* ENERGIA SOLAR

   ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA

 

DEFINICIÓN

la energía solar fotovoltaica se basa en la captación de energía solar y su transformación eléctrica por medio de células fotovoltaicas.

QUE SON LAS CÉLULAS FOTOVOLTAICAS

Son dispositivos formados por metales sensibles a la luz que desprenden electrones cuando los fotones inciden sobre ellos
 convierten energía luminosa en energía eléctrica, están formados por células elaboradas a base de silicio puro con adicción de impurezas de ciertos elementos químicos, siendo capaces de generar cada una de 2 a 4 Amperios y de 0,46 a 0,48 V, utlizando como materia prima la radiación solar

QUE SON LOS PANELES SOLARES

Las células se montan en serie sobre paneles o módulos solares para conseguir un voltaje adecuado a las aplicaciones eléctricas, los paneles captan la energia solar transformándola directamente en electrica en forma de corriente continua que se almacena en acumuladores o baterías, para que se pueda utilizar fuera de las horas de luz solar.
los módulos fotovoltaicos admiten tanto radiación como difusa, pudiendo generar energía eléctrica incluso en días nublados.

ELEMENTOS PARA SU INSTALACIÓN 

GENERADOR SOLAR: Conjunto de paneles o módulos que captan la energía luminosa y la transforman en corriente continua a baja tensión, generalmente vienen de 12 a 24  C.C , que es lo mas optimo para hogares, pero, para usos mas fuertes existen de mayor voltaje.


ACUMULADOR O BATERIAS:  Almacena la energía producida por el generador y una vez almacenada existen dos tipos de opciones:
sacar una linea directa junto al acumulador para la instalación en el hogar
( utilizar lamparas y elementos de consumo bajo eléctrico CON CORRIENTE CONTINUA DIRECTO DEL PANEL O DEL REGULADOR) o
transformar la energía acumulada a través de un inversor a corriente alterna.



 
REGULADOR DE CARGA: Su función es evitar sobrecargas o descargas excesivas a la batería, puesto que los daños podrían ser irreversibles, debe asegurar que el sistema trabaje siempre en el punto de máxima eficacia, de este sistema podemos desviar una linea para las luces en el hogar a Corriente Continua.

 
INVERSOR (Opcional en algunos casos):  Se encarga de transformar la corriente continua producida en corriente alterna, la cual alimenta a sistemas con este tipo de corriente.
Un sistema fotovoltaico no tiene porque contar siempre de estos elementos, pudiendo prescindir de uno o mas elementos, teniendo en cuenta el tipo y el tamaño de cargas  ha  alimentar, además de la naturaleza de los recursos energéticos disponibles en el lugar de la instalación.
pero, para aparataos de arranque fuerte como por ejemplo una licuadora, siempre es necesario contar con un inversor y por regla general debe tener mayor capacidad en wats de potencia que el aparato o los aparatos, ejemplo: LICUADORA (arranque 400 wats, por lo tanto el INVERSOR debe ser mínimo de 500 wats a 110 0 220 v C.A, según la corriente que se trabaje en cada país)

 APLICACIONES

tradicionalmente este tipo de energía se utilizaba para el suministro de energía eléctrica en lugares donde no era rentable la instalación de lineas eléctricas.
Con el tiempo su uso se ha ido diversificando hasta el punto de actualmente resultan de gran interés las instalaciones solares en conexión con la red eléctrica.
La energía fotovoltaica tiene muchísimas aplicaciones en sectores como las telecomunicaciones, náuticos, parquímetros, autolocomocion, entre otros;     también podemos encontrar instalaciones en lugares como carreteras, ferrocarriles, plataformas petrolíferas,puentes, acueductos, oleoductos e incluso en la estación espacial internacional.

Como vemos sus aplicaciones son diversas, la única limitación existente es el coste del equipo o el tamaño de energía que queremos al igual que el terreno para instalarlas  a gran escala.

ALGUNOS USOS 
 

1. Electrificación en viviendas rurales
   
2. Suministro de agua a poblaciones
3. Bombeo de agua para riegos,para el hogar o comunidad
4. Para centros ganaderos
5. Telecomunicaciones, repetidores de señal, telefonía móvil y rural.
6. Tratamiento de aguas residuales, desalinización, cloración
7. Señalizaciones (marítima, ferroviaria, terrestre, aéreas y alumbrado publico)
8. Conexiones a la red eléctrica y a la señal de internet
9. Protección catodica
10. Sistemas de telecontrol vía satélite, al igual que la aplicación para sensores que detecten incendios , sismos, etc.

PRODUCTORES MUNDIALES DE ENERGIA SOLAR

Los países mas destacados son:

JAPÓN: Actualmente es el principal productor en energia fotovoltaica.

ALEMANIA y ESPAÑA: Que se destacan por la implementación de energía solar en centro comerciales, espacios culturales y en tecnologías modernas (aunque en España actualmente esta el impuesto al sol que hace mas difícil para lagunas personas el usos de este sistema energético)

EN AMERICA LATINA: los principales países en usar estos sistemas son MEXICO, que principalmente lo esta cumplimentando en el alumbrado publico y de carreteras estatales, BOLIVIA, con la creación de una planta de alta potencia para dar energia a lugares alejados en zonas selváticas y COLOMBIA con la fabricación de equipos para instalaciones solares de bajo costo.

VENTAJAS 
 

MEDIO AMBIENTALES:

• No contamina
• no produce emisiones de CO2 ni de otros gases contaminantes a la atmósfera
• no consume combustibles fósiles
• no genera residuos, no produce ruidos
• es inagotable ,aunque sus equipos si tiene una fecha de caducidad.

SOCIO-ECONÓMICAS

• Su instalación es simple y requiere poco mantenimiento
• Tiene una vida larga (los paneles solares duran aproximadamente 30 años)
• resiste condiciones climáticas extremas: granizo, viento, temperatura, humedad.
• no existe una dependencia de los países productores de combustibles
• instalación en zonas rurales de difícil acceso a la red eléctrica del estado
• se puede vender el excedente de electricidad a una compañía eléctrica
• tolera aumentar la potencia, instalando mas paneles y nuevos sistemas de almacenamiento.
• el uso en zonas rurales donde no hay electricidad es una grana alternativa y puede ser muy económica si el consumo electrico no es alto y podemos trabajar el sistema a corriente continua para que el consumo sea menor.

DESVENTAJAS O INCONVENIENTES 

• Su elevado costo en algunos países de los equipos y sistemas que trabajan con energía solar fotovoltaica y termo voltaica solar.

• Una instalación que cubra las necesidades de una familia podría costar mas de 30.000 dolares, si se maneja el consumo igual al que se tiene con la energía eléctrica del estado o del lugar (kw) la hace aun mas cara para su uso domestico, por ello es importante tener una conciencia del consumo Energético.

• En horas de la noche o en días nublados tenemos un 50 a 60% menos capacidad, asi que algunas veces tenemos que adquirir mas acumuladores y lógicamente se incrementa mas su valor monetario.

OTROS SISTEMAS QUE APROVECHAN LA ENERGÍA SOLAR 

SISTEMA DE BOMBEO SOLAR

Los sistemas de  bombeo alimentados por energía fotovoltaica pueden proporcionar agua mediante su conexión a las bombas, tanto en corriente continua como alterna.
Ofrecen importantes ventajas, incluso podemos crear un sistema con un funcionamiento plenamente automatizado y además podemos prescindir de la batería en algunos sistemas de bombeo.

 

Con el incremento de las necesidades hídricas con las épocas de mayor radiación solar, suelen ser especialmente útiles en las demandas de cantidades  pequeñas y medianas de agua.

ENERGÍA SOLAR TÉRMICA

ESTA ENERGÍA APROVECHA DIRECTAMENTE LA ENERGÍA DEL SOL SIN CÉLULAS FOTOVOLTAICAS Y EXISTEN TRES CLASIFICACIONES DE ESTA:


Baja temperatura: (hasta 150°C) un fluido pasa por un elemento activo (panel) y este alcanza la temperatura deseada, los colectores de componen de una serie de tubos a los que se conoce como parrilla, con unas aletas para transmitir mayor calor a los tubos, van integrados dentro de un cofre, caja o cámara receptora y en este ultimo se aplica una capa captadora de color negro y un aislante para evitar fugas de calor.
También van provistos de un cristal para conseguir el efecto invernadero y principalmente estos sistemas suelen emplearse para la ducha o para calderas.
hay dos tipos con dos características: 

• los de placa plana que se dividen en selectivos y no selectivos o de baja temperatura (max 80 °C)
• los de tubos al vacio que los hay de flujo directo con una temperatura máxima de 120 a 130°C y los de head pipe o de baja temperatura y estos últimos se fabrican de polipropileno pero se usan principalmente en piscinas pequeñas por su bajo rendimiento. 

Media temperatura: (desde 150 a 600°C) se consiguen con los cilindros
parabólicos de concentración, son una especie de media luna con unos espejos.
En el medio llevan un tubito, la radiación la refleja en los espejos e incide a ese tubo y van girando según la posición del sol.  Se pueden utilizar para calefacción en zonas de mucho frío pero el inconveniente es que aun los del mercado son experimentales.




Alta temperatura:(desde 600 a 1200°C) son también experimentales y son de campos helióstatos que consiste en miles de espejos orientados al sol y reflejan hacia un punto determinado donde se encuentra un deposito de agua y algunos experimentos sal, este alcanza una temperatura muy elevada al ebullir el agua o al calentarse la sal y crear vapor con el cual se puede conseguir electricidad.



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