Energia solar
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Este documento presenta información sobre energía solar en tres oraciones: 1) Habla sobre un curso de biología en la Facultad de Enfermería sobre energía solar dictado por la profesora Cecilia Phun Pat con siete estudiantes inscritos. 2) Explica los diferentes tipos de energía solar como fotovoltaica, térmica pasiva y activa así como sus usos como electrificación rural, tratamiento de aguas y desalinización. 3) Finalmente, analiza el potencial de Ica para aprovechar la energía solar
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Energia solar
- 1. FACULTAD DE ENFERMERÍA TEMA: ENERGIA SOLAR CURSO : BIOLOGIA DOCENTE : CECILIA PHUN PAT CICLO : I INTEGRANTE BANDA ATOCCSA ROSA FIORELA CHAVEZ TORRES JULIA GIULIANA CESPEDES HERNANDEZ MARIA DEL PILAR MORON ARANA ROSARIO DEL PILAR LENGUA RAYMUNDO MYRELLA PABLO GALA DIGNA YANETH INJANTE ANCHANTE KAREN ICA – PERU 2014
- 2. INTRODUCCIÓN La energía solar fotovoltaica se basa en la captación de energía solar y su transformación en energía eléctrica por medio de celdas fotovoltaicas. Los materiales semiconductores, para su utilización en celdas fotovoltaicas, han de ser producidos en purezas muy altas, normalmente con estructura cristalina. La conversión de la energía solar a eléctrica se realiza de manera limpia, directa y elegante. 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. PRESENTACION El interés de escoger el tema “Solar” es poder conocer una de las energías alternativas, la cual es la que tenemos del día a día, aunque por culpa del mal cuidado que el hombre le da al mundo a veces pueda perjudicarnos. ¿Qué tan bien conocemos la energía solar?, ¿es rentable el adquirir procesadores para aprovechar esta energía? El hombre no podrá llegar a comprender la naturaleza al 100% pero el Sol es un recurso que está a nuestro alcance y no solo sirve para la obtención de energía para la utilización humana sino que juega un papel muy importante en todo como en la naturaleza, es por ello que nos hemos dado a la tarea de investigar ¿qué más podemos obtener aparte de los procesos ya naturales? Y ¿cuán importante es el poder aprovechar de manera eficaz la energía solar? ¿Podríamos gozar de todos los beneficios todas las personas en el mundo?
- 4. DEFINICIÓN La energía solar es una fuente de energía de origen renovable, obtenida a partir del aprovechamiento de la radiación electromagnética procedente del Sol. La radiación solar que alcanza la Tierra ha sido aprovechada por el ser humano desde la Antigüedad, mediante diferentes tecnologías que han ido evolucionando con el tiempo desde su concepción. Las diferentes tecnologías solares se clasifican en pasivas o activas según cómo capturan, convierten y distribuyen la energía solar. Las tecnologías activas incluyen el uso de paneles fotovoltaicos y colectores térmicos para recolectar la energía. Las técnicas pasivas, se encuentran en diferentes técnicas enmarcadas en la arquitectura bioclimática ENERGÍA SOLAR ACTIVA FOTOVOLTAICA es una fuente de energía que produce electricidad de origen renovable, obtenida directamente a partir de la radiación solar mediante un dispositivo semiconductor denominado célula fotovoltaica, o bien mediante una deposición de metales sobre un sustrato denominada célula solar de película fina.
- 5. ENERGÍA SOLAR ACTIVA: COLECTOR TERMICO Es cualquier dispositivo diseñado para recoger la energía radiada por el sol y convertirla en energía térmica. Los colectores se dividen en dos grandes grupos: los captadores de baja temperatura, utilizados fundamentalmente en sistemas domésticos de calefacción y ACS, y los colectores de alta temperatura, conformados mediante espejos, y utilizados generalmente para producir vapor que mueve una turbina que generará energía eléctrica ENERGÍA SOLAR PASIVA Los sistemas pasivos implican diseños de estructuras que utilizan la energía solar para enfriar y calentar. Muros gruesos de hormigón que permiten oscilaciones de temperatura; ya que; calor en invierno y aíslan en verano.
- 6. ENERGÍA FOTOVOLTAICA EN ESPAÑA El Plan de Fomento de las Energías Renovables precisa de todas y cada una de estas energías, para llegar al objetivo europeo marcado para el año 2.010. La energía fotovoltaica es una más a colaborar en este objetivo. Su parcela esta cifrada en objetivo de aportación discreto, concretamente 144 MW. Su realidad está aún muy por debajo de la meta final a conseguir ya que no se superan los 20 MWp, aunque el crecimiento anual es alto y decidido. Por el momento sus usos prácticos y sus aplicaciones están muy centrados en utilizaciones aisladas donde se usa el 75 por ciento de la energía producida, en concreto un 68 por ciento en usos rurales y un 7 por ciento en otras aplicaciones. Solamente el 25 por ciento de la producción va a la red eléctrica de consumo. Hay más de 20.000 instalaciones en operación, aunque, por lo general, son de muy poca potencia unitaria, lo que resulta muy razonable en este tipo de aplicación. Las grandes instalaciones fotovoltaicas centralizadas para producir energía eléctrica e integrarla en la red eléctrica nacional, son todavía anecdóticas y muy cercanas al campo de la investigación. Aun así son experiencias de enorme valía y de gran impulso para el desarrollo futuro del sector. España es un área geográfica realmente privilegiada y favorecida para aprovechar la energía solar con altos índices de usos, utilización y rendimiento. Algunas zonas son las de mayor exposición en toda Europa. Las horas de insolación son altas, lo que aporta un mejor rendimiento a las inversiones privadas aunque aún los equipos de producción fotovoltaica no han llegado a precios que hagan realmente interesante su utilización masiva. Éste sigue siendo el gran problema de la energía fotovoltaica, que recientemente ha despegado de su fase de desarrollo tecnológico y se está consolidando en su fase industrial.
- 7. USOS DE LA ENERGÍA SOLAR EN EUROPA Electrificación Rural Las baterías de almacenaje se utilizan en áreas aisladas para proporcionar corriente eléctrica de la baja tensión para iluminación y comunicaciones así como también para vehículos. Un sistema fotovoltaico de carga de baterías consiste en generalmente un pequeño conjunto de paneles solares más un regulador de carga. Estos sistemas se utilizan extensamente en proyectos rurales de electrificación en países en vías de desarrollo. Sistemas De Tratamiento De aguas En áreas alejadas la energía eléctrica se utiliza a menudo para desinfectar o purificar agua para consumo humano. Las celdas fotovoltaicas se utilizan para alimentar una luz fuerte ultravioleta utilizada para matar bacterias en agua. Esto se puede combinar con un sistema de bombeo agua accionado con energía solar. La desalinización del agua salobre se puede alcanzar mediante sistemas fotovoltaicos de ósmosis inversa. Los beneficios de la energía solar frente a otras fuentes son: - LIMPIA: es una energía no contaminante, no emite CO2 ni ningún gas contaminante a la la atmósfera. - INSONORA: no emite ruido frente a otras energías renovables como la eólica cuyos molinos de viento emiten 43 decibelios a 300 metros de distancia. - INAGOTABLE: la energía solar en inagotable. - Capacidad de almacenamiento: la energía procedente de estos paneles debe consumirse según se obtiene pero se puede almacenar pequeñas cantidad de energía en baterías para que los hogares no se queden sin luz en los días de niebla o escasez de irradiación. - ECONÓMICA: el único coste de la energía solar es la instalación de los paneles solares y las baterías. El precio varía en función de los kw que necesite el hogar pero el usuario solo deberá abonar la inversión inicial que será amortizada mes a mes al no tener que hacer frente al recibido de la luz. - AUTOCONSUMO: no es necesario recurrir a la contratación de los servicios de una empresa que suministre el servicio de luz. Los paneles solares proporcionan la energía necesaria para el agua caliente, la refrigeración, la calefacción y la iluminación del hogar.
- 8. ENERGÍA SOLAR PARA ICA Hay que saber que su construcción es un proceso en el que se utiliza una tecnología muy avanzada, compleja y sobre todo muy precisa. Muy pocas empresas en el mundo poseen la capacidad y recursos técnicos para poder fabricar un panel solar, de cualquier calidad que se trate. El funcionamiento de los paneles solares se basa en el llamado efecto fotovoltaico. Esto es, cuando la radiación solar sobre un material semiconductor convenientemente tratado, produce electricidad. En el momento en que la luz solar alcanza el panel, los diferentes elementos de la luz transmiten su energía a los electrones del material semiconductor. Así se crea un cambio a nivel de átomos que se liberan del material semiconductor a través de un circuito externo y como resultado, se produce la electricidad. Los fotones que conforman la luz solar impactan sobre la superficie del panel solar, penetrando en los semiconductores que están construidos con materiales como el silicio o el arseniuro de galio. Un panel solar está formado por un conjunto de células fotovoltaicas que producen electricidad a partir de la luz solar. Hay que diferenciar los paneles solares con los colectores solares, estos últimos funcionan recibiendo el calor del Sol para luego transferirlo hacia un compartimento donde se almacena el calor. Este tipo de dispositivo solar sirve para calentar agua y no para generar electricidad. Los paneles solares se utilizaban principalmente en el espacio, para alimentar satélites y naves espaciales. Pero actualmente se esta extendiendo su uso en muchas aplicaciones. En muchas casas y lugares donde no llega la red eléctrica ya se ha transformado en una alternativa viable para obtener energía eléctrica. Sin embargo, aún falta mucho más desarrollo para que pueda ser un elemento masivo, la relación entre superficie ocupada por paneles solares y la energía obtenida aun es baja y no son para nada económicos. La energía solar no generan residuos que puedan ser contaminantes, pero no quiere decir que su utilización no implique algunas consecuencias negativas. Esta energía utiliza el calor del sol para producir energía, captado a través de paneles solares como los que se ven en la imagen. Una de las grandes ventajas de los paneles solares es que son muy sencillos de instalar, no se requiere de una gran infraestructura, y puede ser utilizado tanto en hogares, hoteles, clubes deportivos, o industrias. Estos paneles están conformados por células fotovoltaicas que captan la energía solar y la almacenan en unas baterías que permiten que la energía se utilice en tiempo real o que se acumule para ser utilizada posteriormente. Si bien la utilización de la energía solar está siendo cada vez más difundida aún los costos de la instalación de estos paneles son elevados, aunque la inversión se recupera a mediano plazo Los paneles solares han supuesto un auténtico "boom" para aquellas personas que estén deseosas de poder encontrar una alternativa a la energía eléctrica, de hecho en los últimos años han surgido diversas empresas o compañías dedicadas a su fabricación por lo que queremos hablar ahora de los que pueden ser los mejores paneles solares. La energía solar se ha convertido en una de las más importantes energías renovables, y de hecho nosotros mismos no sólo podemos contar con ella en coches o en aparatos que funcionan con dicha energía, sino que también la podemos tener en casa gracias a paneles solares que podemos instalarnos nosotros mismos y que permitirán sacar todo el partido a la
- 9. luz del sol y de este modo no tener que utilizar energía eléctrica, por lo que es necesario que sepamos cuál es el mejor o más adecuado para nuestras necesidades. Usos y desarrollos actuales El mercado de las renovables continúa creciendo, a pesar de que paradójicamente el uso de combustibles fósiles no baja ni por decreto. En este contexto, el US Pew Environtment Group acaba de divulgar interesantes datos sobre el estado de la situación en renovables, y nuevamente China destaca por la magnitud de sus acciones. Repasando algunos datos del informe podemos destacar que: • China es el país que más invirtió en el 2010, con US$54.4 mil millones a lo largo del año. • Alemania es segundo, con US$41.2 mil millones en total. • Estados Unidos incrementó su inversión en 51%, aunque solamente a US$34 mil millones. • El sector de renovables atrajo US$243 mil millones de inversión en total, un 30% más que el año anterior. Algo interesante es que el reporte muestra que a lo largo del 2010 se instalaron 40GW adicionales de energía eólica, y 17GW de energía solar, aumentando la capacidad global de producción de energía renovable a un total absoluto de 388GW, nada mal si apreciamos el avance exponencial de esta industria. Sin embargo, está claro que no alcanza. El aumento del uso de renovables no necesariamente coincide con un descenso del uso de combustibles fósiles, por lo que no implica que las emisiones de CO2 disminuyan. Paradójica pero real, la situación de las renovables no nos sirve como indicador para analizar la situación de las emisiones de dióxido de carbono a escala global, que, como es sabido, continúan siendo una decepción. (Dan, Ojocientifico.com, 2011) Durante gran parte de los años ochenta y de principios de los años noventa el mayor mercado para los paneles solares estaba en las fuentes de alimentación para áreas remotas y algunos productos de consumo (relojes, juguetes y calculadoras). Sin embargo a medidos de los años noventa fue lanzado un importante esfuerzo para desarrollar paneles solares integrados en la construcción de edificios para ser conectados a la red. El tejado fotovoltaico actualmente está liderando el desarrollo del mercado en Japón, Europa y los EE.UU. Japón tiene actualmente un programa que apunta a construir 70.000 hogares solares, con el cual para el año 2010 esperan alcanzar unos 4.820 MW producidos por sistemas fotovoltaicos. En Europa, varios países están apoyando la construcción de hogares solares, con el Parlamento Europeo proponiendo un esquema 1.000MW. En los EE.UU., presidente Clinton anunció un programa de techos solares, que apunta instalar paneles solares en un millón azoteas en América antes de 2010. En Australia y los E.E.U.U., la aparición de los esquemas de energía verde, que permiten que los clientes elijan opciones de energía renovable, ha agregado considerable impulso al crecimiento de la industria. Las granjas solares conectadas a la red se han construido en Australia, Japón, los E.E.U.U. y Grecia.+
- 10. Usos y desarrollos actuales El mercado de las renovables continúa creciendo, a pesar de que paradójicamente el uso de combustibles fósiles no baja ni por decreto. En este contexto, el US Pew Environtment Group acaba de divulgar interesantes datos sobre el estado de la situación en renovables, y nuevamente China destaca por la magnitud de sus acciones. Repasando algunos datos del informe podemos destacar que: · China es el país que más invirtió en el 2010, con US$54.4 mil millones a lo largo del año. · Alemania es segundo, con US$41.2 mil millones en total. · Estados Unidos incrementó su inversión en 51%, aunque solamente a US$34 mil millones. · El sector de renovables atrajo US$243 mil millones de inversión en total, un 30% más que el año anterior. Algo interesante es que el reporte muestra que a lo largo del 2010 se instalaron 40GW adicionales de energía eólica, y 17GW de energía solar, aumentando la capacidad global de producción de energía renovable a un total absoluto de 388GW, nada mal si apreciamos el avance exponencial de esta industria. Sin embargo, está claro que no alcanza. El aumento del uso de renovables no necesariamente coincide con un descenso del uso de combustibles fósiles, por lo que no implica que las emisiones de CO2 disminuyan. Paradójica pero real, la situación de las renovables no nos sirve como indicador para analizar la situación de las emisiones de dióxido de carbono a escala global, que, como es sabido, continúan siendo una decepción. (Dan, Ojocientifico.com, 2011) Durante gran parte de los años ochenta y de principios de los años noventa el mayor mercado para los paneles solares estaba en las fuentes de alimentación para áreas remotas y algunos productos de consumo (relojes, juguetes y calculadoras). Sin embargo a medidos de los años noventa fue lanzado un importante esfuerzo para desarrollar paneles solares integrados en la construcción de edificios para ser conectados a la red. El tejado fotovoltaico actualmente está liderando el desarrollo del mercado en Japón, Europa y los EE.UU. Japón tiene actualmente un programa que apunta a construir 70.000 hogares solares, con el cual para el año 2010 esperan alcanzar unos 4.820 MW producidos por sistemas fotovoltaicos. En Europa, varios países están apoyando la construcción de hogares solares, con el Parlamento Europeo proponiendo un esquema 1.000MW. En los EE.UU., presidente Clinton anunció un programa de techos solares, que apunta instalar paneles solares en un millón azoteas en América antes de 2010. En Australia y los E.E.U.U., la aparición de los esquemas de energía verde, que permiten que los clientes elijan opciones de energía renovable, ha agregado considerable impulso al crecimiento de la industria. Las granjas solares conectadas a la red se han construido en Australia, Japón, los E.E.U.U. y Grecia.+
- 11. PRODUCTORES MUNDIALES DE ENERGÍA FOTOVOLTAICA SISTEMA FOTOVOLTAICO AC (380V). BOMBEO DE AGUA PARA RIEGO. PROYECTO EN ICA (PERÚ) “SAMACA” es un fundo ecológico en el desierto al sur de Ica, cuya red de electricidad más cercana está a más de 20km. La producción agrícola es muy difícil debido a lo complicado que es conseguir unas condiciones adecuadas para el cultivo, cubrir los costes y hacer rentable la explotación. Delta Volt SAC (DeltaVolt), empresa con una dilatada experiencia en instalaciones solares fotovoltaicas y renovables en general, propuso un proyecto consistente en reemplazar parte de los generadores de diésel existentes, para reducir mantenimiento y reparaciones, ahorrar en gastos de combustible, expandir el área bajo riego y crear un sistema flexible y expandible que permitiera proteger el medio ambiente y poder ofrecer productos ecológicos certificados. La explotación cuenta con tres pozos y un reservorio, lo que permitía adaptar el bombeo a la irradiación. Tras considerar soluciones con bombas solares DC de alimentación directa o bien alimentadas por una red AC, se optó finalmente por un sistema trifásico con una red de distribución local de 4.16kV y una potencia de 96kWp que aseguren 50kW para bombas durante 5 horas promedio, también en invierno. Este sistema permite reducir las pérdidas por distancia y controlar el sistema por frecuencia. La instalación cuenta de 320 módulos de 300W de Canadian Solar, mientras los inversores de SMA son 6 equipos Sunny Island 8.0H con una Multicluster Box 12.3, y 5 inversores STP17000TL-10, más una Sunny Webbox y una Sensorbox. La solución opta por las bombas trifásicas, con una gran variedad disponible en el mercado local, fáciles de mantener y reparar, y ampliables en el futuro para cualquier uso. Las bombas son reguladas con variadores de frecuencia que permiten un ajuste continuo. El sistema también permite la conexión directa a una red sin perder la inversión, y en caso de emergencia, se puede conectar fácilmente un generador de apoyo en un solo punto central. Los resultados proyectados son una producción fotovoltaica anual de más de 170,000kWh. El plazo de amortización del sistema fotovoltaico es de unos 5 años (comparado con generadores de diésel) y permite un ahorro de 21,000US$ anuales (comparado con precios actuales de la electricidad de la red pública), de 30.416 litros de diésel por año y de 82.13 toneladas de CO2 por año. JAPÓN: Actualmente, es el principal país productor de energía fotovoltaica a nivel mundial, el segundo puesto lo ocupa ALEMANIA. PERÚ: Es uno de los países con niveles más altos de radiación solar y tiene un elevado mercado potencial interior en sistemas conectados a la red. Pero, por contra, en la implantación de energía solar se encuentra por detrás de países nórdicos como Suecia, Holanda o Alemania.
- 12. En PERÚ inciden 1.500 kilowatios/hora/m2 que se pueden aprovechar directamente (calor) o se pueden convertir en otra fuente de energía (electricidad). La producción mundial de módulos fotovoltaicos viene creciendo desde el año 2000 en un 30% anual y actualmente España es considerada, junto con Estados Unidos, Israel y Australia, como uno de los grandes inversores mundiales en el desarrollo de la energía solar para producir electricidad. Ejemplos de Aplicaciones y de lugares en donde se usa la energía fotovoltaica: En PERÚ 14 municipios tienen ordenanzas que obliga a que los edificios de nueva construcción o rehabilitados incluyan sistemas de energía solar térmica. Esta normativa pionera fue inicialmente impulsada por el ayuntamiento de ICA. El objetivo de esta normativa es que en edificios de nueva construcción y en edificios en rehabilitaciones integrales al menos un 60 % de la energía para agua caliente sanitaria de las viviendas sea solar en edificios de nueva construcción y en rehabilitaciones integrales. En ICA por ejemplo, antes de la entrada en vigor de la ordenanza había tan sólo 1.650 m2 de paneles solares mientras que a finales del 2014 estos superaban los 4.000 m2. En la Ciudad ICA, el ahorro energético que supone la energía solar se calcula que es equivalente al consumo de agua caliente de 7.000 personas al año. Sin embargo, en PERÚ , han detectado que un 80 % de las corporaciones locales desconocen la existencia de este instrumento legal para promocionar la energía solar. En Sevilla han dado un nuevo paso al poner en marcha una ordenanza para la gestión local de la energía que incluye también la promoción de la energía solar fotovoltaica y una visión más amplia que incluye la eficiencia. Sevilla ha visualizado su apuesta solar en un árbol fotovoltaico de 5 KWp que enviará a la red eléctrica unos 8.000 kWh/año y supondrá un ahorro de unos 7.529 kg/año de CO2.
- 13. PARTES DE UN PANEL SOLAR Carcasa del dispositivo La carcasa del dispositivo incluye la capa protectora superior clara y el marco del panel. La parte superior de la caja se compone de un vidrio o plexiglás. La madera, el plástico o el aluminio constituyen los laterales y la parte trasera de la caja. La carcasa también incluye un soporte para el panel que lo mantiene en su lugar en el suelo, en una azotea o en cualquier otro lugar. La carcasa es resistente a los rayos UV y es duradera. La parte superior de la caja se debe mantener limpia y clara para que el número máximo de fotos lleguen a las células. Sustrato El sustrato se encuentra dentro de la carcasa del dispositivo. Se trata de una pieza de madera o de plástico que soporta las células individuales en el panel. El sustrato es también resistente a los rayos UV para evitar que se desgaste bajo la exposición de luz prolongada. Capa superior de silicio Esto es parte de las células fotovoltaicas individuales que componen el panel entero. El silicio es una sustancia que reacciona a los fotones de la luz solar liberando electrones, que entonces se utilizan para generar electricidad. Esta capa superior de obleas de silicona es tratada de modo que sea eléctricamente negativa y pesada con los electrones. Unión Esta unión está entre las capas de silicio. Ésta evita que las capas se toquen, pero permite que los electrones fluyan desde la capa inferior a la parte superior e impide que los electrones de la capa superior fluyan hacia la parte inferior. La unión suele consistir en una molécula semiconductora de fosfuro de indio. Parte inferior de la capa de silicio Esta capa de silicio se sitúa detrás de la primera de modo que la capa superior reciba la mayoría de los fotones. La capa inferior de silicio es tratada para ser eléctricamente positiva y contener relativamente pocos electrones. Cuando los fotones chocan con la segunda capa de silicio, éstos excitan los electrones, que entonces fluyen entre la unión y hacia la primera capa. Mientras tanto, los electrones en la primera capa también son excitados, pero son llenos y no pueden saltar a la capa posterior de silicio. Contactos eléctricos Los electrones supletorios en la capa superior de silicio se canalizan en contactos eléctricos montados en la capa superior de silicio. Desde aquí los contactos corren a lo largo de los sustratos, recogiendo más electrones de cada célula y canalizándolos en un router de circuito en el extremo del panel. Los contactos eléctricos están hechos de metales altamente conductores tales como el cobre. Inversor El inversor transfiere los electrones reunidos desde el contacto eléctrico en el panel hacia el sistema eléctrico conectado al panel. Esto convierte la energía en los electrones en una potencia útil. A veces, el panel está conectado a un sistema de producción de energía solar entero; otras veces el panel está unido a una batería que simplemente recoge y almacena
- 14. energía. Cuando la energía es reunida, las piezas de los electrones vuelven a la parte posterior de la capa inferior de silicio "pobre en electrones" y repiten su ciclo. APLICACIONES DEL PANEL SOLAR servicios y alumbrado público: iluminación pública mediante farolas autónomas de parques, calles, monumentos, paradas de autobuses, refugios de montaña, alumbrado de vallas publicitarias, etc. Con la alimentación fotovoltaica de luminarias se evita la realización de zanjas, canalizaciones, necesidad de adquirir derechos de paso, conexión a red eléctrica, etc. Aplicaciones agrícolas y de ganado: bombeo de agua, sistemas de riego, iluminación de invernaderos y granjas, suministro a sistemas de ordeño, refrigeración, depuración de aguas, etc.; Señalización y comunicaciones: navegación aérea (señales de altura, señalización de pistas) y marítima (faros, boyas), señalización de carreteras, vías de ferrocarril, repetidores y reemisores de radio y televisión y telefonía, cabinas telefónicas aisladas con recepción a través de satélite o de repetidores, sistemas remotos de control y medida, estaciones de tomas de datos, equipos sismológicos, estaciones meteorológicas, dispositivos de señalización y alarma, etc. El balizamiento es una de las aplicaciones más extendida, lo que demuestra la alta fiabilidad de estos equipos. Por su parte, en las instalaciones repetidoras, su ubicación generalmente en zonas de difícil acceso obligaban a frecuentes visitas para hacer el cambio de acumuladores y la vida media de éstos se veía limitada al trabajar con ciclos de descarga muy acentuados. ¿PARA QUÉ SE UTILIZAN LOS PANELES SOLARES? Como ya hemos mencionado la principal utilidad de los paneles solares más conocida es para nuestros hogares que suelen colocarse en los techos de las casas. Para suministrar energía a nuestros electrodomésticos, para proporcionarnos luz, calentar agua, etc. Los paneles solares también se utilizan para nuestros satélites, si, nuestros satélites poseen paneles solares. Esto es lo que conocemos como Energía solar Espacial. Los satélites llevan a bordo paneles solares que absorben la luz del Sol y generan electricidad que puede ser utilizada para el funcionamiento del propio satélite o también para transmitir esa energía a la Tierra. Por ejemplo, una estación satelital de energía solar puede enviar la energía recolectada del Sol a la Tierra en forma de microondas o láseres para zonas por ejemplo donde escasee la energía en la Tierra.
- 15. ¿QUÉ DIFERENCIA A LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA DE LA TÉRMICA? La energía solar térmica genera calor para ACS y de calefacción, sustituyendo a otras fuentes de energía primaria, como el gas natural o el gas-oil. Las instalaciones son menos fiables y su mantenimiento es más complejo, ya que incluyen tuberías, válvulas, calderas, etc. Su vida útil es menor que la de los sistemas fotovoltaicos. USOS DE LA ENERGÍA SOLAR. Sistemas de protección Catódicos La protección catódica es un método de proteger las estructuras de metal contra la corrosión. Es aplicable a puentes, tuberías, edificios, estanques, perforaciones y líneas ferroviarias. Para alcanzar la protección catódica se aplica un pequeño voltaje negativo a la estructura de metal y éste evita que se oxide o aherrumbre. El terminal positivo de la fuente es conectado a un ánodo galvánico o de sacrificio que es generalmente un pedazo del metal de desecho, que es corroído en vez de la estructura que se desea proteger. Las celdas solares fotovoltaicas se a menudo utilizan en lugares remotos para proporcionar este voltaje. CERCAS ELÉCTRICAS Las cercas eléctricas se utilizan extensamente en agricultura para evitar que el ganado o los depredadores entren o deje un campo cerrado. Estas cercas tienen generalmente uno o dos alambres "vivos" que se mantienen con cerca de 500 voltios de Corriente Continua. Éstos dan una dolorosa descarga, pero inofensiva a cualquier animal que los toque. Esta descarga generalmente es suficiente para evitar que el ganado derribe los cercos. Estas cercas también se utilizan en recintos de la fauna y áreas protegidas. Requieren de un alto voltaje pero muy poca corriente y a menudo están situadas en áreas alejadas donde el costo de energía eléctrica es alto. Estas necesidades se pueden resolver mediante un sistema fotovoltaico compuesto de células solares, un acondicionador de energía y una batería. Sistemas de Iluminación A menudo se requiere iluminación en lugares remotos donde el costo de emplear energía de la red es demasiado alto. Tales aplicaciones incluyen la iluminación de seguridad, ayudas a la navegación (ej. boyas y faros), señales iluminadas en los caminos, señales en cruces ferroviarios y la iluminación de aldeas. Las células solares pueden satisfacer tales usos, aunque siempre se requerirá de una batería de almacenaje. Estos sistemas generalmente
- 16. consisten de un panel fotovoltaico más una batería de almacenaje, un acondicionador de energía y una lámpara fluorescente de C.C. de baja tensión y alta eficiencia. Estos sistemas son muy populares en áreas remotas, especialmente en países en vías de desarrollo y es uno de los usos principales de células solares. Telecomunicaciones y sistemas de monitoreo remotos Las buenas comunicaciones son esenciales para mejorar la calidad de vida en áreas alejadas. Sin embargo el costo de energía eléctrica de hacer funcionar estos sistemas y el alto coste de mantenimiento de los sistemas convencionales han limitado su uso. Los sistemas fotovoltaicos han proporcionado una solución rentable a este problema con el desarrollo de estaciones repetidoras de telecomunicaciones en área remotas. Estas estaciones típicamente consisten de un receptor, un transmisor y un sistema basado en una fuente de alimentación fotovoltaica. Existen miles de estos sistemas instalados alrededor del mundo y tienen una excelente reputación por su confiabilidad y costos relativamente bajos de operación y mantenimiento. Principios similares se aplican a radios y televisiones accionadas por energía solar, los teléfonos de emergencia y los sistemas de monitoreo. Los sistemas de monitoreo remotos se pueden utilizar para recolectar datos del tiempo u otra información sobre el medio ambiente y transmitirla automáticamente vía radio a una central. Bombas de agua accionadas por energía solar Existen más de 10.000 bombas de agua accionadas por energía solar en el mundo. Son utilizadas extensamente en granjas para proveer el agua al ganado. En países en vías de desarrollo se las utiliza extensivamente para bombear agua de pozos y de ríos a las aldeas para consumo doméstico y la irrigación de cultivos. Un típico sistema de bombeo accionado por energía fotovoltaica consiste en un conjunto de paneles fotovoltaicos que accionan un motor eléctrico, el que impulsa la bomba. El agua se bombea de la tierra o afluente a un tanque de almacenaje que proporciona una alimentación por gravedad. No es necesario un almacenaje de energía en estos sistemas. Los sistemas de bombeo accionados por energía solar se encuentran disponibles en proveedores de equipo agrícola y son una alternativa rentable a los molinos de viento agrícolas para el abastecimiento de agua en áreas alejadas. Electrificación Rural Las baterías de almacenaje se utilizan en áreas aisladas para proporcionar corriente eléctrica de la baja tensión para iluminación y comunicaciones así como también para vehículos. Un sistema fotovoltaico de carga de baterías consiste en generalmente un pequeño conjunto de paneles solares más un regulador de carga. Estos sistemas se utilizan extensamente en proyectos rurales de electrificación en países en vías de desarrollo. Sistemas De Tratamiento De aguas En áreas alejadas la energía eléctrica se utiliza a menudo para desinfectar o purificar agua para consumo humano. Las celdas fotovoltaicas se utilizan para alimentar una luz fuerte ultravioleta utilizada para matar bacterias en agua. Esto se puede combinar con un sistema de bombeo agua accionado con energía solar. La desalinización del agua salobre se puede alcanzar mediante sistemas fotovoltaicos de ósmosis inversa. Otros usos de celdas solares Se puede utilizar celdas fotovoltaicas en una gran variedad de aplicaciones incluyendo: · Productos de consumo tales como relojes, juguetes y calculadoras
- 17. · Sistemas de energía de emergencia · Refrigeradores para almacenaje de vacunas y sangre en áreas remotas · Sistemas de la aireación para estanques · Fuentes de alimentación para satélites y los vehículos espaciales · Fuentes de alimentación portátiles para camping y pescar (Cientificos, 2005)