Un equipo de investigación de Ghana ha diseñado y analizado una máquina para partir podas de cacao que funciona con energía fotovoltaica.
«La apertura de las mazorcas de cacao se realiza manualmente en las regiones menos desarrolladas utilizando herramientas manuales como machetes, un método que requiere mucho tiempo, es laborioso y supone un peligro para los trabajadores», explicó el equipo. «Con el desarrollo de soluciones mecánicas para abordar estas limitaciones, su adopción se ha visto dificultada. Esto se debe principalmente a los altos costes operativos, el acceso limitado a la electricidad y la dependencia de fuentes de energía fósiles, especialmente en las zonas rurales sin conexión a la red eléctrica donde se cultiva el cacao».
El sistema propuesto se simuló primero con MATLAB/Simulink y posteriormente se validó con un montaje experimental. Además de los paneles fotovoltaicos, el diseño también incluía un banco de baterías híbridas de gel, un regulador de carga y un motor de corriente continua.
Se estimó que la máquina mecánica para partir mazorcas de cacao consumía 4720,463 Wh/día. Se simuló su funcionamiento con cinco paneles fotovoltaicos monocristalinos de 275 W cada uno. Estos se conectaron en serie en paralelo, alcanzando una capacidad total de 1375 W. Según los datos de la Agencia Meteorológica de Ghana (GMA), la irradiación solar media se fijó en kWh/m2 al día, con una temperatura mínima y máxima de 24 °C y 41,6 °C, respectivamente.
El componente de la batería incluye diez baterías híbridas de gel de 100 Ah cada una, con una profundidad de descarga del 80 %, lo que da como resultado una capacidad de 867,732 Ah. Dos baterías en serie son suficientes para proporcionar el voltaje adecuado para hacer funcionar el motor principal, mientras que los cuatro pares restantes de baterías conectadas en serie se conectaron en paralelo. El regulador de carga está configurado a 24 V, mientras que el motor de CC tiene 1,3 CV. La configuración experimental incluía principalmente los mismos componentes y se instaló en Kumasi, en el centro de Ghana. El conjunto fotovoltaico se instaló con una inclinación de 15°.
«El sistema demostró un suministro de energía constante a la máquina, con autonomía suficiente para tres días de funcionamiento, al tiempo que producía 5843,75 Wh/día, lo que supera en un 23,7 % los 4720,46 Wh/día que necesita la máquina», mostraron los resultados. «El rendimiento en el mundo real se ajustó estrechamente a las predicciones de la simulación, lo que confirma la viabilidad del sistema fotovoltaico».
Los académicos también descubrieron que la configuración experimental tenía una eficiencia de separación del 98,92 % y una eficiencia de separación del 91 %-96,5 %. Se observó que el daño a los granos era del 1,03 % con un rendimiento de 60 mazorcas de cacao por minuto. «La integración de las energías renovables mejora la sostenibilidad, minimiza la dependencia de los combustibles fósiles y contribuye a la consecución de los ODS 7, 9 y 13 en la mecanización agrícola poscosecha», concluyeron.
Los detalles del sistema se pueden encontrar en «Design and Integration of a Solar Photovoltaic System for Mechanized and Sustainable Cocoa Pod Splitting» (Diseño e integración de un sistema solar fotovoltaico para la división mecanizada y sostenible de mazorcas de cacao), publicado en Solar Compass. Investigadores de la Universidad de Minas y Tecnología de Ghana y de la Universidad de Ciencia y Tecnología Kwame Nkrumah llevaron a cabo el estudio.
Este contenido está protegido por derechos de autor y no se puede reutilizar. Si desea cooperar con nosotros y desea reutilizar parte de nuestro contenido, contacte: editors@pv-magazine.com.
Al enviar este formulario, usted acepta que pv magazine utilice sus datos con el fin de publicar su comentario.
Sus datos personales solo se divulgarán o transmitirán a terceros para evitar el filtrado de spam o si es necesario para el mantenimiento técnico del sitio web. Cualquier otra transferencia a terceros no tendrá lugar a menos que esté justificada sobre la base de las regulaciones de protección de datos aplicables o si pv magazine está legalmente obligado a hacerlo.
Puede revocar este consentimiento en cualquier momento con efecto para el futuro, en cuyo caso sus datos personales se eliminarán inmediatamente. De lo contrario, sus datos serán eliminados cuando pv magazine haya procesado su solicitud o si se ha cumplido el propósito del almacenamiento de datos.
Puede encontrar más información sobre privacidad de datos en nuestra Política de protección de datos.