Elaboración de panel solar casero para la carga de teléfonos celulares
Resumen
Se elaborará un panel solar casero como alternativa para cargar aparatos electrónicos específ específicam icamente ente teléfono teléfonoss celulares celulares sin la necesidad necesidad de depender depender de una fuente de energía eléctrica, ayudando así a disminuir el excesivo consumo energético.
Introducción
La electricidad desde su descubrimiento hasta hoy en día ha llegado a ser un elemento básico en la desarrollo social y económico, pues diariamente interactuamos con ella, desde desde encen encender der un foco foco y conect conectar ar un aparat aparato o eléct eléctri rico; co; aparat aparatos os cada cada ve más más sofisticados sofisticados y !ue cual!uier persona persona lo puede utiliar, utiliar, han hecho una vida más fácil y cómoda, en la actualidad actualidad existen muchos aparatos funcionando gracias a la electricidad electricidad lo !ue lo ha llevado a convertirse en un servicio básico.
"ebido al agotamiento de recursos naturales y al cambio climático se ve en la necesidad de encontrar nuevas formas de generar electricidad electricidad de fuentes renovables renovables !ue no afecte de manera negativa al ambiente; es decir !ue disminuya su nivel de contaminación , !ue mant manteng engaa su efici eficienc encia ia energ energét ética ica y !ue no tenga tenga un alto alto costo costo de fabri fabrica cació ción n y mantenimiento.
Se crearon ma!uinas !ue aprovechan el viento, el movimiento de las olas, la biomasa entre otras. La energía solar es la fuente !ue se considera más limpia, y la !ue más se está desarrollando y tienen mayor expectativas para el futuro, esta mediante células solares de silicio aprovecha los rayos del sol para convertirlo en energía eléctrica, utilia una batería !ue almacena electricidad y así incluso poder utiliarlo en la noche. La energía solar llega a ser gratuita pero con un costo elevado para transformarlo en electricidad, disminuye las emisiones de #$%, gases !ue causan malas consecuencias en el ambiente ambiente logrando logrando su destrucción destrucción.. Los paneles paneles solares solares son de gran utilidad utilidad para cargar baterías baterías de los celulares, puesto a !ue los celulares celulares son indispensables indispensables para cada
persona, por lo !ue una placa solar pe!ue&a es muy factible utiliarla al aire libre, o donde se pueda recibir rayos del sol, si se logra !ue el costo de la células solares disminuya podría llegar a ser la fuente principal de generar energía en los países donde hay gran incidencia del sol.
Objetivo General •
#omprender y analiar de manera básica y sencilla el funcionamiento de un panel solar fotovoltaico a pe!ue&a escala para ser utiliado en la carga de batería de teléfonos celulares.
Objetivos específicos
•
'ecopilar información bibliográfica y documental referente a paneles solares.
•
(studiar las bases necesarias acerca de circuitos eléctricos con el fin de no producir fallas en las conexiones.
•
#omprobar el funcionamiento y eficiencia del sistema.
Marco Teórico Energía
La primera fuente de energía !ue el hombre tuvo, tiene y tendrá, es la del Sol, fundamentalmente para la vida y a la ve generadora de otros tipos de energía. (l termino energía, es probablemente una de las palabras de la física !ue más se utilia en las sociedades industrialiadas, donde son expresiones comunes) *el costo de la energía+, *el aprovechamiento de la energía+, en general la energía es la capacidad para hacer un trabao. -ambrano, %//01 (s decir la energía es el componente principal al momento de eecutar cierta actividad o trabao, esta fuente es indispensable para la vida y los procesos !ue se dan en relación al ser humano y su entorno.se la emplea en cada actividad de la fisionomía de un individuo así como también en
procesos
industriales los cuales en su mayor parte generan una contaminación al medio ambiente. (l aprovechamiento de la energía depende siempre de la manera como se la utilice en todos los ámbitos bien sean estos propios de una persona o de una actividad industrial. Energía Solar
(l sol constituye una fuente de energía relativamente infinita, gracias a esta estrella y otros factores, en nuestro planeta es posible la existencia de la vida. 2demás como fuente de energía es considerada la más fiable, gratuita y con gran potencial de cubrir las necesidades energéticas de la población. La energía solar es en perspectiva una de las favoritas en cuanto a energías alternativas, aun!ue esta no pueda sustituir a las energías procedentes de combustibles fósiles pero, puede eficamente satisfacer las necesidades de las familias. La energía eléctrica !ue se obtiene por medio de paneles solares se la denomina fotovoltaica, este tipo de energía es a nivel mundial la más conocida en cuanto a energías renovables. Los paneles solares fotovoltaicos están constituidos por semiconductores como el silicio el cual tiene la característica de generar energía eléctrica cuando se la ve expuesta a la radiación solar, este proceso ocurre en las células fotovoltaicas !ue posee el panel solar. La lu solar posee fotones, los cuales llevan energía, entonces la célula fotovoltaica es golpeada por un fotón y este es absorbido por el silicio el cual libera electrones.
Radiación solar
(s el fluo de energía !ue recibimos del Sol en forma de ondas electromagnéticas de diferentes frecuencias -lu visible, infrarroa y ultravioleta1. 2proximadamente la mitad de las !ue recibimos, comprendidas entre /.3 µm y /.4 µm, pueden ser detectadas por el oo humano, constituyendo lo !ue conocemos como lu visible. "e la otra mitad, la mayoría se sit5a en la parte infrarroa del espectro y una pe!ue&a parte en la ultravioleta. La porción de esta radiación !ue no es absorbida por la atmosfera, es la !ue produce !uemaduras en la piel a la gente !ue se expone muchas horas al día sin protección. -Sanche, %/661 Tipos de radiación
(n función de cómo reciben la radiación solar los obetos situados en la superficie terrestre, se pueden distinguir estos tipos de radiación)
Radiación irecta
(s a!uella !ue llega directamente del Sol sin haber sufrido cambio alguno en su dirección. (ste tipo de radiación se caracteria por proyectar una sombra definida de los obetos opacos !ue la interceptan. -Sanche, %/661
Radiación ifusa
7arte de la radiación !ue atraviesa la atmosfera es refleada por las nubes o absorbida por estas. (sta radiación, !ue se denomina difusa, va en todas direcciones, como consecuencia de las reflexiones y absorciones, no solo de las nubes sino de las partículas de polvo atmosférico, monta&as, arboles, edificios, el propio suelo, etc. (ste tipo de radiación se caracteria por no producir sombra alguna respecto a los obetos opacos interpuestos. Las superficies horiontales son las !ue más radiación difusa reciben, ya !ue ven toda la bóveda celeste, mientras !ue las verticales reciben menos por!ue solo ven la mitad. -Sanche, %/661
Radiación Reflejada
La radiación refleada es, como su nombre indica, a!uella refleada por la superficie terrestre. La cantidad de radiación depende del coeficiente de reflexión de la superficie, llamado también albedo. Las superficies horiontales no reciben ninguna radiación refleada, por!ue no ven ninguna superficie terrestre y las superficies verticales son las !ue más radiación refleada reciben. -Sanche, %/661
Radiación Global
(s la radiación total. (s la suma de las tres radiaciones. (n un día despeado, con cielo limpio, la radiación directa es preponderante sobre la radiación difusa. 7or el contrario, en un día nublado no existe radiación directa y la totalidad de la radiación !ue incide es difusa. -Sanche, %/661
Los distintos tipos de colectores solares aprovechan de forma distinta la radiación solar. Los colectores solares planos, por eemplo, captan la radiación total -directa8difusa1, sin embargo, los colectores de concentración solo captan la radiación directa. 7or esta raón, los colectores de concentración suelen situarse en onas de muy poca nubosidad y con pocas brumas, en el interior, aleadas de las costas. -Sanche, %/661
!argador
9n cargador de baterías es un dispositivo utiliado para suministrar la corriente eléctrica o tensión eléctrica !ue almacenará una o varias simultáneamente: pila recargable o una batería. La carga de corriente depende de la tecnología y de la capacidad de la batería a cargar. 7or eemplo, la corriente :tensión: !ue debería suministrarse para una recarga de una batería de auto de 6% deberá ser muy diferente a la corriente para recargar una batería de < de teléfono móvil.6 -=onales1 (s un dispositivo el cual abastece de energía a baterías y pilas, la forma de cómo se carga una batería depende de la tecnología !ue se emplea, con la utiliación de estos cargadores se ayuda al ambiente y a la sociedad en general !ue necesita de los dispositivos móviles !ue en la actualidad son de mucha utilidad. 2demás de ser una buena medida para disminuir la contaminación producida por las baterías.
!argadores solares"
#argadores solares convierten la energía luminosa en corriente continua. 7or lo general son portátiles, pero también pueden ser de montae fio. #argadores solares montae fio también se conocen como paneles solares. Los paneles solares a menudo están conectados a la red eléctrica, mientras !ue los cargadores solares portátiles son utiliados fuera de la red. 2un!ue los cargadores solares portátiles obtienen energía de sólo el sol, a5n pueden ser utiliados en aplicaciones de poca lu. #argadores solares portátiles se utilian normalmente para la carga de mantenimiento, aun!ue algunos cargadores solares, se puede recargar completamente las baterías. 7ueden existir otros dispositivos !ue combinan esto con otras fuentes de energía para una mayor eficacia de la recarga.
Tipos de los paneles solares en función de la forma
>ambién es posible clasificar los tipos de paneles en función de su forma. (mpleándose cual!uiera de los materiales antes comentados se fabrican paneles en distintos formatos para adaptarse a una aplicación en concreto o bien para lograr un mayor rendimiento .2lgunos eemplos de formas de paneles distintos del clásico plano son) #aneles con sistemas de concentración
9n eemplo de ellos es el modelo desarrollado por una marca espa&ola, el cual mediante una serie de superficies reflectantes concentra la lu sobre los paneles fotovoltaicos. 2un!ue el porcentae de conversión no varíe, una misma superficie de panel producirá más electricidad ya !ue recibe una cantidad concentrada de fotones. -sitiosolar, %/631 2ctualmente se investiga en sistemas !ue concentran la radiación solar por medio de lentes. La concentración de la lu sobre los paneles solares es una de las vías !ue están desarrollando los fabricantes para lograr aumentar la efectividad de las células fotovoltaicas y baar los costes. -sitiosolar, %/631 #aneles de formato $teja o baldosa%
(stos paneles son de pe!ue&o tama&o y están pensados para combinarse en gran n5mero para así cubrir las grandes superficies !ue ofrecen los teados de las viviendas. 2ptos
para cubrir grandes demandas energéticas en los !ue se necesita una elevada superficie de captación. -sitiosolar, %/631 #aneles bifaciales
?asados en un tipo de panel capa de transformar en electricidad la radiación solar !ue le recibe por cual!uiera de sus dos caras. 7ara aprovechar convenientemente esta cualidad se coloca sobre dos superficies blancas !ue reflean la lu solar hacia el reverso del panel. -sitiosolar, %/631
Elementos asociados a los paneles solares fotovoltaicos
(l panel solar es el elemento encargado de captar la energía del sol y de transformarla en energía eléctrica !ue se pueda ser usada. 2sociado los paneles existen otros componentes !ue se utilian en las instalaciones como elementos de seguridad o !ue amplían las posibilidades del uso de la instalación. Los componentes esenciales de una instalación fotovoltaica son) Regulador
(s el elemento !ue regula la inyección de corriente desde los paneles a la batería. (l regulador interrumpe el paso de energía cuando la batería se halla totalmente cargada evitando así los negativos efectos derivados de una sobrecarga. (n todo momento el regulador controla el estado de carga de la batería para permitir el paso de energía eléctrica proveniente de los paneles cuando esta empiea a baar. -sitiosolar, %/631
Elaboración del cargador
#aso &
La investigación necesaria para la elaboración correcta del cargador solar. #aso '
#ompra de todos los materiales necesarios y cálculo de sus costos.
@aterial #elda fotovoltaica de 4v BacC 9S? hembra "iodo conductor #able conductor 6m #autín >otal
#antidad % 6 % 6 6
#osto %3.// A 6.// A /.%< A /.%< A /.//A %<.
#aso (
@ediante un cautín iremos soldando los cables para realiar las primeras conexiones. (n el lado negativo irá el cable de color negro y en el lado positivo el diodo rectificador de /,6 2 para !ue no se regrese la corriente y tenga un solo sentido. -2nexo 61 #aso )
Soldamos el cable positivo al diodo y este lo unimos al regulador de < voltios para una estable corriente, así, permitiendo una correcta carga del teléfono celular. -2nexo %1 #aso *
9na ve conectado al regulador pasamos a conectar al mini BacC 9S? hembra !ue será la salida de corriente. -2nexo 01 #aso +
"ebido a la poca intensidad !ue tiene el panel de 4v -0
7robamos el cargador !ue funcione y cargue. -2nexo <1 #aso -
@ediante marco de cuadros y una tabla triple, aseguramos y fiamos el cargador solar para !ue sea más sencillo manipularlo. -2nexo D1
Metodología .a investigación bibliogr/fica 0 documental"
2 través de la b5s!ueda de información en documentos para fundamentar en base a estudios y autores diversos el marco teórico, permitiendo conocer, analiar, comparar y deducir los diferentes enfo!ues, criterios, conceptualiaciones, análisis, conclusiones y recomendaciones !ue proporcionó este tipo de información acerca del área particular de estudio ayudando al desarrollo y eecución del presente trabao de investigación !ue se sustentó en información clara y concisa recopilada de libros, textos, revistas de carácter científico, artículos de prensa, folletos, documentos, enciclopedias, internet y cual!uier material escrito, referente al tema de investigación, constituyéndose en una de las primeras etapas de toda la investigación
Investigación de campo"
(l presente estudio se apoya en la investigación de campo, ya !ue acerca al investigador al obeto o fenómeno de estudio, !ue para el presente caso se trata de un cargador solar, mismo !ue partiendo de la investigación bibliográfica conlleva a un estudio de casos y experiencias en las !ue apoyado de la observación científica permitirá la elaboración del cargador manual portátil.
Investigación 1plicada
Se busca disminuir la contaminación ambiental mediante la fabricación de paneles solares !ue utilian la energía solar para generar electricidad suficiente para poder cargar baterías de celulares.
Resultados
Se presenta como un resultado !ue la ciudad de Ebarra presenta un apto clima para poder implementar este proyecto debido a !ue hay un porcentae idóneo de las horas de sol en un día normal. (n este caso se ha recopilado datos de cuantas horas de sol existe en una semana normal para ello tomando en cuenta un clima impredecible se ha tomado un dato estadístico del mes de unio el cual ha presentado muchas etapas de lluvia y de sol. La tabla muestra el porcentae del total de horas de sol el cual indica !ue porcentae del día permaneció iluminado con una fuerte radiación en un día con precipitaciones. ->u >iempo, %/6D1
Día
Iluminación
Salida Sol
Puesta
Horas de Sol
1
25.13%
6:06
18:14
12:08
2
15.62%
6:06
18:14
12:08
3
7.92%
6:06
18:15
12:09
4
2.64%
6:06
18:15
12:09
Fuente)GGG.tutiempo.netHecuadorHibarra. 'epresentación de las horas de en unio de %/6D
!onclusiones 0 Recomendaciones
Se concluye !ue en un día con precipitaciones es posible utiliar los paneles solares para cargar un dispositivo celular ya !ue presenta la iluminación necesaria para !ue el panel solar cargue el dispositivo.
Se recomienda utiliar datos del EI2@E cuando se necesite saber algo sobre el clima en una localidad del (cuador para obtener datos precisos
y con mayor aceptación
científica.
2ibliografía
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