño y
construcción de un modelo de estación de carga solar. El
propósito de este prototipo es brindar a estudiantes, docentes y a
quienes acceden a la facultad, la
posibilidad de disponer de un espacio equipado para la recarga de dispositivos
móviles, y que esté alineado con los principios de
energías sustentables.

El procedimiento empleado
para determinar los parámetros de diseño del sistema ener-
gético, así como los criterios de selección de los componentes y el presupuesto necesario para
fabricar el prototipo, se describen en la sección de Metodología. En la sección de Resultados y Discusión, se detallan los logros obtenidos tras la instalación del sistema propuesto. En el apar- tado de Discusión, se presenta el análisis de
dichos resultados y se verifica si se ha alcanzado el objetivo de la
investigación. Finalmente, se exponen las conclusiones y recomendaciones
derivadas de la ejecución de la propuesta.

Metodología

En esta sección se describe el procedimiento empleado
para el desarrollo del proyecto.
Se han definido tres componentes fundamentales: el diseño del sistema de
energía, la imple- mentación del prototipo y la elaboración de manuales destinados a guiar el uso y mantenimien- to apropiado del
sistema.

Diseño
del sistema de energía

Para diseñar el sistema de
energía del prototipo propuesto se realizó la proyección
del consumo esperado, así como los cálculos necesarios para definir
cada uno de los componentes del mismo.

Proyección de consumo

El sistema se diseñó para cargar dispositivos móviles con un consumo mínimo de 4 W y un consumo máximo de 20 W. Se
consideraron seis tomas para el terminal de carga solar: cuatro de corriente
continua tipo USB-B y dos tomas de corriente alterna de tipo B estándar
para dispositivos que no cuentan con adaptador USB.

El valor de potencia necesaria se obtuvo
multiplicando la potencia media consumida (0,012 kWh) por el número total de dispositivos y las horas que estarán conectados al sistema. Asumiendo una disponibilidad de 08:00 a 21:00 (horario
laboral de la UNL), es decir, 14 horas
y, que al menos la mitad de las tomas se encuentren conectadas durante este
tiempo, o sea 3 dispositivos móviles, la potencia es de 0,504 kWh.

Elección de panel solar

Se evaluó la radiación
solar en el área de implementación. Los datos utilizados se de- rivaron de dos fuentes
de información. En primer lugar, se recurrió al Mapa Solar del Ecuador correspondiente al año
2019, en el cual se obtuvo el valor de la radiación promedio mensual
producida a lo largo de ese periodo,
así como los valores mínimos y máximos (Vaca Revelo & Ordóñez, 2020).
La segunda fuente
de información provino
de la base de datos
incorporada en el software Solarius PV, utilizado para el modelado de
instalaciones fotovoltaicas. Mediante esta fuente, se registró la localización específica de la zona de implementación del sistema solar y se extrajo el valor de
radiación solar promedio mensual para el sitio en cuestión. El
análisis de los datos
recolectados de ambas
fuentes permitió calcular
un promedio y reveló que la irra- diación más baja se presenta en el mes de
junio (4,71 kWh/m2), mientras que la más alta se registra en octubre
(5,48 kWh/m2).

Para determinar el número de
paneles solares que deben utilizarse, se aplicó la ecua- ción (1), donde NT es el número total de paneles,
ET es la energía usada diaria (Wh), PMPP es la
potencia nominal del módulo fotovoltaico y HSP es la Hora Pico Solar. Cabe destacar que esta
ecuación se deriva
de la metodología usada en el estudio
“Atlas Solar del Ecuador con fines de Generación
Eléctrica” (Corporación para la Investigación
Energética CIE, n.d.).

T =

N                ET

PMPP (HSP)

(1)

La HSP se refiere a la cantidad
de energía solar disponible en un área. Una HSP es una
hora en la que la intensidad solar es de 1 000 W/m2 (Solar Power Authority Staff, n.d.). Si se
toma el valor de irradiación promedio
más baja (mes de junio 4 710 Wh/m2), se tiene la ecua- ción
(2) (SESLab - Tecnológico de Costa Rica, n.d.):

HSP =  IrradiaciónDiariaPromedio

1000 W/m2

1000 W/m2

HSP = 4710 Wh/m2 = 4,71 h

(2)

(3)

Tomando el valor de HSP conforme a la ecuación (3), el consumo
diario de engería de 504 Wh y la potencia nominal de 110 Wp del módulo RSM110P, la aplicación de la ecuación

(1) arroja el
resultado de un módulo solar requerido para el sistema.

NT =

504
Wh

110
Wp(4,71 h)

= 0,972 ≈

1 módulo solar

(4)

Las celdas del módulo RSM110P
son del tipo policristalino y están configuradas por 36 celdas (4x9).
Posee una eficiencia del 16 % y cumple con las certificaciones ISO 9001, TUV
PID-FREE, CE IEC61215/ 61730/61701/62716 (Resun Solar
Energy, n.d.).

Controlador de carga

Para su selección se
consideró el valor de corriente máxima de cortocircuito del gene-
rador fotovoltaico. Ya que el módulo solar elegido, modelo RSM110P, posee una corriente
de 6,26 A en circuito cerrado,
el controlador seleccionado debe poseer una tolerancia mayor a esa corriente. Se eligió el regulador modelo SHS-10 del proveedor MorningStar de 10 A, 12 VDC y bajo consumo de 8 mA (Morningstar Corporation, n.d.).

Inversor de corriente DC/AC

Es importante tomar en cuenta la
potencia total para la elección del inversor. Para el cálculo, se
consideró el valor máximo (20 W) de los dispositivos
móviles que podrían conec- tarse de manera simultánea (6), obteniendo un total
de 120 W. La potencia del dispositivo de conversión debe ser mayor al
valor calculado, por ello se eligió el modelo TW-500 de 500 W de la
marca ZONHAN (ZONHAN, n.d.).

Batería

Para
la selección de la batería apropiada para el sistema se realizó el cálculo de su capa- cidad total, expresado por la ecuación (5) (AREATECNOLOGIA, n.d.). Se evaluó la demanda
máxima (Dmax),
los días de autonomía (Da),
la profundidad de descarga (Pd)
y el voltaje del sistema (Vsistema).

=

CBat

Dmax(Da)       Pd(Vsistema)

(5)

Se determinó que la demanda
máxima se alcanzará al conectar simultáneamente los 6
dispositivos, equivaliendo a 120 Wh. Se estimó
un tiempo promedio de independencia de 4 horas, en las cuales
no existirá luz solar. La profundidad de descarga es del 50 %, según lo indi-
cado por el fabricante. El voltaje del sistema es de 12 V, conforme
lo establece el regulador de carga. En base a estos valores,
se determinó la necesidad de una batería de 80 Ah. Sin embargo, para asegurar un margen superior, se eligió la batería de gel modelo HTB12-100, la cual ofrece una capacidad de 100 Ah y un voltaje de 12 VDC (ProViento SA., 2023).

Tomacorrientes

El terminal de carga fue diseñado para seis puntos de conexión: cuatro de ellos corres-
ponden a tomas de corriente directa tipo USB-B,
mientras que los dos restantes corresponden a tomas de corriente alterna tipo
B, que se subdividen en dos unidades. Para cumplir con este criterio, se
eligió el modelo de toma polarizada que incorpora 2 tomas USB y 1 toma
de co- rriente alterna
tipo B, del fabricante Maviju. Este modelo presenta
una tensión de 125 –
250 V, corriente 15 A +
2 USB (2,1 A – 1 A).

Sistema de iluminación

Para complementar la capacidad de carga
de dispositivos móviles, se construyó un sistema de iluminación inteligente con luces LED, controlados por un sensor
crepuscular y de movimiento para que encienda
automáticamente las luces al existir movimiento y ante la au- sencia de luz. Las luminarias seleccionadas son del tipo Panel cuadrado
de 6 W, con un rango
de voltaje de 100 –
240 V y una luminosidad de 350 lm de la marca Sylvania. El sensor de mo- vimiento es de 360°
de cobertura y opera en un rango
de voltaje de 120 –
240 V, suministrado por el fabricante Maviju.

Diagrama eléctrico

En la Figura 1 se observa
el diagrama de conexiones eléctricas diseñado para el modelo

de carga.

Figura 1

Diagrama Eléctrico

Para la conexión del panel se
usó cable de calibre 8 AWG, mientras que para las de- más
conexiones se utilizaron cables de calibre 10 y 14 AWG. Como medida de protección, se empleó un
fusible de 6 A, acorde a la potencia
máxima de consumo establecida en el diseño. Además, se
incorporó una puesta a tierra con una resistencia de 5 Ohm, con el
propósito de salvaguardar los dispositivos móviles que se
conectarán al sistema.

Soporte estructural

Dado que el prototipo será
instalado en los exteriores de la Facultad de la Energía - UNL, la selección de los materiales adquiere gran importancia. Estos deben ofrecer
resistencia ante factores como la corrosión y las tensiones físicas provocadas por la intemperie. Deben ser capaces de proteger los componentes del prototipo, a la vez que proporcionen un lugar cómodo y funcional para
estudiantes, docentes y el público en general.

En la Figura 2 se observan distintas
vistas del diseño realizado, utilizando software especializado para
modelado mecánico.

Figura 2

Diseño de Modelo de Carga

Con base en lo previamente expuesto, la
estructura se construyó usando acero galva- nizado y acero inoxidable. Consta de un eje principal
formado por dos tubos de acero galva- nizado soldados entre sí. En su parte superior,
posee una superficie que sirve como cubierta y soporte para el panel solar. En el tramo intermedio están alojados los tomacorrientes que serán
usados por los usuarios. Se colocó un compartimiento que alberga el resto de componentes del
sistema. Además, se diseñaron dos bancos situados
frente a cada enchufe, con el fin de propor- cionar comodidad al usuario (Figura 3).

Figura 3

Propuesta en 3D de Soporte
Estructural para Estación de Carga

Implementación

El prototipo fue instalado en la Facultad
de la Energía - UNL, cuyas coordenadas geo-

gráficas son:

•
Latitud: 4° 1’50.23” S

•
Longitud: 79°11’58.88” O

Desarrollo de
manuales

Los manuales de uso y mantenimiento
parten desde una breve descripción de la es- tación
solar y el objetivo del diseño. Se realizó un diagrama de
conexiones con el propósito de
brindar información técnica detallada sobre los elementos que
conforman el sistema. Asi- mismo, se abordaron los problemas que eventualmente
pueden ocurrir, junto con la solución propuesta para afrontarlos. Finalmente, se estableció una secuencia de pasos específicos para la
realización del mantenimiento del sistema, asegurando así un
correcto funcionamiento.

Presupuesto

En la Tabla 1 se desglosa el costo total empleado para la construcción del modelo pro- puesto. Todos los materiales y
dispositivos utilizados fueron adquiridos en comercios locales y nacionales.

Tabla 1

Presupuesto para Construcción del Modelo

ÍTEM

MATERIAL - DIS-
POSITIVO

CANTIDAD

UNIDAD

VALOR UNI- TARIO ($)

VALOR TO- TAL ($)

1

Panel solar

1

Unidad

80,00

80,00

2

Controlador de carga

1

Unidad

67,20

67,20

3

Batería

1

Unidad

291,20

291,20

4

Inversor

1

Unidad

112,00

112,00

5

Sensor de movi- miento

1

Unidad

7,00

7,00

6

Luminaria LED

2

Unidad

5,00

10,00

7

Tomacorriente pola- rizado

2

Unidad

20,00

40,00

8

Cable 10 AWG

10

Metro

1,50

15,00

9

Cable 14 AWG

10

Metro

1,00

10,00

10

Cable 8 AWG

5

Metro

2,00

10,00

11

Material menudo

1

Global

40,00

40,00

12

Estructura metálica

1

Global

400,00

400,00

13

Mano de obra

1

Global

400,00

400,00

TOTAL

1.482,40

Resultados y Discusión

En este apartado se presentan los
hallazgos derivados de la investigación, así como su
análisis y la evaluación del sistema propuesto.

El sistema energético solar
diseñado e implementado se caracteriza por su autonomía, ya que no se halla conectado, ni depende de otra fuente de energía que no sea la producida
por sí mismo. Su composición abarca un módulo
fotovoltaico, un acumulador, un controlador de carga y un conversor de
corriente.

El generador solar transforma la
irradiación obtenida del sol en electricidad. El regu-
lador o controlador de carga limita la tensión
de salida para evitar la sobrecarga de la batería; además, regula su funcionamiento cambiando su modo operativo entre carga y reposo, depen- diendo de la producción energética del
módulo fotovoltaico, y activándose en función de las
condiciones. La batería sirve como reserva energética,
permitiendo la operación del sistema cuando el módulo solar no genera energía suficiente por sí mismo. Por su parte, el inversor con- vierte la corriente continua
producida por el dispositivo fotovoltaico y la batería en corriente
alterna, lo que habilita su uso en equipos convencionales.

En la Tabla 2 se describen
los resultados del dimensionamiento del
sistema.

Tabla 2

Dimensionamiento del Sistema Fotovoltaico

PARÁMETRO DE DISEÑO

CANTIDAD

Potencia demandada

0,504 kWh

Radiación promedio más baja

4710 Wh/m2

Hora Solar Pico

4,71 h

Número de módulos solares de 110 WP

0,972

Potencia máxima necesaria

120 W

Potencia máxima generada

500 W

Capacidad de
batería requerida

80 Ah

Capacidad de
batería real

100 Ah

La Tabla 3 proporciona un desglose de los equipos utilizados en la construcción de la

estación de carga solar.

Tabla 3

Equipos de Sistema
de Carga Solar

ELEMENTO DEL SISTEMA

MODELO

CARACTERÍSTICAS GENE-
RALES

Panel solar

RSM110P

110 Wp,
Policristalino, 36 celdas

Controlador de carga

SHS-10

10 A y
12 VDC

Batería

HTB12-100

100 Ah, 12 VDC

Inversor

TW-500 ZONHAN

500W, IN:12V, OUT:110V

Sensor de movimiento

360 ° 50 MM Maviju

120-240 V, ajustable de 3 lx a 2.000 lx

Luminaria LED

Panel cuadrado 6 W Sylvania

100-240 V, 350 lm, 6 W

Tomacorriente

Toma polarizado Maviju

125-250V, 15A+2
USB (2.1A –1A)

En la Figura
4 se observa el prototipo implementado siendo utilizado
por los estudian- tes de la facultad durante la noche.

Figura 4

Estación de Carga Implementada

Para
comprobar que el modelo de carga solar
funcionara correctamente, se conectaron
distintos dispositivos móviles y se verificó que se cargaran
correctamente. En la Figura 5 se muestra la toma de medidas para validar los
resultados, los cuales se detallan en la Tabla 4.

Tabla 4

Voltajes de Salida de Dispositivos

EQUIPO

VOLTAJE

Panel solar

21,50 V DC

Controlador de carga

12,78 V DC

Batería

12,78 V DC

Inversor

115,50 V AC

Tomacorriente AC

114,90 V AC

Tomacorriente USB

5,13 V DC

Figura 5

Toma de Medidas
de Voltaje del Sistema

En base a la bibliografía disponible, se calcularon teóricamente los valores
energéticos que el sistema debía entregar a los usuarios;
se consideró un escenario en el que se alcance el número máximo de usuarios que usan el terminal de carga en un periodo
de tiempo específico.

Para la selección de los materiales y dispositivos requeridos para construir el prototipo,
se hicieron cálculos teóricos para identificar los equipos cuyas características técnicas se apro- ximaban más a las
disponibles comercialmente.

Los materiales para armar el soporte estructural del prototipo se seleccionaron según su capacidad para resistir
tanto la corrosión como las fuerzas
físicas causadas por el clima.
Tras un análisis, se
determinó que los materiales más idóneos para ofrecer una
mayor protección eran el acero galvanizado y el acero inoxidable.

Previamente a la instalación del sistema, se analizó que la zona elegida cuente
con una superficie adecuada
que permita realizar
trabajos adicionales de mejora del suelo para garanti- zar una correcta fijación de la estructura.

Una vez instalado el prototipo, se
probó el sistema midiendo el voltaje a la salida de cada tomacorriente, comprobando el correcto
funcionamiento de cada equipo y del sistema
en su conjunto.

Como prueba de verificación
final, se solicitó a los estudiantes que conecten sus dis- positivos móviles al prototipo, y se
logró observar que se cargaron correctamente (Figura 6).

Figura 6

Conexión de Dispositivos Móviles al Prototipo

La Figura 7 ilustra el monitoreo que se
efectuó mediante el equipo FLUKE 435-2, en el cual se observó el
uso en términos de corriente y potencia requeridos por los usuarios del
prototipo. En esta representación se evidencia la concordancia de los
datos calculados y los datos reales promedio de consumo.

Figura 7

Consumo Energético Promedio
del Prototipo Implementado

Distintos criterios se tomaron en cuenta
para elaborar el manual de uso y manteni- miento de
la estación; por ejemplo: conceptos generales de los dispositivos que
componen el sistema, su objetivo de diseño, posibles problemas que
puedan ocurrir durante su funciona- miento, soluciones a dichos inconvenientes y recomendaciones para conservar apropiadamente el prototipo.

En lo que respecta al impacto tecnológico y social, la creación de espacios que permitan
visualizar las aplicaciones y ventajas de las energías verdes dentro del
campus universitario, pretende concientizar tanto a
los estudiantes como a los docentes sobre la importancia de este tipo de fuentes energéticas para la sostenibilidad de las actividades humanas. Adicionalmente,
se establece que este modelo podría ser replicado por gobiernos
municipales para crear espa- cios
verdes y tecnológicos que la ciudadanía pueda usar libremente.

.

Conclusiones

Se diseñó, construyó e implementó un modelo de estación de carga que emplea energía
solar con el propósito de ofrecer a estudiantes, docentes
y usuarios en general de la Facultad
de Energía – UNL un
medio para recargar sus dispositivos móviles y a la vez brindar un
espacio cómodo para el desarrollo de sus actividades académicas
al aire libre.

El análisis comparativo de información proveniente de diferentes fuentes
bibliográficas sobre los elementos que componen un sistema
fotovoltaico permitió la formulación y aplica- ción de conceptos
y recomendaciones necesarias para la correcta
implementación del punto de
carga solar.

La selección de los equipos y
accesorios del sistema se llevó a cabo mediante el uso de cálculos teóricos basados
en fórmulas derivadas de la revisión bibliográfica. Estos
valores obtenidos permitieron dimensionar correctamente cada elemento del
prototipo y obtener el desempeño esperado.

Inspeccionar previamente la zona de
implementación del modelo propuesto fue fun- damental para la selección de materiales capaces
de resistir el impacto de la intemperie y de las fuerzas físicas que puedan presentarse. Esta
evaluación también permitió garantizar la
protección de los componentes internos
y brindar un lugar cómodo para los estudiantes. Como resultado de este análisis, se concluyó que utilizar acero galvanizado y acero inoxidable era una alternativa
favorable.

La revisión de diversas fuentes
bibliográficas sobre la irradiación solar en el lugar es- cogido para instalar el modelo, reveló que el valor promedio más bajo se registra
en el mes de junio, con 4,71 kW/m2,
mientras que el valor más alto se observa
en el mes de octubre,
alcan- zando 5,48
kW/m2.

Realizar mediciones a la salida de los dispositivos instalados; así como,
durante su fun- cionamiento, permitió determinar que el sistema en
conjunto funciona correctamente y según las expectativas establecidas.

Estudiantes, docentes y demás
personal de la Facultad de Energía - UNL pueden utili- zar el prototipo de
carga solar para acceder a electricidad y recargar sus dispositivos
móviles. Esto les permite experimentar las ventajas derivadas del uso
adecuado de fuentes de energía verde y verificar sus aplicaciones
prácticas.

La viabilidad del prototipo,
diseñado para su implementación y replicación en zonas
como campus universitarios, parques y zonas comunes,
se sustenta en el presupuesto estableci- do y en la facilidad para
la adquisición de los materiales y equipos utilizados.

En términos de trabajos futuros,
se considera la posibilidad de diseñar una estación so- lar de carga para bicicletas
eléctricas y monopatines, así como la implementación de
sistemas de iluminación solar mimetizada y sostenible. Estas iniciativas
permitirán la creación de un ambiente que fomente la aplicación de energías limpias
y promueva la concientización sobre la
sostenibilidad en zonas urbanas.

.

Reconocimientos

Esta propuesta forma parte del Trabajo
de Titulación: “Diseño y construcción de un
prototipo de estación solar de carga de dispositivos móviles para
el I2TEC de la Universidad Nacional de Loja”. Los autores
expresan su agradecimiento a Miguel Alejandro
González por su participación en el trabajo y al Centro de
Investigación I2TEC de la UNL.

Referencias

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E. A. L. (2020). The generation of electrical
energy for industrial development in Ecuador from the use of renewable energy. Universidad Ciencia y Tecnología, 24 (104 SE-ELECTRIC INGEENIERING).
https://doi.org/10.47460/uct.v24i104.364

Almeida, R. H., & Brito, M. C. (2015).
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for solar charging
stations in Asia and

Africa. Aims Energy, 3(3), 428–449.

Aparicio, M. P. (2020). Energía solar fotovoltaica: 3a edición. Marcombo.

Arabpour Roghabadi, F., Ahmadi, N., Ahmadi, V., Di Carlo, A., Oniy Aghmiuni, K., Shokrolahzadeh Tehrani, A., Ghoreishi, F. S., Payandeh, M., & Mansour Rezaei Fumani, N. (2018).
Bulk
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