Trabajo Generacion de Energia Fotovoltaica

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ING. MECANICA ELECTRICA ING.AMBIENTAL

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA ELECTRONICA Y

SISTEMAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA

CURSO: INGENIERIA AMBIENTAL

TRABAJO GRUPAL GENERACION FOTOVOLTAICA

DOCENTE : ING. EDITH ZUNIGA.

PRESENTADO POR :

CCORA QUITO YOEL 083806 VELAZQUEZ LIMACHI WILDER BRAULIO 103364 CHOQQUE SALINAS CESAR 063932 PACCO LIMA DIEGO 102287 KEVIN ATENCIO ALANOCA OCHOA YUCRA RONNY ALI 105701

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO

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Puno, JULIO del 2015

Contenido1. Introducción...............................................................................................................................4

2. Objetivos....................................................................................................................................4

3. Justificación................................................................................................................................4

4. Memoria descriptiva..................................................................................................................5

Historia de la Energía Solar Fotovoltaica........................................................................................5

Tecnología Fotovoltaica.................................................................................................................6

La célula fotovoltaica..................................................................................................................6

Módulos fotovoltaicos................................................................................................................7

Tipos de Paneles Fotovoltaicas.......................................................................................................8

Paneles Solares de Celdas de Silicio...........................................................................................8

Material cristalino y policristalino..................................................................................................9

Material orgánico-Celdas solares de plástico...............................................................................10

Material HIT (Heterojuntura con capa fina intrínseca).................................................................10

Otros Paneles Solares...................................................................................................................11

Placas solares de capa fina.....................................................................................................11

Capas transparentes.................................................................................................................11

Celdas orgánicas.......................................................................................................................12

Celdas de concentración..........................................................................................................12

Generador fotovoltaico................................................................................................................12

Sistemas fotovoltaicos.....................................................................................................................14

Sistemas fotovoltaicos conectados a la red..................................................................................15

Sistemas fotovoltaicos no conectados a la red.............................................................................16

OPORTUNIDADES Y BARRERAS........................................................................................................18

OPORTUNIDADES.............................................................................................................................18

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BARRERAS........................................................................................................................................19

Fundamentos de los Sistemas Fotovoltaicos....................................................................................19

El Sol como Recurso Energético...................................................................................................20

Instrumentos de medición de la irradiación solar............................................................................21

Medición de la radiación total......................................................................................................22

Conociendo los paneles solares.......................................................................................................22

Construcción y fabricación...........................................................................................................25

Proceso de producción de una celda FV...................................................................................25

Efecto de la temperatura.........................................................................................................26

Paneles fotovoltaicos - módulos..................................................................................................27

USOS................................................................................................................................................28

Carreteras inteligentes con tecnología solar................................................................................28

Nuevo Diseño de Panel Solar Cuya Eficacia No Está Limitada Por el Angulo................................29

HelioVolt pone nuevo CIGS solar punto de referencia eficiente..................................................30

CUANTIFICACION DE LOS RECURSOS...............................................................................................31

Explotación de la energía solar:....................................................................................................31

Usos de la energía Solar:..............................................................................................................31

PROCESO DE PRODUCCION DE PANELES SOLARES COMO IMPACTO NEGATIVO EN EL MEDIO AMBIENTE........................................................................................................................................32

Producción...................................................................................................................................32

Materiales peligrosos...................................................................................................................32

Tierra............................................................................................................................................32

Subcontratación...........................................................................................................................32

CUANTIFICACIÓN SOLAR EN EL PERU...........................................................................................33

CUANTIFICACION SOLAR EN LA REGION DE PUNO.......................................................................34

5. Conclusiones............................................................................................................................35

6. Referencias bibliográficas.........................................................................................................36

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LA TECNOLOGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA Y SU GENERACION DEL RECURSO SOLAR APROVECHABLE

1. Introducción

Cuando pensamos en la energía solar, dos manifestaciones de ésta, luz y calor, son fácilmente reconocidas. Ambas juegan un papel vital en la vida de nuestro planeta. La luz solar hace posible el proceso de fotosíntesis, sin el cual el reino vegetal y animal desaparecerían. El calor tempera el clima y evapora las aguas del mar, las que, libres del contenido salino, son devueltas al planeta en forma de lluvia. Seres humanos, animales y plantas deben su existencia a este simple mecanismo de purificación. Varias de las civilizaciones antiguas, conscientes de esta dependencia, convirtieron al sol en una deidad digna de veneración.

Hoy en día la energía solar se utiliza como fuente de energía renovable, la cual se capta a través de paneles fotovoltaicos y se almacena en baterías como energía eléctrica para suministrar electricidad a las luces (bombillas) y diversos equipos que funcionan con energía eléctrica. El aprovechamiento de la energía solar representará un costo mensual cero, ya que esta es gratuita; sin embargo, vale la pena mencionar que hay una inversión inicial para los equipos que permitirán captar la energía solar, controlar y almacenar energía eléctrica.

2. Objetivos

La finalidad de este tema es ofrecer una comprensión básica de las posibilidades y restricciones de la tecnología fotovoltaica (FV).

Promover el uso de la tecnología disponible para el aprovechamiento de la energía solar fotovoltaica

Evaluación y cuantificación del recurso solar disponible en la región, país y el mundo Promover el uso de energías limpias y amigables con el medio ambiente. Utilizar tecnologías eficientes y baratas para obtener energía fotovoltaica de calidad.

3. Justificación

Las energías regenerativas son una fuente de abastecimiento inagotable, ya que en su origen proceden en su mayoría del Sol. Esto no significa que las energías renovables deban asociarse al aprovechamiento directo de la energía solar; sino que el Sol produce una serie de fenómenos naturales que, a su vez, dan origen a los recursos en los que se basan los diferentes tipos de reservas de las mismas. No solo la alarma medioambiental ha conseguido que se tenga en cuenta a las energías renovables como una alternativa al suministro energético, sino también la

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preocupación por una independencia energética y la escasez de recursos fósiles han sido los grandes precursores.

La demanda de energía crece de manera imparable. En los últimos treinta años su consumo se ha duplicado, lo cual ha traído consigo el aumento de emisiones de anhídrido carbónico a la atmósfera y el previsible agotamiento de las fuentes tradicionales de energía.

4. Memoria descriptiva

Historia de la Energía Solar Fotovoltaica

La generación de electricidad con celdas fotovoltaicas solares fue descubierta en el siglo XIX, en 1839 por Edward Becquerel cuando observó casi accidentalmente la aparición de un voltaje en las terminales de un pedazo de selenio en electrolito. A pesar de este temprano descubrimiento de los principios de su funcionamiento, los Sistemas Fotovoltaicos sólo fueron recientemente una opción interesante para aplicaciones comerciales a gran escala. El desarrollo de la tecnología FV surgió durante los programas de investigación espacial, especialmente entre 1950 - 1970 debido a sus características idóneas, bajo peso, larga vida, resistencia al ambiente exterior y alta confiabilidad.

Durante los siguientes 15 años la tecnología de la celda fue mejorada y estuvo lista para que en 1975, con la llegada de la crisis petrolera y el incremento de los costos de energía, se pensara en dicha tecnología como alternativa de solución. Las celdas fotovoltaicas (FV) eran aún muy costosas para muchas de las aplicaciones comerciales pero probaron ser una opción interesante para aquellos lugares, realmente alejados de la red pública.

Desde entonces, los precios de las celdas fotovoltaicas han ido bajando y su eficiencia gradualmente se ha incrementado y por tanto los costos por unidad de electricidad generada con fotovoltaica empiezan a ser cada vez más bajos.

Debido al descenso de los costos, el número de aplicaciones comerciales va creciendo. Al principio los PF eran sólo una opción interesante para aplicaciones espaciales, hoy en día

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pequeñas celdas fotovoltaicas se usan dondequiera alrededor del mundo en una infinidad de diferentes aplicaciones comerciales.

Hasta ahora, muchos de los paneles solares fotovoltaicos utilizados son celdas cristalinas o de silicio. Este tipo de módulos convierte la luz solar en electricidad con una eficiencia del 12 al 15 %. Las recientes mejoras en eficiencia probablemente influirán en una mayor utilización de estas celdas solares. Son especialmente interesantes los desarrollos con la tecnología de la película delgada para las celdas solares. Estas celdas están aún es una fase pre-comercial pero se espera que sean una alternativa económicamente viable en una o dos décadas. Se espera que a largo plazo estas celdas solares produzcan electricidad a una eficiencia de más del 15%.

Otro desarrollo reciente es el mejoramiento del comportamiento de módulos de silicio amorfo. La ventaja de un silicio amorfo es que su precio es bajo. Inicialmente estas celdas producían electricidad con una eficiencia muy baja (5%) pero con mejoras recientes (después de su estabilización) puede acercarse al 10%. En la siguiente tabla se muestran las eficiencias y características de las diferentes tecnologías de celdas. Wp es la potencia de salida máxima de una célula bajo condiciones estándar.

Tecnología Fotovoltaica

La célula fotovoltaicaLa conversión de la radiación solar en una corriente eléctrica tiene lugar en la célula fotovoltaica.

La célula fotovoltaica es un dispositivo formado por una delgada lámina de un material semi-conductor, frecuentemente de silicio.

Generalmente, una célula fotovoltaica tiene un grosor que varía entre los 0,25 y los 0,35 mm y una forma generalmente cuadrada, con una superficie aproximadamente igual a 100 cm2.

Para la realización de las células, el material actualmente más utilizado es el mismo silicio utilizado por la industria electrónica, cuyo proceso de fabricación presenta costes muy altos, no justificados por el grado de pureza requerido para la fotovoltaica, que son inferiores a los necesarios en electrónica.

Otros materiales para la realización de las células solares son:

Silicio Mono-cristalino: de rendimiento energético hasta 15 -18 %;

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Silicio Poli-cristalino: de rendimiento energético hasta 12 -14 %; Silicio Amorfo: con rendimiento energético menor del 10 %; Otros materiales: Arseniuro de galio, diseleniuro de indio y cobre, telurio de cadmio.

Actualmente, el material más utilizado es el silicio mono-cristalino que presenta prestaciones y duración en el tiempo superiores a cualquier otro material utilizado para el mismo fin.

Módulos fotovoltaicos

Las células solares constituyen un producto intermedio de la industria fotovoltaica: proporcionan valores de tensión y corriente limitados, en comparación a los requeridos normalmente por los aparatos convencionales, son extremadamente frágiles, eléctricamente no aisladas y sin un soporte mecánico. Después, son ensambladas de la manera adecuada para constituir una única estructura: los módulos fotovoltaicos.

El módulo fotovoltaico es una estructura robusta y manejable sobre la que se colocan las células fotovoltaicas. Los módulos pueden tener diferentes tamaños (los más utilizados tienen superficies que van de los 0,5 m2 a los 1,3 m2) y constan normalmente de 36 células conectadas eléctricamente en serie.

Algunos módulos fotovoltaicos presentes en el mercado

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Los módulos formados tienen una potencia que varía entre los 50Wp y los 150Wp, según el tipo y la eficiencia de las células que lo componen.

Las características eléctricas principales de un módulo fotovoltaico se pueden resumir en las siguientes:

Potencia de Pico (Wp): potencia suministrada por el módulo en condiciones estándar STC (Radiación solar = 1000 W/m2; Temperatura = 25 °C; A.M. = 1,5).

Corriente nominal (A): corriente suministrada por el módulo en el punto de trabajo.

Tensión nominal (V): tensión de trabajo del módulo.

Tipos de Paneles Fotovoltaicas

Paneles (o mejor 'módulos') fotovoltaicos se puede producir de muchos elementos. Con mejorados y nuevos métodos de producción y el uso de nuevos elementos incluyendo materiales orgánicos, existe hoy una gran variedad de productos.

Paneles Solares de Celdas de SilicioLas celdas fabricadas de bloques de silicio ('ingots') son las más comunes. La experiencia comprobó una vida útil con frecuentemente más de 40 años sin ningún mantenimiento. Se distinguen entre placas compuestas de celdas monocristalinas (izquierda) y policristalina (derecha). En la práctica la diferencia entre ambas es mínima. La mayor eficiencia de las monocristalinas

http://es.wikipedia.org/wiki/Silicio

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puede tener importancia cuando el espacio disponible es reducido. Frecuentemente con placas policristalinas se puede conseguir más energía por el mismo precio.

Tradicionalmente se discutieron dos argumentos en contra de este tipo de placas solares:

o Aunque el silicio es muy abundante (por ejemplo en arena), la cantidad con suficiente pureza (99.9999%) es limitada y consecuentemente caro. Una escasez de silicio de alta pureza anunciado en 2005 fue evitada con nuevos descubrimientos y mejores procesos de fabricación. Varias empresas que invirtieron fuertemente en tecnologías alternativas hoy se encuentran en serios problemas para competir con los paneles de silicio tradicionales, cada vez más asequibles.

o El argumento de que la energía (eléctrica) necesaria para producir las placas solares es mayor a la que ellas generan durante su vida (tiempo de retorno energético). Aunque con validez hace más de 50 años atrás, las placas de silicio fabricadas hoy con procesos modernos y celdas más finas necesitan menos de dos años para producir la energía que se usó para su propia fabricación (vea por ejemplo Mariska de Wild-Scholten 'Environmental profile of PV mass production: globalization'. La empresa Noruega Elkem logra recuperar la energía usada para la fabricación de sus ingots en 1.3 meses). En países de alta radiación como en el Perú, este tiempo de retorno todavía es más corto.

Aquí se encuentran algunas consideraciones sobre paneles cristalinas.

Material cristalino y policristalinoLas celdas fotovoltaicas que se ofrecen en el mercado actual utilizan dos tipos de materiales semiconductores. Uno tiene una estructura cristalina uniforme, el otro una estructura policristalina. El tipo cristalino requiere un elaborado proceso de manufactura, que insume enormes cantidades de energía eléctrica, incrementando substancialmente el costo del material semiconductor. La versión policristalina se obtiene fundiendo el material semiconductor, el que es vertido en moldes rectangulares. Su estructura cristalina no es uniforme, de ahí el nombre de poli (muchos) y cristalino (cristales). Los dos tipos pueden ser identificados a simple vista, ya que la estructura cristalina provee una superficie de brillo uniforme, mientras que la policristalina muestra zonas de brillo diferente. Las foto 01 muestran esta diferencia.

http://deltavolt.pe/energia-solar/placas-cristalinas

http://smartgreenscans.nl/publications/deWildScholten-2011-Environmental-profile-of-PV-mass-production--presentation.pdf

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Material cristalino, lingote monocristalino y Material policristalino

Material orgánico-Celdas solares de plásticoEstos nuevos materiales son hechos de polímeros conductores y nano-ingeniería de los materiales. Puede ser cubierto o imprimido en una superficie, es hecho en un proceso similar a la película fotográfica. La flexibilidad, la confortabilidad, el rendimiento, el precio y el peso, son algunas de las características de esta versátil celda solar de plástico; aumentan la vida de la batería sin aumentar o impedir el factor de forma de diseños de producto por los demás.

Material polímero

Material HIT (Heterojuntura con capa fina intrínseca)La célula solar hit de Sanyo es un modelo híbrido que se combina un substrato de silicio cristalino y una película fina silicio amorfo, es una tecnología original. Brinda el mejor nivel de generación de potencia del mundo por unidad de área de instalación, basada en la conversión eficiente de energía alta superior y resistencia de temperatura. La mejora más reciente de progreso de la celda HIT de Sanyo fue recientemente usando un grosor de celda de 98 micrómetros, el cual es menos del medio grosor de la celda previa, viene con una eficiencia de conversión de energía de celda de 22.8%, el cuál ha sido verificado independientemente por el National Institute of Advanced Industrial Science and Technology.

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Cortesía de Sanyo Energy (USA) Corporation

Otros Paneles Solares

Placas solares de capa finaPara reducir los costos de producción y salir de la posible escasez de silicio se empezaron a investigar e invertir en placas de otros materiales. A parte de paneles solares de capa fina (thin film solar cells) con silicio (amorfas), se logró una importante reducción de los costos usando otros elementos.

Los más importantes son módulos de capa delgada de cobre, indio y selenio (CIS) o de cobre, indio, galio y selenio (CIGS) y módulos de capa delgada a base de cadmio y telurio (CdTe).

Modernos procesos como por ejemplo tecnologías de imprenta resultan en capas ultra finas usando menos materia prima.

Inversiones masivas en estas nuevas tecnologías (en gran parte asegurado por programas gubernamentales) permitieron instalaciones de parques solares de gran tamaño, con el resultado de que la empresa First Solar (EEUU) con sus placas tipo CdTe se convirtió en el 2009 temporalmente en el productor fotovoltaico más grande del mundo.

Celdas flexibles

http://en.wikipedia.org/wiki/Thin_film_solar_cell

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Las nuevas formas de producción permiten también producir celdas flexibles que abren posibilidades que la rigidez de los paneles tradicionales no permitieron. Estas celdas cada vez más se incorporan en la ropa, mochilas, sombrillas, etc. A parte de aplicaciones especiales, sirven para cargar aparatos de poco consumo. Así se puede evitar un celular descargado, alimentar otros aparatos portátiles o tener luz en la playa una vez que se va el sol.Capas transparentes

Un desarrollo práctica es la recién empezada producción de ventanas con capas finas semi-transparentes. Es una válida alternativa arquitectónica para incluirlas en edificios. Con estas se puede reemplazar los vidrios polarizados y usar la energía generada para apoyar la climatización de los edificios.

Celdas orgánicasCeldas orgánicas ya se puede tejer en la ropa, por ejemplo para cargar aparatos de telecomunicación. De interés especial es la Celda Grätzel de material simple similar a la fotosíntesis con características muy prometedoras. Con esta invención el Prof. Grätzel ganó el Premio Tecnológico del Millenium en el 2010. Actualmente están preparando una primera producción industrial. A causa del uso de materiales simples, se espera en el futuro una importante reducción de los precios. Contario de las celdas cristalinas, tienen la ventaja que la eficiencia aumenta con la temperatura.Celdas de concentración

Concentrar la luz con sistemas ópticos es otro desarrollo para aumentar la relativamente baja eficiencia de las celdas fotovoltaicas y reducir los costos. Aunque se logró mejorar la eficiencia por un factor importante en los sistemas instalados, la necesidad de orientarlos exactamente hacia el sol y el control de la alta temperatura generada imponen sistemas sofisticados con un mantenimiento alto y costoso. Nuevas técnologías que eviten las desventajas están bajo desarrollo.

http://es.wikipedia.org/wiki/Celda_Solar_Graetzel

http://deltavolt.pe/images/remote/http--www.ext.deltavolt.pe-dv_images-flexible_cell.jpg

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Las investigaciones continuan fuertemente. En 2013 por ejemplo se alcanzaron con el mineral Perovskite producir en el laboratorio celdas fotovoltaicas con una sorprendente eficiencia de 15% en el laboratorio. Este mineral, la primera vez descrito en 1839, no es tóxico, abundante y conocido como semiconductor desde años. Lo exitante es el gran avance de producir estas celdas fototovoltaicos en menos de cuatro años (de solamente 3% en 2009), mientras otras tecnologías necesitaban décadas para lograr algo similar. Esto salto de eficiencia creo la esperanza de producir comercialmente en pocos años nuevas celdas de Perovskite hasta un 30% de eficiencia a costos muy bajos.

Generador fotovoltaico

Está formado por el conjunto de los módulos fotovoltaicos, adecuadamente conectados en serie y en paralelo, con la combinación adecuada para obtener la corriente y el voltaje necesarios para una determinada aplicación. El elemento base es el módulo fotovoltaico.

Varios módulos ensamblados mecánicamente entre ellos forman el panel, mientras que módulos o paneles conectados eléctricamente en serie, para obtener la tensión nominal de generación, forman larama. Finalmente, la conexión eléctrica en paralelo de muchas ramas constituye el campo.

http://www.technologyreview.com/news/521491/a-new-solar-material-shows-its-potential/

http://phys.org/news/2013-11-simpler-cheaper-solar-cells.html

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Los módulos fotovoltaicos que forman el generador, están montados sobre una estructura mecánica capaz de sujetarlos y que está orientada para optimizar la radiación solar.

La cantidad de energía producida por un generador fotovoltaico varía durante el año en función de la insolación de la localidad y de la latitud de la misma.

Para cada aplicación, el generador tendrá que ser dimensionado teniendo en cuenta los siguientes aspectos:

carga eléctrica, potencia de pico, posibilidad de conexión a la red eléctrica, latitud del lugar y radiación solar media anual del mismo, características arquitectónicas específicas del edificio, características eléctricas específicas de la carga.

A título indicativo, aunque existen diferencias regionales y estacionales significativas, en España se recibe de media una insolación de 1.600 kWh/m2-año; lo que la sitúa, junto con Portugal, a la cabeza de Europa. Esto se traduce en un enorme potencial de los tejados fotovoltaicos, evaluado para España en 31.885 MWp para 1990, lo que podría proporcionar el 24,2% de la electricidad consumida y ahorrar de 17.5 a 50 millones de toneladas de CO2, con lo que nuestro país podría reducir estas emisiones en un 9-20%.

Sistemas fotovoltaicos

Se define como sistema fotovoltaico el conjunto de componentes mecánicos, eléctricos y electrónicos que concurren para captar y transformar la energía solar disponible, transformándola en utilizable como energía eléctrica.

Estos sistemas, independientemente de su utilización y del tamaño de potencia, se pueden dividir en dos categorías:

aislados (stand alone ) conectados a la red (grid connected )

Los sistemas aislados, por el hecho de no estar conectados a la red eléctrica, normalmente están equipados con sistemas de acumulación de la energía producida. La acumulación es

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necesaria porque el campo fotovoltaico puede proporcionar energía sólo en las horas diurnas, mientras que a menudo la mayor demanda por parte del usuario se concentra en las horas de la tarde y de la noche. Durante la fase de insolación es, por tanto, necesario prever una acumulación de la energía no inmediatamente utilizada, que es proporcionada a la carga cuando la energía disponible es reducida e incluso nula.

Una configuración de este tipo implica que el campo fotovoltaico debe estar dimensionado de forma que permita, durante las horas de insolación, la alimentación de la carga y de la recarga de las baterías de acumulación.

Los sistemas conectados en red, en cambio, normalmente no tienen sistemas de acumulación, ya que la energía producida durante las horas de insolación es canalizada a la red eléctrica; al contrario, durante las horas de insolación escasa o nula, la carga viene alimentada por la red. Un sistema de este tipo, desde el punto de vista de la continuidad de servicio, resulta más fiable que uno no conectado a la red que, en caso de avería, no tiene posibilidad de alimentación alternativa.

En este caso, se pueden obtener sistemas de alta fiabilidad integrando el sistema aislado con una fuente energética tradicional, por ejemplo, diesel (sistema híbrido diesel-fotovoltaico).

La tarea de los sistemas conectados a la red es, por tanto, la de introducir en la red la mayor cantidad posible de energía.

La estructura física de un sistema fotovoltaico (aislado o conectado a la red) puede ser muy diferente, pero normalmente se pueden distinguir tres elementos fundamentales:

el campo fotovoltaico sistema de acondicionamiento de la potencia sistema de adquisición de datos.

Es necesario tener en cuenta que en el caso especial de sistemas sin acumulación conectados en red, es la red misma la que desempeña la tarea de acumulador, de capacidad infinita. La carga la representa, en cambio, el usuario conectado a la red, como sucede en cualquier otro sistema “grid connected”.

Sistemas fotovoltaicos conectados a la red

Los principales componentes que forman un sistema fotovoltaico “grid connected” son:

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Módulos fotovoltaicos Inversor para la conexión a red Dispositivo de intercambio con la red eléctrica Contador de energía bidireccional

El inversor es uno de los componentes más importantes en los sistemas conectados a red, ya que maximiza la producción de corriente del dispositivo fotovoltaico y optimiza el paso de energía entre el módulo y la carga.

Es un dispositivo que transforma la energía continua producida por los módulos (12V, 24V, 48V, ..) en energía alterna (generalmente 220V), para alimentar el sistema y/o introducirla en la red, con la que trabaja en régimen de intercambio.

Los inversores para la conexión a la red eléctrica están equipados generalmente con un dispositivo electrónico que permite extraer la máxima potencia, paso por paso, del generador fotovoltaico. Este dispositivo sigue el punto de máxima potencia (MPPT) y tiene justamente la función de adaptar las características de producción del campo fotovoltaico a las exigencias de la carga.

El dispositivo de intercambio con la red sirve para que la energía eléctrica introducida en la red tenga todas las características requeridas por la misma.

Finalmente, el contador de energía mide la energía producida por el sistema fotovoltaico durante su periodo de funcionamiento.

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Sistemas fotovoltaicos no conectados a la red

Los principales componentes que forman un sistema fotovoltaico aislado son:

Módulos fotovoltaicos Regulador de carga Inversor Sistema de acumulación (baterías de acumulación)

En este tipo de sistemas, la energía producida por los módulos fotovoltaicos es almacenada en baterías de acumulación. La carga es alimentada, a través del regulador de carga, por la energía acumulada en las baterías.

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El regulador de carga sirve fundamentalmente para preservar los acumuladores de un exceso de carga por el generador fotovoltaico y de la descarga por el exceso de uso. Ambas condiciones son nocivas para la correcta funcionalidad y la duración de los acumuladores.

Ya que normalmente la potencia requerida por el usuario no es proporcional a la radiación solar (y, por consiguiente, a la producción eléctrica de un sistema fotovoltaico) una parte de la energía producida por el campo fotovoltaico tiene que ser almacenada para poder ser reutilizada cuando el usuario la necesite. Este es la finalidad del sistema de acumulación.

Un sistema de acumulación está formado por un conjunto de acumuladores recargables, dimensionado de forma que garantice la suficiente autonomía de alimentación de la carga eléctrica. Las baterías que se utilizan con esta finalidad son acumuladores de tipo estacionario y sólo en casos muy especiales es posible utilizar baterías tipo automoción.

Las baterías para uso fotovoltaico tienen que cumplir los siguientes requisitos:

Bajo valor de autodescarga Larga vida útil Manutención casi nula Elevado número de ciclos de carga-descarga

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En cuanto al inversor, su finalidad en los sistemas aislados es la de transformar corriente continua (CC) producida por el campo fotovoltaico, en corriente alterna (CA), necesaria para la alimentación directa de los usuarios.

En este caso, el inversor tiene que estar dimensionado para poder alimentar directamente la carga que se le quiere conectar.

Es evidente que, de todos modos, el inversor en este tipo de instalaciones (sistemas aislados) no es un componente indispensable. De hecho, es posible incluso alimentar directamente con corriente continua de baja tensión la carga.

OPORTUNIDADES Y BARRERAS

OPORTUNIDADES

Cuando pensamos en la energía solar, son muchas las ventajas que vienen a nuestra cabeza, parece que este tipo de energía se nos ofrece día tras día con la salida del sol y, al ser España un lugar tan favorecido por esta estrella, se convierte en un tipo de energía que podríamos calificar como interesante.

La más importante de todas las ventajas es que este tipo de energía no contamina. Al estar hablando de la energía solar podemos afirmar que es una fuente

inagotable. Es un sistema de aprovechamiento de energía idóneo para zonas donde el tendido

eléctrico no llega (zonas rurales, montañosas, islas), o es dificultoso y costoso su traslado.

Los sistemas de captación solar que se suelen utilizar son de fácil mantenimiento, lo que facilita su elección.

Vas a ahorrar dinero a medida que la tecnología va avanzando, mientras que el costo de los combustibles fósiles aumenta con el paso del tiempo porque cada vez son más escasos.

La única inversión es el coste inicial de la infraestructura, pues no requiere de ningún combustible para su funcionamiento, y se puada amortizar a los 5 años de su implantación.

La energía solar fotovoltaica no requiere ocupar ningún espacio adicional, pues puede instalarse en tejados y edificios.

La disponibilidad de energía solar reduce la dependencia de otros países para el abastecimiento de energía de la población.

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Es un sector que promueve la creación de empleo, necesario para la fabricación de células y paneles solares, como para realizar la instalación y el mantenimiento de la misma.

BARRERAS

Cuando pensamos en las desventajas de este tipo de energía renovable, suele costarnos mucho más pensar en algo en concreto salvo que estéticamente, no queda especialmente bonito cuando se decide instalarlo en los campos.

Pero además, el nivel de radiación de esta energía fluctúa de una zona a otra, y lo mismo ocurre entre una estación del año y otra, lo que puede no ser tan atractivo para el consumidor.

Cuando se decide utilizar la energía solar para una parte importante de la población , se necesitan grandes extensiones de terreno, lo que dificulta que se escoja este tipo de energía.

Además, otra de las desventajas, es que inicialmente requiere una fuerte inversión económica a la que muchos consumidores no están dispuestos a arriesgarse

Muchas veces se debe complementar este método de convertir energía con otros, como por ejemplo las instalaciones de agua caliente y calefacción, requieren una bomba que haga circular el fluido.

Los lugares donde hay mayor radiación, son lugares desérticos y alejados, (energía que no se aprovecha para desarrollar actividad agrícola o industrial,etc…)

Algunas de sus ventajas son que los sistemas solares fotovoltaicos casi no requieren de mantenimiento, no hacen ruido y no contaminan.De otro lado, hay desventajas, o puntos débiles de los sistemas fotovoltaicos. Una de las desventajas más conocidas es el alto costo inicial de los FV. Esto hace que mucha gente difícilmente adquiera un sistema fotovoltaico. Otras desventajas son que algunas de las partes deben importarse.

Fundamentos de los Sistemas Fotovoltaicos

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El Sol como Recurso Energético

La energía que recibimos del Sol es más que suficiente para cubrir toda la demanda energética del mundo. En realidad la energía que recibimos es 10,000 veces el actual consumo de energía del mundo.

Si quisiéramos cubrir todo el consumo con energía solar, necesitaríamos un área de aproximadamente 25 millones de hectáreas que es lo mismo que 500km x 500 km., casi la misma área que utilizamos para cultivar maní o semillas de algodón. Como referencia la actual producción de módulos fotovoltaicos está acercándose a los 100 MWp/día o más o menos 1 km. cuadrado al año.

Fuera de la atmósfera la irradiación del Sol tiene una intensidad de 1350 W/m2, en la tierra la máxima intensidad de la irradiación es aproximadamente de 1000 W/m2, pero en días muy despejados puede ser un poco más alta. La irradiación no está distribuida equitativamente sobre la superficie de la Tierra, primeramente debido a la forma de la Tierra, las áreas alrededor del Ecuador reciben más energía solar que otras partes. En segundo lugar, debido a las diferencias en la humedad del aire, despeje del cielo y nubosidad, hay variaciones de país en país, aún si se encuentran en la misma latitud.

Las áreas desérticas con climas muy secos y claros, reciben mayor irradiación que las áreas

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tropicales donde la humedad es mucho mayor. Aún más hay fluctuaciones debido a la rotación de la tierra alrededor de su propio eje (fluctuación diaria) y alrededor del sol (fluctuación estacionaria). En días claros la energía solar está distribuida a lo largo del día en una especie de distribución de Gauss (forma de campana).

Este diagrama está referido a las horas efectivas de incidencia de irradiación solar por día (horas sol pico) en base a estudios de mediciones de horas de sol. Por ejemplo la estimación de energía solar en el Perú es de aproximadamente 5kWh /m2 /día, esto quiere decir 1000 W/m2 por cinco horas útiles de radiación solar al día.

Todos estos diferentes efectos hacen que la energía solar fluctúe fuertemente de región a región y de tiempo en tiempo.

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Instrumentos de medición de la irradiación solar

El nombre del instrumento que sirve para medir la energía solar es el solarímetro. Básicamente hay dos tipos de solarímetros: el piranómetro y el medidor fotovoltaico, ambos tipos miden la irradiación solar tanto directa como difusa.

El piranómetro tiene una pequeña plancha de metal negro dentro con una termocupla unida a ella. Esta plancha negra se calienta al sol y con la termocupla el aumento el aumento de temperatura se puede medir. La plancha y la termocupla están cubiertas y aisladas por una cúpula de vidrio. La salida de la termocupla es medida para la irradiación instantánea total en un momento dado.

El solarímetro fotovoltaico no es nada más que una célula fotovoltaica pequeña que genera electricidad. La cantidad de electricidad es nuevamente medida para la irradiación instantánea. Los Solarímetros fotovoltaicos son mucho más económicos que los piranómetros pero menos exactos.

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Medición de la radiación totalLa irradiación instantánea es solo útil para determinar el comportamiento de una instalación en determinado momento; por ejemplo, durante una inspección al término. La mayor parte del tiempo sin embargo, uno está más interesado en la irradiación durante un período más largo; por día, por mes o por año. Especialmente si uno desea monitorear el comportamiento de un sistema en detalle entonces será necesario medir la entrada y salida del sistema por un período más largo (varios meses, un año). Sólo en esa forma los disturbios o problemas a corto plazo pueden reglamentarse y hacerse evaluaciones más exactas del comportamiento.Así, la irradiación total a lo largo de períodos de tiempo fijos (total por hora o día) tendrán que medirse. Una ventaja de los solarímetros fotovoltaicos es que están también disponibles con un integrador para que la irradiación total diaria u horaria pueda ser medida sin dificultad. Si se utilizan los piranómetros, esto no puede realizarse automáticamente. Si la insolación total por hora o por día es requerida, tendrán que utilizarse los data loggers para almacenar y agregar las mediciones instantáneas. Los data loggers son costosos y por lo tanto sólo se utilizan para monitorios detallados de sistemas grandes o para estudiar sistemas experimentales.Es importante, en un proyecto de monitoreo, la insolación se mida bajo el mismo ángulo en que están colocados los paneles.

Conociendo los paneles solares

Una célula fotovoltaica es un conductor semiplano que convierte la irradiación solar directamente a corriente eléctrica, sin partes móviles y sin generar ruido o contaminación alguna. Las celdas fotovoltaicas consisten de un semiconductor de silicio, contactos metálicos y usualmente un recubrimiento delgado que aumenta la eficiencia de la célula (reflexión reducida).

El silicio cristalino es un semiconductor que consta de un registro periódico de átomos y un cristal. En general, un átomo consiste de un núcleo positivo y electrones negativos que circulan en órbitas alrededor del núcleo. Los electrones en las órbitas exteriores son las más importantes pues determinan las características del átomo. En un metal, por ejemplo, los electrones exteriores circulan libremente y por lo tanto un metal conduce electricidad muy bien.

El principio básico del efecto fotovoltaico es que es posible liberar electrones de sus átomos y en estos electrones libres hacer el material conductivo. La cantidad de energía mínima para liberar a un electrón de su posición fija se llama Band-gap. Cuando un fotón cae sobre un semiconductor puede suministrar suficiente energía para liberar a un electrón.

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La célula fotovoltaica realmente consiste en dos capas muy delgadas de semiconductores. La capa superior es un semiconductor del tipo n y la capa inferior es un semiconductor del tipo p.

Un semiconductor del tipo n (tipo negativo) es un semiconductor con un exceso de electrones libres. Esto se logra impurificando el cristal de silicio con átomos que tienen electrones libres.

Un semiconductor del tipo p (tipo positivo) está impurificado con átomos que tienen una escasez de átomos libres, que también pueden catalogarse con átomos con huecos. Estos huecos también se mueven libremente a través del cristal a temperatura ambiente. El electrón exterior de un átomo vecino tiene suficiente energía de vibración para saltar dentro del hueco, llenándolo pero dejando un hueco en el átomo

Cuando dos capas delgadas de materiales tipo p y tipo n se unen, los electrones libres de la capa tipo n fluirán hacia los huecos de la capa tipo p y llenarán estos huecos. Al hacer esto causan una carga positiva en la capa del tipo n porque los electrones negativos dejaron esta capa, al mismo tiempo en la capa del tipo p se da una carga b negativa

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debido a la recepción de electrones de la capa tipo n. La diferencia de cargas crea un voltaje interno que impide a más electrones fluir de la capa del tipo n a la capa del tipo p.

Cuando la luz solar cae sobre las capas se crearán más electrones libres en la capa p y huecos en la capa n, alterando por tanto el equilibrio. Para reponer el equilibrio, fluirá una corriente eléctrica, creando un voltaje en los contactos externos de las dos capas. Si no se hace ninguna conexión externa entre las dos capas, este voltaje externo permanecerá tal como está porque no hay electrones que puedan fluir de la capa n a la capa p.

Construcción y fabricación

Proceso de producción de una celda FV Básicamente el proceso de producción de celdas cristalinas consiste en producción de obleas y fabricación de celdas a partir de estas obleas.

Las obleas (láminas muy delgadas de silicio cristalino) se cortan de un bloque sólido de silicio. Se produce un silicio poli cristalino enfriando un container de silicio derretido. El cristalino-puro se produce sacando un lingote del silicio derretido. También es posible hacer crecer cristal directamente sobre una placa de metal, eliminando así el proceso de corte (que es el costoso).

Producir poli-cristalino es más barato que el cristalino-puro y también materia prima menos costosa puede utilizarse. Sin embargo la eficiencia es un poco menor. Los costos del silicio crudo son algo más caros y con la demanda creciente de celdas FV y otros semi-conductores los precios tienden más a subir que a bajar.

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Para bajar el precio de las celdas FV se están utilizando nuevas técnicas de corte que producen menos desperdicio al serruchar y que pueden cortar láminas más delgadas. Otra posibilidad es, por supuesto, crear los cristales directamente sobre una superficie; las capas pueden hacerse muy delgadas y no hay pérdidas en el corte.

Las obleas son luego compuestas en celdas en varios pasos. En estas etapas, entre otras, las capas tipo n y p se producen (ver siguiente sección en el principio de funcionamiento de las celdas), se hacen contactos con metales y se hace un recubrimiento anti-reflexivo. Las celdas están entonces listas para ser usadas e incorporadas en los paneles FV o módulos.

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Efecto de la temperatura

El voltaje del punto de máxima potencia disminuye al aumentar la temperatura. Se debe seleccionar el módulo cuyo voltaje de máxima potencia coincida con el voltaje de la batería, considerando la temperatura de las celdas solares.

La temperatura de las celdas solares es de 20°C a 25°C más alta que la temperatura ambiente.

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Si el voltaje a máxima potencia del módulo está exacto, entonces cuando el voltaje de la batería o las caídas de voltaje entre módulo y batería aumenten o la temperatura suba más allá de lo esperado, la corriente solar disminuirá a pesar de que haya buena insolación.

Es importante entonces asegurar que el módulo solar opere en el punto de máxima potencia con el voltaje de batería que se necesita y a la temperatura de la celda que se tenga en el lugar.

Paneles fotovoltaicos - módulos

Generalmente, las celdas son hechas en forma redonda o cuadrada, del orden de los 100 cm2. El voltaje de una célula es relativamente estable y aproximadamente de 0.55V CC. Para tener un voltaje mayor, como de 12 o 24 V, un número de celdas se conectan en serie. Para el cargado de baterías el voltaje de salida de un módulo debería siempre ser un poco más alto que el voltaje de la batería. Esto significa que un módulo FV diseñado para cargar batería de 12V debería producir alrededor de 13V, dicho módulo puede hacerse, por ejemplo, de 33 celdas de silicio en serie (24 x 0.55 = 13.2 V).

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El tamaño usual de los módulos es de alrededor de 0.5 m2 que es el tamaño más pequeño posible para un panel de 12V cuando se utilizan celdas de 100 c m2. Un factor importante que determina la salida de un panel solar es el factor de empaque. Algunos módulos se hacen de tal manera que relativamente gran parte del panel permanece vacío, mientras que en otros módulos las celdas se empacan de manera bastante densa. Esto aumenta la salida neta por metro cuadrado de un módulo, aún si las mismas celdas FV se usan. La salida usual de los módulos FV es alrededor de 100 Wp por metro cuadrado.

USOS

Carreteras inteligentes con tecnología solarLas carreteras cuentan con un sistema interno de iluminación que marca las líneas divisorias entre los carriles y brinda indicaciones a los conductores. Como si fuera un gigantesco juego de video. Más o menos así es como se verían las carreteras en Estados Unidos si el proyecto de Solar Roadways llegase a convertirse en una realidad. Se trata de una iniciativa que busca transformar a las rutas de todo el país en "carreteras inteligentes" construidas con

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paneles solares. Recientemente, el Departamento de Transporte estadounidense le concedió a esta empresa un contrato de US$100.000 para que continúe desarrollando un prototipo de panel solar resistente, para reemplazar a las autopistas de asfalto tradicionales. Los paneles tienen un sistema de calefacción para derretir la nieve que se acumula durante el invierno. Cada panel, de cuatro metros por cuatro metros, tiene la capacidad de producir 7,6 kilovatios por día y según dijo Scott Brusaw, uno de los dos fundadores de la empresa, “si estas vías se implementan en todo el país, generarían tres veces más electricidad de la que necesita todo el territorio estadounidense”.

Para darnos una idea en una escala más pequeña, un kilómetro y medio de cuatro carriles construido con estos paneles podría generar (y almacenar) electricidad suficiente para abastecer cerca de 500 hogares. Estas carreteras son más visibles por la noche, especialmente para la gente que tiene problemas de visión, y también cuando llueve. Según dijo Scott Brusaw, cofundador de Solar Roadways: “No sólo contribuye en la lucha contra el cambio climático porque descarta el uso de asfalto, una sustancia derivada del petróleo, sino que también abre el camino -una metáfora bastante apropiada en este caso- para los automóviles eléctricos, ya que éstos pueden recargarse en cualquier lugar de la carretera, dice la empresa”; otra ventaja de los paneles es que "tienen incorporado una suerte de calefacción para evitar la acumulación de nieve durante el invierno".

En cuanto al sistema de señalización, no hace falta pintar las líneas sobre la ruta: ésta contiene unas lámparas LED (acrónimo del inglés que significa diodo de emisión de luz) que se iluminan marcando las rayas blancas y amarillas, "lo cual las hace más visibles por la noche, especialmente para la gente que tiene problemas de visión, y también cuando llueve". Además, como también cuentan con un sensor que reconoce por el peso si hay un animal, un transeúnte u otro carro en la cercanía, tiene la capacidad de indicarle al conductor si debe frenar o desacelerar la marcha. Pero para que este proyecto se lleve a la práctica aún falta poner a prueba el material y evaluar su resistencia, ya que "sería la primera vez que se conduce un automóvil sobre vidrio". Por esta razón, en esta primera fase -la idea es colocar los paneles solares en los estacionamientos, "donde los autos circulan a menor velocidad", Solar Roadways tiene previsto que la primera planta para la fabricación de estos paneles comience a funcionar dentro dos años.

Nuevo Diseño de Panel Solar Cuya Eficacia No Está Limitada Por el Angulo

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Un equipo de investigadores dirigido por Shawn-Yu Lin, del Instituto Politécnico Rensselaer, ha descubierto y demostrado un nuevo método para superar dos de las mayores barreras que limitan a la energía solar. Desarrollando un nuevo recubrimiento antirreflectante que eleva la cantidad de luz del Sol capturada por los paneles solares y permite a éstos absorber el espectro solar completo desde casi cualquier ángulo, el equipo de la investigación ha acercado más a la academia y a la industria hacia la obtención de la alta eficiencia que hará rentable a la energía solar. Una célula solar de silicio no tratada sólo absorbe el 67,4 por ciento de la luz del Sol que incide sobre ella, significando esto que se refleja, y por tanto desaprovecha, casi un tercio de esa luz. Desde una perspectiva económica y de eficiencia, esta luz no aprovechada es una oportunidad desperdiciada de lograr el rendimiento adecuado de los paneles solares que conduzca a una adopción generalizada de la energía solar. Para conseguir la eficiencia máxima al convertir la energía solar en electricidad, se necesita de un panel solar que pueda absorber casi cada fotón individual de luz, sin tener en cuenta la posición del Sol en el cielo.

El nuevo recubrimiento antirreflectante hace esto posible. Sin embargo, durante la investigación, después de que una superficie de silicio fuese tratada con la nueva capa creada por Lin mediante nanoingeniería, el material absorbió el 96,21 por ciento de la luz solar que incidió en él. Esta gran ganancia en la absorción se mantuvo en todo el espectro de la luz del Sol incidente, desde la ultravioleta a la infrarroja, pasando por la visible.

Este logro tecnológico lleva a la energía solar mucho más cerca de la viabilidad económica. La mayoría de las superficies sólo pueden absorber la luz con eficiencia dentro de una gama específica de ángulos. Ese es el caso de los paneles solares convencionales. Y por ello algunos paneles solares industriales poseen un mecanismo para moverse despacio a lo largo del día para que así sus paneles se alineen perfectamente con la posición del Sol en el cielo. Sin este movimiento automatizado, los paneles no estarían óptimamente posicionados y por consiguiente absorberían menos luz solar. Sin embargo, la contrapartida de este aumento de la eficiencia es la energía necesaria para impulsar el sistema automatizado, el costo del mantenimiento de este sistema y la posibilidad de errores de sincronización o de alineamiento.

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HelioVolt pone nuevo CIGS solar punto de referencia eficiente

HelioVolt tiene que alcanzar el 12.2% eficiencia con su CIGS solar cells. Los laboratorios nacionales de energías renovables US (National Renewable Energy Laboratories-NREL) consiguieron 19.9% en celdas experimentales temprano este año. Los reultados están siendo presentados en la IEEE Conferencia de especialistas fotovoltaicos. Los asuntos más importantes, sin embargo, es el hecho que HelioVolt's la nueva producción puede producir celdas en seis minuto. Las nuevas celdas serán enviadas a finales de 2008 o comienzos de 2009. Las celdas comerciales tendrán un promedio de eficiencia entre 10 y 12%. Las celdas CIGS son un competidor serio para las celdas de silicio más costosas. Sin embargo la restricción más grande para esta tecnología es el financiamiento; los bancos son todavía un bit inseguro para proveerlo para la nueva tecnología solar, como las celdas están esperando para durar por varias décadas. Qué tecnología será la ganadora en esta batalla? La respuesta, en los siguientes años.

CUANTIFICACION DE LOS RECURSOS

El Perú cuenta con un gran potencial de energía solar, gracias a sus características geográficas y climatológicas. La Dirección Ejecutiva de Proyectos del Ministerio de Energía y Minas ha encargado al Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI) la elaboración de un Mapa Solar. Esto permitirá cuantificar el potencial disponible y servirá como una herramienta importante para la elaboración de proyectos que utilicen equipos de energía solar.

Por otro lado, en los últimos años se han ejecutado diversos proyectos demostrativos orientados a establecer estrategias de administración y operación que garanticen la sostenibilidad de los proyectos, lográndose avances cualitativos en este aspecto.

El Ministerio de Energía y Minas, como ente promotor de las energías renovables, está desarrollando un importante proyecto para la diseminación de equipos de energía solar fotovoltaica en zonas de pobreza y extrema pobreza, aplicando criterios de calidad de energía y sostenibilidad en el tiempo.

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Explotación de la energía solar:Producción de calor a bajas temperaturas. Concentración de calor a altas temperaturas. Producción de energía eléctrica.

Producción de hidrógeno mediante electrólisis. Aplicación pasiva en la arquitectura.

Usos de la energía Solar: Electricidad para el sector residencial, comercial y de infraestructura social. Calentamiento de agua mediante termas solares. Calefacción de ambientes. Cocinas y hornos para el sector rural. Sistemas de desalinización y potabilización de agua. Secadores de productos agrícolas. Bombeo de agua e invernaderos. Incubadoras para aves de corral.

PROCESO DE PRODUCCION DE PANELES SOLARES COMO IMPACTO NEGATIVO EN EL MEDIO AMBIENTE

A pesar de que la energía solar es más limpia que el combustible fósil, la fabricación de paneles solares puede tener un impacto negativo en el medio ambiente, de acuerdo a los siguientes puntos.

ProducciónSe requiere una gran cantidad de energía para fabricar paneles solares. Los combustibles fósiles producen gases de efecto invernadero que son emitidos hacia la atmosfera. Sin embrago durante el proceso de su fabricación se producen emisiones por el gasto de combustibles fósiles. Se estima que cada Kwh producido ha originado de 15 a 70 gramos de CO2 en el proceso de su fabricación.

Materiales peligrosos Están hechos con muchos materiales peligrosos, incluyendo mucho que son cancerígenos . La fabricación de paneles solares requiere de arsénico y cadmio, además necesitan de una sustancia llamada polysilicio .Para fabricar una tonelada de polysilicio , se producen cuatro toneladas de desechos que pueden transformase en varios ácidos y gases venenosos.

Tierra Los paneles solares tendría que cubrir una gran parte del paisaje para generar energía suficiente como para satisfacer nuestras necesidades energéticas, se necesitan de un kilómetro de cuadrado de paneles solares para producir de 20 a 60 mega watts de

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electricidad .debido a esto , un uso incrementado de energía solar podría representar una amenaza hacia la preservación del medio ambiente y la protección de la vida salvaje.

SubcontrataciónEstados unidos y la unión europea tienen leyes estrictas que regulan la manera qn que pueden usarse y desecharse los químicos peligroso, pero muchos paneles solares son fabricados en países en desarrollo con regulaciones ambientales laxas .recientemente, se descubrió que un productor de paneles solares de china estaba recordando sus gastos vertiendo desechos tóxicos en las cercanías de tierras de cultivo. un laboratorio independiente analizo la tierra y encontró que contenía concentraciones elevadas de muchos compuestos agresivos de acuerdo con el “Washington post”

CUANTIFICACIÓN SOLAR EN EL PERU

ORDEN

LOCALIDAD DISTRITO PROVINCIA DEPARTAMENTO

LATITUD

ALTITUD (metros)

IRRADIACIÓN SOLAR

Promedio Anual

(kWh/m²)

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33 CALANA CALANA TACNA TACNA 17º 56 17

675

4.99

CUANTIFICACION SOLAR EN LA REGION DE PUNO

RADIACION SOLAR HORIZONTAL PROVINCIAS Y DISTRITOS DE PUNO

Provincia Distrito Latitud SLongitud

WAltitud (msnm)

Radiación solar horizontal

(KWh/m²/d)Puno Puno 15.84° 70.02° 3827 6.03Puno Acora 15.99° 70.02° 3867 6.03Puno Amantani 15.65° 69.79 3817 6.06Puno Platería 15.94 69.83 3830 6.06Puno Atuncolla 15.68 70.14 3831 6.03Puno Capachica 15.64° 69.83° 3863 6.06Puno Vilque 15.76° 70.26° 3873 6.03Puno Tiquillaca 15.79° 70.18° 3885 6.03Puno Mañazo 15.79° 70.34° 3935 6.03

Huancané Huancané 15.2 69.76 3841 6.06

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Huancané Inchupalla 15 69.68 3932 5.49Lampa Lampa 15.36 70.36 3892 6.03Lampa Ocuviri 15.11 70.9 4230 6.03Melgar Ayaviri 14.87 70.58 3907 5.88Melgar Antauta 14.29 70.29 4400 5.88

Azángaro Azángaro 14.9 70.19 3589 5.88Azángaro San Antón 14.58 70.31 3960 5.88Azángaro Arapa 15.14° 70.11° 3829 6.03Azangaro Asillo 14.78° 70.35° 3913 5.88Azangaro Tirapata 14.95° 70.40° 3886 5.88Carabaya Macusani 14.06 70.42 4315 5.88Carabaya San Gaban 13.43° 70.38° 610 4.65Chucuito Juli 16.21 69.45 3869 6.09

ChucuitoDesaguader

o 16.56 69.03 3809 6.09Chucuito Pomata 16.27° 69.29° 3876 6.09

San Román Juliaca 15.49 70.13 3824 6.03

San Román Cabana 15.64 70.31 3901 6.03Sandia Sandia 14.24 69.42 2178 5.49Sandia Phara 14.16 69.66 3450 5.49Sandia Cuyo cuyo 14.47° 69.54° 3542 5.49

Yunguyo Yunguyo 16.23 69.09 3826 6.09Moho Moho 15.2 69.75 3841 6.06Moho Tilali 15.51° 69.34° 3825 6.06

El Collao Ilave 16.08 69.63 3847 6.09El Collao Capaso 17.18 69.74 4400 6.30El Collao Pilcuyo 16.11° 69.55° 3833 6.09

5. Conclusiones

1. La generación de energía eléctrica mediante el sistema Fotovoltaico constituye una alternativa viable, la energía solar como vector energético podría ser una solución a los problemas energéticos que existe en nuestro pais, a la vez impide la emisión

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de gases tóxicos, no contribuye con el efecto invernadero, ni destruye la capa de ozono.

2. Las nuevas generaciones de paneles fotovoltaicos no se limitan solamente a bajar el coste del sistema o ayudar a la conservación ambiental siendo cero contaminantes o ecológicos, tratan de aprovechar materiales reciclados, hacer paneles de nuevos materiales, mejorar la eficiencia de los paneles fotovoltaicos para la producción de energía fotovoltaica (tecnología madura), así como usar energía solar para convertir CO2 en combustible, aprovechando la luz del sol el cual se convierte en energía eléctrica y “divide” el dióxido de carbono en monóxido de carbono (CO) y oxígeno.

3. Por ejemplo en nuestro departamento de Puno la energía solar incidente diaria promedio anual es de 5.91kWh/m² aproximadamente.

4. 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. Impidiendo la contaminación producida por la quema de combustibles fósiles, el aumento del cambio climático, el efecto invernadero y que seamos consumidores dependientes de los países que poseen grandes reservas de petróleo.

5. La intensidad de energía solar aprovechable en un punto determinado de la Tierra depende, de forma complicada pero predecible, del día del año, de la hora y de la latitud. Además, la cantidad de energía solar que puede recibir un dispositivo receptor depende de la orientación.

6. Referencias bibliográficas

http://erenovable.com/energia-solar-ventajas-y-desventajas/ http://www.abcpedia.com/ciencia-tecnologia/energia-fotovoltaica https://prezi.com/zy8ic5awdb7c/impacto-ambiental-de-la-energia-fotovoltaica-paneles-

solares/

http://www.electricidad-gratuita.com/introduccion_energia_fotovoltaica.html

http://www.electricidad-gratuita.com/introduccion_energia_fotovoltaica.html

https://prezi.com/zy8ic5awdb7c/impacto-ambiental-de-la-energia-fotovoltaica-paneles-solares/

https://prezi.com/zy8ic5awdb7c/impacto-ambiental-de-la-energia-fotovoltaica-paneles-solares/

http://www.abcpedia.com/ciencia-tecnologia/energia-fotovoltaica

http://erenovable.com/energia-solar-ventajas-y-desventajas/

Trabajo Generacion de Energia Fotovoltaica

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