Energía solar

Energía solar fotovoltaica y térmica. Transformación de la energía. Fuentes energéticas eficientes o reciclables

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  • Idioma: castellano
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Republica Bolivariana de Venezuela

Ministerio del poder popular para la educación

E.T.I “Cruz Villegas”

4º Año CC Sección “A”

Materia: Instalación para la construcción

Energía Solar

Profesor: Alumnos:

Introducción

El siguiente trabajo ilustrara mediante una investigación diferentes tipos de conceptos e investigaciones que se hicieron para el presente escrito que constara de las siguientes fases que son portada, índice, introducción, desarrollo, conclusión, bibliografía y anexos que irán consecuentes al trabajo y en base al tema desarrollado que será la energía solar tanto fotovoltaica como térmica La energía es un término muy utilizado por personas alrededor del mundo, la energía tanto solar como eléctrica son necesarias para la vida diaria, las cuales provienen de determinadas fuentes y se pueden transferir mediante determinados procesos, la cual satisface a las necesidades de nuestra sociedad. En el transcurso de los siglos, casi toda la energía utilizada por la humanidad se ha originado a partir de la radiación solar llegada a nuestro planeta. Un 96% de las necesidades energéticas del hombre han quedado satisfechas por la combustión de carburantes fósiles que representan energía química almacenada biológicamente durante la larga vida de la tierra.

Origen

Se cree que el sol tiene unos 5.000 millones de años y que se formó cuando la gravedad atrajo una gran nube de gas y polvo, de la cual también se originaron la Tierra y otros planetas. Es una estrella formada por diversos elementos gaseosos, principalmente hidrógeno, en unas condiciones, que de forma espontánea, e ininterrumpida producen una fisión nuclear. Éste es el origen de la energía solar, que se puede considerar como una fuente inagotable de energía.

El calor es el movimiento de los átomos y de las moléculas: cuanto mayor es la temperatura, mayor es su velocidad y sus colisiones son más violentas. Cuando la temperatura en el centro del Sol recién formado se elevó lo suficiente como para que las colisiones entre los núcleos venciesen a su repulsión eléctrica y los núcleos empezaron a juntarse. Esto libera energía nuclear y mantiene la alta temperatura del centro del Sol; el calor también mantiene la alta presión del gas, manteniendo el Sol hinchado y neutralizando la atracción gravitatoria que no lo concentra más.

La parte de ésta energía que llega a la Tierra, aunque es muy pequeña supera en unas 10.000 veces la potencia de todas las formas de energía que emplea el hombre. Al exterior de la atmósfera, llegan unos 1353 [W/m2].

Sin embargo, toda ésta energía no llega a la superficie de la Tierra, ya que al atravesar la atmósfera, la radiación solar pierde intensidad debido a diversos factores, tanto atmosféricos como geográficos. La energía que recibe la Tierra del Sol, tiene dos componentes: la radiación directa, que no sufre cambios y la radiación dispersa, debida a la dispersión por parte de la atmósfera y del suelo.

La radiación que llega al suelo es de unos 900 [W/m2] valor que, a escala de todo el planeta, equivale a unas 2.000 veces el consumo energético mundial.

La irregular distribución de éste flujo energético hace necesario su medida experimental para obtener datos fiables para el diseño y construcción de los sistemas de captación.

Evolución Histórica

En todas las civilizaciones, desde las más antiguas, aparecen alusiones al sol como elemento imprescindible para la vida.

Ya en el siglo V a.C., Sócrates recomendaba construir las casas con las fachadas al sur altas, para captar el sol invernal y las fachadas al norte bajas, para evitar los vientos fríos.

En el siglo II a.C., Arquímedes utilizó espejos solares para incendiar la flota romana en el puerto de Siracusa.

En siglos posteriores, se utilizó la energía del Sol, captándola por medio de espejos, para incendiar árboles y fundir metales. Buffon, en el siglo XVIII, utilizó 168 espejos para incendiar un árbol que estaba a 70 metros y fundió plomo y plata a 35 metros de distancia.

También en el siglo XVIII, Lavoisier ideó lo que hoy se podría denominar el primer horno solar en el que se podrían fundir metales.

En el siglo XIX, en el desierto de sal de Chile se desalaba agua para obtener agua potable, utilizando la energía del Sol, y produciéndose 20 m3 de agua dulce al día con 500 m2 de colectores solares.

La primera máquina fue capaz de transformar energía solar en mecánica para una imprenta. Fue diseñada por el francés Pifre en 1882.

A lo largo del pasado siglo la percepción de la problemática de la energía ha sido muy diferente de la que tenemos actualmente. Así, el hecho de disponer de grandes cantidades de energía a bajo precio ha sido una condición necesaria para acceder a un cierto nivel de calidad de vida. El crecimiento económico de los países industrializados se fundamentó en la disponibilidad de una fuente de energía barata y

En la actualidad, las emisiones de humos contaminantes siguen aumentando, los árboles se siguen talando sin control y las plantas se extinguen a una gran velocidad. Éstas son algunas de las razones por las que el hombre busca energías alternativas, es decir, energías renovables.

Energía solar fotovoltaica

La energía solar fotovoltaica consiste en la obtención de electricidad (de ahí que se denomine electricidad solar)directamente a partir de la radiación solar mediante un dispositivo semiconductor denominado célula fotovoltaica, o una deposición de metales sobre un sustrato llamada célula solar de película fina.

La energía fotovoltaica tiene muchísimas aplicaciones, en sectores como las telecomunicaciones, automoción, náuticos, parquímetros. También podemos encontrar instalaciones fotovoltaicas en lugares como carreteras, ferrocarriles, plataformas petrolíferas o incluso en puentes, gaseoductos y oleoductos.

Este tipo de energía se usa para alimentar innumerables aparatos autónomos, para abastecer refugios o casas aisladas y para producir electricidad a gran escala para redes de distribución. Debido a la creciente demanda de energías renovables, la fabricación de células solares e instalaciones fotovoltaicas ha avanzado considerablemente en los últimos años.

Los paneles solares fotovoltaicosno producen calor que se pueda reaprovechar -aunque hay líneas de investigación sobre paneles híbridos que permiten generar energía eléctrica y térmica simultáneamente. Sin embargo, son muy apropiados para proyectos de electrificación rural en zonas que no cuentan con red eléctrica, instalaciones sencillas en azoteas y de autoconsumo fotovoltaico.

Para incentivar el desarrollo de la tecnología con miras a alcanzar la paridad de red-igualar el precio de obtención de la energía al de otras fuentes más económicas en la actualidad-, existen primas a la producción, que garantizan un precio fijo de compra por parte de la red eléctrica. Es el caso de Alemania, Italia o España. Este esquema de incentivos ya ha dado sus frutos, logrando que los costes de la energía fotovoltaica se sitúen por debajo del precio de venta de la electricidad tradicional en un número creciente de regiones.

La tasa de retorno energéticode esta tecnología, por su parte, es cada vez menor. Con la tecnología actual, los paneles fotovoltaicos recuperan la energía necesaria para su fabricación en un período comprendido entre 6 meses y 1,4 años; teniendo en cuenta que su vida útil media es superior a 30 años, producen electricidad limpia durante más del 95% de su ciclo de vida

Energía solar térmica

La energía solar térmica se encarga de calentar el agua de forma directa alcanzando temperaturas que oscilan entre los 40ºy 50º gracias a la utilización de paneles solares (siempre temperaturas inferiores a los 80ºC). El agua caliente queda almacenada para su posterior consumo: calentamiento de agua sanitaria, usos industriales, calefacción de espacio, calentamiento de piscinas, secaderos, refrigeración, etc.

Por tanto, la energía solar térmica utiliza directamente la energía que recibimos del Sol para calentar un fluido. La diferencia con la energía solar fotovoltaicaes que ésta aprovechado las propiedades físicas de ciertos materiales semiconductores para generar electricidad a partir de la radiación solar.

Los sistemas fototérmicos convierten la radiación solar en calor y lo transfieren a un fluido de trabajo. El calor se usa entonces para calentar edificios, agua, mover turbinas para generar electricidad, secar granos o destruir desechos peligrosos. Los Colectores Térmicos Solares se dividen en tres categorías:

  • Colectores de baja temperatura. Proveen calor útil a temperaturas menores de 65 °C mediante absorbedores metálicos o no metálicos para aplicaciones tales como calentamiento de piscinas, calentamiento doméstico de agua para baño y, en general, para todas aquellas actividades industriales en las que el calor de proceso no es mayor de 60 °C, por ejemplo la pasteurización, el lavado textil, etc.

  • Colectores de temperatura media. Son los dispositivos que concentran la radiación solar para entregar calor útil a mayor temperatura, usualmente entre los 100 y 300 °C. En esta categoría se tiene a los concentradores estacionarios y a los canales parabólicos, todos ellos efectúan la concentración mediante espejos dirigidos hacia un receptor de menor tamaño. Tienen el inconveniente de trabajar solamente con la componente directa de la radiación solar por lo que su utilización queda restringida a zonas de alta insolación.

  • Colectores de alta temperatura. Existen en tres tipos diferentes: los colectores de plato parabólico, la nueva generación de canal parabólico y los sistemas de torre central. Operan a temperaturas superiores a los 500 °C y se usan para generar electricidad (electricidad termo solar) y transmitirla a la red eléctrica; en algunos países estos sistemas son operados por productores independientes y se instalan en regiones donde las posibilidades de días nublados son remotas o escasas.

Experiencia en Venezuela Con la energía Solar

La energía solar en Venezuela es muy poco utilizada, solo es implementada por los entes gubernamentales en sitios apartados de la geografía nacional, a través de paneles instalados fuera de las casas en los denominados caseríos rurales.

Hace aproximadamente dos años escuche de la creación de una empresa estatal destinada a la fabricación de paneles solares, aunque no se han conocido más noticias al respecto.

En Venezuela son muy pocas las empresas que se dedican a la importación de estos panales solares, lo cual eleva sus costos pero a sabiendas que el aprovechamiento de la energía solar es de gran importancia por razones como: es gratuita, no contamina el ambiente, entre muchas otras.

Sin embargo gracias a las inversiones proporcionadas por el gobierno en el estado Zulia en el año 2012 se construyo la aun vigente planta solar mas grande del mundo la cual ah servido como respuesta a la gran demanda de energía eléctrica en el estado.

Hay algunos importadores que ofrecen traer paneles solares de unos 12 o 70 V con precios desde los 4000 Bs. o más. La pregunta es ¿podrían las políticas energéticas del estado venezolano reducir los costos de los paneles? pero apartando esos acontecimientos se debe reconocer el éxito que han tenido los llamados bombillos ahorradores, que nos proporcionan la luz blanca de la que hoy gozamos y que han reducido el consumo de energía en un porcentaje nunca antes visto.

Una vez encaminado el proceso de implementación de la energía solar, con paneles más baratos, serian las organizaciones ambientalistas las encargadas entre otras de ser el motor que impulse la revolución de la energía alternativa en Venezuela y en América Latina.