UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARIA
FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍAS FÍSICAS Y FORMALES ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA INDUSTRIAL
“ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA”
CURSO: Investigación en Ingeniería (Practicas) GRUPO: 06 de 11:00 a 1:00 INTEGRANTES:
Bustíos Gonzales Armando
Calcina Ortiz Christian Osvaldo
Cáceres Calachua Williams
Chambi Lipa Walker Henry
AREQUIPA – PERU 2018
INTRODUCCIÓN ........................................................................................ 3 Energía solar para la generación de d e electricidad............... electricidad........................ ................... .............. .... 3 Energia solar fotovoltaica ........................................................................ 3 DESARROLLO ............................................................................................ 4 Esquematicacion del uso de la energia solar fotovoltaica ................. ......................... ........ 4 Definición ................................................................................................... 4 Celdas o Células Fotovoltaicas ...................... ................................ ................... ................... ................... ............... ...... 4 Panel Solar ................................................................................................. 5 Elementos ................................................................................................... 5 Aplicaciones ............................................................................................... 6 Impacto Medioambiental ........................................................................... 6 Conclusiones........................................................... ............................ ....................................... ........ 7 Bibliografía .................................................................... 7
INTRODUCCIÓN ENERGÍA SOLAR PARA LA GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD La obtención directa de electricidad a partir de d e la luz se conoce con el nombre de efecto fotovoltaico. La existencia de este fenómeno fue puesta de manifiesto por el físico Antoine Becquerel, en el año 1839. Para conseguirlo, se requiere un material que absorba la luz del Sol y sea capaz de transformar la energía radiante absorbida en energía eléctrica, justo lo que son capaces capaces de de hacer las células células fotovoltaicas. ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA Dentro de las energías renovables es la tecnología utilizada para el aprovechamiento eléctrico de la energía solar que se deriva de las células fotovoltaicas. Mediante estas, la radiación solar se transforma directamente en electricidad en pequeña a gran escala La energía solar ofrece una solución inmediata a las necesidades primarias de electricidad para las personas sea en iluminación y comunicación, especialmente para aquellas que viven en zonas rurales evitando costosas extensiones de redes eléctricas.
Células fotovoltaicas: Para la electrónica, una célula fotovoltaica es el dispositivo electrónico que convierte la energía de la radiación solar en electricidad en electricidad por por medio del efecto fotovoltaico. Estas células son los componentes básicos de los módulos fotovoltaicos o paneles solares, capaces de generar energía eléctrica a partir de radiación solar. En solar. En conclusión, es el elemento básico esencial para este tipo de energía renovable. Un panel fotovoltaico está compuesto por un conjunto de células fotoeléctricas. Las cuales forman una red de células solares conectadas en circuito en serie para aumentar la tensión de salida y a su vez se conectan varias redes en circuito en paralelo para aumentar la corriente eléctrica que se usara. La corriente proporcionada es de tipo continua. Por todos sus beneficios hoy en día la energía solar es la más efectiva y usada por la sociedad. Por eso es necesario estudiarla y desarrollarla para que sus beneficios sean mejores en un futuro. Las células fotovoltaicas se utilizan a veces solas (iluminación de jardín, calculadora,) o agrupadas en paneles solares fotovoltaicos. Se utilizan también para reemplazar baterías (la energía es por mucho la más cara por el usuario), las células han invadido las calculadoras, relojes, aparatos, etc. Historia – Primeras Primeras producciones industriales En 1955 la administración norteamericana solicita a su industria la producción de elementos solares fotovoltaicos para sus aplicaciones espaciales.
Se lanza en 1962 el primer satélite comercial de telecomunicaciones el (Teslar)
DESARROLLO ESQUEMATICACION DEL USO DE LA ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA Definición La energía solar fotovoltaica se basa en la captación de energía solar y su transformación t ransformación en energía eléctrica por medio de celdas fotovoltaicas.
Principio de Funcionamiento La conversión fotovoltaica se basa en el efecto fotoeléctrico, es decir, en la conversión de la energía lumínica proveniente del sol en energía eléctrica. Se transmite por el espacio en forma de fotones de luz. luz. Estos fotones atraviesan la atm la atmósfera ósfera terrestre perdiendo parte de su energía por los impactos con la misma. Esta pérdida de energía energía será función será función de la distancia que recorre (latitud y altitud del sol) y del tipo de atmósfera que atraviesen (clara o nublada) hasta alcanzar la superficie de la Tierra. Los materiales semiconductores, para su utilización en celdas fotovoltaicas, han de ser producidos en purezas muy altas, normalmente con con estructura cristalina. cristalina.
Celdas o Células o Células Fotovoltaicas Son dispositivos formados por metales metales sensibles a la luz que desprenden electrones cuando los fotones inciden sobre ellos. Convierten energía luminosa en energía eléctrica. Están formados por células elaboradas a base de silicio puro con adición de impurezas de ciertos elementos químicos, siendo capaces de generar cada una de 2 a 4 Amperios, a un voltaje de 0,46 a 0,48 V, utilizando como materia como materia prima la radiación la radiación solar.
La celda cuenta con dos terminales que se conectan a un circuito externo para extraer la corriente la corriente eléctrica producida. eléctrica producida. La cara de la oblea oblea expuesta a la luz, posee posee un enrejado metálico muy fino (plata y/o aluminio) y/o aluminio),, el cual colecta colecta los electrones electrones foto generados. Esta capa corresponde corresponde a la terminal negativa. Sobre este enrejado está conectado conectado uno de los conductores del circuito exterior. La otra cara cuenta con una capa capa metálica, usualmente de aluminio. Esta corresponde a la terminal terminal positiva ya que en ella se acumulan las cargas positivas. Sobre esta capa está conectado el otro conductor del circuito exterior. También la celda está cubierta con una película delgada anti reflejante para disminuir las pérdidas por reflexión.
Panel Solar Están formados por varias celdas fotovoltaicas
Las células Las células se montan en serie sobre paneles o módulos solares para conseguir un voltaje adecuado a las aplicaciones eléctricas; los paneles captan la energía solar transformándola directamente en eléctrica en forma de corriente continua, que se almacena en acumuladores, acumuladores, para que pueda ser utilizada fuera de las horas de luz. Los módulos fotovoltaicos admiten tanto radiación tanto radiación directa como difusa, pudiendo generar energía energía eléctrica incluso en días nublados.
Elementos Generador Solar: conjunto de paneles fotovoltaicos que captan energía luminosa y la transforman en corriente continua a baja tensión. Acumulador: Almacena la energía producida por el generador. Una vez almacenada existen dos opciones:
Sacar una línea de éste para la instalación (utilizar lámpara y elementos de consumo de consumo eléctrico). Transformar a través de un inversor i nversor la corriente continua en corriente alterna.
Regulador de Carga: Su función Su función es evitar sobrecargas o descargas excesivas al acumulador, puesto que los daños podrían ser irreversibles. Debe asegurar que el sistema el sistema trabaje siempre en el punto de máxima eficacia. máxima eficacia. Inversor (opcional): Se encarga de transformar la corriente continua producida por el campo fotovoltaico en corriente alterna, la cual alimentará directamente a los usuarios.
Un sistema fotovoltaico no tiene por qué constar siempre de estos elementos, pudiendo prescindir de uno o más de éstos, teniendo en cuenta el tipo y tamaño de las cargas a alimentar, además de la naturaleza la naturaleza de los recursos los recursos energéticos en el lugar de instalación.
Aplicaciones Tradicionalmente este tipo de energía se utilizaba utili zaba para el suministro de energía eléctrica en lugares donde no era rentable la instalación de líneas eléctricas. Con el tiempo su uso se ha ido diversificando hasta el punto que actualmente resultan de gran interés las instalaciones solares en conexión con la red eléctrica. La energía fotovoltaica tiene muchísimas aplicaciones, en sectores como las telecomunicaciones, telecomunicaciones, automoción, náuticos, parquímetros. También podemos encontrar instalaciones fotovoltaicas en lugares como carreteras, ferrocarriles, plataformas petrolíferas o incluso en puentes, gaseoductos gaseoductos y oleoductos. Tiene tantas aplicaciones como pueda tener la electricidad. la electricidad. La La única limitación existente es el coste del equipo o el tamaño del campo de paneles.
Algunos usos:
Electrificación de viviendas rurales Suministro de agua a poblaciones Bombeo de agua / riegos Naves ganaderas ganaderas Pastores eléctricos Telecomunicaciones: Telecomunicaciones: repetidores de señal, telefonía móvil y rural r ural Tratamiento de aguas: desalinización, cloración Señalizaciones Señalizaciones (marítima, ferroviaria, terrestre y aérea) y alumbrado público Conexión a la red Protección catódica Sistemas de telecontrol vía satélite, detección de incendios
Impacto Medioambiental La energía solar fotovoltaica es, al igual i gual que el resto de energías renovables, inagotable, inagotable, limpia, respetuosa con el medio el medio ambiente y sentando las bases de un autoabastecimiento. autoabastecimiento. Al igual que el resto de las energías limpias, contribuye a la reducción de emisión
de gases de gases de efecto invernadero invernader o y especialmente de CO2, ayudando a cumplir los compromisos adquiridos por el Protocolo el Protocolo de Kioto y a proteger nuestro planeta del cambio climático.
Conclusiones La producción de energía fotovoltaica se realiza de manera limpia, directa y elegante por ende esta tiende a proyectarse como una de las mejores alternativas a nivel mundial para obtener energía eléctrica. Sabiendo que la generación de energía fotovoltaica trae consigo un sinnúmero de ventajas creemos que todos los países deberían implementar este nuevo sistema ya que gracias a ello se contribuye con la naturaleza y este es además muy rentable en cuanto a lo económico. Finalmente, en nuestro medio se podría implementar este sistema tratando de incentivar a profesionales y a estudiantes que se dirijan hacia este campo ya que a la larga l arga será uno de las tecnologías más comunes y necesarias a ser utilizadas.
Bibliografía
Fernández Salgado. GUÍA Salgado. GUÍA COMPLETA DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA Y TERMOELÉCTRICA. Javier Martín Jiménez. Sistemas solares fotovoltaicos. Año 2008. Anne Labouret y Michel Villoz ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA. MANUAL FOTOVOLTAICA. MANUAL PRÁCTICO Año 2008. Terry Galloway. LA CASA SOLAR. Guía de diseño, construcción diseño, construcción y mantenimiento https://solar-energia.net/energia-solar-fotovoltaica https://solar-energia.net/energia-solar-fotovoltaica/celula-fotovoltaica https://www.iluminet.com/funcionamiento-paneles-fotovoltaicos-energia-solar/
