Diseño de un árbol solar para la seccional del Bajo Cauca de la Universidad de Antioquia

Abstract

RESUMEN: En este trabajo se presenta el diseño conceptual y de detalle de una estructura de metal que asemeja un árbol real con ramas, en cuya parte superior se ubican paneles solares fotovoltaicos. La energía generada será usada para cargar baterías de móviles, tabletas y computadoras portátiles de la comunidad universitaria de la seccional del Bajo Cauca de la Universidad de Antioquia, localizada en las coordenadas de latitud 7,990584° y longitud −75,193100°. Para el diseño del árbol, inicialmente, se realizó una estimación del recurso solar en la seccional, por lo que se estableció que el promedio anual de las horas solar pico fue equivalente a 18,74 MJ/m2. Con base en un requerimiento energético diario de 1400Wh/día, se determinó que el número de paneles a instalarse de 180 Wpesde2. La estructura del árbol fue analizada numéricamente utilizando un software de elementos finitos con el fin de determinar las tensiones y deformaciones debidas a las cargas externas y a su propio peso para garantizar su integridad estructural. El diseño presentado constituye una estructura portátil que puede producir energía verde y proporcionar un lugar de encuentro en la seccional del Bajo Cauca.

ABSTRACT: The conceptual and detailed design of a metal structure resembling a real tree with branches, in whose upper part photovoltaic solar panels are located, is presentedin this work. The energy generated will be used to charge batteries for mobile phones, tablets and laptops belonging to the university community inBajo Cauca headquarter of Universidad de Antioquia, located atalatitudeof7.990584° and a longitudeof-75.193100°. For the design of the tree, an estimation of the solar resource in the headquarterwas initially conducted; it wasestablishedthat the annual average of peak solar hours wasequivalent to 18.74 MJ/m2. Based on a daily energy requirement of 1400 Wh/day,the number of 180 Wp panels tobeinstalled was determined to be2. The tree structure was numerically analyzed using afinite element software in order to determine the stresses and deformations due to external loads and its own weight to guarantee its structural integrity. The featured design is a portable structure that can produce green energy and provide a meeting place at the Bajo Cauca headquarter.