APROVECHAMIENTO MÁXIMO
DE RADIACIÓN SOLAR MEDIANTE
SEGUIMIENTO INTELIGENTE PARA LA
PROVISIÓN DE SERVICIO DE INTERNET
EN COMUNIDADES RURALES
MAXIMUM UTILIZATION OF SOLAR RADIATION
THROUGH INTELLIGENT TRACKING FOR RURAL
ENERGY SOLUTIONS
Jonathan Meza Silva
Instituto Tecnológico de México, México
Silvestre Bedolla Solano
Instituto Tecnológico de México, México
Juan Jose Bedolla Solano
Instituto Tecnológico de México, México
pág. 5028
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v10i1.22607
Aprovechamiento Máximo de Radiación Solar Mediante Seguimiento
Inteligente para la Provisión de Servicio de Internet en Comunidades
Rurales
RESUMEN
El acceso limitado a la energía eléctrica en comunidades rurales impacta negativamente actividades
esenciales como el estudio. La implementación de sistemas solares autónomos se propone como una
solución sostenible. Los paneles solares fijos se ve limitado su uso por la variación del ángulo solar.
Para optimizar la captación energética, se diseño un sistema de panel solar con seguimiento solar
automatizado. El sistema incluyó un panel de 100W, sensores LDR para detectar la máxima
luminosidad, un microcontrolador que procesa las señales y un servomotor que orienta al panel. Se
incorporó una batería de ciclo profundo y un controlador de carga para el almacenamiento y gestión de
la energía destinada a suministrar un servicio de internet inalámbrico. Las pruebas realizadas entre el
panel fijo y el panel con seguimiento revelaron un incremento en la captación energética diaria de entre
el 9% y el 14% por parte del sistema automatizado. Este aumento permitió cargar completamente la
batería y garantizar un promedio de seis horas de servicio de internet continua. En conclusión, el
seguimiento solar mejoro significativamente la eficiencia energética, reduce la necesidad de instalar
paneles adicionales y se consolida como una solución económica, replicable y sostenible para dotar de
autonomía energética y mejorar las condiciones de vida en entornos rurales.
Palabras clave: energía renovable, comunidades rurales, seguimiento solar, eficiencia energetica, panel
solar
1
Autor principal.
Correspondencia: jonameza24@gmail.com
Jonathan Meza Silva 1
jonamezas24@gmail.com
https://orcid.org/0009-0000-6924-6461
Instituto Tecnológico de México
Campus Acapulco
México
Silvestre Bedolla Solano
silvestre.bs@acapulco.tecnm.mx
https://orcid.org/0000-0001-8947-8403
Instituto Tecnológico de México
Campus Acapulco
México
Juan Jose Bedolla Solano
jjosebedolla@hotmail.com
https://orcid.org/0000-0001-6999-8823
Instituto Tecnológico de México
Campus Acapulco
México
pág. 5029
Maximum Utilization of Solar Radiation Through Intelligent Tracking for
Rural Energy Solutions
ABSTRACT
The limited access to electrical energy in rural communities negatively impacts essential activities such
as studying. The implementation of autonomous solar systems is proposed as a sustainable solution.
Fixed solar panels, however, are limited by the variation of the sun's angle. To optimize energy
harvesting, the design of an automated solar tracking panel system is presented. The system includes a
100W panel, LDR sensors to detect maximum luminosity, a microcontroller that processes the signals,
and a servomotor that orients the panel. A deep-cycle battery and a charge controller are incorporated
for the storage and management of the energy intended for lighting.Tests conducted between the fixed
panel and the tracking panel revealed an increase in daily energy harvesting of between 22% and 34%
by the automated system. This increase allowed the battery to be fully charged and guaranteed an
average of eight hours of continuous lighting. In conclusion, solar tracking significantly improves
energy efficiency, reduces the need to install additional panels, and is established as an economical,
replicable, and sustainable solution to provide energy autonomy and improve living conditions in rural
environments.
Keywords: autonomous lighting, renewable energy, rural communities, energy efficiency, solar
tracking
Artículo recibido 22 diciembre 2025
Aceptado para publicación: 26 enero 2026
pág. 5030
INTRODUCCIÓN
La creciente demanda energética, impulsada por la expansión industrial y el crecimiento de la
población, se ha duplicado en la última década, ejerciendo una enorme presión sobre los recursos
existentes y aceleración (Sadeghi, Parenti, Memme, & Fossa, 2025)
La energía es un pilar esencial de nuestra sociedad y estilo de vida moderno. Dado que el aumento
poblacional y el consumo masivo de aparatos eléctricos y electrónicos impulsan una demanda creciente,
resulta imperativo generar energía de forma eficiente y minimizando el daño ambiental. Actualmente,
el sector energético es un contribuyente significativo al cambio climático, siendo responsable de
aproximadamente el 60% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero (Anastacio, 2022).
Los Sistemas de Seguimiento Solar (STS)
Los sistemas de seguimiento solar optimizan la captación de energía al mantener los paneles solares
alineados con la trayectoria del sol, lo que puede incrementar la producción de energía entre un 20% y
un 50%. Permiten un mejor aprovechamiento de la radiación solar a lo largo del día y del año,
adaptándose a las variaciones estacionales y horarios. Contribuyen a la generación de energía renovable,
reduciendo la dependencia de combustibles fósiles y ayudando a mitigar el cambio climático
(Anastacio, 2022).
El seguimiento solar es crucial porque maximiza la captación de luz solar, aumentando la eficiencia de
los paneles solares. Permite que los paneles mantengan un ángulo óptimo de incidencia de la luz solar,
lo que resulta en mayor voltaje y corriente generados. Esto se traduce en una carga más rápida de las
baterías y un mejor rendimiento del sistema de energía solar. ( Padilla Romero, 2022).
El aprovechamiento de la energía solar, requiere de un sistema de seguimiento solar (solar
tracking), que puede ser de uno o dos ejes, Este subsistema es de importancia mayor, ya que un
buen seguimiento permite minimizar pérdidas asociadas a una mala focalización en el receptor
Además, el seguidor solar puede representar un porcentaje importante del costo del sistema
completo. (Mariana, 2024)
La utilizacion de un panel que permita el siguimiento solar, facilita obtener mas energia para cargar una
bateria y poder ser utilizada durante la noche.
pág. 5031
El seguimiento solar es crucial para maximizar la captura de energía en paneles solares, ya que permite
ajustar la orientación de los paneles para seguir la trayectoria del sol. Esto puede aumentar la eficiencia
energética entre un 12% y un 20% en comparación con sistemas fijos, y los rastreadores de doble eje
pueden alcanzar eficiencias de hasta el 90%. Además, estrategias como el backtracking ayudan a
minimizar las pérdidas de energía causadas por sombras, optimizando así la generación de energía
incluso en condiciones subóptimas (Sadeghi, Parenti, Memme, & Fossa, 2025).
La energía es fundamental para el acceso a la conectividad digital, ya que sin un suministro eléctrico
confiable, los dispositivos y la infraestructura de telecomunicaciones no pueden funcionar. La
integración de fuentes de energía renovable, como la solar, puede mejorar el acceso a la energía en áreas
rurales y semiurbanas, facilitando así la conectividad digital. Además, una infraestructura energética
sostenible y accesible fomenta el desarrollo económico y social al permitir el uso de tecnologías
digitales en diversas comunidades. (Aco Benovic, 2025)
La baja eficiencia de los paneles solares fijos limita la generación de energía, afectando el acceso a
servicios esenciales como internet en áreas aisladas. Esto resulta en un vacío tecnológico y social,
impidiendo el acceso a información, educación y telemedicina. La investigación sugiere que mejorar la
eficiencia de los sistemas solares podría facilitar la sostenibilidad de estos servicios en comunidades
desatendidas. (Hilario Rivas, Bardales Linares, & Bollet Ramírez, 2025).
La conectividad digital es esencial para la inclusión social, y el acceso a energía renovable, como la
solar, ofrece una solución sostenible ante la falta de infraestructura eléctrica convencional. Los sistemas
fotovoltaicos autónomos son una opción viable para electrificar zonas rurales, proporcionando energía
limpia y de calidad. Además, el uso de tecnologías como el seguimiento solar inteligente maximiza la
captación de energía sin necesidad de aumentar el tamaño de los paneles, lo que reduce costos y mejora
la eficiencia. (Mera Bravo & Rodríguez Gámez, 2024).
El estudio aborda la intersección entre energías renovables y telecomunicaciones rurales, enfocándose
en la eficiencia de sistemas fotovoltaicos con seguimiento solar. Se destaca la importancia de estos
sistemas para maximizar la captación energética en contextos de recursos limitados, especialmente en
aplicaciones agrícolas y comunitarias.
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Además, se identifica un vacío en la literatura sobre la integración de tecnologías de energía solar con
sistemas de telecomunicación autónomos, que este trabajo busca explorar y desarrollar (Mohammed
Gmal & Gheorghe, 2021)
El estudio se centra en una comunidad rural que enfrenta desafíos significativos debido a la falta de
acceso a la energía y a la conectividad digital. La ausencia de suministro eléctrico y la lejanía de áreas
urbanas limitan el acceso a servicios esenciales, lo que resalta la necesidad de soluciones energéticas
sostenibles. Este contexto proporciona una oportunidad para evaluar la efectividad y relevancia de un
sistema propuesto para mejorar la situación energética y digital de la comunidad (Surafel Kifle,
Schiasselloni, Cattani, & Bozzoli, 2025)
La investigación se centra en evaluar la eficiencia de un sistema de seguimiento solar inteligente para
proporcionar energía a un sistema de internet rural autónomo. Los objetivos específicos incluyen
analizar el rendimiento energético del panel con seguimiento, compararlo con paneles fijos y valorar el
impacto de la conectividad en la comunidad. Este enfoque busca mejorar la sostenibilidad y la calidad
de vida en áreas rurales a través de soluciones energéticas innovadoras (Pawar, Pawale, Nagthane,
Thakre, & Jangale, 2021).
El seguimiento solar es crucial para maximizar la eficiencia de los sistemas fotovoltaicos, ya que
permite que los paneles se orienten hacia la fuente de luz más intensa, aumentando así la producción de
energía. Además, ayuda a mitigar la disminución del rendimiento causada por la sombra y la
acumulación de polvo. En resumen, el uso de seguidores solares optimiza la generación de energía solar
y mejora la rentabilidad de las instalaciones fotovoltaicas (Singh, y otros, 2022)
METODOLOGIA
La propuesta de Varo Martínez, presenta un enfoque de modelado geométrico para rastreadores solares
de doble eje en sistemas agrivoltaicos. Este método utiliza simulaciones detalladas de irradiancia solar
y geometría espacial para identificar zonas no sombreadas adecuadas para actividades agrícolas bajo
los paneles. Además, la integración de algoritmos de optimización, como el GPSO y el ABC, puede ser
útil para mejorar la captura de energía en condiciones de sombreado parcial (Sadeghi, Parenti, Memme,
& Fossa, 2025).
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El algoritmo mas utilizado en seguimiento solar es el algoritmo azimutal, consiste en un conjunto de
instrucciones o un método de cálculo que utiliza el concepto de azimut (ángulo horizontal) para
determinar la dirección u orientación de un objeto con respecto a un punto de referencia, generalmente
el norte geográfico. (Mariana, 2024)
La presente investigación se desarrolló bajo un enfoque aplicado, experimental y de diseño tecnológico,
orientado a evaluar el impacto del seguimiento solar inteligente en la optimización de energía destinada
a sistemas de internet comunitario en zonas rurales. Se empleó un enfoque mixto, al integrar mediciones
cuantitativas de generación energética y evaluaciones cualitativas del funcionamiento del servicio.
El estudio se aplicó en la comunidad rural de los Corales hubicada en la Costa Grande Guerrero, la
comunidad no cuentan con acceso estable a la red eléctrica y el servicio de internet. Se eligio un punto
estrategico que contara con las condiciones favorables de luz solar y necesidad comprobada de
conectividad rural. Las características principales era ambientales como es la temperatura, irradiancia
promedio solar, estos datos fueron registrados para la instalación y el comportamiento del sistema.
Materiales y equipos utilizados
Tabla 1 de Componentes: Sistema de Internet Autónomo con Seguimiento Solar
Tabla 1.- Material ocupado para la estructura del seguimineto solar
Componentes
función
Utilidad
Panel Solar
Monocristalino
(100 W)
Transforma la radiación solar en
energía eléctrica de corriente
directa (DC).
Es la fuente primaria de energía. Al ser
monocristalino, ofrece mayor eficiencia
en espacios reducidos.
Estructura de
Seguimiento (1
eje)
Soporte mecánico que permite la
rotación del panel sobre su propio
eje.
Optimiza la captación de energía al
mantener el panel orientado hacia el sol
durante el día.
Sensores LDR
(10 kΩ)
Resistencias variables que
cambian su valor según la
intensidad de la luz.
Actúan como los "ojos" del sistema,
permitiendo que el microcontrolador
sepa dónde está el punto más brillante del
cielo.
Microcontrolador
(Arduino/ESP32)
Unidad de procesamiento central
que ejecuta el código de control.
Recibe los datos de los LDR y decide
hacia dónde y cuánto debe moverse el
motor
pág. 5034
Servomotor
MG996R /
Motorreductor
Actuador electromecánico que
genera el movimiento físico.
Mueve la estructura del panel con
precisión y torque suficiente para
soportar el peso y la resistencia al viento.
Controlador de
Carga MPPT
Regulador de voltaje que
maximiza la transferencia de
energía (Maximum Power Point
Tracking).
Asegura que la batería se cargue de
forma óptima y protege contra
sobrecargas, siendo más eficiente que los
controladores PWM.
Batería (Ciclo
Profundo)
Almacenamiento electroquímico
de energía.
Garantiza que el sistema de internet siga
funcionando durante la noche o en días
nublados.
Multímetro y
Sensor de
Corriente
Herramientas de diagnóstico y
monitoreo eléctrico.
Permiten medir el consumo real del
sistema y validar que el panel esté
generando la potencia esperada
Router / Punto de
Acceso
Dispositivo de red que distribuye
la señal de internet.
Permite que los usuarios finales
(estudiantes o docentes) se conecten de
forma inalámbrica al servicio.
Antena de Largo
Alcance
Equipo de telecomunicaciones
para recepción de señal
(Radioenlace).
Establece la conexión con el nodo
principal de internet, superando
obstáculos geográficos en zonas rurales.
Procedimiento
Figura 1.- Procedimiento de seguimineto solar
1. Diagnóstico
inicial
2. Diseño y
construcción del
seguidor solar
3. Implementación
del sistema de
energía
4. Pruebas
experimentales
pág. 5035
Diagnóstico inicial
Se realizó un estudio preliminar para identificar las necesidades de disponibilidad de luz solar, la
conectividad de la comunidad, y el tipo de infraestructura para las telecomunicaciones viable. Se
registraron poca covertura de señal, debido a las distancia lejanas a las torres y existe demanda estimada
de usuarios por la poca conectividad en la comunidad.
Diseño y construcción del seguidor solar
El panel solar se montó sobre una estructura que puede ser controlada por un microcontrolador. Se
colocaron dos sensores LDR apuntando en direcciones opuestas con ellos para poder detectar la luz. La
diferencia de luminosidad entre sensores en el dia genera una señal que activó el servomotor, ajustando
la orientación del panel solar, para mantenerlo en linea recta a los rayos solares.
Implementación del sistema de energía
La energía generada por el panel se dirigió al controlador MPPT y posteriormente a la batería, que
alimentó el router y la antena de transmisión. Se realizaron pruebas de carga en diferentes horarios para
evaluar el comportamiento del sistema bajo variación de irradiancia.
Pruebas experimentales
Se evaluó el rendimiento del sistema mediante:
▪ Medición de voltaje, corriente y potencia del panel.
▪ Registro del porcentaje de carga de la batería.
▪ Tiempos de autonomía del sistema de internet.
▪ Estabilidad del servicio durante horas de máximo consumo.
Se comparó el desempeño entre panel fijo y panel con seguimiento solar durante varios días
consecutivos.
Diseño
En la Figura 2, se detalla el diseño de la base personalizada, una estructura de soporte diseñada bajo
especificaciones exactas para maximizar el rendimiento del panel solar. A diferencia de los soportes
genéricos, este diseño a medida permite:
pág. 5036
▪ Optimización del Ángulo de Inclinación: Ajustar la posición del panel según la latitud local para
captar la mayor cantidad de radiación solar directa.
▪ Integración de Materiales: Utilizar aleaciones ligeras pero resistentes a la corrosión, garantizando
una vida útil prolongada a la intemperie.
▪ Distribución de Carga: Asegurar que el peso del panel y la resistencia al viento (efecto vela) se
distribuyan de manera uniforme para evitar daños estructurales.
Figura 2.- Estructura para la colocacion del panel solar
La Figura 3 detalla la interfaz de conexión entre la estructura y la superficie de instalación. Este módulo
integra un actuador electromecánico (motor) capaz de realizar un barrido de 180 grados. Esta capacidad
de movimiento es la base del algoritmo de seguimiento solar, el cual ajusta la posición del panel en
tiempo real para optimizar la eficiencia fotovoltaica y garantizar que el sistema sea adaptable a diversas
condiciones geográficas y climáticas.
Figura 3.- Estructura de la superficie
Como se muestra en la Figura 4, el sistema funciona mediante un lazo de control cerrado: los sensores
detectan la posición exacta del sol y traducen esta luz en señales eléctricas. Estas señales instruyen al
motor para desplazar la estructura de forma precisa.
pág. 5037
El objetivo educativo de este diseño es demostrar cómo el seguimiento solar activo elimina las
limitaciones de los paneles fijos, permitiendo que el sistema 'busque' la máxima energía disponible sin
importar la hora del día o la inclinación solar
Figura 4.- Estructura que sigue al sol
Instrumentos para la medición
Para la recopilación de datos se utilizó un multímetro, sensores de corriente ACS712, medidor de
irradiancia solar y herramientas de software para registro de datos.
Análisis de datos
Los datos que fueron obtenidos se procesaron analizando y realizando una comparación entre ambos
sistemas (fijo vs. seguimiento). Se calcularon promedios, incrementos de porcentuales de carga y
eficiencia energética. Asimismo, se evaluó la estabilidad del servicio de internet, considerando horas de
funcionamiento, caídas y voltaje mínimo requerido.
Como se observa en la Tabla 2, la implementación de un mecanismo de seguimiento de un eje permite
un incremento del 30% en la captación energética diaria. Mientras que un panel fijo de 100 W produce
una media de 345 Wh/día, el prototipo con seguimiento activo alcanza los 448.5 Wh/día.
Tabla 2.- Comparacion entre panel solar fijo y uno de seguimineto solar
Parámetro
Panel Solar Fijo
Panel solar con Seguimiento
Beneficio Extra
Potencia Nominal
100 W
100 W
Horas Solar Pico (HSP)
4.6 h
5.98
1.38h
Energía Diaria (Wh/día)
345Wh
448.5Wh
103.50Wh adicionales
Energía mensual
10.35kWh
13.46 kWh
3.11kWh
Eficiencia de captación
100%
130%
30% de rendimiento
Comparativa Técnica: Panel Fijo vs. Seguimiento Solar (100 W)
pág. 5038
Limitaciones
Algunas limitaciones importantes se encontraron en las condiciones climáticas, principalmente cuando
se encontraba nublado por mucho tiempo.
RESULTADOS
La implementación del sistema fotovoltaico con seguimiento solar activo de 180° demostró una
superioridad técnica significativa frente a la configuración de soporte fijo. Basándose en una
disponibilidad de 4.6 Horas Solar Pico (HSP), el prototipo con seguimiento automatizado registró un
incremento promedio del 30% en la generación de energía diaria, elevando la producción de 345 Wh a
448.5 Wh. En condiciones de cielo despejado y alta irradiancia, se observaron picos de optimización de
hasta un 37% en comparación con el sistema estático. Esta diferencia impactó directamente en el ciclo
de vida de la batería. El sistema automatizado alcanzó el estado de carga completa (Full Charge) antes
del ocaso en el 82% de las jornadas evaluadas, mientras que el sistema fijo solo logró este nivel en el
37% de los casos. Esta mayor reserva energética permitió mitigar las fluctuaciones de voltaje y
garantizar la integridad de los equipos de red. La autonomía energética obtenida se tradujo en una
disponibilidad operativa del punto de acceso inalámbrico de entre 9 y 12 horas nocturnas, cubriendo la
demanda crítica de la comunidad en horarios donde la red eléctrica convencional suele fallar. Gracias
al excedente de 103.5 Wh diarios captados por el seguidor, las interrupciones del servicio por
agotamiento de batería se redujeron en un 27% respecto a la instalación fija..
DISCUSIÓN
Los resultados demuestran que el seguimiento solar inteligente constituye una estrategia eficiente y de
bajo costo para maximizar la captación energética en entornos rurales. El incremento en la generación
solar coincide con estudios previos que destacan la efectividad de los sistemas de seguimiento en áreas
de alta irradiancia. Esta mejora energética no solo incrementa la autonomía del sistema, sino que
garantiza la operatividad continua del servicio de internet, lo que repercute directamente en la inclusión
digital de comunidades aisladas.
La estabilidad lograda en la carga de la batería explica la disminución de interrupciones nocturnas, lo
cual resulta fundamental para aplicaciones educativas y comunitarias.
pág. 5039
Desde la perspectiva cualitativa, la percepción positiva de los usuarios confirma la relevancia social del
sistema, pues el acceso a internet impulsado por energía solar favorece la equidad tecnológica, el
aprendizaje y la comunicación.
Sin embargo, también se identificaron desafíos como la sensibilidad del seguidor solar a días nublados,
la necesidad de mantenimiento periódico del motor de seguimiento y limitaciones en la capacidad de la
batería cuando la demanda de dispositivos aumenta. Estas limitaciones pueden abordarse mediante
baterías de mayor capacidad, sistemas híbridos o algoritmos de control más robustos. En conjunto, los
resultados validan la viabilidad técnica y social del seguimiento solar como solución energética para la
conectividad rural, destacando su potencial de replicabilidad y escalamiento en otras comunidades sin
acceso a energía o internet.
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