Construcción y Evaluación de un espectrofotómetro Solar Portátil de Bajo Costo usando Rasberry PI

La radiación solar es una fuente natural de energía que impulsa la fotosíntesis en las plantas además de generar energía eléctrica mediante el uso de paneles solares. En los últimos años en el Perú se han iniciado proyectos para el aprovechamiento de las energías renovables entre ellas la energía solar, el Organismo Supervisor de la Inversión de Energía y Minería (Osinergmin) en 2017 presento su publicación “La Industria de la Energía Renovable en el Perú” donde indico la viabilidad del uso de la energía solar como fuente de energía renovable en nuestro país. En su publicación la Osinergmin indica, “ El atlas de energía solar del Perú muestra que la región con los mayores recursos se sitúa a lo largo de la costa meridional de Arequipa, Moquegua y Tacna. En estas zonas la radiación media diaria anual es de alrededor de 250 vatios por metro cuadrado (W/m2)”. Además, en su publicación la Osinergmin indico que cuatro de las cinco centrales solares construidas en Perú se encuentra en Arequipa, las cuales aproximadamente producen 169 GWh anualmente. Durante los últimos años se han realizado estudios del impacto del espectro solar en la eficiencia de los paneles y celdas solares, estos estudios indicaron que las celdas solares multiunión son dependientes del espectro solar incidente debido a conexiones internas de las celdas (Eduardo F. Fernández, 2014), también se observó durante la evaluación de 9 tipos de celdas solares que la eficiencia de estas celdas cambiaba debido a la sensibilidad de estas a los cambios en el espectro solar (Kinsey, 2021) y en el año 2022 se realizó una evaluación del impacto de la variación del espectro solar alrededor del mundo en la eficiencia de las celdas solares donde se verifico que el espectro solar influye en la eficiencia de las celdas solares (Geoffrey S. Kinsey et al, 2022). En estos tres trabajos se recalca que en la evaluación de la eficiencia de las celdas y paneles solares se toma como referencia un unico estandar de espectro solar, el cual es dado por la American Society for Testing and Materials (ASTM) y es denominado como el estandar AM1.5. Los tres trabajos concluyen que el uso de un estandar de referencia del espectro solar no es representativo para determinar la eficiencia de los paneles solares instalados en diferentes ubicaciones alrededor del mundo donde el espectro solar varia según las condiciones climaticas propias de cada región. Por otro lado, con respecto a la influencia del espectro solar en la fotosíntesis, desde el año 1990 se estudia la Radiación Fotosintéticamente Activa (Radiación PAR) y su efecto en la fisiología de las plantas, la producción de biomasa y la iluminación natural en los invernaderos (I. Alados, 1996). En 1972 la radiación PAR fue definida por McCree en el rango de 350 a 750 nm (McCREE, 1972) y actualmente como aproximación practica la radiación PAR es medida entre 400 – 700 nm (Leon-Salas et al, 2021). En el año 2020, debido a la importancia de la radiación PAR en la agricultura, en una colaboración entre la Universidad Purdue (Purdue University) y la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa se construyó un sensor PAR de bajo costo y diseño sencillo el cual mide la densidad de flujo de fotones fotosintéticos (PPFD PAR), el sensor construido presento errores desde -0.7 % hasta 80% con respecto al valor nominal de un sensor comercial de LI-190R, se evidencio que el error era dependiente del intensidad luminosa de la fuente (Rajendram et al, 2020).