SandovalSe at l ao lm. , óPn r oe yt e ac lt .o,c o me t asolar- Csp a r aop timizacióndes ist e mas f ot ov o l taico s  
PROYECTO COMETA SOLAR – CS PARA OPTIMIZACIÓN DE  
SISTEMAS FOTOVOLTAICOS  
Sandoval-Ruiz, Cecilia E.  
cesandova@gmail.com  
http://orcid.org/0000-0001-5980-292X  
Facultad de Ingeniería, Instituto de Matemática y Cálculo Aplicado,  
Universidad de Carabobo, Venezuela.  
Recibido (13/04/20), Aceptado (30/04/20)  
Resumen: La presente investigación comprende una revisión de estrategias de optimización de los  
sistemas fotovoltaicos orientado a los ejes de desarrollo sostenible, así como conceptos tecnológicos que  
comprenden técnicas de reconfiguración de módulos fotovoltaicos y seguimiento del punto de máxima  
potencia. Dando lugar al diseño de un método alternativo de optimización, basado en posicionamiento  
inteligente de elementos dirigibles suspendidos a determinada altura, a fin de obtener una adaptación a  
las condiciones de máxima potencia y modificación del espectro para neutralizar la degradación de los  
módulos FV. Este esquema propone una mínima intervención de los sistemas instalados concentrando  
el diseño a los cometas solares heliostáticos, estudiando el modelo de control y optimización, a fin de  
presentar menor impacto ambiental y ofrecer soluciones ecológicas. Igualmente, se analiza la tecnología  
de entrenamiento bio-inspirado para seguimiento solar y concentración por guía de onda para el sistema  
MPPT. Se obtiene como resultado una estrategia formulada con la descripción de los componentes,  
definición de la tecnología y ecuaciones de soporte. Siendo el aporte principal, una solución para re-  
direccionamiento de radiación solar y extensión de las horas pico de sol, en superficies de conversión  
fotovoltaica, al tiempo de proponer la protección de la radiación directa en superficies naturales.  
Palabras Clave: Energías Renovables, Entrenamiento Neuronal Bio-Inspirado, Cometa Helióstatico  
Solar, Optimización MPPT.  
SOLAR COMET PROJECT - CS FOR  
PHOTOVOLTAIC SYSTEM OPTIMIZATION  
Abstract: The present investigation includes a review of optimization strategies of the photovoltaic  
systems oriented towards the axes of sustainable development, as well as technological concepts  
that include reconfiguration techniques of photovoltaic modules and monitoring of the maximum  
power point. Giving rise to the design of an alternative method of optimization, based on intelligent  
positioning of airships suspended at a certain height, in order to obtain a signal adapted to the  
conditions of maximum power and quality to neutralize the degradation of PV modules. This scheme  
proposes a minimal intervention of the installed systems concentrating the design to the heliostatic  
solar kites, studying the control and optimization model, in order to present less environmental impact  
and offer ecological solutions. Similarly, the bio-inspired training technology for solar tracking and  
waveguide concentration for the MPPT system is analyzed. The result is a strategy formulated with  
the description of the components, definition of the technology and support equations. The main  
contribution, a solution for re-addressing of solar radiation and extension of peak sun hours, on  
photovoltaic conversion surfaces, while proposing the protection of direct radiation on natural surfaces.  
Keywords: Renewable Energies, Bio-Inspired Neural Training, Solar Heliostatic Comet, MPPT Optimization.  
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Sandoval et a l .,P r o ye c t ocome tas o lar- Cs p a r aoptimi za ción de si s tem asf o tovol tai c os
I.INTRODUCCIÓN  
la radiación solar y reflejan su luz hacia un punto especí-  
El proyecto cometa solar está asociado a una in- fico. Así como la disposición de elementos suspendidos  
vestigación en optimización fotovoltaica y sistemas de en el aire, considerando avances aerodinámicos de ele-  
energías renovables ERNC [1-7], el cual comprende un mentos fotovoltaicos [13] y en tecnología eólica [14].  
innovador arreglo de concentradores [8] y el concep- Todo esto ha permitido definir conceptos de innovación  
to de red neuronal fractal para bio-entrenamiento en el tecnológica en cometas solares: colectores (transmisión  
sistema de seguimiento en hardware [9-10], implemen- por fibra óptica), fotovoltaicos y adaptativos [15], este  
tando la red neuronal sobre tecnología FPGA – Field último consiste en la configuración de heliostatos dis-  
Programmable Array Gates. Recopila una revisión de puestos en cometas (papagayos, volantines, etc.), diri-  
estrategias de optimización de los sistemas fotovoltai- gibles u otros elementos que permita la concentración y  
cos, desde técnicas de seguimiento solar encapsulados direccionamiento inteligente de la radiación solar (des-  
en paneles convertidores [11], método de optimización de una determinada altura), hacia arreglos fotovoltaicos  
de densidad de potencia de los sistemas fotovoltaicos instalados.  
SFV, estudio de técnicas para mejorar la eficiencia de  
los paneles solares (intensificados), reconfiguración del II.DESARROLLO  
sistema, seguimiento solar, arreglos de heliostatos y  
En primer lugar se han estudiado las etapas del SFV  
concentradores distribuidos, donde se han considerado y los factores de optimización en cada una de ellas, tal  
antecedentes como el proyecto espejo [12], en el que como se presenta en la Tabla I.  
tres espejos gigantes controlados por ordenador siguen  
TABLA I. Etapas del sistema fotovoltaico  
Etapa de Adaptación  
Concentración Solar  
CSL y Lentes ópticos  
Direccionamiento  
Etapa de Conversión  
DSSC  
Fotovoltaica  
Modelo térmico del panel  
Co-generación Termo-Solar  
Refrigeración y RCR  
Etapa de Electrónica  
Optimizador de potencia  
Seguimiento ángulo óptimo  
MPPT  
Arreglo FV reconfigurable  
Inversor  
Etapa de Almacenamiento  
Almacenamiento directo  
Entrada del convertidor  
Almacenamiento indirecto  
Salida del convertidor  
Señal intermedia  
(Arreglo de espejos)  
Filtrado y tratamiento  
A.Concentradores de radiación solar  
tamiento del sistema y de la degradación química de los  
Los elementos concentradores tienen como función materiales que lo constituyen. Una condición deseada  
adaptar el parámetro de irradiancia solar Sx, recibida es encontrar un colorante que pueda absorber el mayor  
para optimizar la irradiancia sobre los paneles FV. Exis- ancho espectral de la radiación solar y a vez su pico de  
ten diversas tecnologías de concentración solar basado emisión coincida con el pico de eficiencia cuántica de  
en principios ópticos [16] o foto-luminiscencia [17-20]. la celda fotovoltaica. El guiado de la fluorescencia en el  
En el caso, del concentrador solar luminiscente - CSL, interior del concentrador se debe al fenómeno de la Re-  
se absorbe la luz solar y la re-emite en forma de fluores- flexión Interna Total (RIT). De esta manera, se observa  
cencia a su interior, guiándola hacia los bordes del con- la correspondencia del modelo de CSL con la estructura  
centrador, donde es convertida en electricidad, a partir LFSR Linear Feedback Shift Register estudiada en [7],  
de un material fotovoltaico. Donde la radiación inci- [9-10], donde el porcentaje de captación espectral se  
dente es reflejada hasta alcanzar el objetivo que corres- corresponde con el coeficiente del polinomio generador  
ponde al convertidor fotovoltaico (realimentación). Un para la ganancia de la rama respectiva, en una estruc-  
colorante luminiscente se caracteriza por sus espectros tura de concatenación colaborativa, el retardo de trans-  
de absorción, un tiempo τ de retardo en el material y el misión de luz en el material corresponde al elemento  
espectro de emisión de luz, conocido como fenómeno de memoria, los multiplexores coinciden con los filtros  
de luminiscencia, los cuales generalmente presentan re- espectrales y la realimentación RIT y los sumadores de  
giones espectrales en superposición. A la separación es- las etapas intermedias a la contribución de cada rama  
pectral entre los picos de ambos espectros se le conoce del LFSR. En el subsistema óptico de concentración so-  
en inglés como Stokes Shift. Según el tipo de colorante lar, se resumen las diversas alternativas.  
(sensibilizador DSSC) se absorbe la radiación solar de  
una cierta energía (es decir, de determinada longitud de B.Filtrado o Tratamiento Selectivo  
onda) y la re-emite a energía inferior.  
La selectividad de la longitud de onda de la radia-  
El CSL actúa también como un filtro absorbiendo la ción incidente, con radiación disipada en forma de ca-  
indeseada radiación infrarroja responsable del recalen- lor, siendo una energía desaprovechada en el arreglo  
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convertidor. La temperatura disminuye la eficiencia del visible (rango efectivo de 400 a 700 nm, para conver-  
panel FV, a la vez que el calor liberado pasa a aumentar sión fotovoltaica) e infrarroja (rango de 0.7 a 1000 μm,  
la temperatura ambiental siendo un efecto negativo. Al es una forma de radiación térmica que puede ser apli-  
identificar cada uno de estos componentes del espectro cada en conversión con materiales termoeléctricos), se  
electromagnético: ultravioleta (rango de 10 a 400 nm, observa utilidad para cada rango λ. La clasificación y  
aplicaciones de esterilización sin dejar residuos quími- relación de variables de almacenamiento son presenta-  
cos, conservación de agua y desinfección del agua), luz das en la Tabla II.  
TABLA II. Energía Solar y Almacenamiento  
Energía Solar  
Tecnología de Conversión  
Almacenamiento Directo  
Termo-Solar  
Sales de almacenamiento térmico  
Calor (I.R)  
Termo-Eléctrico  
Fotovoltaica  
Ultra-Condensadores / Baterías  
Separación de compuestos químicos fotoactivos  
Plantas industriales (algas)  
FVPGA – Arreglos HW programable por fotones  
-
Baterías fotoeléctricas  
Fotosíntesis química  
Síntesis en hardware reconfigurable  
Esterilización de agua  
Fotones  
Ultravioleta  
Energía resultante  
Tecnología  
De Conversión  
Fotovoltaica  
De Almacenamiento  
Condensadores  
Eléctrica  
Química  
Mecánica  
Fotosíntesis  
Baterías  
Foto-dilatación  
Resortes / Volantes de inercia  
Neumática  
Motor deStirling  
CAES Aire comprimido  
En el caso del sistema fotovoltaico optimizado, se  
requiere el tratamiento apropiada para una concentra- C.Arreglos Fotovoltaicos y Sistema de Seguimiento  
ción de longitud de onda de conversión efectiva, filtra- del Punto de Máxima Potencia  
do (a fin de proteger las superficies de radiación UV,  
Los SFV presentan diversos aspectos a optimizar  
elevación de temperatura y degradación en el caso de [21], el diseño algoritmos de seguimiento y control [22-  
los paneles solares) y re-utilización de las longitudes 23] se ven exigidos por los múltiples factores que deter-  
de onda complementarias (en otras aplicaciones). Todo minan las condiciones de irradiancia y temperatura, en  
esto con el objetivo de aprovechar de forma eficiente tal sentido establecer métodos de optimización de estos  
la energía recibida y atenuar los efectos de temperatura factores permitirá contar con una dinámica más estable  
que puedan afectar la eficiencia del panel fotovoltai- que permita facilitar el sistema de seguimiento del pun-  
co y el efecto ambiental. En el marco de la tecnología to de máxima potencia – MPPT [8], refrigeración del  
FPGA de síntesis de hardware, se consideró la síntesis panel [24], canalización de la radiación solar directa,  
por efecto fotoeléctrico y baterías fotoeléctricas en las etc. Por otra parte, los efectos ambientales de sistemas  
que se realice la configuración de compuestos químicos de refrigeración requieren ser mitigados, en lo que se  
de elementos de carga eléctrica, definiendo el compor- debe mantener los criterios ambientales, incorporando  
tamiento de los enlaces por activación de fotones, entre la alternativa de recuperadores de calor residual. Así  
diversos modelos de conversión y almacenamiento en como tecnologías de almacenamiento de ERNC [25-  
la primera etapa, a fin de disminuir los factores de pér- 27], resumidos en la Tabla III.  
didas del almacenamiento por conversión intermedia.  
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TABLA III. Sistema de Almacenamiento de ERNC  
Almacenamiento por  
Descripción  
Esquema  
Transitorio para aplicación en convertidor fotovoltaico  
Potencial lumínico Según las propiedades del Concentradores luminiscentes  
material.  
Se define un tiempo τ entre absorción de  
radiación y emisión de luz.  
Almacenamiento por campo eléctrico  
Potencial Eléctrico  
Energía Nominal:  
Ultra-Condensadores  
Eficiencia: 65-90%  
Vida útil: 8-17 años  
0
.01MWh  
Potencia Nominal:  
.25 MW  
2
E=½ C.V  
0
Almacenamiento Mecánico (partes rotativas)  
Potencial Neumático  
Energía Nominal:  
Aire Comprimido  
Eficiencia: 70-73%  
Vida útil: 30-40 años  
2
860MWh  
Potencia Nominal:  
00 MW  
3
Potencial Cinético E=½ I.w2  
Energía Nominal:  
Volantes de Inercia (FlyWheels)  
Cámara de vacío y levitación magnética  
en rodamientos para disminuir pérdidas  
por roce. Eficiencia: 85%  
5
MWh  
Potencia Nominal:  
0 MW  
2
Vida útil: 20 años  
Potencial Hidráulico  
Energía Nominal:  
Bombeo hidráulico (agua de mar)  
Eficiencia: 65-80%  
8
000MWh  
Potencia Nominal:  
000 MW  
Vida útil: 30-50 años  
Hasta 2GW  
1
Potencial Elástico  
Resortes Radioidales, que se comprimen  
por aplicación de un par de torque en el  
eje.  
E=½ k.d2  
En la selección de la tecnología de almacenamiento te (UFF) en depósitos hidroeléctricos se ha propuesto  
se consideran las ventajas de los sistemas de almace- como una alternativa ventajosa a los sistemas en tie-  
namiento en campo eléctrico por la velocidad de carga rra debido a la posibilidad de aumentar la eficiencia al  
y descarga, sin pérdida de rendimiento. Estos se ba- reducir la temperatura, así como a las ventajas econó-  
san en un principio de separación física de protones y micas de los costos de adquisición de terrenos evita-  
electrones, por lo que no se presenta acumulación de dos, una instalación más rápida. y obtener una licencia  
calor o deformación del dispositivo. En el caso de los ambiental, ahorrando agua mediante la reducción de la  
ultra-condensadores flexibles de nanotubos de carbono evaporación, entre otros. Tipos de paneles Sobre flota-  
CNT el proceso de fabricación de estas estructuras se dor Directo sobre agua, los cuales presentan entre las  
puede definir criterios sostenibles, de forma similar a la ventajas - Permite un seguimiento al sol. - Permite gra-  
fabricación de paneles fotovoltaicos. do de inclinación lo que da mayor radiación. - Puede  
Debido a la baja densidad de conversión de energía existir un espacio para la mantención - La corrosión por  
de la tecnología fotovoltaica, otro aspecto a optimizar contacto del agua afecta al flotador y no al panel - Fácil  
corresponde a las estrategias de aprovechamiento de instalación, debido a que no necesita grandes soportes.  
la superficie. Para esto se propone una valorización de - Mayor eficiencia que sobre flotador debido al contacto  
potencial de los tejados de edificaciones urbanas, una directo con el agua - Menores esfuerzos en las uniones.  
plataforma de instalación de estructuras fotovoltaicas, Entre las desventajas - Gran volumen de elementos a  
el modelo de alquiler de tejados a los propietarios/ instalar - Aumenta el costo de construcción - Se debe  
usuarios de la energía, desde la administración de las desmontar todo para poder hacer una mantención - Pro-  
centrales de energía con el conocimiento, experiencia y blemas locales no se pueden resolver dentro del agua.  
talento humano del sector.  
- La corrosión afecta a los paneles. Siendo un aspecto  
En [28] se reseña que la energía fotovoltaica flotan- crítico el intercambio de calor en los cuerpos de agua y  
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sus efectos sobre la biodiversidad. Algunas investiga- zar los SFV, el efecto térmico y la protección de áreas  
ciones presentan alternativas de tecnología para optimi- naturales, como se resume en la Tabla IV.  
TABLA IV. Estrategias y Tecnologías de optimización  
Métodos deoptimización  
Descripción  
ESCO  
Company)  
(Energy  
Service  
Infraestructura con eficiencia energética, con una valorización de potencial de los tejados de  
edificaciones urbanas, una plataforma de instalación de estructuras fotovoltaicas, el modelo de  
alquiler de tejados a los propietarios/usuarios de la energía, desde la administración de las  
centrales de energía con el conocimiento, experiencia y talento humano del sector.  
Este tipo de infraestructura con revestimiento vegetal, tiene como objetivos la conservación de  
la biodiversidad, además de crear mejores condiciones en el hábitat e integrar criterios  
Infraestructura verde  
Refrigeración de SFV  
ambientales, absorción de CO2 [29].  
Esta técnica contribuye considerablemente a la simplificación del algoritmo SPMP, a través de un  
sistema de enfriamiento que permite controlar la temperatura de las células fotovoltaicas, al  
transformar el módulo fotovoltaico en fotovoltaico / térmico (FV/T). Modelo térmico de los  
módulos fotovoltaicos [24].  
Adaptación  
parámetros del convertidor  
dinámica  
de Entre los métodos describen el de adaptación dinámica de parámetros del convertidor, donde  
definen el paso para la corrección del ciclo de trabajo basados en el criterio (di/dv) para  
conductancia incremental [22].  
Métodos de mitigación de En [30] se plantea la colocación de esferas en el hielo, con función de aumentar la reflexión,  
radiación  
como un escudo térmico. Igualmente, se mencionan circuitos de bombeo hidráulico de agua fría  
de mar, para recuperar el espesor de la plataforma glaciar, sin embargo, estos presentan altos  
costos y elevada demanda de energía.  
Métodos de protección de En [31] se presenta un planteamiento basado en una capa para reflejar los rayos solares y  
radiación  
disminuir la temperatura, a través de una capa de partículas específicas que sea formada usando  
un dirigible a una altura de 20 Km, para estudiar la dispersión y su comportamiento, en materia de  
geo-ingeniería. De todo esto, surge la alternativa de integrar energía solar fotovoltaica y sistemas  
de protección ambiental, a través del control de temperatura, por filtro de radiación (separación  
espectral), para disminuir la radiación solar directa sobre glaciares y áreas forestales.  
En [23] se presenta el arreglo de optimizadores de potencia para sistemas fotovoltaicos por  
módulo FV.  
Optimizadores de Potencia  
III.MÉTODO DE DISEÑO  
cometas (elementos suspendidos), con función de he-  
Electrónica de Potencia y Hardware Reconfigurable liostato para direccionamiento de radiación solar hacia  
y Optimización de las Etapas del Sistema Fotovoltaico los arreglos fotovoltaicos. La lógica de control de posi-  
Los sistemas fotovoltaicos interconectados a la red, ción (altura, ángulo de elevación y azimut) del cometa,  
tienen dos componentes básicos: (1) la unidad de ge- puede ser dirigida de manera remota desde la estación  
neración y (2) la unidad de acondicionamiento de la terrena, basado en el algoritmo de seguimiento del pun-  
señal para el perfil de red a interconectar (el inversor to de máxima potencia de los paneles FV, o bien puede  
DC-AC).  
ser diseñado un algoritmo de control neuronal para el  
En [18] se plantean diversas técnicas de optimiza- posicionamiento inteligente, en base al seguimiento del  
ción del SFV, con conexión directa entre el generador heliostato y con los datos de la ubicación del arreglo.  
fotovoltaico y el inversor, sin embargo, se puede incluir Para lo cual se ha diseñado un esquema de entrenamien-  
una etapa intermedia, a fin de ajustar los parámetros to basado en la entrada de datos del nivel de irradiancia  
para mejorar el rendimiento del inversor. La idea esen- por un sensor de fibra óptica, tutoreado en una planta  
cial del sistema MODEN (modulación de energía) es (en el sistema inteligente de seguimiento solar para la  
almacenar transitoriamente la energía generada por los fotosíntesis), a fin de entrenar la respuesta del elemento  
módulos fotovoltaicos cuando la potencia de genera- de seguimiento basado en los pesos de la red neuronal,  
ción es tan baja que la conversión se realizaría a bajo al que se ha denominado entrenamiento bio-inspirado  
rendimiento y, una vez almacenada, aplicársela al inver- del control neuronal [10].  
sor a una potencia a la que su rendimiento sea óptimo  
(
normalmente alrededor del 50% de su potencia nomi-  
Optimización del Control de Irradiancia  
1.Algoritmo de seguimiento de heliostatos con con-  
trol neuronal bio-entrenado.  
nal). Esto debido a las características de producción de  
energía fotovoltaica.  
Luego del estudio de las técnicas disponibles [7]  
2.Entrenamiento de la red neuronal con tutoría de  
y las propuestas de optimización, la investigación se plantas en proceso de fotosíntesis.  
concentra en el proyecto cometa solar, que consiste en 3.Arreglo adaptativo de cometas heliostatos, inspira-  
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do en beamforming de antenas inteligentes [32].  
diseño y configuración, a fin de garantizar la operación  
4
.Direccionamiento de la radiación solar por helios- eficiente y segura, dentro de un estudio de impacto am-  
tatos (función satelital).  
.Sincronización de configuración aérea y MPPT del  
biental detallado en nuevas tecnologías.  
5
arreglo fotovoltaico.  
A.Diseño Conceptual de Optimización Centralizada  
del SFV  
Optimización del Control de Temperatura  
Diversas investigaciones han buscado alternativas  
1
.Sistema de ventilación forzada / refrigeración, para proteger los glaciares del deshielo, debido a las  
para temperatura constante en paneles FV. altas temperaturas e incidencia solar directa [30-31].  
.Recuperadores de calor regenerativo del sistema Adicionalmente, las condiciones topográficas (efecto  
2
de enfriamiento de paneles.  
de sombra por la cordillera), disminuye el potencial  
3
.Convertidores termo-solares en cogeneración so- FV en ciertas áreas. Con el propósito de solventar este  
lar para aprovechamiento de energía térmica.  
efecto se ha propuesto la implementación de heliosta-  
tos controlados, a cierto nivel de altura óptima. En un  
Estos planteamientos tienen como objetivo optimi- arreglo inteligente de cometas heliostatos solares, en  
zar las condiciones de entrada al sistema, que repre- una función similar a elementos satelitales y arreglo de  
sentan las variables independientes en el proceso de antenas, como colectores solares y reflectores de emi-  
conversión fotovoltaica, con el objetivo de estabilizar sión dirigida a los campos fotovoltaicos (con elevada  
la dinámica del sistema en cuanto a irradiancia y tem- direccionalidad), que representan los receptores en la  
peratura, a fin de (1) simplificar el esquema de control estación terrena.  
en el seguimiento del punto de máxima potencia MPPT,  
La estación terrena comprende la unidad de genera-  
(2) extender el número de horas de sol pico HSP, lo que ción fotovoltaica, elementos de almacenamiento transi-  
representa un incremento en el potencial del arreglo torio e inversores de adaptación de la señal a la red. Para  
FV, (3) aportar contribuciones de radiación directa, di- su optimización se plantea la reconfiguración dinámica  
fusa y reflejada en la conversión de manera eficiente. del arreglo fotovoltaico. En el caso de la estación aérea,  
Adicionalmente, tiene como contribución la aplicación se encuentra la aplicación de heliostatos para concentra-  
para protección de radiación directa de áreas protegidas ción solar, basados en los principios de direccionamien-  
como glaciares y bosques (según especificaciones en el to de la radiación incidente por sistemas ópticos, así  
control), filtrado selectivo del espectro con el objetivo como la optimización respecto a la altura del arreglo, se  
de proteger los paneles de componentes de radiación plantea una estación aérea, que permita re-direccionar  
que degradan los materiales del mismo, a fin de ampliar la radiación solar con cometas repetidores. Entre sus  
su vida útil y disminuir la temperatura aumentando la funciones adicionales, está la de concentrar la radiación  
eficiencia.  
para una longitud de onda selectiva y filtrar la radiación  
Por otra parte, se ha considerado el diseño de edi- UV con el fin de proteger la superficie de este tipo de  
ficaciones de alta eficiencia energética, que consuman ondas, lo cual puede tener amplia aplicación en la pro-  
menos energía que las casas convencionales, así como tección de glaciares y ambientes forestales sensibles.  
recuperadores de calor residual en equipos eléctricos e  
Adaptador de Irradiancia para el Sistema Reconfi-  
industriales para aprovechar la fuente de energía térmi- gurable – FV  
ca, realimentándola a la matriz energética de ERNC,  
El adaptador está compuesto por cometas (elemen-  
con el objetivo de disminuir la disipación de calor re- tos ópticos) con geometría definida para la captación de  
sidual que representa una fuente de contaminación am- radiación solar incidente a una altura H y su re-direccio-  
biental. Así como estrategias de techos solares para edi- namiento adaptado a un campo fotovoltaico específico  
ficaciones, promovidas de forma centralizada.  
de una altura h y una superficie definida (ver Figura 1).  
En principio se define una geometría plana por su faci-  
lidad de posicionamiento en el espacio aéreo definido  
IV.RESULTADOS  
Entre los resultados obtenidos se encuentra el dise- para su función, un mecanismo más complejo puede ser  
ño conceptual, modelo y propuesta de innovación de definido por un elemento de estructura piramidal, una  
cometas solares heliostáticas. Estos cometas solares pirámide invertida replegable para captación unida por  
requieren definir un material reflectante liviano, ele- el extremo a una pirámide de proyección para dirigir la  
mentos de control reconfigurable para establecer las radiación solar al campo fotovoltaico.  
ponderaciones óptimas de concentración y filtrado es-  
Adicional a la estructura se requiere definir el algo-  
pectral de la radiación, en una etapa de experimental de ritmo adaptativo de optimización de la radiación inci-  
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SandovalSe at l ao lm. , óPn r oe yt e ac lt .o,c o me t asolar- Csp a r aop timizacióndes ist e mas f ot ov o l taico s  
dente sobre el campo fotovoltaico. En este sentido, se del arreglo fotovoltaico definido por un sistema reconfi-  
define la aplicación de redes neuronales artificiales con gurable en tecnología FPGA de control y una matriz de  
entrenamiento dinámico para su función de optimiza- relés que permitan definir las conexiones para obtener  
ción. Este deberá ser coordinado con la configuración máxima potencia de salida del SFV.  
Figura 1. Diseño Conceptual del Proyecto Cometa Solar  
En la ilustración se ha seleccionado un heliostato aplicación de criterios de sostenibilidad.  
para adaptación de la irradiancia sobre el arreglo fo-  
En primer lugar, se estudió la correspondencia en-  
tovoltaico, en la cual se desvía o re-direcciona la ra- tre los sistemas solares fotovoltaicos y los sistemas de  
diación solar hacia los paneles que se encuentran en telecomunicaciones, a fin de establecer aportes en tec-  
una localización de bajo potencial, como técnica para nología basada en los avances que se tiene en arreglos  
potencializar superficies que pueden ser descartadas de antenas inteligentes y relación señal a ruido, como se  
en estudios de factibilidad técnica, pero que presentan presenta en la Tabla V.  
ventajas ambientales pueden ser adaptados, dentro de la  
TABLA V. Correspondencia entre los sistemas estudiados.  
Sis tema de Energía Solar  
Señal electromagnética  
Sis tema de Telecomunicaciones  
Entrada al sistema  
LSC concentradorsolar luminiscente  
Atenuación de radiación UV  
Modulación a través de las propiedades del material  
Filtros de la señal de entrada  
Transmisión de luz solar (fotones)  
Captación de luz solar adaptativa  
Direccionamiento de luz solar adaptativo  
Conversión Fotovoltaica LFSR(n,k)  
Guía de onda (fibra óptica)  
Antenas Inteligentes (captadores)  
Transmisión inalámbrica por satélite  
Codificación/Decodificación de la señal RS(n,k)  
En la relación de correspondencia se encuentra mentación. Seguidamente, se estableció un conjunto de  
nuevamente la auto-similitud entre las estructuras del aspectos de optimización que permiten integrar en la  
convertidor fotovoltaico, modificadores espectrales, propuesta tecnológica factores socio-ambientales de in-  
concentradores CSL, arreglos del sistema fotovoltaico, terés en el desarrollo sostenible de las ERNC, como se  
operadores neuronales del esquema de control, sistema presenta en la tabla VI.  
de almacenamiento de ERNC multi-etapas con reali-  
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TABLA VI. Estrategias de Innovación para Factibilidad Técnica y Ambiental.  
Propuestade Innovación  
Descripción  
Infraestructura Energética basada en la adaptación de las áreas urbanas a infraestructura  
verde, módulos configurables, techos plegables. Consiste en un mecanismo de  
desplazamiento de un panel de optimización (concentradores, lentes formulados y  
material fotovoltaico alternativo) para sup erp osición sobre el panel fotovoltaico  
instalado, a fin de aumentar la eficiencia de conversión.  
Techos plegables para ESCO  
La infraestructura energética debe tener un compromiso con la protección de la fauna  
local, crear ecosistemas y minimizar la temperatura ambiental.  
Adaptador Aéreo para Sistemas Reconfigurables, con el objetivo de aumentar la  
eficiencia en los arreglos fotovoltaicos, así como proteger los glaciares y bosques.  
Identificación de correspondencia del modelo con la estructura LFSR para avanzar en  
optimización de los sistemas fotovoltaicos.  
ANN aplicada a hábitat fauna local  
Concentrador Solar Aéreo A2SR  
Modelo LFSR para optimización SFV  
Módulos piezoeléctricos para el suelo de los pisos, sistemas neumáticos de limpieza por  
aire comprimido para ahorra agua, automatización en gestión de residuos  
y
subproductos. Todo esto para obtener edificaciones con menos consumo de recursos y  
agua, que permitan hacer más sostenibles los espacios urbanos, desde la gestión y  
optimización de la compañía de servicio de energía.  
Estrategia basada en proyectos ERNC  
Infraestructura energética reconfigurable. Arreglos con matriz de relés para diseño de  
alta eficiencia dinámica, en arreglos fotovoltaicos reconfigurables  
Nuevos modelos de BW para reconfiguración y programas de reciclaje de paneles  
Circuitos de recuperación de calor residual en sistemas FV urbanos e industriales  
Identificación de etapas de almacenamiento LFSR en sistemas mecánicos  
Investigación y desarrollo adaptativo con electromovilidad  
FPGA electrónica reconfigurable  
Sistemas de Potencia FV reconfigurable  
Recuperadores de calor regenerativos  
Neumática de almacenamiento (reg.)  
Laboratorio móvil LatAm  
Responsabilidad Social Empresarial RSE  
Tecnología de modelo circular, rotación de activos y  
Responsabilidad Ambiental Empresarial RAE Gestión ambiental y control centralizado de eficiencia energética  
Investigación en sistemas pilotos de  
eficiencia  
Pruebas experimentales en diversas áreas con los cometas solares para medición de  
rendimiento.  
I+D en capacitación para ESCO  
Centrales virtuales con asistencia en mantenimiento y optimización  
Seguidamente, aplicando el modelo de radiación so- co bifacial por sus características de alta densidad de  
lar disponible en las herramientas de diseño, se realizó energía y opción de mantener el arreglo fotovoltaico en  
un conjunto de ensayos comparando la potencia para un ángulo fijo, modificando el ángulo de re-direcciona-  
diversos paneles fotovoltaicos y configuraciones espe- miento en el heliostato, como se muestra en la figura 2.  
cíficas del arreglo, seleccionando un panel fotovoltai-  
Configuración del Arreglo Inversor / MicroInversor  
Delimintado por la corriente de entrada  
máxima del inversor  
Delimintado por el Rango de Tensión  
de entrada del inversor  
Arreglo con MicroInversores  
V_in_Máx_inversor  
Compatible  
Iin_máx_inversor  
Compatible  
Definido por parámetros del módulo FV  
Datos de Selección del Inversor  
Arreglo de N_módulos Datos del Inversor  
5
Factor de cálculo  
V_OC del módulo PV  
Paralelo: Voc*Np  
I_SC del módulo PV  
Serie: Isc*Np  
1,25  
22,10  
133,94  
8,16  
Modelo microinv  
V_in_máx_inversor  
23,00  
I_in_máx_inversor  
49,45  
8,50  
Figura 2. Esquema de Aplicación de Arreglo Distribuido de Concentradores Solares Aéreos  
La configuración del arreglo de concentración de- ticulares. Los resultados del ensayo de referencia son  
berá estar soportada sobre una base de datos, para un presentados en la Tabla VII (destaca el coeficiente de  
conjunto de características técnicas de equipos (paneles pérdida por temperatura), se observa la optimización  
fotovoltaicos, micro-inversores, inversores centraliza- del seguimiento en dos ejes, esta optimización debe ser  
dos), que permite estimar los parámetros eléctricos del co-relacionado con el arreglo de concentración solar  
sistema, a partir de los caso de estudios o ensayos par-  
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TABLA VII. Ensayo del Sistema de Seguimiento en el arreglo FV.  
Ensayo:  
TC Isc  
TC Voc  
Isc  
Panel Fotovoltaico Bifacial  
Tipo de Arreglo  
Unidad  
Fijo Horizontal  
Fijo Inclinado  
HSAT  
VSAT  
Seguimiento 2 ejes  
Capacidad Instalada  
Total Diario Total Anual Factor Planta Inclinación  
Azimut  
°
0
-20  
-
-
0,044 % / °C  
-0,31 % / °C -145,70  
4,0832  
mA/°C  
mV/°C  
KWh  
14.81  
15.87  
20.32  
14.81  
22.48  
MWh  
5.407  
5.792  
7.415  
5.407  
8.207  
%
19  
20  
26  
19  
°
0
23  
45  
0
9,28  
47  
8,68  
37,7  
327,2  
A
V
A
V
W
Corriente corto circuito  
Voltaje de circuito abierto  
Corriente MPP  
Voc  
Impp  
Vmpp  
Wp  
Voltaje MPP  
325  
29  
var  
var  
W
3250  
De esta manera, se puede observar que las herramien- dinámica A2SR (configuración del montaje y configu-  
tas de estimación de potencia producida en una determi- ración del arreglo, según las condiciones de MPPT).  
nada superficie, no cuenta con una base de datos para  
modelos comerciales de dispositivos, lo que sería útil B.Control Neuronal entrenado en Hardware  
para enlazar la selección de la tecnología con el modelo  
En la optimización dinámica del arreglo heliostático  
matemático de estimación de radiación solar converti- del proyecto, el primer aspecto a destacar es el diseño  
da. Por otra parte, la altura de los elementos receptores de un control neuronal para su implementación sobre  
no es considerada en el modelo, sino que se incluye un tecnología FPGA, que comprende el entrenamiento so-  
índice de corrección por el efecto de las sombras dadas bre hardware, especificando el target a través del com-  
por la topología para la superficie seleccionada, resulta portamiento de una planta (seleccionada en este caso  
de interés conocer la incidencia solar y capacidad insta- una enredadera). Esto permitirá que el sistema pueda  
lada en un arreglo que permita posicionar un elemento adaptarse a la dinámica de la irradiancia, dada por la  
heliostato a una altura H determinada. De esta mane- potencia incidente por unidad de superficie, expresada  
2
ra, la propuesta quedaría dada de la forma: Selección en W/m . En base a la eficiencia del seguimiento solar  
de dispositivos (equipos fotovoltaicos y electrónica de de las plantas, se ha considerado enlazar un segmento  
potencia)  carga automática de parámetros del dis- de fibra óptica al tallo de un enredadera, para el entre-  
positivo (factor de temperatura, eficiencia, parámetros namiento de la red neuronal artificial en hardware, lo  
eléctricos)  
configuración base del arreglo respec- que podrá establecer el comportamiento del sistema de  
to al inversor (micro-inversores / arreglo serie paralelo seguimiento con criterios de alta eficiencia, el diagrama  
con inversor central) configuración del montaje de bloques del esquema de control, se presenta en la  
del arreglo (tipo de seguimiento del sistema)  Al- Figura 3.  
tura del sistema de captación solar  optimización  
Figura 3. Esquema de Control Neuronal de Seguimiento Solar.  
Donde cada optimizador tiene un operador elevador metría óptica, dopado y propiedades del material LSC  
(coeficiente de optimización), condensador de almace- - Concentrador Solar Luminiscente, fibra óptica, Stokes  
namiento y la configuración LFSR. Elementos de geo- Shift (desplazamiento espectral) Modificación Espec-  
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tral. Los concentradores solares luminiscentes - LSC de se estudia el comportamiento del concentrador bajo un  
capa única de plástico altamente eficientes requieren el modelo de registros desplazamientos dados por las uni-  
diseño de luminóforos que tengan una separación espec- dades de energía almacenada en la diferencia espectral.  
tral completa entre los espectros de absorción y emisión  
En resumen un elemento adaptador puede permitir  
(gran cambio de Stokes), por lo que en las investigacio- mejorar la densidad de potencia de conversión. Del es-  
nes se han diseñado, sintetizado y caracterizado nuevos tudio se puede proponer igualmente, un esquema híbri-  
colorantes, con alto rendimiento cuántico fluorescente do de paneles multi-funcionales (ver Tabla VIII), para  
[33]. Stokes Shift es la diferencia (en energía, número aumentar la densidad de potencia integrando diversas  
de onda, unidad de frecuencia) entre la posición de la tecnologías de conversión en una dada unidad de su-  
banda de máxima absorción λa y la banda de máxima perficie.  
emisión λe espectral, expresado: Δλ = λe – λa, donde  
TABLA VIII. Relación de correspondencia.  
Tecnología  
Concentrador CSL  
Fotovoltaica  
DEG  
Ganancia: w∙xi  
óptica  
fotoeléctrica  
electroquímica  
termoeléctrica  
Shift Register  
stokes shift  
corriente de fotones  
corriente de gotas  
gradiente térmico  
Realimentación  
Reflexión óptica  
PERC fotones  
FET gotas  
Estructura de capas  
Películas colorantes  
Tándem FV dopado  
Estructura FET  
Termosolar  
RCR térmico  
capas aislantes  
Al identificar la estructura se puede proponer un presentar una tecnología reemplazable en componen-  
arreglo con reciclado programable en términos de los tes de forma sencilla, con mínimo impacto ambiental  
componentes factibles de degradación (definiendo y configuración dinámica de los componentes plug and  
consumibles como cartuchos recargables de material play, a fin de garantizar la actualización tecnológica  
fotoeléctrico), para su regeneración, a través de la re- sostenible.  
impresión de circuitos o combinaciones de tándem de  
Todo esto da origen a nuevos conceptos, estable-  
material fotoeléctrico para re-establecer las propiedades ciendo subcategorías en la clasificación HW/SW, con-  
fotovoltaicas, separados por un material aislante para siderando componentes portantes de la estructura física  
facilitar la clasificación de componentes y su reciclaje que no están sometidos a degradación, reemplazables,  
inteligente. La composición estaría dada por la estruc- capas biodegradables de recambio frecuente (Bioware),  
tura: capa o película (film) material funcional – capa de con tecnología reconfigurable de matriz de relés y los  
aislante químico (inocua – no funcional) – capa funcio- elementos programables firmware (en la electrónica del  
nal en composición tándem. Todo esto con la idea de dispositivo) y software.  
Comp. Portantes HW  
Reemplazables RW  
Hardware  
Capas orgánicas BW  
Firmware  
Software  
Software  
Diseño conceptual del ERNC-Lab Móvil  
Aportes de la Investigación  
Una estrategia de desarrollo social sostenible para  
A partir de la necesidad de actualización del talento  
humano y capacitación en nuevas tecnologías de ENRC urbanismos residenciales (verticales / horizontales), co-  
34], se plantea un laboratorio móvil para el servicio mercial e industrial, la adaptación de edificaciones a la  
[
itinerante a los parques de energías renovables que con- plataforma propuesta para aprovechamiento del poten-  
forman el sector energético. A fin de ofrecer un progra- cial energético y participación en el modelo de produc-  
ma actualizado de capacitación técnica, el estudio de ción de energías renovables. Un modelo de promoción  
los sistemas de energías renovables y diseño de pro- de eficiencia energética, capacitación de talento huma-  
tocolos de optimización, a fin de hacer estos sistemas no en tecnologías de optimización, educación ambiental  
más eficientes. La estación itinerante estará basada en y el desarrollo de energías renovables distribuidas basa-  
electromovilidad, una estructura replegable de arreglo das en empresas de servicio de energía, que financian la  
fotovoltaico para desplegar en terreno como referencia instalación, gestión eficiente y mantenimiento técnico.  
y abastecimiento eléctrico de la unidad, cabina de medi- Estudios de impacto ambiental y responsabilidad en la  
ción de eficiencia y evaluación de los niveles de degra- producción de energías renovables de manera sosteni-  
dación de los paneles instalados, termografía, robótica ble. Uno de los puntos de estudio corresponde con el  
de optimización, entre otras.  
impacto ambiental de la fotovoltaica flotante, efecto  
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sobre la fauna marina, calidad del agua, entre otras. así como paneles de alta densidad de conversión de  
Más aún, la fotovoltaica flotante ha sido destacada por potencia para fotovoltaica, térmica e híbrida. Donde  
el enfriamiento de los paneles fotovoltaicos a través de el modelo se puede re-expresar en función de fotones,  
las corrientes de agua en la superficie instalada, pero gotas en el caso de DEG, elementos discretos de apor-  
la disipación de calor residual tiene un efecto en el au- te de energía, que es convertida con los coeficientes de  
mento de la temperatura del agua, por lo que se debe optimización del sistema y acumulada en la integral o  
diseñar un sistema de recuperación de calor totalmente sumatoria correspondiente, como se presenta en (2).  
responsable para la aplicación regenerativa de la ener-  
ꢆ−푘  
gía captada en forma de calor. El modelo de economía  
circular asociado a la tecnología de hardware reconfigu-  
rable y sistemas regenerativos, tanto en el diseño como  
mantenimiento.  
(2)  
푦 푛 = =0   ꢊ=0  푥 푗 + ( ꢈ 1) ] + ( ꢈ 1)  
En [8] se presenta el modelo con elementos de ha-  
Se ha propuesto el proyecto cometa solar basado en bilitación bs y expresada en función de la entrada (3).  
Adaptador Aéreo para el Sistema Reconfigurable A2SR  
ꢆ−푘  
Fotovoltaico, con configuración remota, que represen-  
ta un novedoso esquema de optimización de los SFV  
convencionales, simplificación del sistema de control y  
푦 푡 = ꢊ  
  푓  ∗ 푥 푖 +   푦0  ꢈ 1  
(3)  
ꢇ=1  
ꢇ=1  
La reconfiguración comprende elementos selectivos  
actuadores, disminuyendo los factores de falla y mante- y la adaptación dinámica de los pesos o coeficientes, en  
nimiento requerido en el campo fotovoltaico distribui- función de las condiciones óptimas y máxima eficiencia  
do. Se ha propuesto módulos de optimización portátiles del sistema fotovoltaico.  
como puede ser los sistemas de recuperación de calor  
regenerativo en una unidad móvil, filtros de mangas y V.CONCLUSIONES  
elementos ópticos. Al igual que la propuesta de roda-  
Gracias a la propuesta desarrollada, considerando  
mientos magnéticos, en un esquema híbrido con el sis- avances orientados a una nueva generación de módulos  
tema convencional de lubricación hidráulico de turbinas fotovoltaicos de alta densidad, a través de concentra-  
(elementos convertidores) para disminuir pérdidas de dores, espejos intensificadores por canales reflectantes  
fricción en el sistema de re-convertidores, basado en sa- de los rayos solares, sistema de seguimiento encapsu-  
les de almacenamiento térmico, volantes de inercia, aire lado, fibra óptica para canalización y seguimiento so-  
comprimido, bombas hidráulicas, entre otros. Se defi- lar, lo que se traduce en menos cantidad de material  
nió un modelo matemático generalizado en operadores fotovoltaico, así como , bio-paneles solares inteligentes  
LFC(n,k), que representa un aporte científico, donde se (aplicando algas marinas), que resultan más ecológico,  
han considerado los términos componentes del sistema más económico y eficiente. A todo esto se le incluye  
LFSR identificado de forma adaptativa con elementos la investigación de estrategias de optimización de las  
selectivos en la configuración de la arquitectura [5].  
actuales instalaciones, ampliando la eficiencia, la den-  
Finalmente, para el sistema de almacenamiento, sidad energética y las horas de sol pico, para parques  
con tratamiento de las estructuras LFSR en el dominio solares y convertidores distribuidos en fotovoltaica ur-  
continuo, la conversión de energía estaría expresado bana y flotante (sobre estructuras basadas en plástico  
por y(n), en la etapa de conversión, ponderada por los recuperado).  
pesos wc del arreglo fotovoltaico y en la etapa de opti-  
mización, ponderada wa para los pesos de optimización basado en estrategias de sostenibilidad y adaptación de  
concentradores, adaptación de irradiancia), como se las actuales tecnologías aplicando arreglos concentra-  
De esta manera, se obtiene un modelo de desarrollo  
(
expresa en (1).  
dores e inteligencia artificial inspirada en la naturale-  
za, así como estrategias para retornar los componentes  
electrónicos y fotovoltaicos, de manera de reutilizarlos  
y actualizarlos para evitar RAEE. Un aporte importante  
corresponde al esquema de control de seguimiento so-  
ꢆ−푘  
푑푥  
푑푗  
푑푥  
푑푖  
푦 푛 = �  
  [ 푤  푥 푗  
+ (푛 ꢈ 1) ]  
+ (푛 ꢈ 1ꢉ  
(1)  
ꢇ=0  
ꢅ=0  
En el tratamiento discreto se puede establecer el lar, donde se ha seleccionado un sistema neuroadapta-  
modelo de desplazamiento con la variación entre dos tivo, basado en ANN fractales con bio-entrenamiento,  
puntos continuos registrados en el elemento LFSR, así inspirado en los procesos inteligentes de la naturaleza,  
como el gradiente para la variación por unidad de dis- como la fotosíntesis en plantas, que pueden ser reprodu-  
tancia sobre una superficie definida, como en el caso de cido en tecnologías de energías renovables. Igualmente,  
los convertidores de gradiente térmico oceanico OTEC, los programas de reciclaje inspirados en procesos de  
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Sandoval et a l .,P r o ye c t ocome tas o lar- Cs p a r aoptimi za ción de si s tem asf o tovol tai c os
descomposición de compuestos por probióticos para electrónica de control bio-inspirada, sistemas ópticos,  
asimilación de componentes de energía, dosificación, foto-luminiscencia y adaptadores para el modelo de op-  
síntesis de nutrientes y lógica molecular, aplicable en timización.  
Foto-FPGA.  
Integrando tecnologías con amplia trayectoria como REFERENCIAS  
corresponde a las antenas inteligentes y sistemas de te- [1]C. Sandoval-Ruiz, “Modelo VHDL de Control Neu-  
lecomunicaciones en los sistemas fotovoltaicos (con- ronal sobre tecnología FPGA orientado a Aplicacio-  
vertidores de ERNC), conceptos de cogeneración solar, nes Sostenibles”. Ingeniare. Revista chilena de inge-  
basado en iniciativas de investigar el comportamiento niería, Vol. 27, No. 3, 2019, pp. 383-395. [En línea].  
de nuevas tecnologías, disminuir la cantidad de material Disponible en: https://scielo.conicyt.cl/pdf/ingeniare/  
fotovoltaico, los costos de implementación, el consumo v27n3/0718-3305-ingeniare-27-03-00383.pdf  
de energía en la fabricación de los paneles y haciendo [2]C. Sandoval-Ruiz, “Control de Micro-Redes de  
más eficiente el sistema. Por otra parte, se considera el Energía Renovable a través de estructuras LFCS Re-  
impacto ambiental del calor residual, donde se propone configurables en VHDL”. Ciencia y tecnología, Vol.  
aplicar recuperadores de calor para realimentar al sis- 18, 2018, pp. 71-86. [En línea]. Disponible en: https://  
tema termo-solar, a fin de comprobar la mejor alterna- dspace.palermo.edu/ojs/index.php/cyt/article/view/847  
tiva en eficiencia térmica. Considerando el diseño con [3]C. Sandoval-Ruiz, “Códigos Reed Solomon para sis-  
ciclos de recuperación de los sistemas y analizando la temas distribuidos de energías renovables y smart grids  
capacidad de reciclaje, vida útil y regeneración de los a través de dispositivos electrónicos inteligentes sobre  
componentes.  
tecnología FPGA”. Memoria Investigaciones en Inge-  
Otros trabajos relacionados comprenden la base niería, Vol. 16, 2018, pp. 37-54. [En línea]. Disponible  
matemática del modelo en correspondencia con los cir- en: http://revistas.um.edu.uy/index.php/ingenieria/arti-  
cuitos LFSR, como corresponde al operador LFC(n,k) cle/view/296  
para aplicaciones de optimización para plantas fotovol- [4]C. Sandoval-Ruiz, “Plataforma de Investigación de  
taicas de concentración [5], que permite así mismo la Redes Eléctricas Reconfigurables de Energías Reno-  
estimación de recursos en tecnología FPGA [35]. Desde vables aplicando Modelos LFSR”. Universidad, Cien-  
el punto de vista, socio-ambiental se propone la capaci- cia y Tecnología, 23(95), 2019, pp. 103-115. http://  
tación en sistemas ERNC, aplicando estrategias didácti- uctunexpo.autanabooks.com/index.php/uct/article/  
cas basada en proyectos [36-37], analizando el impacto view/253/409  
positivos en las zonas protegidas de glaciares y áreas [5]C.Sandoval-Ruiz, C. “Operador matemático LF-  
forestales, así como las ventajas de la estrategia centra- C(n,k) en campos finitos basado en concatenación frac-  
lizada para optimización de instalaciones distribuidas, tal para GF(2m) – Extendido”. Ciencia e Ingeniería, Vol.  
es un aporte en relación a las potencialidad energéti- 41, No. 2, 2020, pp. 197-204. [En línea]. Disponible en:  
cas de la región, dentro de un enfoque sostenible que http://erevistas.saber.ula.ve/index.php/cienciaeingenie-  
promueva igualmente el desarrollo de las regiones, la ria/article/view/16055/21921927185  
bio-diversidad y el equilibrio, aplicando arquitectu- [6]C. Sandoval-Ruiz, “Arreglos Fotovoltaicos Inteli-  
ra sostenible [38-40], robótica aplicada [41] y control gentes con Modelo LFSR-Reconfigurable”. Ingeniería:  
adaptativo para seguimiento solar [42].  
Revista de la Universidad de Costa Rica, Vol. 30, No. 2,  
Se propone así, un modelo innovador para el estu- 2020, pp. 32-61. [En línea]. Disponible en:https://revis-  
dio de la eficiencia y soluciones óptimas en SFV. El tas.ucr.ac.cr/index.php/ingenieria/article/view/39484  
concepto de tele-reconfiguración a través de tecnología [7]C. Sandoval-Ruiz, “Modelo LFSR de Optimiza-  
FPGA, neuro-control y entrenamiento sobre hardware ción de Arreglos Solares Fotovoltaicos en Sistemas de  
permitirá optimizar la estructura del arreglo fotovol- ERNC Reconfigurable”. Revista Ingeniare. En revisión.  
taico, la electrónica de potencia y el ángulo óptimo de [8]C. Sandoval-Ruiz. “Arreglo Inteligente de Con-  
los cometas helióstaticos solares, a fin de alcanzar alta centración Solar FV para MPPT usando Tecnología  
eficiencia en el sistema. La naturaleza, el respeto y pro- FPGA”. Revista Técnica Univerdidad del Zulia. En re-  
tección ambiental de la fauna y flora deben ser los ejes visión.  
de desarrollo de las tecnologías, basados en sistemas [9]C. Sandoval-Ruíz, “Modelo Neuro-Adaptativo en  
regenerativos, optimización de recursos y energía, así VHDL, basado en circuitos NLFSR, para control de un  
como la reutilización y reciclaje programado de equipos Sistema Inteligente de Tecnología Sostenible”. Univer-  
re-configurables, criterios de bajo consumo energético, sidad, Ciencia Y Tecnología, Vol. 21, No. 85, 2017, pp.  
diseño con materiales bio-degradables, incorporando 140–149.  
85  
ISSN 2542-3401/ 1316-4821  
UNIVERSIDAD, CIENCIA y TECNOLOGÍA Vol. 24, Nº 100 Mayo 2020 (pp. 74-87)  
SandovalSe at l ao lm. , óPn r oe yt e ac lt .o,c o me t asolar- Csp a r aop timizacióndes ist e mas f ot ov o l taico s  
[10]C. Sandoval-Ruiz, “LFSR-Fractal ANN Mo- cremental Conductance (AIC) and the Adaptive Perturb  
del applied in R-IEDs for Smart Energy”. IEEE La- and Observe (APO) algorithms for PV systems maxi-  
tin America Transactions, VOL. Vol. 18, No. 4, 2020, mum power tracking”. IEEE Latin America Transac-  
pp. 677-686. [En línea]. Disponible en: https://www. tions, Vol. 17, No. 8, 2019, pp. 1237-1243.  
inaoep.mx/~IEEElat/index.php/transactions/article/ [22]J. De Souza Silva, H. Moreira, D. de Mesquita, M.  
view/1423/446  
Dos Reis, & M. Villalva, “Study of Power Optimizers  
[11]EcoInventos (2020, Ene. 8). ISP Solar afirma que for grid-connected photovoltaic systems”. IEEE Latin  
sus nuevos paneles solares reducen el coste de la energía America Transactions, 17(01), 2019, pp. 127-134.  
solar a la mitad. [Online]. Available: https://ecoinven- [23]N. Da Rocha, L. Brighenti, J. Passos & D. Martins,  
tos.com/isp-solar-paneles-solares-alta-eficiencia/?fbcli- “Photovoltaic Cell Cooling as a Facilitator for MPPT”.  
d=IwAR0C95va6jjT7jYth4L_yllWOFaftP714Qfozg- IEEE Latin America Transactions, Vol. 17, No. 10,  
MJ7db9xLqGlH47IRYDq-4  
2019. pp. 1569-1577.  
[12]Efeverde (2015, Abr. 17). Espejos para llevar el sol [24]A. Lladó Sánchez, “Estudio de almacenamiento de  
a un pequeño pueblo. [Online]. Available: https://www. energía mediante aire comprimido: los sistemas CAES  
efeverde.com/noticias/espejos-para-llevar-el-sol-a-un- (compressed air energy storage)”, (Bachelor's thesis,  
pequeno-pueblo-de-noruega/  
Universitat Politècnica de Catalunya), 2015.  
[13]L. Lizama, (2020, Ene. 18). Globos solares. Tec- [25]M. Clemente Jul, “Comparación de tecnologías de  
nología. [Online]. Available: http://www.upsocl. almacenamiento energético provenientes de energías  
com/ciencia-y-tecnologia/globos-solares-la-tecnolo- renovables”. In Anales de la Real Academia de Docto-  
gia-capaz-de-generar-400-veces-la-energia-de-un-pa- res de España, Vol. 16, No. 1, pp. 29-49. Real Academia  
nel-otro-paso-adelante/?fbclid=IwAR0nPqe0mjvyvru- de Doctores de España, 2012.  
po4c1BnK8HBG2LKQiDXoDFXEbip-1mnf0UQch- [26]J. Guacaneme, D. Velasco & C. Trujillo, “Revisión  
Gph0lFs  
de las características de sistemas de almacenamiento de  
[14]EcoInventos (2020, Ene. 20). Altaeros Bat, la tur- energía para aplicaciones en micro redes”. Información  
bina eólica que genera el doble de energía a 300 metros tecnológica, Vol. 25, No. 2, pp. 175-188, 2014.  
de altura. [Online]. Available: https://ecoinventos.com/ [27]V. Arroyo Sáez, ” Estudio de pre-factibilidad de la  
altaeros-bat/?fbclid=IwAR0SP2-_cXn-A_euLESGcS- implementación de un parque fotovoltaico flotante en  
HY51MPAzXql63LIg_urNPheqAZ6oGpeNZXBzw  
15]A. Fernández-Balbuena, “Sistemas ópticos para 2017.  
concentración, captación y guiado de radiación solar”. [28]EcoInteligecia (2020. Ene. 8). Ciudades que se  
Universidad Complutense de Madrid. 2011. adaptan al cambio climático. [Online]. Available:  
16]F.Daorta, & S. Warren, “Concentradores luminis- https://www.ecointeligencia.com/2020/01/ciuda-  
depósitos de relave en la zona centro-norte de Chile”,  
[
[
centes para las aplicaciones fotovoltaicas”, 2015.  
des-cambio-climatico-vitoria/?fbclid=IwAR2qQpYy-  
[
17]G. R. González, , & S. O. Muñoz, “Análisis com- LaFIQASR1nVy9LxJ-cLCRdscgxU8VJJTRDRq-  
parativo de dos técnicas para el transporte vertical de CxAsk3wID5qOYvg  
la luz natural”. REVISTARQUIS, Vol. 7, No. 1, 2018. [29]J. Castellanos, C. Sandoval & M. Azpúrua, “Imple-  
18]I. Parola, D. Zaremba, R. Evert, J, Kielhorn, F. mentación sobre FPGA de un Algoritmo LMS para un  
[
Jakobs, M. Illarramendi, & H. Johannes, “High perfor- arreglo de antenas inteligentes”. Revista Técnica de la  
mance fluorescent fiber solar concentrators employing Facultad de Ingeniería Universidad del Zulia, Vol. 37,  
double doped polymer optical fibers”. Solar Energy No. 3. Pp. 270-278, 2015.  
Materials and Solar Cells, Vol. 178, 2018, pp. 20-28. [30]EcoInventos (2019, Nov. 6). Ice911, el plan para  
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/ cubrir con minúsculas esferas de vidrio el Ártico y ayu-  
S0927024818300138  
dar a restaurar el hielo y estabilizar el clima. [Online].  
[19]J. Castro, R. García-Alvarado, H. Aguilar & SP. án- Available: https://ecoinventos.com/ice911/?fbclid=I-  
chez-Friera, “Diseñar el color de la eficiencia: Concen- wAR2g2-nZSZ34eJVVl8xdx72Rc41cdUn7Uxpgk-  
tradores Solares Luminiscentes y aceptación usuaria”. zoCcS8WDHjafxUxOtMorh8  
RChD: creación y pensamiento, Vol. 3. No. 5, 2018.  
20]J.M. González de la Fuente, “Utilización de ultra- lanzar un “filtro solar” en la estratosfera para enfriar  
condensadores para la mejora de eficiencia de una ins- la Tierra. [Online]. Available: https://ecoinventos.  
talación fotovoltaica”, 2015. com/geoingenieria-filtro-solar-estratosfera-para-en-  
21]J. Díaz-Barnabé, & A. Morales-Acevedo, “Expe- friar-la-tierra/  
rimental study of the equivalence of the Adaptive In- [32]A. Sanguineti, M. Sassi, R. Turrisi, R. Ruffo, G.  
[31]EcoInventos (2019, Dic. 1). Geoingeniería. Van a  
[
[
86  
ISSN 2542-3401/ 1316-4821  
UNIVERSIDAD, CIENCIA y TECNOLOGÍA Vol. 24, Nº 100 Mayo 2020 (pp. 74-87)  
Sandoval et a l .,P r o ye c t ocome tas o lar- Cs p a r aoptimi za ción de si s tem asf o tovol tai c os
Vaccaro, F. Meinardi & L. Beverina, “High Stokes shift [37]C. Sandoval-Ruiz, “Sistema Eco-Adaptativo in-  
perylene dyes for luminescent solar concentrators”. tegrado en elementos arquitectónicos con tecnología  
Chemical Communications, Vol. 49, No. 16, pp. 1618- sostenible”. Revista Electrónica Científica Perspectiva,  
1
620, 2013. Vol. 4, No. 8, 2015, pp. 96–109. [En línea]. Disponible  
[33]C. Sandoval-Ruiz, “Plataforma Reconfigurable de en: https://issuu.com/recperspectiva/docs/rec8/96  
Investigación aplicada a Movilidad Sostenible”. Revis- [38]C. Sandoval-Ruiz, “Diseño Arquitectónico Inteli-  
ta Universidad, Ciencia y Tecnología, Vol. 20, No. 78, gente aplicando conceptos de Urbótica y Sostenibili-  
pp. 35–41, 2016. [En línea]. Disponible en: http://www. dad”. Revista Electrónica Científica Perspectiva, Vol. 6,  
uct.unexpo.edu.ve/index.php/uct/article/view/748/601  
No. 11, 2017, pp. 18-27.  
[34]C. Sandoval-Ruiz, “Métodos Numéricos en Dife- [39]C. Sandoval-Ruíz, “Arquitectura Reconfigurable  
rencias Finitas para la Estimación de Recursos de Hard- y Redes Inteligentes aplicadas al Diseño Sostenible en  
ware FPGA en arquitecturas LFSR(n,k) Fractales”. In- Smart City”. Revista Electrónica Científica Perspectiva,  
geniería Investigación y Tecnología. Vol. XX No. 03, Vol. 7, No. 12, 2018, pp. 1–19.  
2
019, pp. 1-10. ISNN: 2594-0732. DOI: 10.22201/ [40]J. Valero-Moro, Y. Bonilla-Turmero, & C. Sando-  
fi.25940732e.2019.20n3.032. val-Ruiz, “Estación tele-operada de robótica móvil,  
35]C. Sandoval Ruiz, “Plataforma de Gestión, Inves- para el laboratorio de micro-controladores”. Universi-  
[
tigación y Formación en Tecnologías Sostenibles, para dad, Ciencia Y Tecnología, Vol. 21, No. 83, 2017, pp.  
soporte de un Laboratorio Remoto”. Revista Eduweb, 69–75. [En línea]. Disponible en: http://www.uct.unex-  
Universidad de Carabobo, Vol. 10, No. 1, 2016, pp. 79 po.edu.ve/index.php/uct/article/view/794/639  
9
2. [En línea]. Disponible en: http://servicio.bc.uc.edu. [41]Sandoval Ruiz, C. “Adaptive Control in VHDL  
ve/educacion/eduweb/v10n1/art06.pdf Applied to a Solar Oven”. Revista Colombiana de  
36]D. Steckler, C. Nava, J. Duarte, J. Zambrano & C. Tecnologías de Avanzada, Vol. 1, No. 23, 2014, pp.  
[
Sandoval-Ruiz, “Design of Neural Networks on micro- 142–147. [En línea]. Disponible en: http://www.uni-  
controllers, applied in functional modules for an eco- pamplona.edu.co/unipamplona/portalIG/home_40/re-  
park”. Revista Ingeniería UC, Vol. 25, No.1, 2018, pp. cursos/04_v19_24/revista_23/27092014/21.pdf  
5
0–60. [En línea]. Disponible en: http://servicio.bc.uc.  
edu.ve/ingenieria/revista/v25n1/art06.pdf  
87  
ISSN 2542-3401/ 1316-4821  
UNIVERSIDAD, CIENCIA y TECNOLOGÍA Vol. 24, Nº 100 Mayo 2020 (pp. 74-87)