UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA ENERGIAS RENOVABLES ENERGIA SOLAR INTRODUCCION Nuestro planeta recibe del sol una cantidad de energía anual de aproximadamente 1,6 millones de kWh, de los cuales sólo un 40% es aprovechable, una cifra que representa varios cientos de veces la energía que se consume actualmente en forma mundial; es una fuente de energía descentralizada, limpia e inagotable. DEFINICION La energía solar es aquella que mediante conversión a calor o electricidad se aprovecha de la radiación proveniente del sol; que es transformada mediante los correspondientes dispositivos, en forma térmica o eléctrica, para su consumo. El elemento encargado de captar la radiación solar y transformarla en energía útil es el panel solar. Los paneles solares pueden ser de distintos tipos dependiendo del mecanismo escogido para el aprovechamiento de la energía solar. •
Mediante captadores solares térmicos (energía solar térmica)
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Mediante con módulos fotovoltaicos (energía solar fotovoltaica)
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Sin ningún elemento externo (energía solar pasiva)
APROVECHAMIENTO DE LA ENERGIA SOLAR Existen tres maneras de provechar la energía solar: La energía solar pasiva, es el método más antiguo de aprovechamiento de la radiación solar. Se trata del método que ya utilizaban las culturas antiguas. Este sistema consiste en aprovechar la radiación solar sin la utilización de ningún dispositivo o aparato intermedio, mediante la adecuada ubicación, diseño y orientación de los edificios, empleando correctamente las propiedades de los materiales y los elementos arquitectónicos de los mismos: aislamientos, tipo de cubiertas, protecciones, etc. Aplicando criterios de arquitectura bioclimática se puede reducir significativamente la necesidad de climatizar los edificios y de iluminarlos. La energía solar fotovoltaica, aprovecha las propiedades del silicio para generar una corriente eléctrica, que tratada correctamente, se puede utilizar para suministrar electricidad en instalaciones autónomas o se puede utilizar para suministrarla (venderla) directamente a la red eléctrica. la energía solar térmica, es la más habitual y económica su funcionamiento se basa en la idea de calentar agua mediante colectores solares que posteriormente se podrá utilizar para agua caliente sanitaria o para la calefacción de una vivienda. ALUMNO: NEFI ARON SALAS MAMANI SEMESTRE: 2017 - II
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA ENERGIAS RENOVABLES OTRAS FORMAS DE ENERGIA DERIVADAS DE LA ENERGIA SOLAR
Dentro de los que son las energías renovables tenemos a la energía eólica y la energía hidráulica. En lo que es energías no renovables tenemos al carbón y el petróleo. Los combustibles fósiles son el resultado de un largo proceso de transformación de millones de años de plantas y compuestos orgánicos. Estas plantas y organismos, en su día fueron alimentados por el Sol.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA ENERGIA SOLAR VENTAJAS Fuente de energía inagotable Porque es una energía renovable y además este tipo de energía proviene del Sol por lo que no se agotará mientras no se agote el Sol.
DESVENTAJAS Eficiencia energética Un panel solar consume una gran cantidad de energía para ser fabricado. La energía para la fabricación de un panel solar puede ser mayor que la potencia generada por él a lo largo de su vida útil. Contaminación y medio ambiente Coste económico comparado con otras Durante la fabricación de los equipos. fuentes de energía En este proceso la contaminación no es Los precios son muy altos en inexistente pero es reducida y comparación con otras fuentes de controlable. energía. Especialmente a lo que se refiere a la energía solar fotovoltaica.
Durante la producción de energía solar. En funcionamiento las instalaciones solares térmicas y fotovoltaicas no generan ningún tipo de contaminación medioambiental. Mantenimiento y coste de las instalaciones Las instalaciones solares no requieren un gran mantenimiento, los costes en mantenimiento son mínimos. Los paneles solares cada día son más fuertes y su costo está disminuyendo con el tiempo. Esto permite que la energía solar sea económicamente una solución cada vez más viable. Dentro de los distintos tipos de instalaciones solares destacamos las instalaciones de energía solar térmica por lo que se refiere a su bajo coste de inversión. Este tipo de instalaciones generalmente se emplean para calentar agua y utilizarla como agua caliente sanitaria o calefacción.
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Dependencia climatológica Existe una variación en las cantidades producidas de acuerdo con la situación del tiempo (lluvia, nieve) que dificultan la previsión energética. Se requiere una fuente energética alternativa o el uso de baterías para los días que las condiciones atmosféricas no sean buenas o por la noche.
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA ENERGIAS RENOVABLES El uso de la radiación solar es gratuito. Accesibilidad energética La energía solar es un excelente recurso para los lugares de difícil acceso o muy lejos de las redes eléctricas instaladas. Por ejemplo, refugios, casas de montaña, etc. Para su instalación a pequeña escala no requiere grandes inversiones en líneas de transmisión. En los países tropicales, el rendimiento de la energía solar es todavía mayor debido a la cantidad de radiación solar que reciben anualmente en casi todo el territorio.
Opinión pública Tiene una alta aceptación del público. Se considera una buena alternativa a otros tipos de energía como la energía nuclear por su mayor seguridad o a la energía que provienen de combustibles fósiles (centrales térmicas) por su escasa contaminación y su menor impacto medioambiental.
Horario solar Uno de los momentos de más demanda energética precisamente es cuando no hay radiación solar: por la noche. Por este motivo se requiere de algun sistema de almacenamiento de energía. Se da el caso que las ubicaciones en latitudes medias y altas (por ejemplo, Finlandia, Islandia, Nueva Zelanda y el sur de Argentina y Chile) sufren caídas repentinas de la producción durante los meses de invierno debido a la menor disponibilidad diaria de energía solar. Sitios con nubosidad frecuente (Curitiba, Londres) tienden a variaciones diarias en la producción de acuerdo con el grado de nubosidad. Las formas de almacenamiento de la energía solar son ineficientes en comparación, por ejemplo, con los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas), hidroeléctricas (agua) y biomasa. Almacenamiento de la energía Se requiere de un sistema de almacenamiento, eficiente. Hoy en día existen baterías y otros elementos para almacenar energía eléctrica pero no hay ningún sistema para almacenar grandes cantidades de energía que sea realmente eficiente. Las baterías se necesitan en el caso de la energía eléctrica generada mediante paneles fotovoltaicos, mientras que en la energía térmica generada mediante colectores solares se necesita la instalación de tanques bien aislados térmicamente para mantener el agua caliente que contienen.
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA Por todo lo dicho anteriormente es obvio que se requiere de un sistema de almacenamiento, eficiente. Hoy en día existen baterías y otros elementos para
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA ENERGIAS RENOVABLES almacenar energía eléctrica pero no hay ningún sistema para almacenar grandes cantidades de energía que sea realmente eficiente. Las baterías se necesitan en el caso de la energía eléctrica generada mediante paneles fotovoltaicos, mientras que en la energía térmica generada mediante colectores solares se necesita la instalación de tanques bien aislados térmicamente para mantener el agua caliente que contienen. APLICACIONES DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA La principal aplicación de una instalación de energía solar fotovoltaica es la producción de energía eléctrica a partir de la radiación solar. La producción de energía puede ser a gran escala para el consumo en general o a pequeña escala para consumo en pequeñas viviendas, refugios de montaña o sitios aislados. Principalmente se diferencian dos tipos de instalaciones fotovoltaicas: Instalaciones fotovoltaicas de conexión a red, donde la energía que se produce se utiliza íntegramente para la venta a la red eléctrica de distribución. Instalaciones fotovoltaicas aisladas de red, que se utilizan para autoconsumo, ya sea una vivienda asilada, una estación repetidora de tele-comunicación, bombeo de agua para riego, etc. Dentro de las aplicaciones de la energía fotovoltaica no conectada a la red encontramos en muchos ámbitos de la vida cuotidiana. La energía fotovoltaica se utiliza en pequeños aparatos como calculadoras, como para el alumbrado público en determinadas zonas e incluso se han desarrollado automóviles y aviones que funcionan exclusivamente aprovechando la radiación solar como fuente de energía.
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