Informe Electrotecnia

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IPET N° 267 “ANTONIO GRAZIANO"
GENERACIÓN DE ENERGÍA:
Energía solar
González Florencia
Angélica Nosotti
Abril Moyano
Electrotecnia
5to “C"
CICLO LECTIVO 2021
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ÍNDICE GENERAL
Resumen:…………………………………………………
Introducción:…………………………………………….
Breve reseña histórica:……………………………….
Marco teórico:…………………………………………
Principio de funcionamiento:……………………..
Como generar luz con energía solar en casa …...
Ejemplos……………………..………………………….
Ventajas y desventajas:…………………………………………………
Central solar::.......................................:...........................
Paneles solares:....................................:..........................
RESUMEN
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El presente informe tiene como objeto de estudio la ENERGÍA SOLAR, teniendo como
un punto central la energía eléctrica. El mismo tiene el objetivo de investigar qué es y
cómo funciona, además de sus partes, características, ventajas y desventajas,
componentes. Como así también una reseña histórica para explicar su evolución en el
tiempo.
INTRODUCCIÓN
La energía eléctrica es la forma de energía que resulta de la existencia de una
diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente
eléctrica entre ambos cuando se los pone en contacto por medio de un conductor
eléctrico.
Los fenómenos eléctricos en la Naturaleza son conocidos desde la antigüedad,
aunque no fue hasta aproximadamente el 600 A.C. cuando Thales de Mileto comprobó
las propiedades eléctricas del ámbar, el cual al ser frotado con una pieza de lana era
capaz de atraer a pequeños objetos.
La energía solar es una energía solar fotovoltaica es una fuente de energía renovable
que se obtiene directamente de la radiación solar mediante un panel solar que a su
vez la transforma en energía eléctrica.
La energía solar se define como la generada por las radiaciones solares que llegan a
la tierra en forma de luz, calor o rayos ultravioletas y que capturan las placas solares.
Esta energía es limpia y renovable.
BREVE RESEÑA HISTÓRICA
Las civilizaciones antiguas no han estado exentas en la utilización de esta fuente de
energía. El Surgimiento de la Energía Solar, comenzó en la antigua Grecia, el dios
Helios o del sol, era adorado y tenía varios templos. Los Griegos fueron los primeros
en idear construcciones para que estas aprovechaban la luz y el calor del Sol. Al
parecer esto fue en el año 400 a.c.
Luego, los Romanos aprendieron a utilizar invernaderos con ventanas de cristal para
hacer que los alimentos crecieran adecuadamente utilizando la luz del sol.
Rápidamente podemos decir que algunos científicos entre 1.839 y 1890, pasando por
Horace de Saussure o Edmond Becquerei, utilizaron los principios de la Energía Solar,
para intentar fabricar celdas o paneles solares para la utilización de esta energía. El
inconveniente fue el costo de los materiales, por eso en un principio, el desarrollo de la
Energía Solar, fue muy incipiente, no valía la pena ser estudiada tan a fondo.
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Sin embargo, después de los 50´s gracias a los Laboratorios Bell, quienes diseñaron
celdas fotovoltaicas con una eficiencia del 10%, lograron posicionar la energía solar
como una fuente inagotable y económica para utilizar su transformación en
electricidad. Al parecer, esto continuó hasta los 70´s en donde decayó el uso de la
Energía Solar. No fue sino hasta después de los 90's que algunos presidentes de
EE.UU decidieron colocar algunas políticas en cuanto al uso de la Energía Solar y esto
impulsó su uso
ENERGÍA SOLAR
La energía solar es aquella generada por el Sol y que viaja a través de radiaciones
para llegar a la Tierra. Es una energía renovable la cual el ser humano tiene intención
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de obtenerla de manera eficiente para su uso y aprovechamiento mediante diferentes
tecnologías que han ido evolucionando con el paso del tiempo.
Este tipo de energía es inagotable y muy abundante y por ello además de ser una
fuente renovable, es una energía limpia y supone una alternativa a otros tipos de
energía no renovables como la energía fósil o la energía nuclear.
FUNCIONAMIENTO
A grandes rasgos, una vez llegada a la superficie terrestre, la energía solar necesita
una instalación fotovoltaica para convertirse en electricidad. La instalación capta la
radiación mediante celdas fotovoltaicas y la transforma en corriente. Este es el uso
más común de la misma.
Pero ¿qué pasa con la energía antes de llegar a la Tierra? Se genera mediante
reacciones de fusión que se producen en el Sol. La radiación viaja hacia la Tierra
mediante ondas electromagnéticas y, posteriormente, puede ser aprovechada para su
uso e incluso almacenamiento.
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Clasificación:
● Energía solar pasiva: Aprovecha el calor del sol sin necesidad de mecanismos
o sistemas mecánicos.
● Energía solar térmica: Es usada para producir agua caliente de baja
temperatura para uso sanitario y calefacción.
● Energía solar Renovable: biomasa, energía eólica. 
Estructura un panel solar
Cada panel solar contiene celdas fotovoltaicas (PV, por sus siglas en inglés). Las
celdas PV toman luz, o fotones, y la convierten a electricidad solar. Cuando la luz solar
le pega al panel solar, las celdas PV producen electricidad de corriente directa (DC,
por sus siglas en inglés).
DESARROLLO
La energía solar se genera cuando la luz solar incide en los paneles solares, que luego
convierten la energía solar en electricidad apta para nuestros hogares. Esta
transformación fotovoltaica es la forma en que se produce la energía solar. ... La
energía generada pasa a través de un medidor, que la cuantifica.
Ejemplos de energía solar
•Instalaciones con placas fotovoltaicas para generar energía eléctrica. Estas
instalaciones se utilizan en viviendas, refugios de montaña etc.
•Centrales fotovoltaicas.
•Coches solares.
•Cocinas solares.
•Sistemas de calefacción.
•Climatización de piscinas.
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Como se puede captar la energía solar
La energía solar se puede captar a través de células fotoeléctricas (que conforman los
paneles fotovoltaicos que todos conocemos), helióstatos o colectores solares, que
posteriormente la transforman en energía solar térmica (a través de la temperatura) o
energía solar fotovoltaica (a través de la luz).
Funcionamiento de la energía solar
La energía solar fotovoltaica es una fuente de energía renovable que se obtiene
directamente de la radiación solar mediante un panel solar que a su vez la transforma
en energía eléctrica.
 
¿QUERES GENERAR LUZ CON ENERGÍA SOLAR EN TU CASA?
La energía solar fotovoltaica es accesible, eficiente y fácil de mantener, lo que la
convierte en la opción ideal para iniciarse en el autoconsumo y reducir la factura de la
luz.
Es una opción cada vez más interesante para el consumidor por el ahorro que supone
en la factura eléctrica, especialmente una vez amortizada la instalación.
Dar el paso al autoconsumo no implica la desconexión de la red eléctrica, sino priorizar
el consumo de la energía producida por paneles solares instalados en la propia
vivienda. De modo que cuando los paneles solares están produciendo electricidad el
consumo eléctrico se reduce significativamente. Por eso es conveniente que la
potencia de la instalación de autoconsumo sea igual o superior al consumo de la
vivienda.
CARACTERÍSTICAS DE LA RADIACIÓN SOLAR
La radiación solar es la energía emitida por el Sol, que se propaga en todas las
direcciones a través del espacio mediante ondas electromagnéticas y se genera en las
reacciones del hidrógeno en el núcleo del Sol por fusión nuclear y es emitida por la
superficie solar. Esa energía es el motor que determina la dinámica de los procesos
atmosféricos y el clima.
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Medir la radiación solar es importante para un amplio rango de aplicaciones, en las
áreas de ingeniería, arquitectura, agricultura, ganadería, salud humana y
meteorología, dentro de las cuales se destacan: su empleo como fuente alternativa de
energía en la generación de electricidad y en el diseño y uso de sistemas de
calentamiento de agua, el diseño de edificios e infraestructura, el monitoreo del
crecimientode plantas, la deshidratación de alimentos, implicaciones en la salud (ej.
cáncer de piel o tratamientos curativos), el análisis de la evaporación e irrigación, su
importante rol en los modelos de calidad del aire y de predicción del tiempo y el clima y
muchas otras aplicaciones y usos que emplean la radiación solar como una de sus
fuentes de energía.
La radiación solar nos proporciona efectos fisiológicos positivos tales como: estimular
la síntesis de vitamina D, que previene el raquitismo y la osteoporosis; favorecer la
circulación sanguínea; actúa en el tratamiento de algunas dermatosis y en algunos
casos estimula la síntesis de los neurotransmisores cerebrales responsables del
estado anímico.
El Sol emite energía en forma de radiación de onda corta. Después de pasar por la
atmósfera, donde sufre un proceso de debilitamiento por la difusión, reflexión en las
nubes y de absorción por las moléculas de gases (como el ozono y el vapor de agua) y
por partículas en suspensión, la radiación solar alcanza la superficie terrestre oceánica
y continental que la refleja o la absorbe. La cantidad de radiación absorbida por la
superficie es devuelta en dirección al espacio exterior en forma de radiación de onda
larga, con lo cual se transmite calor a la atmósfera.
La radiación es emitida sobre un espectro de longitud de ondas, con una cantidad
específica de energía para cada longitud de onda, la cual puede ser calculada usando
Ley de Planck:
E = a / [5 {e(b/ T) - 1}] (1)
Donde, E^ es la cantidad de energía (Wm-2mm-1) emitida a una longitud de onda
(mm) por un cuerpo con una temperatura T (en grados Kelvin), con a y b como
constantes. Asumiendo que el Sol es un cuerpo negro, por diferenciación de la
ecuación es posible determinar la longitud de onda máxima de emisión de radiación
procedente del Sol:
= 2897 / T (2)
Esta ecuación es conocida como la Ley de Wien. Para una temperatura de 5800°K
(temperatura de la superficie solar) la longitud máxima de energía del Sol es
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aproximadamente 0,5 mm (micrómetro, equivalente a 1x10-6m), tal como se observa
en la figura 1 y 2. Esta longitud de onda corresponde a radiación en la parte del
espectro visible.
La Asociación Nacional de Energía Solar, ANES, desde hace mas de 40 años
ha impulsado la transición energética mediante el uso de las energías
renovables, como una medida que además abona a la soberanía energética de
nuestro país.
ANES es la asociación que más instaladores de equipos de generación
distribuida agrupa y derivado de ello es necesario comentar que:
• Los Certificados de Energía Limpia son el único mecanismo que permitía a
México cumplir con las metas de ígeneración Limpia y cumplir por lo tanto con
los compromisos que nuestro país tiene, derivados del Acuerdo de Paris.
• En Generación Distribuida los CELs significaron una oportunidad para
disminuir los periodos de retorno de inversión de los usuarios de paneles
solares en todo el país, con lo que se fomentó el crecimiento de proyectos de
mediana escala, generando empleos, desarrollo y energía limpia para todos
con inversión nueva y capacidades nuevas de generación.
• La modificación de los lineamientos para la asignación de certificados de
energía limpia devaluará el valor de los certificados, pues permite a CFE que le
sean reconocidos CELs por la energía generada con centrales legadas, cuando
el objetivo era generar energía limpia con centrales nuevas.
• En generación distribuida, a mediana escala, hay más de 2,200 proyectos
que, por sus dimensiones, estaban buscando acreditar CELs y así tener un
ingreso extra por generación de energía limpia; además hay proyectos nuevos
que también eran miles y se ven frenados ante la incertidumbre del retorno de
su inversión.
• Al hacer esto, CFE podrá generar CELs por más de tres veces su obligación,
sin hacer inversión alguna ni construyendo nuevas centrales limpias.
• En los hechos, esto retrasará inversiones, afectará las ya hechas y decenas o
tal vez cientos de proyectos de generación distribuida en el país se verán
retrasados, disminuyendo el ingreso de los instaladores y por ende el de sus
familias, afectando a un mercado de energías limpias en franco crecimiento.
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Es por ello que la Asociación Nacional de Energía Solar exhorta a la Secretaría
de Energía a revisar, reconsiderar y dar marcha atrás en la modificación de los
lineamientos para la asignación de CELs, recordando que estos deben ser un
incentivo para la instalación de nuevas centrales de generación limpia y así
incrementar la capacidad de generación, no reconocer la previa.
Al mismo tiempo, manifestamos nuestra disposición permanente al diálogo, que
permita colaborar entre el sector social, privado y gobierno para así fortalecer el
sector energético de México.
APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA SOLAR
El Sol es una esfera gaseosa formada principalmente por helio, hidrógeno y carbono.
Tiene una masa 330.000 veces superior a la masa de la Tierra y una edad aproximada
de 6.000 millones de años. El Sol se comporta como un reactor nuclear que
transforma la energía nuclear en energía de radiación, energía que llega a la Tierra y,
por lo tanto, es una energía renovable.
Sin embargo, no toda la energía que se produce en el Sol llega a la superficie
terrestre. Al atravesar la atmósfera, la radiación pierde intensidad a causa de la
absorción, la difusión y la reflexión por la acción de: gases, vapor de agua y partículas
en suspensión de la atmósfera. De esta manera, la radiación que la tierra recibe del
Sol se divide en radiación directa (atraviesa la atmósfera sin sufrir ningún cambio en
su dirección) y radiación dispersa o difusa (es la que recibimos después de los
fenómenos de reflexión y difusión). La energía solar es un recurso energético
importante que se aprovecha mediante dos vías principales
Energía solar térmica
La energía solar térmica utiliza la radiación del Sol para calentar un fluido que se utiliza
para producir agua caliente, vapor o energía eléctrica. Los sistemas para aprovechar
la energía solar por la vía térmica se dividen en tres grupos:
Sistemas a baja temperatura. El calentamiento del agua se produce por debajo de su
punto de ebullición, es decir, 100ºC. La mayor parte de los equipos basados en esta
tecnología se aplican en la producción de agua caliente sanitaria y en climatización.
Sistemas a media temperatura. Se utilizan en esas aplicaciones que necesitan
temperaturas entre 100 y 300ºC para calefacción, proporcionando calor en procesos
industriales, suministro de vapor, etc.
Sistemas a alta temperatura. Necesitan temperaturas superiores a 250 o 300ºC como,
por ejemplo, para producir vapor o para generar energía eléctrica en centrales
termosolares.
Energía solar fotovoltaica
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La energía solar fotovoltaica transforma directamente la luz solar en electricidad
mediante el efecto fotovoltaico. Esa transformación se consigue gracias a las células
fotovoltaicas.
Central solar
Las centrales solares son instalaciones que aprovechan la radiación del Sol para
generar energía eléctrica. Existen 2 tipos de instalaciones:
Central termosolar: Genera electricidad a partir del calentamiento de un fluido con el
cual, mediante un ciclo termodinámico convencional, se consigue mover un alternador
gracias al vapor generado por él.
Instalación fotovoltaica. La energía eléctrica se obtiene a través de paneles
fotovoltaicos que captan la energía luminosa del Sol. Esa transformación se consigue
gracias a células fotovoltaicas fabricadas con materiales semiconductores.
Este tipo de energía se usa principalmente para producir electricidad a gran escala a
través de redes de distribución, aunque también permite alimentar innumerables
aplicaciones y aparatos autónomos, así como abastecer refugios de montaña o
viviendas aisladas de la red eléctrica. Debido a la creciente demanda de energías
renovables, la fabricación de células solares e instalaciones fotovoltaicas ha avanzado
considerablemente en los últimos años. Comenzaron a producirse en masa a partir del
año 2000, cuandomedioambientalistas alemanes y la organización Eurosolar obtuvo
financiación para la creación de diez millones de tejados solares.
Programas de incentivos económicos, primero, y posteriormente sistemas de
autoconsumo fotovoltaico y balance neto sin subsidios, han apoyado la instalación de
la fotovoltaica en un gran número de países. Gracias a ello, la energía solar
fotovoltaica se ha convertido en la tercera fuente de energía renovable más importante
en términos de capacidad instalada a nivel global, después de las energías
hidroeléctrica y eólica. A finales de 2018 la potencia total instalada en todo el mundo
alcanzó los 500 GW de potencia fotovoltaica, y solo en 2018 se instalaron 100 GW.
La energía fotovoltaica no emite ningún tipo de polución durante su funcionamiento,
contribuyendo a evitar la emisión de gases de efecto invernadero.Su principal
desventaja consiste en que su producción depende de la radiación solar, por lo que si
la célula no se encuentra alineada perpendicularmente al Sol se pierde entre un 10-25
% de la energía incidente. Debido a ello, en las plantas de conexión a red se ha
popularizado el uso de seguidores solares para maximizar la producción de energía.La
producción se ve afectada asimismo por las condiciones meteorológicas adversas,
como la falta de sol, nubes o la suciedad que se deposita sobre los paneles.Esto
implica que para garantizar el suministro eléctrico es necesario complementar esta
energía con otras fuentes de energía gestionables como las centrales basadas en la
quema de combustibles fósiles, la energía hidroeléctrica o la energía nuclear.
Gracias a los avances tecnológicos, la sofisticación y la economía de escala, el coste
de la energía solar fotovoltaica se ha reducido de forma constante desde que se
fabricaron las primeras células solares comerciales,aumentando a su vez la eficiencia,
y logrando que su coste medio de generación eléctrica sea ya competitivo con las
fuentes de energía convencionales en un creciente número de regiones geográficas,
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alcanzando la paridad de red.Actualmente el coste de la electricidad producida en
instalaciones solares se sitúa entre 0,05-0,10 $/kWh en Europa, China, India,
Sudáfrica y Estados Unidos. En 2015, se alcanzaron nuevos récords en proyectos de
Emiratos Árabes Unidos (0,0584 $/kWh), Perú (0,048 $/kWh) y México (0,048 $/kWh).
En mayo de 2016, una subasta solar en Dubái alcanzó un precio de 0,03 $/kWh.En
2020, se alcanzó la cifra récord de 0,016 $/kWh en Arabia Saudí.
Formas de utilizar la energía solar en casa
Es indudable que nuestro mundo ha sufrido un gran deterioro ecológico, el uso
desmedido de combustibles como el carbón y la gasolina han dañado a nuestro
planeta, al grado de alterar por completo el clima. Un ejemplo de esto es la sequía que
hemos sufrido en nuestra región durante los últimos años, que si bien se vió
interrumpida por las lluvias del pasado invierno, amenaza con regresar este verano,
incluso con más fuerza.
Para remediar y revertir estos cambios negativos, muchos países han adoptado el uso
de energía solar, como una alternativa para producir electricidad, sin generar
contaminación. China e Inglaterra son un gran ejemplo a seguir en este aspecto, pero
en México apenas estamos volteando a ver ese tipo de soluciones. No obstante
¡Podemos ayudar desde casa!. Aquí algunas formas de hacerlo:
•Instalar paneles solares para generar nuestra propia electricidad.
•Usar lámparas solares para alumbrar patios y jardines.
•Utilizar baterías solares para recargar nuestros teléfonos celulares.
•Instalar un calentador solar de agua, así también te ahorrarás gas.
•En navidad, usar foquitos y adornos que funcionan con energía solar, para adornar el
exterior de la casa.
Con estos cambios no solo dejarás de consumir (y pagar) electricidad, también estarás
contribuyendo a reconstruir la ecología de nuestra región, y del planeta entero.
En la actualidad es más que evidente la necesidad del planeta de reducir su
dependencia de las energías fósiles; los efectos económicos y climatológicos que ha
traído a la sociedad el uso desmedido de estos combustibles hoy más que nunca debe
ser un llamado de atención para buscar un cambio.
Afortunadamente, cada vez son más los esfuerzos que hace la comunidad
internacional por combatir el cambio climático a través del desarrollo de nuevas
fuentes de energía renovable y limpia. Es gracias a esto que el desarrollo de la
energía solar se perfila cada vez más como una alternativa factible y eficiente para
satisfacer las necesidades de la sociedad y promover el desarrollo sostenible. Hoy en
día este tipo de energía no solo se utiliza en países desarrollados, sino que gracias a
los avances científicos, la energía solar ha superado la etapa pre-competitiva y países
en vías de desarrollo como Costa Rica han empezado a utilizarlas en beneficio de sus
ciudadanos.
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La energía solar es una alternativa de energía limpia
La energía solar goza de numerosos beneficios que la sitúan como una de las más
prometedoras. Renovable, limpia y disponible en todo el planeta, contribuye al
desarrollo sostenible y a la generación de empleo en las zonas en que se implanta.
El costo de instalación y mantenimiento de los paneles solares ha disminuido
considerablemente en los últimos años. Requiere de una inversión inicial y de
pequeños gastos de operación; sin embargo, una vez instalado el sistema fotovoltaico,
el combustible es gratuito y de por vida.
Así será la energía solar del futuro
Los nuevos materiales en investigación permitirán fabricar células fotovoltaicas más
económicas y que se podrán integrar en construcciones, vehículos o incluso en la
ropa.
El sol baña la Tierra cada día con enormes cantidades de energía, una energía que no
se agotará mientras viva nuestra estrella. Una pequeña parte de esta energía alimenta
la vida en nuestro planeta, pero la inmensa mayoría regresa al espacio,
desaprovechada. Sin embargo, las personas hemos dado una manera de cosechar los
rayos del sol y así generar electricidad, aunque a partir de tan solo una pequeñísima
fracción de la energía que a diario nos regala nuestra estrella.
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¿Cómo cambiaría la sociedad si el ser humano aprovechara mejor del sol? “La energía
solar es muy democrática”, explica en entrevista telefónica Emilio Palomares ,
investigador del Institut Català d’Investigació Química (ICIQ) en Tarragona. Aunque a
algunos lugares llega más luz que a otros, en gran parte de la Tierra el sol está al
alcance de todas las personas. Si se pudiera utilizar mejor su energía, la economía
cambiaría radicalmente: la sociedad ya no dependería de unas fuentes energéticas
finitas y concentradas en las manos de unos pocos. También se podría reducir la
emisión de gases de efecto invernadero, y por lo tanto mitigar el cambio climático.
Si se pudiera aprovechar mejor la energía del sol, la sociedad ya no dependería
de unas fuentes energéticas finitas y concentradas en las manos de unos pocos
El problema, señala Palomares, es que las tecnologías actuales para captar la energía
del sol son muy poco eficientes: los paneles solares comerciales típicos, hechos de
silicio, sólo son capaces de transformar en electricidad menos de un cuarto de la
energía que les llega. El resto se desaprovecha. Y para generar suficiente energía
hacen falta enormes cantidades de silicio purificado, que no es precisamente
económico, informa Edgardo Saucedo , investigador del Institut de Recerca en Energia
de Catalunya (IREC) en Barcelona. Instalar paneles solares en un tejado puede costar
varios miles de euros; a estos precios, los combustibles fósiles siguen siendo más
baratos.
Para convertir la energía solar en una fuente competitiva y realmente al alcance de
todos, los científicos se las están ingeniando para dar con alternativas al silicio:
materiales fotovoltaicos diseñados desde cero para ser altamente eficientes captando
los rayos del sol. La mayoría de esfuerzos están centrados en las llamadas
tecnologías de película fina, celdas solares que miden desde nanómetrosa unos
pocos micrómetros (entre un millón y mil veces más finas que un milímetro). La idea es
que, al ser tan delgadas, la cantidad de material utilizado sea tan ínfima que su coste
sea muy barato.
De estas nuevas tecnologías, las que más esperanzas han despertado son las
llamadas perovskitas. “Son un material híbrido, formado por plomo, yodo y una
molécula orgánica”, explica Emilio Palomares. Sus propiedades fotovoltaicas se
descubrieron en 2012 y, desde entonces, en una carrera frenética de menos de seis
años a la que se han sumado cientos de científicos en todo el mundo, prácticamente
han logrado igualar al silicio en eficiencia, con un récord del 22%. “Y en menos de
cinco años más lo superarán”, afirma Palomares, quien dirige un grupo de
investigación con el objetivo de mejorar la eficiencia de las perovskitas.
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En menos de seis años, la eficiencia de las perovskitas prácticamente ha
alcanzado la del silicio
Los materiales y el proceso de fabricación de este tipo de celdas son muy económicos,
pero presentan un grave inconveniente: las perovskitas son solubles en agua. Y
contienen plomo, que es altamente tóxico. Si se utilizan paneles solares en su punto
de desarrollo actual, “podrían causar un enorme desastre medioambiental”, declara
Palomares. “Se está investigando para sustituir el plomo por otro elemento”, explica
Jordi Martorell , investigador de del Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) en
Castelldefels, experto en celdas solares orgánicas y de perovskitas, “aunque por el
momento no ha habido éxito”. También tienen otro problema: son muy poco estables y
se degradan al poco tiempo de empezar a funcionar, por lo que aún queda un largo
camino para que se conviertan en una realidad en el mercado de la fotovoltaica.
Más seguras y estables, si bien menos eficientes por el momento, son las
denominadas kesteritas. Son un material totalmente inorgánico, hecho de elementos
muy abundantes en la corteza terrestre (contienen cobre, zinc estaño y azufre o
selenio), económicos y sostenibles de extraer, señala Alejandro Pérez, científico del
IREC que lidera un grupo que investiga esta tecnología. Son una alternativa al CIGS,
otra tecnología de película delgada que ya está disponible a nivel comercial, pero que
“contiene metales muy escasos y preciados (indio y galio, que se usan para fabricar
pantallas planas), por lo que no se puede fabricar en masa”, informa Edgardo
Saucedo, que trabaja junto con Alejandro Pérez. Mientras que el CIGS tiene una
eficiencia récord de alrededor del 22%, las kesteritas, mucho más recientes, todavía
están en poco más del 12%, según datos del National Renewable Energy Laboratory
(NREL) de Estados Unidos.
No obstante, aunque no lleguen a la eficiencia del silicio convencional, cuyo récord de
eficiencia lleva décadas estancado en un 25%, las tecnologías de película delgada
ofrecen otras ventajas. Las celdas son tan finas que pesan muy poco y además son
flexibles. “Eso permitiría integrarlas en construcciones, por ejemplo, en forma de tejas
solares. También en sustratos textiles”, afirma Pérez. “Nuestra fantasía es una energía
fotovoltaica ubicua, que esté en todas partes”. El investigador imagina un futuro en el
que existan mochilas o incluso chaquetas capaces de recargar la batería de un móvil
después de un paseo bajo el sol.
Nuestra fantasía es una energía fotovoltaica ubicua, que esté en todas partes
Edificios y coches capaces de generar toda la energía que consumen, por otra parte,
son el objetivo de Jordi Martorell. Y para conseguirlo, lo que considera la mejor opción
son las celdas hechas de materiales orgánicos, polímeros que, aunque no sean
especialmente eficientes transformando la energía del sol –su récord está en un 11%
–, ofrecen otras ventajas respecto al silicio. “Son flexibles, ligeras y el proceso de
fabricación es mucho más económico”, detalla el investigador. Y, además, son
transparentes, lo que las hace ideales para las ventanas.
“En todas las ciudades hay más superficie vertical que horizontal, especialmente en
los rascacielos”, argumenta. Si las ventanas de los edificios más altos se convirtiesen
en paneles fotovoltaicos, se podría generar diez veces más energía que si sólo se
instalarán celdas solares en el tejado, pronostica Martorell. “Pero obviamente la gente
quiere ventanas transparentes, y no de colores”, algo que sólo pueden proporcionar
las celdas orgánicas. Otra aplicación serían los vehículos. “Con ventanas fotovoltaicas
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y paneles solares en el techo, los coches eléctricos podrían ser totalmente autónomos,
incluso con la eficiencia actual de las celdas orgánicas”, afirma Jordi Martorell.
Energía solar térmica. Función.
La energía solar térmica es la que aprovecha el efecto de que el sol calienta todos los
días nuestro planeta, además de iluminarlo. De ese modo, recoge ese calor
concentrado y lo utiliza para diversos fines. Los más importantes son: Calentar
directamente líquidos y gases.
Energía solar térmica directa
La denominada energía solar térmica se basa en concentrar la radiación solar directa
mediante diferentes dispositivos, lo que permite calentar un fluido que, mediante un
intercambiador de calor, puede generar vapor para diferentes usos como por ejemplo
para mover una turbina acoplada a un generador eléctrico
Transformar energía solar en térmica
Los captadores solares son los elementos que capturan la radiación solar y la
convierten en energía térmica, en calor. Como captadores solares se conocen los de
placa plana, los de tubos de vacío y los captadores absorbedores sin protección ni
aislamiento.
Aplicaciones de la energía solar térmica
La energía solar térmica permite el calentamiento de agua para su utilización en
diferentes aplicaciones, como pueden ser el calentamiento de piscinas, la producción
de agua caliente sanitaria o industrial, la calefacción de espacios e incluso su
refrigeración.
¿Cuál es el recurso de la energía solar?
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La energía solar es aquella que se obtiene de la radiación solar que llega a la Tierra en
forma de luz, calor o rayos ultravioleta. Es un tipo de energía limpia y renovable, pues
su fuente, el Sol, es un recurso ilimitado.
Cómo se transforma la energía solar en energía eléctrica
Las células fotovoltaicas convierten la luz solar en electricidad en forma de corriente
continua y con una graduación que varía entre los 380 y los 800 voltios. Para mejorar
el resultado obtenido se utiliza un inversor que transforma esta energía en corriente
alterna, que es la que utilizamos en nuestras casas.
Cómo transformar la energía térmica
La energía térmica se puede transformar mediante un motor térmico o en trabajo
mecánico. Por ejemplo, un motor de automóvil, avión o barco.
•La energía calorífica se aprovechar de las siguientes formas:
•Directamente en usos donde ser requiera calor. ...
•Conversión en energía mecánica. ...
•Transformación en energía eléctrica.
Aplicaciones de la energía eléctrica
Con la electricidad, se puede iluminar, obtener calor y frío, calentar agua, cocinar, o
poner en marcha un aparato. ... Otro avance importante para el aprovechamiento de la
electricidad como fuente de energía fue el desarrollo de la batería y del motor eléctrico.
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Beneficios ambientales
La energía solar surge como una nueva alternativa de consumo de energía
responsable con el medio ambiente, ante al impacto generado por la energía no
renovable.
Entre sus beneficios se encuentran:
•Es renovable.
•Es una fuente de energía ilimitada.
•Es la fuente de energía más limpia y no pone en peligro ni incrementa el
calentamiento global, debido a que no produce gases de efecto invernadero ni
subproductos peligrosos para el medio ambiente.
•Tiene un bajo costo de aprovechamiento, tras la inversión inicial en la fabricación de
los componentes y la instalación, que es la que puede resultar más costosa.
•Se puede producir energía limpia que resulta más económica que la que se adquiere
por medio de la red.
•Está disponible en todo el planeta, por lo que se convierte en la mejor formade
proveer electricidad a lugares aislados, donde el costo de instalar líneas de
distribución de electricidad es demasiado alto.
•La tecnología permite convertir la energía solar en electricidad por medio de
dispositivos fotovoltaicos y de energía solar térmica.
•Contribuye al desarrollo sostenible.
•Genera empleo en las zonas donde se instala.
•Reduce el uso de combustibles fósiles.
•Reduce las importaciones energéticas.
En qué se utiliza la energía solar
■Iluminación solar a través de paneles solares para hogares y empresas. Esta permite
mejorar la eficiencia en el consumo de energía y reducir los costos en electricidad, lo
que la convierte en una energía alternativa. Las tendencias arquitectónicas adoptan
cada vez más este tipo de iluminación como base del diseño sostenible.
■Calefacción. Los calentadores solares aprovechan la energía del sol y la transforman
en energía térmica mediante el uso de agua o aire. Los sistemas de calefacción
pueden ser pasivos, utilizan la circulación natural, o activos, utilizan las bombas para
hacer circular el agua y generar calor.
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■Transportes impulsados por energía solar. Están impulsados por energía fotovoltaica.
Entre ellos se incluyen vehículos eléctricos movidos por energía obtenida por paneles
solares, autobuses y ferrocarriles. También existen carreteras accionadas con luz
solar.
■En tecnología, como cargadores solares, útiles para cargar celulares, tablets,
computadores, linternas u otros electrodomésticos que funcionan con tecnología solar
como secadores, radios, lámparas, entre otros.
■Compañías suministradoras de electricidad. La energía solar fotovoltaica se puede
usar para generar gran cantidad de energía con el fin de venderla a compañías que
tienen como negocio el suministro de energía.
■Lugares remotos de difícil acceso. Es ideal para proveer de energía a aquellos
lugares lejanos, con bajos índices de desarrollo, donde tienen dificultades para tener
energía eléctrica.
■Satélite solar. La energía solar es uno de los principales métodos de abastecimiento
de los satélites que están en órbita en el espacio.
■Riego de plantaciones. La energía solar es una alternativa para obtener electricidad
destinada al bombeo de agua para riego debido a la ausencia de la red de energía
eléctrica en lugares lejanos.
■Señales de tráfico y alumbrado público en las ciudades. Se han desarrollado postes
de energía que funcionan con luz solar, así como señales de tráfico que operan
gracias al sol o al viento.
La fuente de energía solar más desarrollada en la actualidad es la energía solar
fotovoltaica -se ha posicionado en los últimos 15 años como la energía renovable más
utilizada, de acuerdo con la Agencia Internacional de las Energías Renovables
(IRENA)-.
En el 2015, durante el Acuerdo de París, 24 países latinoamericanos enviaron planes
a la ONU dirigidos a actuar sobre el cambio climático y 20 de ellos tenían objetivos de
generación de energía renovable.
Según informes de la organización ecologista Greenpeace, este tipo de energía podría
suministrar electricidad a dos tercios de la población mundial en 2030.
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Celda fotovoltaica y cómo funciona
Las celdas fotovoltaicas son celdas que convierten la energía proveniente de sol en
energía eléctrica. ... Al combinar ambas capas se genera un campo eléctrico el cual no
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deja a los electrones moverse más que de una manera, generando así una corriente
eléctrica la cual puede ser almacenada fácilmente en una batería.
Cómo está formada una celda fotovoltaica
Las celdas fotovoltaicas están hechas de materiales especiales llamados
semiconductores tales como el silicio, que es el material más usado. Cuando la luz
solar choca en la celda una cierta porción de ella es absorbida dentro del material
semiconductor.
Tipos de paneles solares
Por si aún no lo sabías, ni todos los paneles son iguales ni, mucho menos, hacen lo
mismo. Son muchos los que llaman a diario a nuestro teléfono solicitando información
sobre paneles solares y se quedan en blanco cuando les preguntamos qué para qué
quieren el panel solar en cuestión.
Sí, efectivamente, «eso» también lo puedes hacer con un panel solar. Y sí,
efectivamente, no todos los paneles solares hacen lo mismo. Electricidad, agua
caliente sanitaria(ACS),… En función de qué es lo que el panel pueda producir, el
nombre que tiene es uno u otro.
A día de hoy, de manera general, existen 3 tipos de paneles solares:
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■Paneles solares fotovoltaicos
■Paneles solares térmicos
■Paneles solares híbridos (fotovoltaico + térmico)
Conclusión
A partir de la información recabada se arriba a la energía solar otorga
múltiples beneficios en su utilización. La misma es obtenida a partir del
aprovechamiento de la radiación electromagnética procedente del Sol, por este
motivo, es renovable, ilimitada, limpia y no pone en peligro ni incrementa el
calentamiento global, además, tiene un bajo costo de aprovechamiento, está
disponible en todo el planeta, contribuye al desarrollo sostenible, genera
empleo en las zonas donde se instala y reduce el uso de combustibles fósiles.
Por lo mencionado anteriormente si se lograra aprovechar el 100% de este
recurso tan valioso no se necesitaría de ningún tipo de energía.
Webgrafía
https://www.lavanguardia.com/ciencia/planeta-tierra/20180113/434235557334/energia-solar-
fotovoltaica-futuro-nuevos-materiales-perovskitas-kesteritas.html?facet=amp
https://www.residenciallospinos.com/blog/5-formas-utilizar-la-energia-solar-en-casa/
https://solar-energia.net/que-es-energia-solar/historia
https://www.fundacionendesa.org/es/centrales-renovables/a201908-central-solar
https://www.agrositio.com.ar/noticia/217169-tesla-energy-vanguardia-en-energia-solar-para-l
a-agroindustria
https://anes.org.mx/
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https://www.lavanguardia.com/ciencia/planeta-tierra/20180113/434235557334/energia-solar-fotovoltaica-futuro-nuevos-materiales-perovskitas-kesteritas.html?facet=amp
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https://www.residenciallospinos.com/blog/5-formas-utilizar-la-energia-solar-en-casa/
https://solar-energia.net/que-es-energia-solar/historia
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https://www.agrositio.com.ar/noticia/217169-tesla-energy-vanguardia-en-energia-solar-para-la-agroindustria
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https://www.factorenergia.com/es/blog/autoconsumo/energia-solar/
https://g.co/kgs/dtRNDP
https://es.m.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_solar
https://www.factorenergia.com/es/blog/autoconsumo/energia-solar/
http://www.solartec.com.ar/
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http://www.solartec.com.ar/