ENERGIAS ALTERNATIVASENERGIA SOLAR: CELDAS FOTOVOLTAICAS Y PANELES SOLARES

Ricardo Guzmán Vázquez.

Adriana Yedid Ontiveros Montaño.

Potrero Pérez Carlos.

Yeimi Rodríguez García.

Elizandro Velázquez García.

EL SOL COMO FUENTE DE ENERGÍA

El sol es la estrella más próxima a la tierra, tiene un radio de 695.800 km y una masa de 1,989.1E30 kg (Es Decir 1 989 100 000 000 000 000 000 000 000 000 Kg), a su alrededor giran los planetas del sistema solar, y aunque él cuenta con el 99% de la masa del mismo. Su densidades de 1410 kg/𝑚3.

La masa del átomo de helio es 0.7%

menor que la masa de los cuatro

átomos de hidrogeno, esa masa

faltante es la que se convierte en

energía y que en forma de rayos

gamma se expande desde el núcleo

hacia la superficie en los primeros

500,000 km de espesor de la esfera

solar por radiación, ahí alcanza la

zona en que el transporte es ya por

convección y que permite a los fotones

alcanzar la superficie solar.

El sol se encuentra a 149.5 millones de

kilómetros, su luz emitida viaja a una velocidad

aproximada de 300,000 km/s y tarda 8.3

minutos en llegar a la superficie terrestre. La

radiación llega a la tierra en forma de ondas

electromagnéticas.

Estas se desplazan por el

espacio en todas las

direcciones, ya que estas

no necesitan un medio

físico para su propagación.

Este efecto se denomina radiación y hace referencia a un fenómeno físico vibratorio que se presenta en una forma de ondas.

Hay fotones que poseen gran cantidad de energía, como los rayos

gamma, y otros que son menos energéticos, como los rayos

infrarrojos.

La radiación solar incide sobre la superficie de la tierra después de

atravesar la atmosfera esta absorbe parte de la radiación solar, las

tres cuartas partes de la energía alcanza la superficie, el resto se

refleja a la atmosfera y se dirige al espacio exterior.

Las nubes son en gran parte responsables de ello. A partir de

los fenómenos de reflexión, absorción y difusión. Esta también

varía según el momento del día, de un lugar a otro

especialmente en regiones montañosas y la diferencia con

respecto a la latitud de cada lugar.

Esta es la razón por la que la

energía solar será uno de los

principales pilares para la

producción de energía en el

futuro.

En tan sólo una hora, el Sol transmite más energía a la Tierra que la

que es consumida en un año.

En el planeta la luz solar golpea la

tierra como para poder proveer las

necesidades de la energía solar

de todo el mundo durante un año

con tan solo 90 minutos de

energía solar.

La energía solar es aquella que es irradiada por el

sol y su aprovechamiento para la generación de

energía eléctrica mediante procesos fotovoltaicos o

mediante la concentración de energía solar para la

generación de energía térmica y posteriormente la

eléctrica.

Los países y empresas empiezan a invertir

en la capacidad de la generación solar para

que los costos sigan cayendo y las

tecnologías mejoren. Esto ofrece que la

economía avance, se desarrolle, tendencias

del mercado y más.

El desarrollo de las nuevas tecnologías para la generación de energía

eléctrica por medios fotovoltaicos y termoeléctricos, sin embargo, su

eficiencia es de aproximadamente del 18%, esto significa que aún no

son una fuente de energía lo suficientemente eficiente para la

producción de energía eléctrica en el país.

No obstante si se piensa en la producción en grandes

cantidades no se puede negar que la energía solar en la

modalidad termosolar es tal vez la más eficiente pues su uso es

exclusivo para la generación de energía eléctrica alterna a

diferencia de la fotovoltaica que solo produce energía eléctrica

directa.

• También llamada energía solar térmica.

• Consiste en el aprovechamiento dela energía del Sol para producción deenergía mecánica y, a partir de ella,energía eléctrica.

• Su utilización puede ser en

instituciones

gubernamentales,

empresas, industrias y la

población en general.

• El aprovechamiento térmico de la radiación solar puede realizarse

por pasivo o por activo.

• Pasivo: dirigido a la

construcción de los edificios.

Sobre la arquitectura solar o

bioclimática.

• Activo: se consigue

mediante la instalación de

elementos materiales para

la captación y acumulación

de la radiación solar .

• Es la transformación directa de la radiación solar en electricidad.

• Se produce en unos dispositivos denominados paneles o celdas

fotovoltaicos.

• Uno de los métodos más simples

que se puede usar para convertir

la energía del sol en energía

eléctrica aprovechable. Sin la

necesidad de piezas móviles o

algún tipo de combustión.

• Una desventaja de las celdas fotovoltaicas es que el clima juega

un papel importante para la generación eléctrica.

• Demasiado calor causa que

las celdas generen aumento

de resistencia eléctrica y como

consecuencia una baja

producción de energía.

• Baja intensidad de la luz

solar también produce una

generación baja de energía.

FACTORES A CONSIDERAR EN LA

INSTALACIÓN DE PANELES SOLARES

FOTOVOLTAICOS Según como llegue la luz solar a la superficie terrestre podemos

clasificarla en tres tipos diferentes.

• Radiación solar directa:

Incide sobre cualquier superficie con un

Angulo único y preciso

• Dispersión:

Provocada por los gases de la atmosfera.

• Albedo:

Es la fracción de radiación solar reflejada por la

superficie de la tierra a cualquier otra superficie.

Las proporciones de radiación directa, dispersa y albedo recibidas por una

superficie dependen de

• Condiciones meteorológicas.

• Inclinación de la superficie del panel respecto al plano horizontal

• Presencia de superficies refractantes.

Estos es, la radiación total que incide sobre una superficie inclinada

corresponde a la suma de las tres componentes de la radiación.

𝑰𝑫𝑰𝑹𝑬𝑪𝑻𝑨+𝑰𝑫𝑰𝑭𝑼𝑺𝑨+𝑰𝑨𝑳𝑩𝑬𝑫𝑶=𝑰𝑻𝑶𝑻𝑨𝑳

• Variación de la radiación solar:

La posición de sol varia diariamente, y la operación implican un

panel que este orientado en dirección perpendicular a la radiación

solar.

• Insolación: Esta es distinta según la estación del año, por tanto la

inclinación de los paneles no debe ser fija .

• Inclinación de los captadores.

a) Para utilizar en invierno: 20º mayor que la latitud

b) Para utilizar principalmente en primavera y verano: 10º menor que la latitud

c) Para usar uniforma a lo largo de todo el año: 10º mayor que la latitud.

La energía solar es una pequeña fracción de la matriz energética en el

mundo, pero esto puede cambiar en poco tiempo ya que empresas están

invirtiendo en la generación solar y esto como consecuencias los costos

siguen cayendo y las tecnologías mejoran.

El desarrollo de las energías alternativas en el país no está en desarrollo

tecnológico ya que no existe un interés por parte de la ciudadanía en las

diversas instituciones de educación. México requiere de un cambio de

paradigma energético. Los hidrocarburos en México se acabarán en las

próximas décadas. La infraestructura energética actual del país nos hace

altamente dependientes del extranjero por tecnología y por importación de

combustibles.

Dadas las condiciones actuales del desarrollo de las tecnologías renovables y

en particular de la solar en el mundo, existe todavía una gran oportunidad

para que México ingrese a la competencia mundial por el desarrollo de la ER.