Sistema avanzado de seguimiento mecatrónico aplicado a células fotovoltaicas de alta absorbancia para el suministro de energía ecoeficiente a estaciones de monitoreo ambiental

Autores

  • J. Alan Calderón-Ch. Applied Physics, Institute for Physics, Technical University of Ilmenau, Ilmenau 98693, Germany. - Pontificia Universidad Católica del Perú, Mechatronic Master Program and Energy Laboratory, Lima, Perú. - Aplicaciones Avanzadas en Sistema Mecatrónicos JACH S.A.C., Perú. https://orcid.org/0000-0002-6486-5105
  • Rusber A. Risco-O. Pontificia Universidad Católica del Perú, Mechatronic Master Program and Energy Laboratory, Lima, Perú. - Universidad Nacional del Santa, Áncash, Perú. https://orcid.org/0000-0003-0194-169X
  • Álex J. Quispe-M. Pontificia Universidad Católica del Perú, Mechatronic Master Program and Energy Laboratory, Lima, Perú. - Universidad Nacional San Antonio Abad del Cusco, Cusco, Perú. https://orcid.org/0000-0002-7788-1403
  • César Moreno- R. Universidad Nacional del Santa, Áncash, Perú. https://orcid.org/0000-0002-7143-4450
  • Dante J. R. Gallo-T. Pontificia Universidad Católica del Perú, Mechatronic Master Program and Energy Laboratory, Lima, Perú. - Universidad Continental, Huancayo, Perú. https://orcid.org/0009-0004-4506-3205
  • L. Walter Utrilla-Mego Universidad Nacional San Antonio Abad del Cusco, Cusco, Perú. https://orcid.org/0000-0001-8645-7324
  • Robert Castillo Pontificia Universidad Católica del Perú, Mechatronic Master Program and Energy Laboratory, Lima, Perú. - Universidad Nacional del Callao, Perú. https://orcid.org/0009-0002-5258-3319
  • John H. Lozano-J. Pontificia Universidad Católica del Perú, Mechatronic Master Program and Energy Laboratory, Lima, Perú. - Universidad Nacional del Centro del Perú, Huancayo, Perú. https://orcid.org/0000-0002-8430-9480

DOI:

https://doi.org/10.62430/rtb20262422235

Palavras-chave:

Celdas de alta absorbancia, Energía ecoeficiente, Estabilidad de Lyapunov, Monitoreo ambiental, Seguimiento solar

Resumo

La monitorización precisa de ecosistemas frágiles requiere tecnología autónoma y no intrusiva que opere de forma fiable en zonas remotas. Este artículo presenta un avanzado sistema de seguimiento mecatrónico diseñado para optimizar la eficiencia de captación de energía de células fotovoltaicas de alta absorbancia, proporcionando un suministro eléctrico robusto y ecoeficiente para estaciones de monitorización ambiental. El modelado matemático integra un diseño de trayectoria polinómica y una estrategia de control robusta, validada mediante análisis de estabilidad de Lyapunov, para garantizar el seguimiento continuo incluso bajo densas nubes o interferencias de partículas industriales. Se desarrolla una ley de control adaptativa mediante funciones moduladoras para suprimir el ruido de alta frecuencia sin necesidad de filtrado digital complejo. Los resultados de la simulación experimental demuestran una eficiencia de seguimiento energético del 99,8 %, eliminando eficazmente el tiempo de inactividad por pérdida de energía. Este desarrollo tecnológico garantiza la autonomía operativa a largo plazo para la telemetría ecológica, minimizando la huella de mantenimiento en campo y previniendo la contaminación química del suelo derivada de la eliminación de baterías de litio convencionales en zonas de conservación protegidas. Finalmente, los algoritmos de simulación respaldaron el prototipo diseñado, que también propone la posibilidad de operar a distancias muy largas para estudiar las comunicaciones planetarias (como, por ejemplo, entre Marte y la Tierra).

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Publicado

2026-09-28

Como Citar

Calderón-Ch., J. A., Risco-O., R. A., Quispe-M., Álex J., Moreno- R., C., Gallo-T., D. J. R., Utrilla-Mego, L. W., … Lozano-J., J. H. (2026). Sistema avanzado de seguimiento mecatrónico aplicado a células fotovoltaicas de alta absorbancia para el suministro de energía ecoeficiente a estaciones de monitoreo ambiental. The Biologist, 24(2). https://doi.org/10.62430/rtb20262422235

Edição

v. 24 n. 2 (2026): The Biologist (Versão Inicial)

Seção

Artigos Originais

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