Prop. Intelectual Juan Casas Q.

Prop. Intelectual Juan Casas Q.

Diámetro1.392.000 km(~1,4 × 109 m)

Diámetro relativo (dS/dT)

109

Superficie 6,09 × 1018 m2

Volumen 1,41 × 1027 m3

Masa 1,9891 × 1030 kg

Densidad 1411 kg/m3

Gravedad en la superficie

274 m/s2 (27,9 g)

Temperatura de la superficie

6000 ºK

Temperatura de la corona

5 × 106 K

Temperatura del núcleo ~1,36 × 107 K

Luminosidad (LS) 3,827 × 1026 W

Prop. Intelectual Juan Casas Q.

Núcleo: 30% radio total15% volumen40% masa90% energíaT = 107º K Fusión Nuclear

Zona Radiativa: Las partículas que transportan la energía (fotones) intentan escapar al exterior en un viaje que puede durar unos 100.000 años debido a que éstos fotones son absorbidos continuamente y reemitidos en otra dirección distinta a la que tenían

Prop. Intelectual Juan Casas Q.

Fotosfera: Capa delgada, de unos 300 Km, que es la parte del Sol que nosotros vemos, la superficie. Desde aquí se irradia luz y calor al espacio.

Zona Convectiva: En ésta zona se produce el fenómeno de la convección, es decir, columnas de gas caliente ascienden hasta la superficie, se enfrían y vuelven a descender.

Corona: Atmósfera del sol; capa

de gran extensión, temperaturas altas y de bajísima densidad. formada por gases enrarecidos y gigantescos campos magnéticos que varían su forma de hora en hora

Prop. Intelectual Juan Casas Q.

Componentes químicos Símbolo %

Hidrógeno H 92,1

Helio He 7,8

Oxígeno O 0,061

Carbono C 0,03

Nitrógeno N 0,0084

Neón Ne 0,0076

Hierro Fe 0,0037

Silicio Si 0,0031

Magnesio Mg 0,0024

Azufre S 0,0015

Otros 0,0015

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Neutrón

Neutrón

Protón

Prop. Intelectual Juan Casas Q.

(Hidrogeno) (Deutério) (Helio-3)

1H1 + 1H

2 → 2He3

(Helio-3) (Helio-3) (Helio-4) (Hidrogeno)

2He3 + 2He3 → 2He4 + 2 1H1

26,2 x 106 eV por Kg de protones consumidos

6,25 x 1018 eV = 1 joule

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Velocidad de Propagación: 300.000 km/s

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2 · arc cos [-tg(Φ) · tg(δs)]

15 º

Calcular la insolación máxima el día 1 de Marzo en la ciudad de Santiago de Chile (70°39′01″W, 33°26′16″S)

23.45º sen [360*(284+J)/364]

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Energía Solar

Aplicaciones Activas

Energía Solar Fotovoltaica

Sector Rural

Turismo

Energía Solar Térmica

Abastecimiento T > 60º

Aplicaciones Pasivas

Arquitectura

Bioclimática

Ventilación e Iluminación

natural

Prop. Intelectual Juan Casas Q.

Condensadores

Parabólicos

• Producen T > 400º C

• Condensadores de California con

producción de 354 MW

•Con esta energía se abastece a 350

mil personas con un equivalente al

consumo de 2.3 millones de

barriles de petróleo

Prop. Intelectual Juan Casas Q.

Abastecimiento por distritos; Suecia. 10.000 m²

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Prop. Intelectual Juan Casas Q.

La electricidad es un

fenómeno físico originado

por cargas eléctricas estáticas

o en movimiento y por su

interacción.

Se define como un flujo de

electrones

Prop. Intelectual Juan Casas Q.

Prop. Intelectual Juan Casas Q.

p s

Intensidad : Es un flujo de cargas eléctrica en un tiempo determinado y se mide en Amperes

La carga eléctrica se mide en Coulomb

Si la Intensidad es constante: Corriente Continua

Si la Intensidad es Variable dentro de un ciclo definido: Corriente Alterna

Prop. Intelectual Juan Casas Q.

Es unidireccionalNo varia en función del tiempoNo tiene frecuenciaPolaridad: (+) y (-)

Es cíclica (función sinusoidal)Varia en función del tiempoTiene frecuenciaPolaridad: Fase y Neutro

Prop. Intelectual Juan Casas Q.

1. Una fuente de Fuerza Electromotriz, que genera unadiferencia de potencial

2. Un flujo de cargas, que se produce producto de ladiferencia de potencial generada

3. Existencia de una resistencia conectada al circuito, quesea capaz de transformar la energía eléctrica en energíaútil

Prop. Intelectual Juan Casas Q.

I

VR

Georg Simon Ohm

Alessandro Volta

Andre Ampere

Prop. Intelectual Juan Casas Q.

La ley Ohm la

podemos analizar en

un circuito simple, en

donde la ampolleta

actúa como resistencia

consumiendo energía

al sistema

Prop. Intelectual Juan Casas Q.

Serie:

V(ab) = V(ac) + V(cb)

Como la corriente que circula por R1 y R2

es I, entonces:

V(ac) = R1 * I

V(cb) = R2 * I

V(ab) = (R1 + R2) * I

R(ab) = R1 + R2

Aumenta el Voltaje y el Amperaje se

mantiene constante

Prop. Intelectual Juan Casas Q.

Paralelo:

V(ab) = V1 = V2

I = I1 + I2

I1 = V(ab)/R1

I2 = V(ab)/R2

Como sabemos de la ley de OHM:

V(ab) = I * R(ab)

1/R(ab) = 1/R1 + 1/R2

El Amperaje varia y el Voltaje se

mantiene Constante

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Transferencia de energía por medio de ondas

electromagnéticas.

La radiación es un proceso de transmisión de ondas

o partículas (fotones) a través del espacio o de algún

medio.

Prop. Intelectual Juan Casas Q.

1. Todos los objetos emiten energía radiante, cualquiera sea su temperatura, por ejemplo el Sol, la Tierra, la atmósfera, los Polos, las personas

2. Los objetos con mayor temperatura radian más energía total por unidad de área que los objetos más fríos.

3. Los cuerpos con mayor temperatura emiten un máximo de radiación en longitudes de ondas ( λ) más cortas.

4. Los objetos que son buenos absorbedores de radiación son también buenos emisores

Prop. Intelectual Juan Casas Q.

Las ondas

electromagnéticas

conducen energía,

este vector

representa la

transferencia de

energía a objetos

que se ponen en

contacto con las

ondas

electromagnéticas

Prop. Intelectual Juan Casas Q.

La magnitud del vector de Poynting representa la tasa de flujo

de energía en una onda electromagnética través de una

superficie perpendicular al flujo

Su dirección es a lo largo del desplazamiento de la onda

Dimensionalmente se mide en:

Prop. Intelectual Juan Casas Q.

La potencia de la radiación solar que se recibe en un

instante determinado sobre un metro cuadrado de

superficie se conoce como irradiancia (I) y se expresa

en W/m2

Para una distancia media Tierra-Sol el valor de la

Irradiancia en un plano exterior a la atmósfera y

perpendicular a los rayos del sol, se conoce como

constante solar (S)

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Atmósfera

Gases, nubes, partículas

sólidas en suspensión

1000 W/m2

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Una de las capas de la tierra que evita que toda la radiación llegue a la tierra, haciendo de filtro de las onda electromagnéticas

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Resonancia de Schumman

7,8 Hertz Coincidencia, Ficción o

Realidad?

La Resonancia de la Tierra (Resonancia Schumann) ha sido de 7.8 Hz por miles de años. Desde 1980 se ha elevado hasta 12 Hz. Esto significa que 16 horas equivalen ahora a un día de 24 horas

Consecuencias en los seres humanos?

1. Migrañas, dolores de cabeza, cansancio.

2. Sensaciones eléctricas en los miembros y la columna vertebral

3. Calambres en el sistema muscular

4. Síntomas parecidos a la gripe

5. Sueños intensos

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Prop. Intelectual Juan Casas Q.

Los gases de la atmósfera son absorbedores selectivos de radiación solar, es decir que absorben gran cantidad para algunas longitudes de onda

Del gráfico se ve que los gases de la atmósfera absorben en menor proporción la longitud de onda correspondiente al espectro visible

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Directa: Radiación proveniente del sol sin cambiar de dirección, esta se mide mediante el pirheliometro

Difusa: Es aquella que tiene que cambiar su dirección por reflexión y dispersión, el instrumento que nos permite medir este tipo de radiación es el pinanometro

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Condiciones

Climatológicas

Irradiancia

Watt/m2

Componente

Difusa (%)

Cielo Claro 750-1000 10 - 20

Parcial- Nublado 200 – 500 20 – 90

Completo. Cubierto 50 – 150 90 - 100

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Prop. Intelectual Juan Casas Q.

1. Marco: Aluminio anodizado

2. Superficie Colectora: Vidrio templado o plástico de gran impacto

3. Superficie Esponjosa

4. Junta selladora

5. Célula Fotovoltaica (EVA)

6. Material Encapsulante

7. Sostén Rígido

8. Apoyo Sostén (plástico o aluminio)

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Celdas fotovoltaicas : silicio policristalino de alta eficiencia de conversión,

rendimiento estable, contactos eléctricos optimizados.

Frente: cristal templado y texturizado de bajo contenido de hierro para la optimización

de la transmisión de la luz

Material de encapsulación: EVA, polimerizado de alta temperatura,

con estabilizador UV y baja permeabilidad al agua y a la humedad.

Parte posterior: película de Tedlar (hojas de PVF-PE-PVF) para garantizar la máxima

protección contra los agentes atmosféricos.

Marco: en aluminio anodizado y pretroquelado para una instalación fácil y rápida.

Caja de conexión: resistente al polvo y al agua. Dotada de diodos de by-pass

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Primeras observaciones

principios del siglo XIX

1. Efecto Fotoemisivo

2. Efecto Fotoconductivo

3. Efecto Fotovoltaico

1954 : Creación de la primera

célula Solar

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Estructura de Bandas y Materiales semiconductores

Prop. Intelectual Juan Casas Q.

La Energía de Gap,

es la Energía

necesaria

para que los

Electrones puedan

pasar la banda

prohibida y pasar

a la de conducción;

Estableciéndose así

Un flujo de electrones

(corriente Elec..)

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Intensidad de Cortocircuito: (en ausencia de cargas externas, máx. corriente que puede obtenerse de una célula fotovoltaica)

Tensión en Circuito Abierto:(máxima tensión que puede obtenerse sin estar conectado a ningún consumo y la intensidad es nula)

Potencia Máxima:(producto de la intensidad máxima y el voltaje máximo)

Prop. Intelectual Juan Casas Q.

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Prop. Intelectual Juan Casas Q.

Se define como el cociente de

potencia máxima que se puede

entregar a una carga entre el

Producto de la tensión de circuito

abierto y la intensidad de cortocircuito

Este Factor varia entre 0.7 y 0.8

Prop. Intelectual Juan Casas Q.

Análisis de la variación

de la intensidad de corriente

con respecto a la variación

de irradiancia; se puede ver del

Gráfico que son directamente

proporcionales

Análisis de la variación

Del Factor de Forma con

respecto a la temperatura,

se describen además los

fenomenos asociados

Para voltaje e intensidad de

Corriente de cortocircuitoProp. Intelectual Juan Casas Q.

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Prop. Intelectual Juan Casas Q.

Se refiere al proceso de cálculo y selección

de los distintos componentes eléctricos a

instalar y su sistema que constituye una

instalación fotovoltaica

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Existen a lo menos 3 tipos de instalaciones genéricas fotovoltaicas:

1.-Instalaciones autónomas sin conexión a la red

2.-Instalaciones autónomas o

semi-autónomas, con conexión a la red

3.-Instalaciones conectadas a las red, no autónomas

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Panel Fotovoltaico

Regulador de Carga

Batería

Inversor

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D = L[sin(Y) / tan(X) + cos (Y)]

D = L[sin(Y - T) / tan(X + T) + cos (Y - T)

X = (90º - Lat.) – 23.5º

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Se desea electrificar, mediante energía solar fotovoltaica una casa ubicada en la Serena, Latitud 29,9º Sur, de la cual se tiene los siguientes datos de consumos totales y de radiación disponible…

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Kwh./m2 x Día

Inclinación de Paneles : 30º

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Si se emplean paneles fotovoltaicos de 75Wp de potencia unitaria ¿Cuántos paneles será necesario instalar para garantizar las necesidades diarias de consumo en las condiciones mas desfavorables?

¿Cuál es la capacidad mínima de Ah que deberán tener las baterías para garantizar una autonomía de 6 días si se acepta una profundidad de descarga máxima del 50% y la tensión de trabajo de la instalación es de 12V ?

Determine la capacidad del (o los) regulador (es) a utilizar?

Determine la capacidad del inversor de corriente continua a alterna a utilizar

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II. Para el calculo de Consumo Total se debe considerar:

1.- Margen de Seguridad (Eb): pérdidas en el cableado y en la conexión

2.- Eficiencia del Invesor (Ei): Relación entre lo que le entrega al inversor

y lo que realmente esta disponible para el consumo (85%)

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- Días de autonomía (D), que corresponden al tiempo que podrá funcionar lainstalación sin recibir la radiación solar en condiciones adecuadas. Esteparámetro está fuertemente condicionado por las características climáticas delemplazamiento y por las necesidades de fiabilidad del suministro.Habitualmente, para instalaciones de electrificación rural este factor puede serde 4 ó 6 días, mientras que para aplicaciones profesionales puede superar los

10.

- Profundidad de descarga máxima (M), correspondiente al límite dedescarga que puede alcanzar la batería, sin perjudicarla de cara a susprestaciones. Para los casos más habituales de electrificación rural, puedetomarse este valor como de un 70%. Las baterías empleadas en otros tipos desistemas pueden permitir profundidades de descarga superiores al 90%.

- Tensión de trabajo de la instalación (T), elegido en función de lascaracterísticas de la instalación. En el caso de instalaciones de electrificaciónrural, lo más usual son tensiones de 12 ó 24 Vcc.

La capacidad de acumulación (Q) se calcula:

Q = 100 x Gt x D / V x D

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El controlador de carga regula el

estado de carga entre límites

preestablecidos. El voltaje de las

baterías se mide y se toma como

factor principal para estimar el estado

de carga, además algunos

controladores miden la temperatura

de la batería lo que ayuda a

incrementar la vida útil de su banco de

baterías, existen algunos que incluso

desconectan la carga cuando la batería

esta por descargarse (desconexión por

bajo voltaje LVD).

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Una batería es undispositivoelectroquímico, quepermite almacenarenergía en forma química.Una vez cargada, cuandose conecta a un circuitoeléctrico, la energíaquímica se transforma enenergía eléctrica,revertiendo el procesoquímico de carga.

Prop. Intelectual Juan Casas Q.

• Conexión en serie para Baterías

• Conexión en paralelo en Baterías

Prop. Intelectual Juan Casas Q.

Conexión

múltiples

baterías usando

baterías de 2 V

(Serie y Paralelo)

• Conexión de múltiples

baterías pero con una

regulación de voltaje

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Un inversor es un circuito utilizado para convertir corriente continua en corriente alterna. Los inversores son utilizados en una gran variedad de aplicaciones, desde pequeñas fuentes de alimentación para computadoras, hasta aplicaciones industriales para manejar alta potencia. Los inversores también son utilizados para convertir la corriente continua generada por los paneles solares fotovoltaicos, en corriente alterna y de esta manera poder ser inyectados en la red eléctrica o usados en instalaciones eléctricas aisladas.

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29/02/2008 79Propiedad Intelectual Juan Casas Q.