Actividad 1 - Introducción a La Energía Solar Térmica y Fotovoltaica.

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ENERGIA SOLAR TERMICA Y FOTOVOLTAICA

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Actividad 1 Reconocimiento inicial

Jorge Iván Hernández Cód. 1112619932

Grupo: 358054_6

Tutora: Ángela Patricia Álvarez

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

ESCUELA DE CIENCIAS AGRÍCOLAS, PECUARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE ECAPMA CALI SEPTIEMBRE DE 2017


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Cuestionario actividad 1 Libro: Solar Energy Perspectives. International Energy Agency Chapter 1 “Rationale for harnessing the solar resource”Preguntas:

1. ¿Por Qué las formas de energías gratuitas y renovables siguen siendo en

gran medida superadas por los combustibles fósiles costosos? Las energías renovables suelen tener inconvenientes en cuanto al espacio que requieren para realizar su montaje y también mucho mantenimiento. Esto hace que solo el 13% del uso de estas energías se usen en el mundo, la ventaja del combustible fósil es que es denso y cómodo, en cuanto a densidad de energía un litro de gasolina genera 35 megajoules de energía, el doble de un kilogramo de madera sin contar que es fácil de manejar, almacenar y transportar. 2. ¿Cuál es el reto para las energías renovables en el mundo? El reto de la energía renovable es recolectarla de manera más eficiente y barata, compensar la desventaja de la comodidad y la densidad. Sin embargo las perspectivas han mejorado en los últimos con innovaciones en el campo de la energía solar, como paneles en los tejados para proveer energía a un hogar. 3. Mencionar 5 razones por las cuales es necesario continuar con el desarrollo de las tecnologías de la energía solar. Hay muchas razones para desarrollar y desplegar energía solar, mientras que los combustibles fósiles siguen dominando el balance energético de la economía global. Su ubicuidad y sostenibilidad hacen que sea una de las fuentes de energía más seguras disponibles para cualquier país, incluso en comparación con otras fuentes de energía renovables. También es uno de los menos contaminantes. Junto con otras energías renovables, puede reducir drásticamente las emisiones de GEI relacionadas con la energía en las próximas décadas para ayudar a limitar el cambio climático. Otros factores importantes son los deseos de las personas, las ciudades y las regiones de depender menos de los proveedores remotos de energía y de protegerse contra la volatilidad de los precios de los combustibles fósiles. Riesgos de escasez y precios volátiles, por lo tanto, ofrecen motivos importantes para alejarse de los combustibles fósiles, pero para muchos el conductor más imperativo sigue siendo la mitigación del cambio climático. La energía renovable juega un papel importante en estos escenarios y representa un gran potencial para las reducciones de emisiones, superado 

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sólo por las mejoras en la eficiencia energética. Hasta 2035, también tendrá mayor impacto que otras alternativas potenciales, incluyendo tanto la captura y almacenamiento de dióxido de carbono (CCS) como la energía nuclear. La energía solar, es decir, la energía solar fotovoltaica, la concentración de la energía solar y la calefacción solar, son las tecnologías energéticas que muestran el crecimiento más rápido en estos escenarios. Se prevé que los dos primeros combinados proporcionarán más del 10% de la electricidad mundial en 2050 (IEA, 2010a). De hecho, la energía solar fotovoltaica ha sido testigo del crecimiento más rápido de cualquier tecnología energética en los últimos diez años, aunque desde una base muy estrecha. El despliegue se duplicó en 2010 a pesar de las crisis económicas - en gran medida como resultado de las políticas de incentivos. la energía solar contribuye de forma más importante a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, casi ilimitado. La electricidad solar supera el 25% de la generación mundial de electricidad en 2050, más que la energía eólica o la energía hidroeléctrica. Por el contrario, la mayoría de las otras energías renovables -con la posible excepción de la energía eólica- pueden cumplir con algún tipo de límites intrínsecos. Si esto es así, en una economía mundial más pobre en carbono, la energía solar seguirá creciendo más rápido que cualquier otro recurso energético mucho después de 2050.

Capitulo: Chapter 2 “The solar resource and its possible uses” 4. Concepto de los siguientes términos: Constante solar, Irradiación solar,

radiación solar directa, difusa y global. Constate solar: La irradiación solar, es decir, la cantidad de energía que el sol deposita por unidad de área directamente expuesta a la luz solar y perpendicular a ella, es de 1 368 vatios por metro cuadrado (W / m2) a esa distancia. Irradiación solar: Es la magnitud utilizada para describir la potencia incidente por unidad de superficie de todo tipo de radiación electromagnética. es la potencia incidente. es el área de la superficie en que incide la onda. En unidades del sistema internacional se mide en W/m². Radiación solar directa: Una medición tradicional también es frecuentemente reportada en observaciones meteorológicas. Esta es la "duración de la luz del sol". El instrumento estándar utilizado para medir este parámetro es el registrador de sol de Campbell-Stokes, que consiste en una esfera de vidrio que enfoca la radiación solar directa y quema un rastro en una tarjeta de cartón especial.


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El archivo WRDC contiene las siguientes mediciones para la mayoría de los sitios: radiación solar global, radiación solar difusa y "duración del sol", definida como la suma de los períodos durante los cuales la irradiancia solar directa excede los 120 W / m2 - es decir, cuando el disco solar es Visibles y sombras aparecen detrás de objetos iluminados. Radiación solar global: La radiación solar que llega a la superficie de la Tierra tiene dos componentes: radiación directa o "haz", que proviene directamente del disco solar; y la radiación difusa, que viene indirectamente. La radiación directa crea sombras, difusa no. La radiación directa se experimenta casualmente como "sol", una combinación de luz brillante y calor radiante. La irradiancia difusa se experimenta como "luz del día". En cualquier dispositivo solar uno puede también explicar un tercer componente - la radiación difusa reflejada por las superficies de tierra. El término radiación solar global se refiere a la suma de los componentes directos y difusos. 5. ¿Cuáles son los dos métodos fundamentales para capturar la energía solar? y mencione algunos de los beneficios de la energía. la radiación solar también puede verse como un flujo de partículas electromagnéticas o fotones. Los fotones del sol son altamente enérgicos y pueden promover fotorreacciones como la fotosíntesis y generar la conducción de electrones en semiconductores, permitiendo la conversión fotovoltaica de la luz solar en electricidad. También se están usando otras fotorreacciones, por ejemplo desintoxicación de agua fotocatalítica. Obsérvese que los dos métodos fundamentales para captar la energía del calor del sol y Fotorreacción - también se pueden combinar de varias maneras para suministrar vectores de energía combinados - p. Calor y electricidad. Radiación

solar

difusa:

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6. ¿Qué se entiende por “Efecto coseno”?

Cuando el sol está más bajo en el cielo, su energía se extiende sobre un área más grande, y por lo tanto es más débil por superficie. Esto se llama el "efecto coseno". Más específicamente, suponiendo que no hay atmósfera, en cualquier lugar en una superficie horizontal la dirección del sol en su cenit forma un ángulo con la vertical. La irradiancia recibida sobre esa superficie es igual a la irradiancia sobre una superficie perpendicular a la dirección del sol, multiplicada por el coseno de este ángulo


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7. Qué se entiende por las siglas GHI, GNI, DNI. GHI (La irradiancia Horizontal Global): en superficies horizontales (o

irradiancia horizontal global [GHI]) es la medida de la densidad del recurso solar disponible por superficie, pero también hay que tener en cuenta varias otras medidas del recurso. La irradiancia global también podría definirse en un ángulo de inclinación "óptimo" para los colectores, es decir, para una superficie receptora orientada hacia el ecuador inclinado para maximizar la energía recibida durante el año. GNI (irradiancia normal global): Otras medidas potencialmente útiles incluyen la irradiancia global para la superficie de seguimiento de un eje y la irradiancia global para la superficie de seguimiento de dos ejes. Esto define la irradiancia normal global que es el recurso solar máximo que se puede utilizar. DNI (irradiancia normal directa): se mira más a menudo bajo la forma de la irradiancia directa la irradiancia directa del haz recibida en una superficie perpendicular a los rayos del sol. 8. Defina el concepto de “factor de concentración”.

Es cuando se concentran los rayos del sol en un receptor, el cual requiere superficies reflectantes para seguir el movimiento diurno (diario) del sol aparente en el cielo, para mantener al receptor en el foco del reflector (s). Es decir, la relación entre el área reflectora y el área receptora, la cual se mide casualmente en "soles": diez "soles" significan una concentración de un factor diez. 9. En regiones húmedas, ¿Qué equipos son recomendados para capturar la energía solar? En las regiones ecuatoriales húmedas, el sol es abundante, pero el componente difuso es relativamente más importante, por lo que la tecnología de concentración es menos adecuada. PV funcionaría bien, pero también lo hacen los calentadores solares de agua y algunos otros usos del calor solar, desde el secado de la cosecha hasta el calor del proceso, y algunas formas de cocción solar. Es a menudo más allá de 40 ° de latitud (norte o sur) o en altitudes elevadas que la calefacción de espacio solar es más rentable. De hecho, el mismo fenómeno que hace que el aire se enfríe en altitud (es decir, la menor densidad de la atmósfera) también hace que el sol sea más fuerte, cuando el tiempo está bien. Aquí, el alivio de la tierra es importante, ya que influye en gran medida la disponibilidad de sol.


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La concentración de la energía fotovoltaica sólo tiene una pequeña participación en el actual mercado fotovoltaico, y una gran mayoría del mercado de la energía solar hoy en día se basa en los colectores no concentradores. Concentración de energía solar toma todo el mercado actual de electricidad solar térmica, y es la única opción de tecnología disponible para la fabricación de combustibles solares. 10. ¿Cuáles son algunos de los requerimientos a considerar para evaluar un proyecto solar? Como el recurso solar varía en gran proporción con la ubicación y las escalas de tiempo, un proyecto solar de cualquier tipo requiere una buena cantidad de conocimiento sobre el recurso real. Esto requiere evaluar no sólo la energía global disponible, sino también la magnitud relativa de sus tres componentes: irradiancia de haz directo, irradiancia difusa del cielo incluyendo nubes, e irradiancia por reflexión desde la superficie del suelo. También son importantes los patrones de disponibilidad estacional, la variabilidad de la irradiancia y la temperatura diurna en el sitio. Como se ha visto anteriormente, la medición a largo plazo es necesaria para evitar ser engañada por la variabilidad anual, especialmente en las regiones templadas. Conclusiones

Las razones más importantes para dar el salto a las energías renovables son: Es una forma activa de colaborar en disminuir la contaminación y de combatir el cambio climático en el planeta. Permite a individuos o poblaciones que se encuentran alejadas o aisladas de los centros urbanos que tengan acceso a servicios como gas, electricidad, agua, combustible, etc. que no llegan de forma convencional. Las tecnologías verdes permiten ahorrar recursos naturales, generar menos gases de efecto invernadero y residuos por lo que se cuida el medio ambiente. Es una forma de producir y desarrollar las actividades humanas de forma menos nociva para el planeta y de esta manera no seguir profundizando los problemas ambientales existentes. Las energías renovables serán uno de los pilares del desarrollo económico y social en todos los países en el futuro cercano ya que los combustibles fósiles se están agotando. Es recomendable que de a poco todos vayamos incorporando en nuestra vida diaria a las energías renovables como también a nivel corporativo ya que será más fácil el cambio de tecnología si se realiza en forma gradual. 

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Actividad 1 - Introducción a La Energía Solar Térmica y Fotovoltaica.

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