ELECTRONOTICIAS: energia solar fotovoltaica

Informe De Energía Solar Fotovoltaica

Orlando Rojas

Facultad De Ingeniería Eléctrica

Universidad Tecnológica De Panamá

Irving Herrera

Facultad De Ingeniería Eléctrica

Universidad Tecnológica De Panamá

Resume: la electricidad es de la forma de energía más versátil y que mejor se adapta a cada necesidad. la búsqueda de nuevas fuentes de energía y nuevos sistema de producción eléctrica, basados, fundamentalmente, en energías renovables.

La energía solar fotovoltaica es una fuente de energía que produce electricidad de origen renovable, obtenida directamente a partir de la radiación solar mediante un dispositivo semiconductor denominado célula fotovoltaica

Palabras Clave: energía renovable, electricidad, fuentes de energía, energía solar y radiación solar

1). OBJETIVO:

Dar a conocer más ampliamente de una energía renovable como lo es la energía solar y sus componentes.

2). DESARROLLO

Energía solar fotovoltaica

Todos sabemos que La energía solar es la energía producida por el sol y que es convertida a energía útil por el ser humano, ya sea para calentar algo o producir electricidad (como sus principales aplicaciones).

Cada año el sol arroja 4 mil veces más energía que la que consumimos, por lo que su potencial es prácticamente ilimitado.

La intensidad de energía disponible en un punto determinado de la tierra depende, del día del año, de la hora y de la latitud. Además, la cantidad de energía que puede recogerse depende de la orientación del dispositivo receptor.

Actualmente es una de las energías renovables más desarrolladas y usadas en todo el mundo.

Importancia de la energía solar

La Energía solar es la que llega a la Tierra en forma de radiación electromagnética (luz, calor y rayos ultravioleta principalmente) procedente del Sol, donde ha sido generada por un proceso de fusión nuclear. El aprovechamiento de la energía solar se puede realizar de dos formas: por conversión térmica de alta temperatura (sistema foto térmico) y por conversión fotovoltaica (sistema fotovoltaico).

La conversión térmica de alta temperatura consiste en transformar la energía solar en energía térmica almacenada en un fluido. Para calentar el líquido se emplean unos dispositivos llamados colectores.

FIG. 1 Una vez que el fluido pasa por el motor de vapor, se enfría y es elevado.

La conversión fotovoltaica consiste en la transformación directa de la energía luminosa en energía eléctrica. Se utilizan para ello unas placas solares formadas por células fotovoltaicas (de silicio o de germanio).

Existen dos formas principales de utilizar la energía solar, una como fuente de calor para sistemas solares térmicos, la otra como fuente de electricidad para sistemas solares fotovoltaicos. Nos centraremos en esta última aplicación.

En principio la forma en la que se captura la luz del sol para convertirla en electricidad se hace a través de paneles solares o fotovoltaicos. Estos paneles están formados por grupos de las llamadas células o celdas solares que son las responsables de transformar la energía luminosa (fotones) en energía eléctrica (electrones).

FIG. 2 la estructura de la célula fotoeléctrica. Ver sus componentes

UNA CÉLULA FOTOELÉCTRICA, también llamada celda, fotocélula o célula fotovoltaica, es un dispositivo electrónico que permite transformar la energía lumínica (fotones) en energía eléctrica (flujo de electrones libres) mediante el efecto fotoeléctrico, generando energía solar fotovoltaica. Compuesto de un material que presenta efecto fotoeléctrico: absorben fotones de luz y emiten electrones. Cuando estos electrones libres son capturados, el resultado es una corriente eléctrica que puede ser utilizada como electricidad

FIG. 3 Símbolo de la célula fotovoltaica

Aplicaciones de los paneles solares

Aplicaciones autónomas: Las aplicaciones autónomas serían aquellas en las que los paneles solares no están conectados a ningún tipo de red y sirven para abastecer al mismo lugar en el cual recogen la energía del sol. Dentro de este tipo de aplicaciones autónomas podemos encontrar distintos tipos, algunas de las más frecuentes serían la espacial (para producir energía para los satélites o estaciones espaciales en órbita), para autoabastecimiento en hogares o zonas rurales, para las telecomunicaciones y para el alumbrado público, entre muchos otros usos y aplicaciones

Fig. 4 aplicación autónoma establecida en nuestro poste de luz.

Aplicaciones en red: Por otro lado, están las aplicaciones en red, que son aquellas en las que la energía producida por los paneles solares no se consume de forma autónoma, sino que es vendida a los gestores de la energía del país en cuestión. Por ejemplo, están conectadas a la red las grandes instalaciones de placas solares para generar energía eléctrica, los huertos solares o los edificios fotovoltaicos ya preparados para la eficiencia energética a través de la energía solar.

FIG. 5 Huerto de paneles solares. Aplicación por red.

Ventajas que presenta la energía solar:

Reducción importante en los gastos de combustible, inexistentes.
Es energía no contaminante.
Proviene de una fuente de energía inagotable.
Es un sistema de aprovechamiento de energía idóneo para zonas donde el tendido eléctrico no llega (campo, islas), o es dificultoso y costoso su traslado (conviene a mas de 5 Km).
Los sistemas de captación solar son de fácil mantenimiento.
El costo disminuye a medida que la tecnología va avanzando (el costo de los combustibles aumenta con el paso del tiempo porque cada vez hay menos).

Desventajas que presenta la energía solar:

El nivel de radiación fluctúa de una zona a otra y de una estación del año a otra.
Para recolectar energía solar a gran escala se requieren grandes extensiones de terreno.
Requiere gran inversión inicial.
Se debe complementar este método de convertir energía con otros.
Los lugares donde hay mayor radiación, son lugares desérticos y alejados, (energía que no se aprovechara para desarrollar actividad agrícola o industrial, etc.).

Beneficios De La Energía Solar

Los paneles solares captan, guardan, almacenan los rayos de nuestra estrella, el calor y la luz, y los transforman en energía. Así se obtienen la electricidad y los calores necesarios para que, por ejemplo, un hogar funcione con todas las comodidades y necesidades diarias como la iluminación, funcionamiento de aparatos, agua caliente.

Almacenada de manera adecuada, la radiación solar puede brindar calor y electricidad sin contaminar el medio ambiente. El calor se obtiene gracias a colectores o captadores térmicos, y la electricidad, a través de los módulos fotovoltaicos.

La intensidad de energía disponible depende de la época del año, el momento del día, la latitud y de las condiciones atmosféricas.

"La cantidad de energía solar registrada en un día soleado de verano, con cielo despejado y en una superficie de 1 m2 colocada en perpendicular al sol, es de una potencia de 1.000 W/m2, lo que equivale a 1Kwh/m2 de energía cada hora de luz solar plena", dicen desde la Secretaría de Ambiente y Desarrollo Sustentable de la Nación.

Como contrapartida a las variaciones climáticas, tanto la radiación directa como la difusa son aprovechables. Se llama radiación directa a la que llega directamente del sol sin reflexiones ni refracciones.

Y difusa a la que llega a través de las nubes o traspasando otros elementos que están en la atmósfera. Debe almacenarse energía solar durante las épocas de menor demanda para cubrir las necesidades de las épocas en las que hay más días sin sol, y así cubrir siempre las necesidades.

Cómo Instalar un Panel Fotovoltaico?

fig. 6 como están instalando.

Cada generador se entrega con las instrucciones necesarias para su instalación, solo basta tener conocimientos elementales de electricidad para poder realizarla.
Los generadores se instalan sobre una estructura soporte la cual se puede fijar a suelo , amurar a la pared, techo o torre de comunicación en posición vertical. La estructura soporte la que permite dar al generador la posición adecuada:

Inclinación con respecto a la horizontal: depende del lugar geográfico.
Orientación: el módulo debe mirar hacia el Norte.
Lugar: Lo mas cerca posible de la batería y ésta del lugar de consumo de la energía, no debiendo recibir sombras entre las 9 y las 17 horas.

Conexionado

Todos los módulos fotovoltaicos se proveen con sus polos (+) y (-) identificados para su conexión. Los de menor potencia (de 3W a 20W) se entregan con 2,5 metros de cable para conectarlo directamente a la batería.
En lo de mayor potencia, la estructura soporte tiene adosada una bornera a la cual se conectan los polos (+) y (-) del módulo, con los correspondientes polos de igual signo que del banco de baterías o regulador, a través de un cabledel tipo subterráneo o taller. Este último debe estar alojado dentro de un caño protector.
La sección de cable varía de acuerdo a la distancia entre el panel y la batería.