Energía solar fotovoltaica

ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA

ARISTIDES SOTILLO MARES

Facultad de Ingeniería Eléctrica

Universidad Tecnológica de Panamá cede Coclé

aristides.sotillo08@gmail.com

ANTONIO MARTINEZ 

Facultad de Ingeniería Eléctrica

Universidad Tecnológica de Panamá cede Coclé

antonio.martinez@utp.ac.pa

RESUMEN: la electricidad es la forma de energía mas versátil que tenemos . el acceso a la electricidad esta directamente relacionado con la calidad de vida,por lo tanto podemos mencionar que existen diferentes formas de producirla como podemos mencionar la energía fotovoltaica es una tecnología que genera corriente continua (potencia medidas en vatio o kilovatios ) por medio de semiconductores cuando estos son iluminados por un haz de fotones. mientras la luz incide sobre una célula solar, que es el nombre dado al elemento foto-voltaico individual. 

PALABRAS CLAVES:  energía fotovoltaico , tecnología , fotones, célula solar.

OBJETIVO: aportar un conocimiento previo sobre una de las diferentes formas de producir energía como lo  es la energia solar fotovoltaica ya  que la calidad de vida en nuestro país requiere de diferentes formas de tener una calidad de consumo efectiva. 

DESARROLLO   

FIGURA 1 - ¿Qué es energía solar fotovoltaica?

ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA 

La energía fotovoltaica es la transformación directa de la radiación solar en electricidad. Esta transformación se produce en unos dispositivos denominados paneles fotovoltaicos. En los paneles fotovoltaicos, la radiación solar excita los electrones de un dispositivo semiconductor generando una pequeña diferencia de potencial. La conexión en serie de estos dispositivos permite obtener diferencias de potencial mayores.
Aunque el efecto fotovoltaico era conocido desde el siglo XIX, fue en la década de los 50, en plena carrera espacial, cuando los paneles fotovoltaicos comenzaron a experimentar un importante desarrollo. Inicialmente utilizados para suministrar electricidad a satélites geoestacionarios de comunicaciones, hoy en día constituyen una tecnología de generación eléctrica renovable.
Una de las principales virtudes de la tecnología fotovoltaica es su aspecto modular, pudiéndose construir desde enormes plantas fotovoltaicas en suelo hasta pequeños paneles para tejados. 

FIGURA 2 - Plantas fotovoltaica en suelo

ESQUEMA FUNCIONAL 

En los sistemas autónomos clásicos, la generación de energía en corriente continua mediante los módulos fotovoltaicos es directamente almacenada en las baterías. La carga de éstas es controlada por el regulador solar. El inversor convierte la energía almacenada de corriente continua (12, 24 o 48V) a corriente alterna 230V, para suministrar electricidad a los elementos de consumo que la demanden.

FIGURA 3 - Esquema funcional pictorico 

COMPONENTES 

*GENERADOR SOLAR : Los generadores fotovoltaicos (conjunto de placas fotovoltaicas) captan la radiación solar y la transforman en energía eléctrica. El conjunto será agrupado en tensiones de corriente continua a 12V, 24V o 48V en función del tamaño de la instalación. Se pueden instalar en cualquier superficie libre de sombra (tejados, terrenos...) y tienen una vida estimada de 40 años 

 

FIGURA 4 - Generador solar 

*INVERSOR:Es el corazón del sistema, donde se gestiona la energía eléctrica en función de la demanda y la producción. Transforma la corriente continua del acumulador en corriente alterna a 230V 50Hz. Entrega la energía necesaria en cada momento. Solicita ayuda a fuentes externas, por demanda excesiva o por protección del acumulador,gestionando la carga de la batería y funcionando en este último caso como cargador. 

 

FIGURA 5 - Inversor 

REGULADOR DE CARGA : En los sistemas convencionales, la energía eléctrica producida por las placas solares / aerogenerador, se almacena directamente en el acumulador. El control de protección del acumulador lo lleva a cabo el regulador de carga, impidiendo sobrecargas o descargas excesivas. 

 

FIGURA 6 - Reguladores de carga 

ACUMULADORES : Almacena la energía eléctrica producida por los paneles fotovoltaicos / aerogenerador permitiendo obtener electricidad en el momento en que se necesita. Su tamaño se calcula normalmente para disponer de una autonomía de 2-5 días.Se compone normalmente de 6 , 12 o 24 unidades, con 2V cada unidad, para conformar sistemas de 12V, 24V o 48V. 

 

FIGURA 7 - Acumuladores 

GRUPO ELECTRÓGENO: Para tener una garantía total de suministro eléctrico se instala un generador (por ejemplo alimentado con gasóleo), que permitirá cargar las baterías en casos de emergencia y ayudar en los picos de demanda eléctrica. Este elemento se puede integrar en el sistema solar para funcionar de manera automatizada. 

FIGURA 8 - electrógeno 

VENTAJAS 

La producción de energía solar fotovoltaica cuenta con innumerables ventajas, medioambientales de imagen y ahorro. 

 

FIGURA 9 - Ventajas medioambientales 

La producción de energía a través de fuentes renovables contribuye a desarrollar un planeta limpio y sostenible. La sociedad cada vez toma más conciencia de los beneficios tanto medioambientales como económicos que supone la generación de energía limpia. 

• Proviene de una fuente inagotable, el sol
• No contamina, no produce emisiones de CO2 u otros gases
• No precisa de un suministro exterior, no consume combustible, ni necesita presencia de otros recursos como el agua o el viento
• No produce ruidos
• Reduce la dependencia energética de los países
• La mayor producción coincide con las horas de mayor consumo
• Los sistemas son sencillos y fáciles de instalar
• Elevada versatilidad, los sistemas pueden instalarse en casi cualquier lugar y las instalaciones pueden ser de cualquier tamaño
• Las instalaciones son fácilmente modulables, con lo que se puede aumentar o reducir la potencia instalada fácilmente según las necesidades
• Las plantas apenas requieren mantenimiento y tienen un riesgo de avería muy bajo
• Los módulos gozan de una larga vida
• Los sistemas resisten condiciones climáticas extremas: granizo, viento, frío…
• Es un sistema de aprovechamiento de energía idóneo para zonas donde el tendido eléctrico no llega o es dificultoso y costoso su traslado
• Fomenta la creación de empleo local
• Atrae inversores
• Mejora su imagen al generar energía no contaminante
• El coste de los componentes disminuye a medida que avanza la tecnología
• Proporciona ahorros económicos

DESVENTAJAS

• El impacto visual de los parques solares, que suelen ocupar grandes superficies de captación.
• Sólo se produce energía mientras hay luz y depende del grado de insolación.
• El coste de las instalaciones es elevado, sobre todo si se compara con otros países europeos.
• El periodo de amortización de la inversión es largo, de unos 10 años.
• El rendimiento es bastante bajo, debido a la baja eficiencia de las células solares, en muchos casos inferior al 20%.
• El tiempo que deben esperar las pequeñas y medianas instalaciones fotovoltaicas para que las compañías eléctricas las homologuen y compren su producción.

• 

FIGURA 10 - Desventajas  

APLICACIONES 

FIGURA 11 - Aplicación de la energía solar fotovoltaica

Hay diversas aplicaciones en las que se puede pensar en utilizar este tipo de instalaciones. Entre ellas, podemos señalar:

• Electrificación rural: En viviendas aisladas de la red, se hace muy interesante la utilización de la energía solar fotovoltaica, pues asegura una distribución eléctrica con autonomía propia, y evita altos costes de construcción de red de suministro eléctrico convencional.
• Electrificación de repetidores, balizas, señalización marítima y vial: En este tipo de instalaciones, es probable, en multitud de ocasiones, que el acceso hasta los mismos de electricidad convencional, ó de otro tipo de energía para el suministro sea de gran dificultad, por lo que se recurre a la utilización de la energía solar fotovoltaica, que crea un sistema autónomo, el cual no es necesario estar constantemente controlado, además de requerir un mantenimiento mínimo, por carecer de componentes móviles.
• Electrificación autónoma de viviendas o industrias: Aún poseyendo otro sistema de producción eléctrica, hay sectores de la población y de la industria que desean crear un sistema autónomo, además de minimizar los costes del mismo, con el correspondiente ahorro económico.
• Electrificación de grupos de bombeo y riego agrícola: Estas instalaciones, mediante un equipo de regulación programable, se ponen en marcha, pues el consumo coincide con la captación, por lo que estas instalaciones se hacen sumamente efectivas por el ahorro económico que supone.
• Desalinización de aguas: Pues en las plantas de desalinización se consume gran cantidad de energía, por lo que resulta excesivamente caro el mantenimiento de estas instalaciones. Con el uso de la energía solar se reducirían enormemente los costes de abastecimiento eléctrico, con lo que se haría viable dicha instalación.
• Iluminación vial en parques y vías públicas retiradas de la red de distribución: Mediante farolas a corriente continua, que iluminarán, y atendiendo a las señales de un programador horario, zonas en las que no existe tendido eléctrico, y sale más rentable el uso de esta tecnología.
• Ventilación: Por medio de ventiladores de corriente continua alimentados por energía solar, es posible la ventilación de viviendas, locales,…
• Usos militares y médicos diversos: Hospitales de campaña, puestos provisionales y de emergencia.

FIGURA 12 - Electrificación rural

Otras aplicaciones: Pequeños electrodomésticos y máquinas alimentadas por energía solar (calculadoras, linternas,…), cargadores de batería solares, pequeños paneles para usos múltiples, como por ejemplo, para alimentación secundaria en auto caravanas, camping, paneles portátiles para usos de investigación de campo, entretenimiento,…

Aquí es donde se distingue más claramente la diferencia entre un sistema centralizado y otro descentralizado, pues además de tener la posibilidad real de instalación de otro tipo de energía eléctrica adicional, las compañías suministradoras nos dan la posibilidad de conectar la línea de producción fotovoltaica a la red, de tal forma que cuando la energía producida por la instalación solar no es suficiente para las necesidades energéticas, se conecta (manual o de forma automática por medio de una conmutación) la energía auxiliar, midiéndose mediante un contador (como en una instalación convencional) la energía tomada de la red, y cuando por el contrario, la energía aportada por el sistema solar es superior a la demandada, la energía excedente se vierte a la red, midiéndose la salida por medio de un segundo contador.

Las políticas energéticas dictan las normas para el abono de la diferencia entre la energía tomada y la cedida a la red, por lo que cada país (y cada compañía eléctrica) establecerá los precios a aplicar en el caso de cesión de excedente energético a la red.

FIGURA 13 - Políticas energéticas

REFERENCIAS

[1] villalbasolarfotovoltaica.wordpress.com (2008) Inconvenientes de la energía solar fotovoltaica [En línea] Disponible en: https://villalbasolarfotovoltaica.wordpress.com/inconvenientes-de-la-energia-solar-fotovoltaica/ Acceso: 30 de nov de 2015

[2]VAL ESCOBEDO (2009) Usos De La Energía Solar Fotovoltaica  [En línea] Disponible en: http://www.dforceblog.com/2009/08/22/usos-de-la-energia-solar-fotovoltaica/ Acceso: 30 de nov de 2015

[3] COLEGIO OFICIAL DE INGENIEROS DE TELECOMUNICACIONES (2002) Energía solar fotovoltaica Disponible en: http://www.coitaoc.org/files/estudios/energia_solar_fotovoltaica_2e5c69a6.pdf Acceso: 30 de nov de 2015

[4] Adriana Joya (2014) ENERGIA SOLAR! Disponible en: http://es.slideshare.net/adrianajoya12/energia-solar-31594341 Acceso: 30 de nov de 2015

Energías Alternativas

Energías Alternativas 

Didio U. Araya Delgado

Facultad de Ingeniería Eléctrica

Universidad Tecnológica de Panamá cede Coclé

didioaraya68@gmail.com

Alan Gonzáles 

Facultad de Ingeniería Eléctrica

Universidad Tecnológica de Panamá cede Coclé

alangon0615@gmail.com

Resumen:La energía renovable, también llamada energía alternativa, Realizado por Didio Araya y Alan Gonzáles con el único interés de que todo los lectores puedan informarse y adquirir conocimientos de las diferentes formas de energías Alternativas que Podemos Utilizar en Nuestro País. Las energías renovables comprenden: la energía solar, la hidroeléctrica (se genera haciendo pasar una corriente de agua a través de una turbina), la eólica (derivada de la solar, ya que se produce por un calentamiento diferencial del aire y de las irregularidades del relieve terrestre), la geotérmica (producida por el gradiente térmico entre la temperatura del centro de la Tierra y la de la superficie), la procedente de la biomasa (se genera a partir del tratamiento de la materia orgánica). 

Palabras Clave:  energía alternativa, energía solar, instalación fotovoltaica, energía eólica.

  

OBJETIVO

Aportar conocimiento para los electricistas y lectores que se sientan atraídos por esta hermosa y valiosa Profesión, que hoy día dependemos en diferentes campos llámese tecnológico, medicina, ... un sin fin de beneficios y comodidades que nos ofrece la energía eléctrica.    

DESARROLLO

FIGURA 1 - Importante saber el significado de energía alternativa

ENERGÍA SOLAR

Energía radiante producida en el Sol como resultado de reacciones nucleares de fusión. Llega a la Tierra a través del espacio en cuantos de energía llamados fotones que interactúan con la atmósfera y la superficie terrestres. La intensidad de la radiación solar en el borde exterior de la atmósfera, si se considera que la Tierra 2 está a su distancia promedio del Sol, se llama constante solar, y su valor medio es 1,37 × 106 erg/s/cm2, o unas 2 cal/min/cm2. Sin embargo, esta cantidad no es constante, ya que parece ser que varía un 0,2% en un periodo de 30 años. La intensidad de energía real disponible en la superficie terrestre es menor que la constante solar debido a la absorción y a la dispersión de la radiación que origina la interacción de los fotones con la atmósfera.

La intensidad de energía solar disponible en un punto determinado de la Tierra depende, de forma complicada pero predecible, del día del año, de la hora y de la latitud. Además, la cantidad de energía solar que puede recogerse depende de la orientación del dispositivo receptor.

Instalación fotovoltaica

FIGURA 2- Instalación Foto voltaico.

Cómo opera? 

Una fuente fotovoltaica (generalmente llamada Celda Solar), consiste en obleas de materiales semiconductores con diferentes propiedades electrónicas. En una celda policristalina, el volumen principal de material es silicón alterado (dopado) con una pequeña cantidad de boro, que le da una característica positiva o tipo−p. Una delgada oblea en el frente de la celda es alterada con fósforo para darle una característica negativa o tipo−n. La interfase entre estas dos óbleas contienen un campo eléctrico y es llamada Unión. La luz esta formada de partículas llamadas fotones, cuando la luz choca sobre la celda solar, cada uno de los fotones es absorbido en la región de unión liberando electrones de cristal de silicio. Si el fotón tiene suficiente energía, los electrones serán capaces de vencer el campo eléctrico de la unión y moverse a través del silicio y hasta un circuito externo. Cuando fluyen a través de un circuito externo, pueden proporcionar energía para hacer un trabajo (cargar baterías, mover motores, encender lámparas, etc.). El proceso fotovoltáico es completamente de estado sólido contenido en sí mismo. No tiene partes móviles ni materiales consumibles o emisores. 

Recogida directa de energía solar 

FIGURA 3- Partes del colector

La recogida directa de energía solar requiere dispositivos artificiales llamados colectores solares, diseñados para recoger energía, a veces después de concentrar los rayos del Sol. La energía, una vez recogida, se emplea en procesos térmicos o fotoeléctricos, o foto voltaicos. En los procesos térmicos, la energía solar se utiliza para calentar un gas o un líquido que luego se almacena o se distribuye. En los procesos foto voltaicos, la energía solar se convierte en energía eléctrica sin ningún dispositivo mecánico intermedio. Los colectores solares pueden ser de dos tipos principales: los de placa plana y los de concentración. 

 Electricidad fotovoltaica 

Las células solares hechas con obleas finas de silicio, arseniuro de galio u otro material semiconductor en estado cristalino, convierten la radiación en electricidad de forma directa. Ahora se dispone de células con eficiencias de conversión superiores al 30%. Por medio de la conexión de muchas de estas células en módulos, el coste de la electricidad fotovoltaica se ha reducido mucho. El uso actual de las células solares se limita a dispositivos de baja potencia, remotos y sin mantenimiento, como boyas y equipamiento de naves espaciales.

 ENERGÍA EÓLICA 

FIGURA 4- Parque Eólico 

La energía del viento se deriva del calentamiento diferencial de la atmósfera por el sol, y las irregularidades de la superficie terrestre. Aunque sólo una pequeña parte de la energía solar que llega a la tierra se convierte en energía cinética del viento, la cantidad total es enorme. La potencia de los sistemas conversores de energía eólica es proporcional al cubo de la velocidad del viento, por lo que la velocidad promedio del viento y su distribución en un sitio dado son factores muy importantes en la economía de los sistemas. El recurso energético eólico es muy variable tanto en el tiempo como en su localización. La variación con el tiempo ocurre en intervalos de segundos y minutos (rachas), horas (ciclos diarios), y meses (variaciones estacionales). Esta variación implica que los sistemas de aprovechamiento de la energía eólica se pueden operar mejor en tres situaciones.

 − Interconectados con otras plantas de generación, desde una pequeña planta diésel hasta la red de distribución eléctrica. En este caso, la potencia generada por el aeromotor de hecho permite ahorrar combustibles convencionales. 

− Utilizados en conjunto con sistemas de almacenamiento de energía tales como baterías o sistemas de rebombeo. 

− Utilizados en aplicaciones donde el uso de la energía sea relativamente independiente del tiempo, tenga una constante de tiempo que absorba las variaciones del viento, o donde se pueda almacenar el producto final, como en algunos tipos de irrigación, bombeo y desalinización de agua.

El costo de inversión de un parque eólico es de entre $1.5 a $1.7 millones por MWh instalado, mientras que los proyectos hidráulicos están por el orden de los $3 millones por MW instalado.

Características de la Energía Eólica

Una las características más importantes de la energía eólica, es que para su funcionamiento se necesita de la instalación de un aero-generador. Otra de las características  es que transforma la energía eléctrica sin la necesidad de emitir sustancias tóxicas a la capa de ozono. Además, son de gran ayuda en lugares alejados dónde se dificulta muchísimo la llegada de electricidad.Otra de las características de la energía eólica es que puede producir electricidad para abastecer a un parque eólico o grandes centrales de electricidad. Como hemos visto las características de la energía eólica son en mayoría muy favorables.
La energía del viento está relacionada con el movimiento de las masas de aire que se desplazan de áreas de alta presión atmosférica hacia áreas de baja presión, con velocidades proporcionales al gradiente de presión. Los vientos son generados a causa del calentamiento no uniforme de la superficie terrestre por parte de la radiación solar, entre el 1 y 2% de la energía proveniente del sol se convierte en viento. Los continentes absorben una menor cantidad de luz solar, por lo tanto el aire que se encuentra sobre la tierra se expande, y se hace por lo tanto más liviana y se eleva. El aire más frío y más pesado que proviene de los mares, océanos y grandes lagos se pone en movimiento para ocupar el lugar dejado por el aire caliente. 
Para poder aprovechar la energía eólica es importante conocer las variaciones diurnas y nocturnas y estacionales de los vientos, la variación de la velocidad del viento con la altura sobre el suelo, la entidad de las ráfagas en espacios de tiempo breves, y valores máximos ocurridos en series históricas de datos con una duración mínima de 20 años. Es también importante conocer la velocidad máxima del viento. Para poder utilizar la energía del viento, es necesario que este alcance una velocidad mínima que depende del aerogenerador que se vaya a utilizar.

Partes de una turbina eólica

Aspas: Son la parte de la turbina que recibe directamente la energía del viento; los diseños avanzados están orientados a aprovechar al máximo esta energía. Un rotor está compuesto, generalmente, por dos o tres aspas cuyo tamaño comercial oscila entre los 25 y 50 metros y pueden pesar más de 900 Kg cada una.
Rotor: Está compuesto por las aspas y el eje al que están unidas.
Paletas o palas del rotor: Diseñadas para que giren con en el viento, moviendo el generador de la turbina, las turbinas más modernas generalmente constan de tres paletas, que miden de 40 a 80 metros de largo.
Transmisión: La potencia se transfiere mediante el eje de rotación a una serie de engranes, o transmisión, que aumentan la baja velocidad de rotación de las aspas, del orden de las 60 revoluciones por minuto (rpm), a una velocidad de entre 1,500 y 2,000 rpm.
Generador: La alta velocidad de rotación que se obtiene del sistema de transmisión se conecta al generador que produce electricidad a partir del movimiento, como en los tradicionales sistemas de vapor.
Controles: Los diversos sistemas de control son coordinados y monitoreados por una computadora y puede tenerse acceso a ellos desde una ubicación remota. El control de ajuste gira las aspas para mejorar el desempeño a diferentes velocidades de viento. Otro control pone a la turbina en la dirección del viento. Los controles electrónicos mantienen un voltaje de salida constante ante los cambios de velocidad. El generador de velocidad variable es una parte importante que permite diseñar sistemas efectivos desde el punto de vista económico.
Torre: Existen dos tipos de torres: de mono tubo o tubo sólido de acero y de armadura. Las alturas varían con el tamaño del rotor entre los 25 y 50 m.
Caja de engranes: Los engranajes se utilizan para aumentar la frecuencia para la producción eléctrica.

Cómo se produce y obtiene

FIGURA 5- Partes de la turbina eólica

FIGURA 6- Distribución de  la energía eólica.

BIOMASA 

FIGURA 7-  formas de general energía de biomasa

Abreviatura de masa biológica, cantidad de materia viva producida en un área determinada de la superficie terrestre, o por organismos de un tipo específico. El término es utilizado con mayor frecuencia en las discusiones relativas a la energía de biomasa, es decir, al combustible energético que se obtiene directa o indirectamente de recursos biológicos. La energía de biomasa que procede de la madera, residuos agrícolas y estiércol, continúa siendo la fuente principal de energía de las zonas en desarrollo. En algunos casos también es el recurso económico más importante, como en Brasil, donde la caña de azúcar se transforma en etanol, y en la provincia de Sichuan, en China, donde se obtiene gas a partir de estiércol. Existen varios proyectos de investigación que pretenden conseguir un desarrollo mayor de la energía de biomasa, sin embargo, la rivalidad económica que plantea con el petróleo es responsable de que dichos esfuerzos se hallen aún en una fase temprana de desarrollo. Los combustibles derivados de la biomasa abarcan varias formas diferentes, entre ellas los combustibles de alcohol, el estiércol y la leña. La leña y el estiércol siguen siendo combustibles importantes en algunos países en vías de desarrollo, y los elevados precios del petróleo han hecho que los países industrializados vuelvan a interesarse por la leña. Los científicos están dedicando cada vez más atención a la explotación de plantas energéticas, aunque existe cierta preocupación de que si se recurre a gran escala a la agricultura para obtener energía podrían subir los precios de los alimentos.

FIGURA 8-  Biomasa 

 ENERGÍA GEOTÉRMICA

FIGURA 9 - Planta geotérmica.

Geotermia: ciencia relacionada con el calor interior de la Tierra. Su aplicación práctica principal es la localización de yacimientos naturales de agua caliente, fuente de la energía geotérmica, para su uso en generación de energía eléctrica, en calefacción o en procesos de secado industrial. El calor se produce entre la corteza y el manto superior de la Tierra, sobre todo por desintegración de elementos radiactivos. Esta energía geotérmica se transfiere a la superficie por difusión, por movimientos de convección en el magma (roca fundida) y por circulación de agua en las profundidades. Sus manifestaciones hidrotérmicas superficiales son, entre otras, los manantiales calientes, los géiseres y las fumarolas. Los primeros han sido usados desde la antigüedad con propósitos terapéuticos y recreativos. Los colonos escandinavos en Islandia llevaban agua desde las fuentes calientes cercanas hasta sus viviendas a través de conductos de madera. El vapor producido por líquidos calientes naturales en sistemas geotérmicos es una alternativa al que se obtiene en plantas de energía por quemado de materia fósil, por fisión nuclear o por otros medios. Las perforaciones modernas en los sistemas geotérmicos alcanzan reservas de agua y de vapor, calentados por magma mucho más profundo, que se encuentran hasta los 3.000 m bajo el nivel del mar. El vapor se purifica en la boca del pozo antes de ser transportado en tubos grandes y aislados hasta las turbinas. La energía térmica puede obtenerse también a partir de géiseres y de grietas. La energía geotérmica se desarrolló para su aprovechamiento como energía eléctrica en 1904, en Toscana (Italia), donde la producción continúa en la actualidad. Los fluidos geotérmicos se usan también como calefacción en Budapest (Hungría), en algunas zonas de París, en la ciudad de Reykjavík, en otras ciudades islandesas y en varias zonas de Estados Unidos.

FIGURA 10- planta de energía Geotérmica.

ENERGÍA HIDRÁULICA

Es la energía que se obtiene de la caída del agua desde cierta altura a un nivel inferior lo que provoca el movimiento de ruedas hidráulicas o turbinas. La hidroelectricidad es un recurso natural disponible en las zonas que presentan suficiente cantidad de agua. Su desarrollo requiere construir pantanos, presas, canales de derivación, y la instalación de grandes turbinas y equipamiento para generar electricidad. Todo ello implica la inversión de grandes sumas de dinero, por lo que no resulta competitiva en regiones donde el carbón o el petróleo son baratos, aunque el coste de mantenimiento de una central térmica, debido al combustible, sea más caro que el de una central hidroeléctrica. Sin embargo, el peso de las consideraciones medioambientales centra la atención en estas fuentes de energía renovables

 

FIGURA 11-  proceso hidráulico

Ley de Faraday 

La ley de Faraday dice que por medio del movimiento de un cuerpo magnetizado, puede generar corriente eléctrica cuando el mismo cuerpo se desplaza por un campo eléctrico. Esto destaca la función que tiene los generadores de las hidroeléctricas. Los generadores son maquinas que pueden generar mayor potencia eléctrica para desplazar mayor corriente por los cables. Estas maquinas está compuesto por imanes que rota el generador y el estator es un sistema de conductores que induce la corriente que pasa por el generador.

FIGURA 12- Generador

hidroeléctrica.

Las centrales dependen de un gran embalse de agua contenido por una presa. El caudal de agua se controla y se puede mantener casi constante. El agua se transporta por unos conductos o tuberías forzadas, controlados con válvulas y turbinas para adecuar el flujo de agua con respecto a la demanda de electricidad. El agua que entra en la turbina sale por los canales de descarga. Los generadores están situados justo encima de las turbinas y conectados con árboles verticales. El diseño de las turbinas depende del caudal de agua; las turbinas Francis se utilizan para caudales grandes y saltos medios y bajos, y las turbinas Pelton para grandes saltos y pequeños caudales. Además de las centrales situadas en presas de contención, que dependen del embalse de grandes cantidades de agua, existen algunas centrales que se basan en la caída natural del agua, cuando el caudal es uniforme. Estas instalaciones se llaman de agua fluente. 

FIGURA 13- hidroeléctrica 

Referencias

[1] html.rincondelvago.com/energia-alternativa

[2] https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_alternativa

[3] Energías Renovables, el periodismo de las energías limpias.

[4] energía.alternativa

[5] www.ecoticias.com/energias-renovables

[6] Publicado el 16 nov. 2013 LAS ENERGIAS RENOVABLES : DOCUMENTAL COMPLETO(vídeo)

[7]  como se Fabrican las placas fotovoltaica (vídeo)

ENERGIAS RENOVABLES Y NO RENOVABLES, Y AVANCES EN LA TECNOLOGIA.

ENERGIAS RENOVABLES Y NO RENOVABLES, Y AVANCES EN LA TECNOLOGIA.

ENERGY renewable and nonrenewable, and advances in technology.

Santiago Camargo H.

Enrique Bernal

Isaac Sanchez

Facultad de Ingeniería Eléctrica

Universidad Tecnológica de Panamá

Centro Regional de Coclé

Licenciatura en sistemas eléctricos y automatización

 

Resumen:

      

 El aprovechamiento por el hombre de las fuentes de energía renovable, entre ellas la energía solar, eólica e hidráulica, es muy antiguo; desde muchos siglos antes de nuestra era ya se utilizaban y su empleo continuó durante toda la historia hasta la llegada de la "Revolución Industrial", en la que, debido al bajo precio del petróleo, fueron abandonadas.

        Durante los últimos años, debido al incremento del coste de los combustibles fósiles y los problemas medioambientales derivados de su explotación, estamos asistiendo a un renacer de las energías renovables.

Las energías renovables son inagotables, limpias y se pueden utilizar de forma autogestionada (ya que se pueden aprovechar en el mismo lugar en que se producen). Además tienen la ventaja adicional de complementarse entre sí, favoreciendo la integración entre ellas. Por ejemplo, la energía solar fotovoltaica suministra electricidad los días despejados (por lo general con poco viento, debido al dominio del anticiclón), mientras que en los días fríos y ventosos, frecuentemente nublados, son los aerogeneradores los que pueden producir mayor energía eléctrica.     

Palabras claves: Anticiclón, Aerogeneradores, fotovoltaica, autogestionada, revolución industrial.

Abstract:

The exploitation by man of renewable energy sources, including solar, wind and hydro power, is very old; for centuries BC and were used and their use continued throughout history until the arrival of the "Industrial Revolution", in which, due to low oil prices, were abandoned.

        In recent years, due to rising cost of fossil fuels and environmental problems arising from their exploitation, we are witnessing a rebirth of renewables.

Renewable energies are inexhaustible, clean and can be used on a self (and that can be exploited in the same place in which they occur). They also have the additional advantage of complementing each other, fostering integration between them. For example, solar photovoltaic energy supplies electricity clear days (usually with little wind, due to the dominance of the anticyclone), while in the cold and windy, overcast days often are wind turbines that can produce more electricity.

Key words:

Anticyclone, turbines, photovoltaics, self-managed industrial revolution.

Objetivo General:

 •     Mostrar la diferencia que existe existen entre las energías renovables y las no renovables.

•      Demostrar los beneficios de la energía renovable a nivel mundial.

•      Dar a conocer los nuevos avances de las tecnologías en el aprovechamiento de las energías renovables.

Introduccion:

Diseños fotovoltaicos ultra-eficientes:

Una célula solar de cuatro conexiones, desarrollada por los ingenieros del Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energía Solar, Soitec y otras dos organizaciones de investigación, lograron un récord de eficiencia del 44,7% al convertir la luz solar en electricidad en septiembre de 2013. La estructura de esta célula solar está compuesta por cuatro sub-células fabricadas con diversos materiales semiconductores, cada una diseñada para la absorción de los diferentes rangos de longitud de onda del espectro solar.

Baterías de flujo para el almacenamiento de energía renovable a gran escala:

Un equipo de ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) diseñaron una batería de flujo de bajo coste para almacenar la electricidad de origen renovable a gran escala. Mediante un prototipo desarrollado con esta innovadora tecnología, se demostró que la batería conseguía un rendimiento significativamente mayor que la mayoría de las baterías de iones de litio y otros sistemas comerciales y experimentales de almacenamiento de energía.

Almacenamiento de energía eólica marina:

Los investigadores del MIT han desarrollado recientemente un método para almacenar y utilizar en demanda la electricidad generada por los parques eólicos marinos. La nueva tecnología representa un salto importante en la atenuación de la intermitente e impredecible naturaleza de la generación de energía eólica marina.

Este concepto de almacenamiento de energía eólica flotante, implica la construcción de una esfera hueca de hormigón con un diámetro de 30 m y un espesor de 3 m, situada en el fondo del mar. El concepto prevé una bomba conectada a la estructura del aerogenerador bajo el agua, que puede ser accionada cuando haya exceso de producción eléctrica, permitiendo bombear el agua de mar desde la esfera hueca. El agua puede posteriormente fluir vuelta a la esfera a través de una turbina hidroeléctrica conectada a un generador cuando sea necesario, produciendo así energía en ausencia de viento.

Conclusiones:

La energía renovables vuelven a tomar terreno en la generación de electricidad debido a los altos costo de los combustibles fósiles y que cada vez es más caro su extracción, además los grandes depósitos de estos combustibles empiezan a agotarse trayendo como consecuencia un aumento considerable de sus precios así como la poca importación de los países que tienen como base principal de su economía esta actividad.

Las energía renovables son el futuro, ya que se reducen en un gran porcentaje la contaminación ambiental asi como la producción de CO2 que es un gas invernadero ayudando asi reducir el calentamiento global y el deterioro de la capa de ozono.

Referencias:

http://www.fierasdelaingenieria.com/los-principales-avances-e-innovaciones-tecnologicas-en-el-campo-de-la-energia-del-ultimo-ano/comment-page-1/

http://www.rinconeducativo.org/es/recursos-educativos/fuentes-de-energia-no-renovables

http://www.solener.com/intro.html