DISEÑO DE UN PUNTERO LÁSER CON CELDAS FOTOVOLTAICAS Y ALMACENAMIENTO EN SUPERCAPACITORES

La energía solar fotovoltaica ha tenido un crecimiento exponencial a nivel mundialdurante la última década, haciendo de Chile un país muy atractivo para las inversionesen este tipo de materia debido a la gran radiación que posee el Desierto de Atacama.Este escenario motiva el diseño de un puntero láser con celdas fotovoltaicas, alcual se le reemplazan las baterías que utilizan los punteros comunes del mercado porsupercapacitores, proporcionando una alternativa libre de tóxicos y de larga vida útil.Para lograr este propósito, primero se modelan los componentes trascendentales delcircuito eléctrico como el diodo láser, el panel fotovoltaico y el supercapacitor, luego sonvalidados al comparar sus comportamientos con pruebas experimentales. Para el panelse utiliza un modelo matemático basado en un circuito de un diodo y dos resistencias,mientras que para el supercapacitor se utiliza un modelo circuital avanzado propuestoen el 2001, por último, el diodo láser se modela basado en su respuesta eléctrica. Engeneral los tres modelos tienen respuestas relativamente buenas, con imprecisiones quevan desde 0;1 a 13%.Finalmente, en la última fase de integración de los elementos, se analiza separadamenteel módulo que tiene por función la carga del dispositivo y otro el de descarga,observando sus comportamientos simulados a través del programa Plecs® y posteriormenteson contrastados con resultados de pruebas experimentales. Se obtienen respuestassimilares y aceptables para los niveles de potencia utilizados, los cuales permiten calcularlos tiempos de carga y descarga del puntero aproximadamente, por ejemplo, para unaradiación de 500[W=m2] el tiempo de carga estimado es de 25[min], mientras que el dedescarga, con el supercapacitor totalmente cargado es de 20[min] app.
 Photovoltaic solar energy has had an exponential growth in the world during thelast decade, making of Chile a very attractive country for the investments in this typeof matter due to the great radiation that owns the Desert of Atacama. This scenariomotivates the design of a laser pointer with photovoltaic cells, which is replaced bybatteries that use common market pointers by supercapacitors, providing a toxic-freeand long-life alternative.To achieve this purpose, the transcendental components of the electrical circuit, suchas the laser diode, the photovoltaic panel and the supercapacitor, are first modeled, andthen validated by comparing their behavior with experimental tests. For the panel, amathematical model based on a circuit of a diode and two resistors is used, while thesupercapacitor uses an advanced circuit model proposed in 2001, finally, the laser diodeis modeled based on its electrical response. In general the three models have relativelygood responses, with inaccuracies ranging from 0;1 to 13%.Finally, in the last phase of integration of the elements, the module that has asfunction the load of the device and another one of discharge is analyzed separately,observing its behaviors simulated through the program Plecs® and later they are contrastedwith results of Experimental tests. Similar and acceptable responses are obtainedfor the power levels used, which allow to calculate the charging and discharging timesof the pointer approximately, for example, for a radiation of 500[W=m2] the estimatedcharging time is 25[min], while the discharge, with the fully loaded supercapacitor is20[min] aprox.