Energía solar fotovoltaica “La energía solar fotovoltaica se basa en la captación de energía solar y su transformación en energía eléctrica por medio de módulos fotovoltaicos.”
Energía solar fotovoltaica
1. Resumen – Planteamiento central 2. Introducción 3. Energía solar fotovoltaica 3.1.
Historia
3.2.
Mitos sobre la energía solar fotovoltaica
4. Perspectiva general de las aplicaciones fotovoltaicas 4.1.
Aplicaciones de la energía solar fotovoltaica
4.2.
Sistemas conectados a la red
4.3.
Sistemas aislados
5. La tecnología y la industria solar fotovoltaica. (Presente - Futuro) 5.1.
Las células solares a. Características b. Tipos c. Desarrollo
5.2.
La industria fotovoltaica a. Módulos fotovoltaicos
5.3.
La tecnología de referencia
6. Tipología de proyectos técnicos 6.1.
Instalaciones aisladas a red (Gráfico)
6.2.
Instalaciones conectadas a red (Gráfico)
7. La energía solar fotovoltaica y las TICS 7.1.
Sistemas complementarios
8. Operación y mantenimiento de sistemas fotovoltaicos 8.1.
Mantenimiento de instalaciones
8.2.
Operaciones comunes de mantenimiento
9. Conclusión 10. Bibliografía 11. Anexos
1. Resumen (Ideas principales)
Informar a los lectores de que existe una fuente de energía renovable, limpia y pura que contribuye con el medio ambiente.
Dar a conocer el proceso que se realiza para obtener este tipo de energía.
Fomentar la investigación, en el tema de energías renovables. Ya que son la energía del futuro.
Planteamiento central
La energía solar fotovoltaica se plantea como una solución para la reducción de emisiones de CO2, cada kilovatio de energía solar generada deja de emitir 0,311 Kg de CO2 en la atmosfera.
2. Introducción
En este trabajo realizare una investigación sobre la energía solar fotovoltaica, un tipo de energía renovable que es una solución potencial a futuro de la situación actual de nuestro mundo contaminado. Nuestro planeta cada vez se encuentra más deteriorado a causa del hombre y su estilo de vida, la necesidad de cambiar las formas tradicionales de producción de energía es cada vez más latente y además es vital empezar a utilizar fuentes de energía renovables y sobre todo limpias, las celdas fotovoltaicas son sólo una de las muchas soluciones que deben implementarse y son una mínima parte del cambio, cambio que debe ser alimentado y complementado por otros medios de ahorro como focos ahorradores, electrodomésticos de bajo consumo de energía, y sobre todo, lo más importante por la conciencia humana. Ya es momento de preguntarnos ¿Qué es lo que estamos haciendo día a día con nuestro ambiente?, ¿Por qué no somos capaces de esperar hasta la próxima esquina para tirar el papel que tenemos, en el basurero que está en esa esquina?, ¿Por qué tenemos que usar aerosoles que dañan la capa de ozono?, ¿Por qué no pensar en los niños y en las próximas generaciones?, ¿Por qué no dejarles un lugar donde puedan respirar y jugar, donde la contaminación ya no sea un problema y donde aún haya recursos suficientes para vivir?, es decir, recursos renovables y bien utilizados como lo puede llegar a ser la energía solar y la energía solar fotovoltaica. Existen dos elementos que sustentan la utilización de la energía fotovoltaica: "La necesidad de proteger el medio ambiente y la necesidad de crecer económicamente"
3. Energía solar fotovoltaica “La energía solar fotovoltaica se basa en la captación de energía solar y su transformación en energía eléctrica por medio de módulos fotovoltaicos.”
Para ello se usan una serie de elementos ópticos y otra serie de aparatos electrónicos que adecuan este tipo de energía para que pueda ser utilizada por aparatos normales. Coord. Miguel Ángel Sánchez Maza Energía solar fotovoltaica. México: Limusa: IC, 3013, p 15. Se trata de una energía renovable y “limpia”. El principal inconveniente de este
tipo de energía surge a la hora de captar la luz solar, ya que este factor no es algo que se presente de manera constante, y que varía cuantiosamente dependiendo de la hora del día, la época del año y de la situación geográfica de la instalación. 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 creo 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.
3.1.
Historia
El efecto fotovoltaico fue descubierto por el francés Alexandre Edmond Bequerel en 1838 cuando tenía sólo 19 años. Bequerel estaba experimentando con una pila electrolítica con electrodos de platino cuando comprobó que la corriente subía en uno de los electrodos cuando este se exponía al sol. El siguiente paso se dio en 1873 cuando el ingeniero eléctrico inglés Willoughby Smith descubre el efecto fotovoltaico en sólidos. En este caso sobre el Selenio. Si bien en todos estos descubrimientos la cantidad de electricidad que se obtenía era muy reducida y quedaba descartada cualquier aplicación práctica, se demostraba la posibilidad de transformar la luz solar en electricidad por medio de elementos sólidos sin partes móviles.
3.2.
Mitos sobre la energía solar fotovoltaica
Mito 1: “La energía solar fotovoltaica requiere demasiado terreno para satisfacer una fracción significativa de las necesidades mundiales” Mito 2: “La energía solar fotovoltaica puede satisfacer todas las necesidades
actuales del planeta si se promulgaran leyes que prohibieran las plantas térmicas y nucleares, imponiéndose la energía solar fotovoltaica” Mito3: “La energía solar fotovoltaica sólo puede cubrir mercados especiales como
cosas remotas en países en desarrollo o satélites, nunca será una industria importante”
Méndez Muñiz, Rafael Cuervo García, Bureau Veritas F, Energía solar fotovoltaica. Madrid: Fundación Confemetal. 2011. P 25.
4. Perspectiva general de las aplicaciones fotovoltaicas
4.1.
Aplicaciones de la energía solar fotovoltaica
En una primera gran división las instalaciones fotovoltaicas se pueden clasificar en dos grandes grupos:
Instalaciones aisladas de la red eléctrica.
Instalaciones conectadas a la red eléctrica.
4.2.
Sistemas conectados a la red
En cuanto a las instalaciones conectadas a la red se pueden encontrar dos casos: centrales fotovoltaicas, (en las que la energía eléctrica generada se entrega directamente a la red eléctrica, como en otra central convencional de generación eléctrica) y sistemas fotovoltaicos en edificios o industrias, conectados a la red eléctrica, en los que una parte de la energía generada se invierte en el mismo autoconsumo del edificio, mientras que la energía excedente se entrega a la red eléctrica. También es posible entregar toda la energía a la red; el usuario recibirá entonces la energía eléctrica de la red, de la misma manera que cualquier otro abonado al suministro. 4.3.
Sistemas aislados
La energía generada a partir de la conversión fotovoltaica se utiliza para cubrir pequeños consumos eléctricos en el mismo lugar donde se produce la demanda. Es el caso de aplicaciones como la electrificación de: -
Viviendas alejadas de la red eléctrica convencional, básicamente electrificación rural.
-
Servicios y alumbrado público:
-
Aplicaciones agrícolas y de ganado Coord. Miguel Ángel Sánchez Maza Energía solar fotovoltaica. México: Limusa: IC, 3013, p 47.
5. La tecnología y la industria solar fotovoltaica. (Presente - Futuro)
5.1.
Las células solares
Son dispositivos formados por metales sensibles a la luz que desprenden electrones cuando los fotones inciden sobre ellos. Convierten energía luminosa en energía eléctrica. a) Características
Formadas por células elaboradas a base de silicio puro.
Generan de 2 a 4 Amperios.
Utilizan como materia prima la radiación solar.
b) Tipos
Silicio Monocristalino: material de silicio caracterizado por una disposición ordenada y periódica de átomo, de forma que solo tiene una orientación cristalina. Alcanzan rendimientos de hasta el 17%.
Silicio policristalino: silicio depositado sobre otro sustrato, como una capa de10-30 micrómetros y tamaño de grano entre 1 micrómtero y 1 mm. Alcanzan rendimientos de hasta el 12%.
Silicio amorfo: compuesto hidrogenado de silicio, no cristalino, depositado sobre otra sustancia con un espesor del orden de 1 micrometro. am-Si, o am-Si:H
c) Desarrollo
El estadounidense Les Hoffman, presidente de la compañía Hoffman Electronics, a través de su división de semiconductores fue uno de los pioneros en la fabricación y producción a gran escala de células solares. Entre 1954 y 1960, Hoffman logró mejorar la eficiencia de las células fotovoltaicas hasta el 14%, reduciendo los costes de fabricación para conseguir un producto que pudiera ser comercializado.
5.2.
La industria fotovoltaica
Con este nombre se tiende a identificar, al conjunto de compañías que producen células solares o módulos fotovoltaicos. También están en el subsector fotovoltaico las firmas que fabrican equipos de producción específicos para la industria fotovoltaica, desde el procesado de obleas a la fabricación y verificación de los módulos y sistemas de adquisición de dato. a) Módulos fotovoltaicos
Conjunto
completo,
medioambientalmente
protegido,
de
células
interconectadas. En general las células tienen potencias nominales próximas a 1Wp, lo que quiere decir que con una radiación de 1000W/m2 proporcionan valores de tensión de unos 0,5 V y una corriente de unos dos amperios. Para obtener potencias utilizables para aparatos de mediana potencia, hay que unir un cierto número de células con la finalidad de obtener la tensión y la corriente requeridas.
5.3.
La tecnología de referencia
La energía que es posible utilizar depende de las características del material que constituye la célula: la eficiencia de conversión (porcentaje de energía contenida en las radiaciones solares que es transformada en energía eléctrica disponible a los bornes) de las células al silicio disponibles en el mercado normalmente está comprendido entre el 13% y el 17%, mientras que especiales productos de laboratorio han alcanzado el 32,5%. Prácticamente la típica célula fotovoltaica tiene un espesor total de entre 0,25 y 0,35 mm y está constituida por silicio mono o policristalino. Méndez Muñiz, Rafael Cuervo García, Bureau Veritas F, Energía solar fotovoltaica. Madrid: Fundación Confemetal. 2011. P 73.
6. Tipología de proyectos técnicos 6.1. Instalaciones aisladas a la red (Grafico)
6.2. Instalaciones conectadas a la red (Gráfico)
7. La energía solar fotovoltaica y las TICS
En países desarrollados, la introducción de las Tecnologías de la Información y de las Comunicaciones (TICs), ha implicado un cambio en la sociedad en general. Las TICs pueden desempeñar un papel importante en la gestión, control y seguridad de estas. Las TICs pueden mejorar y agilizar los procesos de producción del sector fotovoltaico contribuyendo a la economía de escala en la fabricación de dispositivos fotovoltaicos, facilitando las tareas de diseño y optimizando las medidas y el control de la calidad.
7.1 Sistemas complementarios
A continuación, se presentan algunos de los sistemas complementarios que pueden incluirse en una instalación fotovoltaica. - Subsistema de circuito cerrado de televisión - Subsistema meteorológico - Subsistema de detección de intrusión y robo - Subsistema de protección contra incendios
8. Operación y mantenimiento de sistemas fotovoltaicos
8.1.
Mantenimiento de instalaciones
La explotación y mantenimiento de una instalación solar fotovoltaica dependerá de si la instalación es aislada o conectada a red aunque existen una serie de trabajos comunes independientemente de su aplicación. El objetivo del mantenimiento es prolongar la vida útil del sistema, asegurando además el funcionamiento y productividad de la instalación, lo que dependiendo del uso, tiene ventajas para el consumo (aisladas de red) o mejora de la retribución económica de la producción (conectadas a red).
8.2. Operaciones comunes de mantenimiento
Las operaciones de mantenimiento del generador fotovoltaico son Limpieza
periódica de los módulos una vez al año, aunque en muchos casos no
se hace. Vigilancia Control
del inversor.
de las conexiones eléctricas y del cableado de los módulos.
9. Conclusión
La protección de medio ambiente es compromiso de todos, gobiernos, personas e industrias. Hoy día vemos un gran crecimiento, tanto en la producción de paneles solares cada vez más económicos como en la implementación de grandes plantas solares conectadas a la red eléctrica. La energía solar es importante porque a través de la electricidad fotovoltaica, nos permite progresar materialmente, posibilitando la creación de nuevas alternativas de vida que apuesten por un mayor respeto al medio ambiente y que se orientan hacia la autosuficiencia. La energía solar fotovoltaica es, al igual que el resto de energías renovables, inagotable, respetable con el medio ambiente. Contribuye a la reducción de emisión de gases de efecto invernadero y especialmente de CO2, ayudando a cumplir los compromisos adquiridos por el Protocolo de Kioto y a proteger nuestro planeta del cambio climático.
10. Bibliografía
Coord. Miguel Ángel Sánchez Maza, (2013). Energía solar fotovoltaica. México: Limusa: IC, 314p. Disponibilidad: 1 ejemplar disponible en Biblioteca Central 2do.
Nivel.
http://www.bibliotecas.buap.mx/portal/ Méndez Muñiz, Rafael Cuervo García, Bureau Veritas F, (2011) Energía solar fotovoltaica. Madrid: Fundación Confemetal. 320 p. http://www.agenergia.org/files/resourcesmodule/@random49914e4ed9045/ 1234267189_ENERGIA_SOLAR_FOTOVOLTAICA_ITER.pdf
11. Anexos