Aprovechamiento En erg é ti co Solar
ENERGÍA SOLAR
Aprovechamiento En erg é ti co Solar
Conceptos
Energía Solar: Energía limpia no contaminante. Se basa en el aprovechamiento de la radiación solar para convertirla en calor calor o electric electricidad idad.. Efecto Fotovoltaico: Es un fenómeno físico, que consiste en la conversión de la energía luminosa (o radiaciones ópticas) en energía eléctrica. Fotón: Cantidad mínima de energía energía de la luz u otra radiación electromagnética. electromagnética. Placa solar
Aprovechamiento En erg é ti co Solar
C o n c e p t o s . Materiales con respecto a la electricidad
Conductor: Material en el que el paso de electrones se Produce libremente sin impedimento. e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
Por ejemplo: conductor de cobre, los electrones circulan libremente
Aislante: Es muy difícil conseguir mover electrones en Este tipo de materiales, por tanto, no conducen la electricidad. Semiconductor: Es posible el paso de electrones, pero con Ayuda extra. e
Semiconductores. Definición
Aprovechamiento En erg é ti co Solar
Los Semiconductores son materiales moderadamente esTables, es decir, si nada les perturba no conducen la electricidad. Pero si alteramos su composición interna, conseguimos crear electrones o huecos sueltos, permitiendo así el paso de electricidad. Hay dos formas de alterar la composición de los semiconductores: CALENTÁNDOLOS ó AÑADIENDO UN EXTRAÑO. El aumento de la temperatura hace que los electrones tengan más energía. “se ponen nerviosos”. El proceso de añadir extraños se conoce como DOPAJE.
Semiconductores. Dopaje
Aprovechamiento En erg é ti co Solar
Para obtener electrones para el transporte de electricidad, se añaden impurezas al semiconductor. La diferencia del número de electrones de valencia entre el material dopante (tanto si acepta como si confiere electrones) y el material receptor hace que crezca el número de electrones de conducción negativos (tipo n) o positivos (tipo p). Si Si Si Si Si Si
Si
P
Si
Si
Si
Si
Si
Al
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Semiconductores. Enlace covalente
Aprovechamiento En erg é ti co Solar
Átomos de silicio Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Semiconductores. Dopaje con fósforo y aluminio
Aprovechamiento En erg é ti co Solar
Átomos de silicio dopados Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
P
Si
Si
Si
Si
Si
Al
Si
Electrón adicional
Hueco
Si
Si
Si
Si
Si
S e m i c o n d u c t o r e s . Unión P-N
Aprovechamiento En erg é ti co Solar
e Electrones Huecos n
e e
e e
e
e
Más electrones = más carga negativa = n
Menos electrones, más huecos = más carga positiva = p
p
Semiconductores. Polarización directa. ¿qué ocurrirá?
Aprovechamiento En erg é ti co Solar
e Electrones Huecos n
e e
e e
e
e +
-
BATERÍA p
Semiconductores. Polarización directa.
e
e
e
e
e
e
e e
e e
e
e
p
e
e
e
e
e
e e
e e
+
e
Electrones Huecos
e e
n
Aprovechamiento En erg é ti co Solar
-
BATERÍA
I e
La corriente fluye, el semiconductor se convierte en “conductor”.
Semiconductores. Polarización inversa.
Aprovechamiento En erg é ti co Solar
Son absorbidos por el polo + De la batería, aumentando La barrera, por tanto no se Produce conexión.
n e
e Electrones Huecos
e
e e
e
e e -
e p e Recombinación De huecos-electrones
e
e
e
e e
+
BATERÍA
e e
e
La corriente no fluye, el semiconductor se convierte en “aislante”.
Semiconductores. Célula solar
Aprovechamiento En erg é ti co Solar
Las células solares hechas con obleas finas de silicio, arseniuro de galio u otro material semiconductor en estado Cristalino, convierten la radiación solar en electricidad de forma directa. Por medio de la conexión de muchas de estas células, el coste de la electricidad fotovoltáica se ha reducido considerablemente.
Semiconductores. Célula solar
Aprovechamiento En erg é ti co Solar
Los fotones que provienen de la luz solar, al chocar con la célula fotoeléctrica, aporta electrones al semiconductor, haciendo que la carga negativa aumente, atraviese la barrera de potencial, creándose así una corriente eléctrica, que si es aprovechada por un circuito de carga se creará una circulación de corriente por él.
Fotones
Placa solar
Semiconductores. Célula solar
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e Electrones Huecos Cátodo
n
V
Ánodo
p
+
I
Fotones CARGA
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Com pon entes d el sistem a.
Baterías de acumuladores
La electricidad proveniente de las células solares, y en su conjunto, de las placas solares, no se puede guardar; por ello se utilizan acumuladores para que estén siempre en disposición de almacenar la corriente procedente del sol. En caso de no utilizar estos elementos sólo podríamos aprovechar la energía el tiempo que las placas producen electricidad, y esto es sólo cuando hay sol. A/h -
+ BATERY
Com pon entes d el sistem a. Regulador de carga
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Este aparato realiza tres funciones: • Evita sobrecargas a la batería que puedan dañar. • Impide la descarga de la batería en horas de baja
producción solar. • Asegura el funcionamiento del sistema en el punto de
máxima eficacia.
REGULADOR
V 0 0 3
0 3 5
0 4 0
4 5 0
500
A
4 0
4 5
50
5 2
0 0 2
0 2
0 5 1
5 1
0 0 1
0 1
0 5
5
0
0
PANEL
5 3 0 3
5 0 2
12 V
220 V F
F
BATERÍA
Com pon entes d el sistem a. Convertidor
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Es un dispositivo capaz de alterar la tensión y características de la intensidad que reciben, convirtiéndola a adecuada para los usos que se necesiten. En definitiva este aparato permite conectar en una instalación solar receptores de distintas tensiones e intensidades, ya que no todos los receptores funcionan a las tensiones que normalmente ofrecen los acumuladores (12 V c.c). CONVERTIDOR 12 V / 220 V
~
Com pon entes d el sistem a. Sistema completo
PANEL SOLAR
Aprovechamiento En erg é ti co Solar
TUBO FLUORESCENTE DE C.C 12 V
L M PA RA B AJ O CONSUMO 220 V
I 0
REGULADOR
V
0 0 2 0 5 1
0 5 2
0 3 0
0 0 4 0 3 5
4 5 0
500
3 5
4 0
4 5
12 V
50
3 0
5 2 0 2
0 1
0 5
5
0
PANEL
A
5 1
0 0 1
0
12 V
BATERÍA
I 0
CONVERTIDOR 12 V / 220 V
~
220 V F
-
+
12 V c.c BATERY
F
Ejemplos
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Ejemplos
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Ejemplos
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