Sistema inalámbrico de energía por fotosíntesis con tecnología IoT, para el monitoreo de invernaderos
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Date
2025-02
Authors
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial. Carrera de Telecomunicaciones
Abstract
The present project proposes to implement a wireless photosynthesis energy system with IoT technology, focused on the efficient monitoring of greenhouses. The system integrates renewable energy and wireless transmission through a rectenna, eliminating dependence on non-renewable sources.
The biophotovoltaic system uses plants such as the Nephrolepis exaltata fern, generating energy from photosynthesis. With an effective leaf area of 0.5 m², the plants produce approximately 1,161 W per day, enough to power IoT sensors. The generated energy is transferred wirelessly with an efficiency of 85%, reaching a voltage of 7.99 V at the receiver.
The IoT system includes temperature and humidity sensors, strategically distributed to collect real-time data and optimize greenhouse conditions. The data is stored in a cloud database, accessible through an interactive web interface.
With 89% reliability, the system ensures continuous and sustainable monitoring, reducing operating costs and contributing to efficient environmental management. The results demonstrate that the technology is viable for low-energy agricultural applications, offering a scalable and adaptable model for different environments.
Description
El presente proyecto tiene como objetivo implementar un sistema inalámbrico de energía por fotosíntesis con tecnología IoT, enfocado en el monitoreo eficiente de invernaderos. El sistema integra energía renovable y transmisión inalámbrica mediante una rectenna, eliminando la dependencia de fuentes no renovables.
El sistema biofotovoltaico utiliza plantas como el helecho Nephrolepis exaltata, generando energía a partir de la fotosíntesis. Con un área foliar efectiva de 0.5 m², las plantas producen aproximadamente 1.161 W por día, suficiente para alimentar sensores IoT. La energía generada se transfiere de forma inalámbrica con una eficiencia del 85%, alcanzando un voltaje de 7.99 V en el receptor.
El sistema IoT incluye sensores de temperatura y humedad, distribuidos estratégicamente para recopilar datos en tiempo real y optimizar las condiciones del invernadero. Los datos se almacenan en una base de datos en la nube, accesible mediante una interfaz web interactiva.
Con una fiabilidad del 89%, el sistema garantiza un monitoreo continuo y sostenible, reduciendo costos operativos y contribuyendo al manejo ambiental eficiente. Los resultados demuestran que la tecnología es viable para aplicaciones agrícolas de bajo consumo energético, ofreciendo un modelo escalable y adaptable a diferentes entornos.
Keywords
INTERNET DE LAS COSAS, ENERGÍA BIOFOTOVOLTAICA, INVERNADEROS, SENSORES IOT, RECTENNA