ANTECEDENTES
El desarrollo de la energía solar se remonta a más de 100 años. En los primeros días, la energía solar se utilizaba principalmente para la producción de vapor que podría ser utilizado para manejar maquinaria. Pero no fue hasta el descubrimiento del “efecto fotovoltaico” por Henri Becquerel que permita la conversión de luz solar en energía
eléctrica. El descubrimiento de Becquerel llevó a la invención en 1893 por Charles Fritts de la primera célula solar real que fue formada por láminas de revestimiento de selenio con una fina capa de oro. Y desde este humilde comienzo se plantearía el dispositivo que hoy conocemos como el panel solar. La invención de Ohl llevó a la producción de los paneles solares por primera vez en 1954 por la misma empresa. Los novedosos paneles solares encontraron su uso general por primera vez en satélites espaciales. Para la mayoría de la gente, el primer panel solar en su vida, probablemente estaba en una calculadora – alrededor de la década de 1970. En los últimos 60 años, se ha detectado un aumento de las concentraciones de gases invernadero por causa de la acción del hombre. Construir casas, departamentos, oficinas solares será beneficioso para todos en el futuro, tanto en lo económico como para el medio ambiente. Hoy en día, los paneles solares y sistemas completos de paneles solares se utilizan para una amplia variedad de aplicaciones. Sí, los paneles solares en forma de células solares siguen siendo utilizados en las calculadoras. Sin embargo, también se están utilizando para suministrar energía solar para toda la casa y los edificios comerciales. Las casas alimentadas por energía solar y eólica, están siendo construidas por todas partes del mundo, y reiteran a los gobiernos que las casas solares son extremadamente eficientes, esto sin duda generara más inversiones por parte del gobierno. JUSTIFICACIÓN El uso generalizado de los combustibles fósiles, el debilitamiento de la capa de ozono y la desaparición de grandes masas boscosas están favoreciendo el aumento de la temperatura en la Tierra, provocando un futuro incierto para nuestras próximas generaciones. Por todo ello, nos vemos obligados a apostar por la Energía Solar, un
recurso limpio, inagotable, de fácil instalación, con una vida prolongada y que se adapta perfectamente al ámbito rural y urbano. Mediante la instalación de paneles solares, puede ahorrar dinero, porque tiempo después, esto puede significar que las compañías eléctricas terminen pagándole. La energía que no se utilice pude ser enviada de vuelta a la red local y el proveedor le pagara. MISIÓN Somos una empresa que brinda alternativas y soluciones de energías renovables, mediante la implementación y desarrollo de tecnología de vanguardia y servicio altamente especializado, que contribuye al cuidado del medio ambiente y la calidad de vida de la sociedad. VISIÓN Consolidarnos como empresa altamente competitiva y líder en México en los próximos 5 años, a través de las estrategias de diferenciación (innovación) y bajo costo, con personal altamente capacitado, comprometido y con pasión por el logro de nuestros objetivos estratégicos.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE LA INVESTIGACIÓN DE MERCADO El presente proyecto está planteado como una alternativa para paliar en parte la difícil situación energética que vive el país, y además para contribuir de una manera sostenible a la protección del medio ambiente debido a la problemática del calentamiento global. El MEXICO, un país con poca capacidad de generación de energía por métodos tradicionales (hidroeléctricas), pasa por una dura crisis energética motivo por el cual el proyecto presentado tratará de satisfacer la incomodidad que ocasiona no tener este recurso tan importante para la sociedad, para lo cual se ha decidido comercializar paneles fotovoltaicos como respuesta significativa a la demanda de soluciones alternativas al problema descrito. Para promover el uso de generadores de energía con recursos limpios y renovables, no contaminantes. La sociedad en general debe sumar esfuerzos para precautelar el ambiente, pues el calentamiento global no es un mito sino un hecho irreversible frente al cual debemos estar motivados para adoptar oportunas acciones de solución. Ofrecer una alternativa energética implica dar una solución a la sociedad en un mundo altamente competitivo y exigente de servicios y productos. Por lo tanto, es fundamental en esta primera etapa del proceso de investigación identificar y determinar ese mercado ávido de soluciones. En esta etapa de investigación de mercado y como punto de partida, nace una oportunidad conveniente para la realización de este proyecto, pero obviamente el estudio preliminar de mercado determinará si este proyecto es factible o no. ¿Sería factible la comercialización e instalación de paneles solares en el mercado ecuatoriano?
MARCO TEORICO QUE ES UN PANEL SOLAR Un panel solar es un módulo que aprovecha la energía de la radiación solar. Los paneles fotovoltaicos: están formados por numerosas celdas que convierten la luz en electricidad. Las celdas a veces son llamadas células fotovoltaicas, del griego " fotos ", luz. Estas celdas dependen del efecto fotovoltaico por el que la energía luminosa produce cargas positiva y negativa en dos semiconductores próximos de diferente tipo, produciendo así un campo eléctrico capaz de generar una corriente. Los paneles fotovoltaicos, además de producir energía que puede alimentar un red eléctrica terrestre, pueden emplearse en vehículos eléctricos y barcos solares. COMO SE ELABORAN: Teoría y construcción Silicio cristalino y Arseniuro de galio son la elección típica de materiales para celdas solares. Los cristales de Arseniuro de galio son creados especialmente para uso fotovoltaico, mientras que los cristales de Silicio están disponibles en lingotes estándar más baratos producidos principalmente para el consumo de la industria microelectrónica. El Silicio policristalino tiene una menor eficacia de conversión, pero también menor coste. Cuando es expuesto a luz solar directa, una celda de Silicio de 6cm de diámetro puede producir una corriente de alrededor 0,5 amperios a 0,5 voltios (equivalente a un promedio de 90 W/m², en un rango de usualmente 50-150 W/m², dependiendo del brillo solar y la eficacia de la celda). El Arseniuro de Galio es más eficaz que el Silicio, pero también más costoso. Los lingotes cristalinos son cortados en discos finos como una oblea, pulidos para eliminar posibles daños causados por el corte. Se introducen dopantes (impurezas añadidas para modificar las propiedades conductoras) dentro de las obleas, y se depositan conductores metálicos en cada superficie: una fina rejilla en el lado donde da la luz solar y usualmente una hoja plana en el otro.
Los paneles solares son construidos con estas celdas cortadas en forma apropiada. Para protegerlos de daños en la superficie frontal causados por radiación o por el mismo manejo de éstos se los enlaza en una cubierta de vidrio y se cimentan sobre un sustrato (el cual puede ser un panel rígido o una manta blanda). Se realizan conexiones eléctricas en serie-paralelo para determinar el voltaje de salida total. La cimentación y el sustrato deben ser conductores térmicos, ya que las celdas se calientan al absorber la energía infrarroja que no es convertida en electricidad. Debido a que el calentamiento de las celdas reduce la eficacia de operación es deseable minimizarlo. Los ensamblajes resultantes son llamados paneles solares o grupos solares. Un panel solar es una colección de celdas solares. Aunque cada celda solar provee una cantidad relativamente pequeña de energía, muchas de estas repartidas en un área grande pueden proveer suficiente energía como para ser útiles. Para obtener la mayor cantidad de energía las celdas solares deben apuntar directamente al sol.
MATERIALES a).- Tubo para aislamiento de cañerías 1/2'' b).- Cañería cobre recocida de 3/8'' c).- Manguera Transparente ½”. d).- Lana de Vidrio 5 kg. e).- Planchas de aislapol 500x1000 mm espesor 50 mm f).- Súper Bidón de 200 litros g).- Abrazadera para ½”. h).- Plancha lisa de Zinc 1000x2000 mm y Tapa Goteras Negro. i).- Bomba de Recirculación Agua Negra j).- Algunos Fungibles k).- Vidrios Para Tapa Frontal - Bomba de recirculación 1 c/u ....................$ 30.000 - Manguera Transparente 80 mts ....................$ 16.000 - Aislapol 1000x500x50 mm 16 c/u ....................$ 16.000 - Vidrios Dobles 1000x500 4 c/u ....................$ 16.000 - Tinta o Anilina negra 1 c/u ....................$ 5.000 - Cobre recocido 3/8” 15 mts ....................$ 40.500 - Coplas de ½” para manguera 10 c/u ....................$ 1.000 - Super Bidon 200 lts 1 c/u ....................$ 20.000 - Bidón 5 lts 1 c/u ....................$ 1.000 - Fungibles Indicados 1 gl ....................$ 10.000
- Tubo de aislamiento 5 c/u ....................$ 3.000 - Lana de Vidrio 5 kg 1 bolsa ....................$ 7.750 - Abrazadera de ½” 10 c/u ....................$ 5.000 - Plancha lisa de Zinc 1000x2000 1 c/u ....................$ 4.500 - Tapa goteras negro 1 c/u ....................$ 1.000 - Bomba para la ducha(ver nota 1) 1 c/u ....................$ 30.000 - Válvula Tipo Flotador (opcional) 1 c/u ....................$ 30.000 - Calentador Eléctrico (opcional) 1 c/u ....................$ 10.000 - Termostato (opcional) 1 c/u ....................$ 5.000 COSTO DE UN PANEL SOLAR Paquete completo para casa que prodice 2,400 watts por día aproximadamente 78,960 pesos. (con instalación) • Kit que produce hasta 127 kwh por bimestre o 2740 watts al día 69,521 pesos (sin
instalar) • Panel solar de 20 watts 2,000 pesos • Panel solar de 150 watts 12,000 pesos • Panel solar de 40 watts 2,600 pesos • Panel solar de 64 watts 800 pesos • Paquete de 350 watts diarios 11,500 pesos. Con este paquete puedes usar una
radiograbadora por 3 horas + una televisión a color por 3 horas + 4 focos de 15 watts por 3 horas.
Como puedes ver hay paquetes y paneles solares de todos los precios y para todas las necesidades, por lo que de nuevo, te recomendamos pedir un presupuesto especial para tus necesidades.
CÓMO FUNCIONAN LAS CELDAS SOLARES Para entender la operación de una célula fotovoltaica, necesitamos considerar la naturaleza del material y la naturaleza de la luz del sol. Las celdas solares están formadas por dos tipos de material, generalmente silicio tipo p y silicio tipo n. La luz de ciertas longitudes de onda puede ionizar los átomos en el silicio y el campo interno producido por la unión que separa algunas de las cargas positivas (”agujeros”) de las cargas negativas (electrones) dentro del dispositivo fotovoltaico. Los agujeros se mueven hacia la capa positiva o capa de tipo p y los electrones hacia la negativa o capa tipo n. Aunque estas cargas opuestas se atraen mutuamente, la mayoría de ellas solamente se pueden re combinar pasando a través de un circuito externo fuera del material debido a la barrera de energía potencial interno. Por lo tanto si se hace un circuito se puede producir una corriente a partir de las celdas iluminadas, puesto que los electrones libres tienen que pasar a través del circuito para recombinarse con los agujeros positivos. Positivos. La cantidad de energía que entrega un dispositivo fotovoltaico esta determinado por: • El tipo y el área del material • La intensidad de la luz del sol • La longitud de onda de la luz del sol
Por ejemplo, las celdas solares de silicio monocristalino actualmente no pueden convertir más el de 25% de la energía solar en electricidad, porque la radiación en la región infrarroja del espectro electromagnético no tiene suficiente energía como para separar las cargas positivas y negativas en el material. Las celdas solares de silicio policristalino en la actualidad tienen una eficiencia de menos del 20% y las celdas amorfas de silicio tienen actualmente una eficiencia cerca del 10%, debido a pérdidas de energía internas más altas que las del silicio monocristalino. Una típica célula fotovoltaica de silicio monocristalino de 100 cm2 producirá cerca de 1.5 vatios de energía a 0.5 voltios de Corriente Continua y 3 amperios bajo la luz del sol en pleno verano (el 1000Wm-2). La energía de salida de la célula es casi directamente proporcional a la intensidad de la luz del sol. (Por ejemplo, si la intensidad de la luz del sol se divide por la mitad la energía de salida también será disminuida a la mitad). Una característica importante de las celdas fotovoltaicas es que el voltaje de la célula no depende de su tamaño, y sigue siendo bastante constante con el cambio de la intensidad de luz. La corriente en un dispositivo, sin embargo, es casi directamente proporcional a la intensidad de la luz y al tamaño. Para comparar diversas celdas se las clasifica por densidad de corriente, o amperios por centímetro cuadrado del área de la célula. La potencia entregada por una célula solar se puede aumentar con bastante eficacia empleando un mecanismo de seguimiento para mantener el dispositivo fotovoltaico directamente frente al sol, o concentrando la luz del sol usando lentes o espejos. Sin embargo, hay límites a este proceso, debido a la complejidad de los mecanismos, y de la necesidad de refrescar las celdas. La corriente es relativamente estable a altas temperaturas, pero el voltaje se reduce, conduciendo a una caída de potencia a causa del aumento de la temperatura de la célula. Otros tipos de materiales fotovoltaicos que tienen potencial comercial incluyen el diselenide de cobre e indio (CuInSe2) y teluo de cadmio (CdTe) y silicio amorfo como materia prima.
CUÁL SERIA LA EFECTIVIDAD DE LAS CELDAS SOLARES EN RELACION A SU COSTO Y BENEFICIO El rendimiento de celdas solares de más reciente desarrollo, supera el 30%, comparado con el 15% de muchos generadores eléctricos. Es la relación costo/beneficio lo que mantiene el uso de paneles solares como una solución que es considerada sólo cuando resulta más barata que el uso de otras formas de energía. Sin embargo, aquellos lugares en los cuales no hay acceso al uso de otras energías, el uso de energía solar es una excelente alternativa.
COMO FUNCIONAN Colector
solar
de
Placa
Plana:
En general un colector de placa plana actúa como un receptor que recoge la energía procedente del Sol y calienta una placa. La energia almacenada en la placa es transferida al fluido. Usualmente, estos colectores poseen una cubierta transparente de vidrio o plástico que aprovecha el efecto invernadero, formado por una serie de tubos de cobre, los cuales expuestos al sol absorben la radiación solar y se la transmiten al fluido que atraviesa su interior. Su aplicación es la producción de agua caliente sanitaria, climatización de piscinas y calefacción.
BIBLIOGRAFÍA
http://es.wikipedia.org/wiki/Panel_solar#Teor.C3.ADa_y_construcci.C3.B3n http://es.scribd.com/doc/2536242/MANUAL-FABRICACION-PANEL-SOLARMODELO-N1 MATERIALES Y ROCEDIMEENTO http://www.dforceblog.com/2008/10/14/resumen-precios-paneles-solares/ http://www.gstriatum.com/energiasolar/articulosenergia/11_Colectores_solares.htm l
