Primer prototipo de radiómetro fotovoltaico sumergible de bajo costo desarrollados en la CNEA

Abstract

El Departamento Energía Solar de la Comisión Nacional de Energía Atómica viene realizando desarrollos en equipos de medición de radiación solar fotovoltaicos para uso terrestre y espacial desde 1999. En este contexto y con el fin de completar el espectro de los equipos desarrollados, se diseñó y fabricó un sensor solar fotovoltaico de silicio monocristalino y el soporte para un radiómetro fotovoltaico sumergible apto para uso en distintos medios acuáticos. El desarrollo de este instrumento tiene aplicaciones en distintas áreas, por ejemplo, para la apicultura y la producción de algas. El diseño se planteó de acuerdo a la señal del sensor debido a su atenuación al ser sumergido así como la adaptación de las dimensiones. Se presentan los cálculos para el diseño, elaboración y caracterización del sensor de silicio así como el diseño del soporte con las características necesarias para ser sumergido en distintos ecosistemas. El prototipo desarrollado fue contrastado (dentro y fuera del agua) con un piranómetro Kipp & Zonen y se realizaron ensayos de hermeticidad a profundidades equivalentes a 60 m. Los resultados muestran un buen comportamiento del instrumento sometido a presiones equivalentes a distintas profundidades y cumplió con las especificaciones planteadas originalmente. Por último se presentan calibraciones antes y después de los ensayos.

The Solar Energy Department of the National Atomic Energy Commission has been making developments in photovoltaic equipment for solar radiation measurement for terrestrial and space uses since 1999. In this context and in order to complete the spectrum of developed equipment, a photovoltaic solar sensor of monocrystalline silicon and the support for a submersible photovoltaic radiometer suitable for use in different aquatic environments were designed and manufactured. The development has applications in different areas, for example, for beekeeping and algae production. The design was raised according to the sensor signal due to attenuation when immersed as well as adaptation of the dimensions. The calculations for the design, preparation and characterization of silicon sensor as well as the support design with the necessary characteristics to be immersed in different ecosystems are presented. The prototype developed was contrasted (inside and outside of the water) with a pyranometer Kipp & Zonen and leakage tests were performed to 60 m depth equivalent. The results show a good performance of the instrument under pressures equivalent to different depths and met the specifications originally raised. Finally calibrations are presented before and after the tests.