ENERGA SOLAR
Escuela de Educacin Secundaria N 2 Bartolom MitreCurso: 4
Seccin: 2Asignatura: FsicaProfesora: Nayla VzquezAlumnos: Bonzo
Jos, Prez Evelin y Figueroa CamilaAo: 2014
ndice
Introduccin. Pg. 3Objetivos Pg. 4Qu es la energa
solar?..........................................................................
Pgs. 5 8Historia de la energa solar. Pgs. 9 11Energa proveniente
del sol Pgs. 12 13Tecnologa y usos.. Pgs. 14 21La energa del
futuro.. Pg. 22Bibliografa Pg. 23
Introduccin
En el presente informe, daremos a conocer las principales
aplicaciones que la energa solar tiene, para el beneficio y
mejoramiento de la vida humana.Pretendemos dar una idea sobre lo
que podra ser la vida con ste sistema de energa.Una de las
aplicaciones que ms tomamos en cuenta para el informe, son los
llamados paneles solares, sus caractersticas, su historia, y su
utilizacin.En ms adelante esperamos que ste sea de gran servicio a
muchos lugares dentro del pas.
Objetivos
Dar a conocer la importancia de la energa solar como medio de
vida. Interpretar y presentar la funcin del sol respecto a los
diferentes experimentos producidos por sta energa. Hacer entender
la funcin de unpanel solarcomoformade transformador de energa.
Exhibir imgenes y la informacin necesaria para dar a entender su
funcin.
QU ES LA ENERGA SOLAR?
La energa solar es la energa que emana el ncleo del sol. Este
tipo de energa es producto de una reaccin nuclear de fusin producto
de las condiciones de intensa gravedad a las que esta sometido.
Nuestro sol, al igual que todas las estrellas del universo, son
enormes esferas gaseosas compuestas principalmente por hidrgeno que
-en condiciones especficas- se funde para producir helio. Este
proceso libera enormes cantidades de energa, las que brotan desde
el corazn de las estrellas y viajan por el espacio por miles de
millones de aos.El planeta tierra se encuentra relativamente cerca
del sol y su luz y energa tardan alrededor de 8 minutos en viajar
esta distancia. El sol emite radiacin en casi todo el espectro
electromagntico. La superficie del planeta que se encuentra
expuesta a esta radiacin recibe energa en diferentes formas:La
atmsfera y la magnetosfera filtran gran parte de la radiacin solar
nociva, pero dejan pasar las longitudes de onda correspondiente a
la luz visible y al infrarrojo. Es por este motivo que lo que
percibimos mayormente en la tierra es luz y calor. Esta energa ha
sido y seguir siendo el sostn para la vida y tambin la promotora de
los mas variados efectos sobre la superficie del planeta: entre
otros, los vientos, la formacin de nubes y lluvia o los cambios
climticos alrededor del globo.Los cambios cientfico-tecnolgicos
modernos han llevado al hombre a buscar y construir las ms diversas
maneras de aprovechar esta energa y convertirlas en el soporte de
la vida en la tierra. Debemos tener en cuenta que an las formas de
energa renovables como la energa hidrulica y la energa elica -y
tambin la energa de las olas del mar- son subproductos de la
descarga de energa solar sobre la corteza terrestre.En estos
momentos est siendo fuertemente optimizada la tecnologa para
extraer esta energa proveniente del sol y convertirla en energa de
uso humano, como la electricidad y el agua caliente.
Energa solar convertida a electricidad:La electricidad es una de
las formas de energa mas prcticas, transportables y utilizables en
la vida moderna. Cuando se habla de energas renovables tambin se
habla del desarrollo de transductores que permitan convertir
diversas formas de energas naturales en energas utilizables por el
hombre.En el caso de la conversin de energa solar hacia
electricidad existe un elemento llamado clula fotoelctrica. Una
clula fotoelctrica es un dispositivo electrnico que permite
transformar la energa luminosa en energa elctrica, mediante el
aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoelctrico. (Celda
fotovoltaica)
La luz, que llega en forma de fotones, impacta sobre una
superficie construida principalmente por silicio. Este emite
electrones que -al ser capturados- producen una corriente elctrica.
En los ltimos aos se han producido avances prometedores respecto a
la tasa de conversin o eficiencia de estos dispositivos gracias a
las nanotecnologas.Se estima que la energa que descarga el sol
sobre una superficie de un metro cuadrado es de alrededor de 1
kilo-watt. Actualmente, las celdas que se comercializan rondan en
una eficiencia de no ms del 20% de promedio. Sin embargo, las
pruebas de laboratorio que se estn llevando a cabo con los nuevos
prototipos podran alcanzar una eficiencia de conversin cercana al
50%.El ingenio humano no se detiene. Por ejemplo, se est
experimentando con celdas fotovoltaicas de doble faz que -con la
ayuda de superficies reflectantes- puedan duplicar la eficiencia
ampliando la superficie expuesta a la luz solar.Otro experimento
que promete grandes avances es la cosecha de energa solar en la
banda infrarroja, esto permitira producir electricidad con un tipo
de energa que es an mas abundante que la banda lumnica.Tambin se
est apuntando a abaratar varias veces los costos actuales de los
paneles fotovoltaicos. En este campo existen promesas a corto plazo
que harn disponible esta tecnologa a nivel domestico de forma nunca
antes imaginada.En un futuro prximo veremos y podremos acceder toda
clase de paneles para instalar sobre techos y superficies adecuadas
que nos permitirn participar activamente en la revolucin del uso de
estas tecnologas para cosechar luz solar y convertirla en
electricidad.
(Tejados fotovoltaicos domiciliarios)
(Planta termosolar Gemasolar en Andalucia, Espaa)
Energa solar como fuente de calor:Gran parte de la energa que
impacta la tierra proveniente del sol se encuentra en la banda de
frecuencia electromagntica del infrarrojo. Este tipo de energa
todava no puede ser aprovechada por los paneles fotovoltaicos, pero
s por otro tipo de dispositivos que cosechan este calor y lo
transmiten al agua de uso domstico. El sistema cuenta con
captadores que estn expuestos al sol y tanques de agua donde se
almacena el agua caliente. La tecnologa aplicada es relativamente
simple y, por su sencillez, puede ser fcilmente disponible para su
uso y desarrollo hogareo.
(Calefn solar)Las aplicaciones posibles de este tipo de energa
varan desde calentar agua para baarse o calefaccionar hogares hasta
utilizar la radiacin para cocinar. Incluso, existen actualmente
desarrollos ms sofisticados que permiten utilizar energa solar para
calefaccionar y refrigerar ambientes y tambin sistemas de
orientacin de grandes superficies de espejos para concentrar esta
energa y convertirla en electricidad. (Cocina solar)
Se debe recordar que la energa total que el sol deposita
diariamente sobre la superficie del planeta alcanzara virtualmente
para suplir la necesidad energtica por 1000 aos. Es decir, el uso
de energa solar como fuente de energa renovable promete
revolucionar la matriz energtica mundial en las prximas dcadas.En
los pases desarrollados se est incluyendo al ciudadano en una
ecuacin de generacin distribuidade electricidad y agua caliente
mediante el aprovechamiento de energa solar. Este modelo promete
expandirse rpidamente. La infraestructura tecnolgica necesaria
requiere una inversin relativamente baja y una tasa de recupero de
la inversin de corto plazo.Es fundamental tomar conciencia que la
energas abundantes y renovables son bienes comunes de toda la
humanidad. As como se encuentran en la naturaleza, as tambin
debemos procurar utilizarlas y compartirlas. Los bienes comunes
energticos deben estn disponibles para todos.
HISTORIA DE LA ENERGA SOLAR
El sol, como eje fundamental de la vida humana, fue venerado por
casi todas las civilizaciones antiguas. En la antigua Grecia, los
dioses del sol eran Helios y Apollo, a quienes se dedicaron
incontables templos. Tambin fueron los griegos los primeros en usar
diseos de casas para aprovechar la luz del sol en forma pasiva,
probablemente desde el ao 400 A.C.Los romanos fueron los primeros
en usar vidrio en sus ventanas para atrapar la luz solar en sus
hogares. Incluso promulgaron leyes que penaban el bloquear el
acceso a la luz a los vecinos. Tambin fueron los romanos los
primeros en construir casas de cristal o invernaderos para crear
condiciones adecuadas para el crecimiento de plantas exticas o
semillas que traan a Roma desde los lejanos confines del imperio.
En 1867 el cientfico suizo Horace de Saussare desarroll el primer
colector solar. Edmond Becquerei, un fsico francs, observ el efecto
fotoelctrico en 1839. Ms recientemente, hace un poco ms de 100 aos,
el cientfico francs Auguste Mouchout us calor de un colector solar
para producir vapor y mover un motor. Desgraciadamente, los
elevados costos impidieron que su invento tuviera un uso
comercial.Alrededor de 1880 se fabricaron las primeras celdas
fotovoltaicas de luz visible, hechas de selenio, con una eficiencia
de conversin de 1 a 2%. El primer calentador de agua solar fue
patentado en 1891 por Clarence Kemp.Para principios de los 50's, se
produjo un proceso de produccin de cristales de silicio de alta
pureza, lo que aceler el desarrollo de la energa solar. En 1954 los
laboratorios Bell Telephone desarrollaron celdas fotovoltaicas de
silicn con una eficiencia del 4%, que despus se elev al 11%.En 1958
un pequeo satlite fue alimentado con una celda solar de menos de un
watt de potencia.Un desarrollo importante fue un calentador solar
sumamente eficiente inventado por Charles Greeley Abbott en 1936.
El calentador solar de agua se hizo popular por este tiempo en
Florida, California y otros lugares. El crecimiento de esta
industria fue alto hasta mediados de los 50's, cuando el bajo costo
del gas natural hizo que este energtico se usara como fuente
principal para calentamiento.El abandono, para fines prcticos, de
la energa solar dur hasta los 70's. Pero en esos aos el aumento en
el precio del petrleo y gas llev a un resurgimiento en el uso de la
energa solar para calentar hogares y agua, as como en la generacin
de electricidad.La Guerra del Golfo de 1990 aument an ms el inters
en la energa solar como una alternativa viable del petrleo.
En la actualidad, la energa solar se usa de dos formas
principales. La primera es la potencia trmica solar, en la que el
sol se usa para calentar fluidos, los cuales impulsan turbinas y
otras mquinas. La segunda es la conversin fotovoltaica (paneles
solares) en los que la electricidad es producida directamente del
sol.Desde la construccin de casas en la antigedad con la orientacin
adecuada para captar la luz solar, hasta las modernas celdas
fotovoltaicas delgadas, los humanos han aprovechado la luz solar
para cubrir sus necesidades de energa. Lo que resulta perfectamente
lgico, ya que, despus de todo, el sol proporciona suficiente energa
cada hora para cubrir las demandas mundiales por un ao.
A continuacin se mostrarn los siguientes acontecimientos que se
pudieron resaltar dentro de la historia de la energa solar:
En el ao 2008 en Espaa gracias alReal Decreto
661/2007(queincentiv econmicamenteel desarrollo de potencia
fotovoltaica) se instalaron2.378 MW (casi la mitad de la instalada
a nivel mundial),frente a unacumulado en el ao 2007 de 687
MW.Estecrecimiento "insostenible"est basado en la especulacin de
quienes vieron en las subvenciones a la instalacin y en las primas
a la venta del kilovatio hora fotovoltaico un negocio inmediato
(comparable a la especulacin urbanstica).
ENERGA PROVENIENTE DEL SOL
LaTierrarecibe 174petavatiosde radiacin solar entrante
(insolacin) desde la capa ms alta de laatmsfera.Aproximadamente el
30% regresa al espacio, mientras que las nubes, los ocanos y las
masas terrestres absorben la restante. Elespectro electromagnticode
la luz solar en la superficie terrestre lo ocupa principalmente
laluz visibley los rangos deinfrarrojoscon una pequea parte
deradiacin ultravioleta. La potencia de la radiacin vara segn el
momento del da, las condiciones atmosfricas que la amortiguan y la
latitud. En condiciones de radiacin aceptables, la potencia
equivale aproximadamente a 1000W/men la superficie terrestre. Esta
potencia se denomina irradiancia. Sin embargo, existe una
diferencia notable entre la radiacin recibida y la emitida.La
radiacin es aprovechable en sus componentes directos y difusos, o
en la suma de ambos. La radiacin directa es la que llega
directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones
intermedias. La bveda celeste diurna emite la radiacin difusa
debido a los mltiples fenmenos de reflexin y refraccin solar en la
atmsfera, en las nubes y el resto de elementos atmosfricos y
terrestres. La radiacin directa puede reflejarse y concentrarse
para su utilizacin, mientras que no es posible concentrar la luz
difusa que proviene de todas las direcciones.La irradiancia directa
normal (o perpendicular a los rayos solares) fuera de la atmsfera,
recibe el nombre deconstante solary tiene un valor medio de 1366W/m
(que corresponde a un valor mximo en el periheliode 1395W/m y un
valor mnimo en elafeliode 1308W/m).La radiacin absorbida por los
ocanos, las nubes, el aire y las masas de tierra incrementan la
temperatura de stas. El aire calentado es el que contiene agua
evaporada que asciende de los ocanos, y tambin en parte de los
continentes, causandocirculacin atmosfricao conveccin. Cuando el
aire asciende a las capas altas, donde la temperatura es baja, va
disminuyendo su temperatura hasta que el vapor de agua se condensa
formando nubes. El calor latente de la condensacin del agua
amplifica la conveccin, produciendo fenmenos como
elviento,borrascasy anticiclones. La energa solar absorbida por los
ocanos y masas terrestres mantiene la superficie a 14C.Para la
fotosntesisde las plantas verdes la energa solar se convierte en
energa qumica, que produce alimento, madera y biomasa, de la cual
derivan tambin loscombustibles fsiles. Se estima que la energa
total que absorben laatmsfera, los ocanos y los continentes puede
ser de 3.850.000exajuliospor ao.En 2002, esta energa en un segundo
equivala al consumo global mundial de energa durante un
ao.Lafotosntesis captura aproximadamente 3.000 EJ por ao en
biomasa, lo que representa solo el 0,08% de la energa recibida por
la Tierra.La cantidad de energa solar recibida anual es tan vasta
que equivale aproximadamente al doble de toda la energa producida
jams por otras fuentes de energa no renovable como son elpetrleo,
el carbn, eluranioy elgas natural.
La instalacin de centrales de energa solar en la zonas marcadas
en el mapa podra proveer algo ms que la energa actualmente
consumida en el mundo (asumiendo una eficiencia de conversin
energtica del 8%), incluyendo la proveniente decalor,energa
elctrica,combustibles fsiles, etctera. Los colores indican
laradiacin solarpromedio entre 1991 y 1993 (tres aos, calculada
sobre la base de 24 horas por da y considerando la nubosidad
observada mediante satlites).
TECNOLOGA Y USOS DE LA ENERGA SOLAR
Clasificacin por tecnologas y su correspondiente uso ms
general:Energa solar activa: para uso de baja temperatura (entre
35C y 60C), se utiliza en casas; de media temperatura, alcanza los
300C; y de alta temperatura, llega a alcanzar los 2000C. Esta
ltima, se consigue al incidir los rayos solares en espejos, que van
dirigidos a un reflector que lleva a los rayos a un punto concreto.
Tambin puede ser por centrales de torre y por espejos
parablicos.Energa solar pasiva: Aprovecha el calor del sol sin
necesidad de mecanismos o sistemas mecnicos.Energa solar trmica: Es
usada para producir agua caliente de baja temperatura para uso
sanitario y calefaccin.Energa solar fotovoltaica: Es usada para
producir electricidad mediante placas de semiconductores que se
alteran con la radiacin solar.Energa solar termoelctrica: Es usada
para producir electricidad con un ciclo termodinmico convencional a
partir de un fluido calentado a alta temperatura (aceite
trmico).Energa solar hbrida: Combina la energa solar con otra
energa. Segn la energa con la que se combine es una
hibridacin:Renovable:biomasa,energa elica.18No
renovable:Combustible fsil.Energa elico solar: Funciona con el aire
calentado por el sol, que sube por una chimenea donde estn los
generadores.Otros usos de la energa solar y ejemplos ms prcticos de
sus aplicaciones:Huerta solar.Central trmica solar, como:la que est
en funcionamiento desde el ao 2007 enSanlcar la Mayor(Sevilla), de
11MWde potencia que entregar un total de 24GWhal ao.y la de Llanos
de Calahorra, cerca deGuadix, de 50MW de potencia. En proyecto
Andasol I y II.Potabilizacinde agua.Cocina
solar.Destilacin.Evaporacin.Fotosntesis.Secado.Arquitectura
sostenible.Cubierta solar.Acondicionamiento y ahorro de energa en
edificaciones.Calentamiento de agua.Calefaccin
domstica.Iluminacin.Refrigeracin.Aire acondicionado.Energa para
pequeos electrodomsticos. Imagen del prototipoHelios, avin no
tripulado de laNASApropulsado medianteenerga solar fotovoltaica.
Cubierta fotovoltaica en elEstadio Nacional de Kaohsiung, sede de
losJuegos Mundiales de 2009 (World Games 2009) enKaohsiung(Taiwn).
Marquesina fotovoltaica situada en el aparcamiento de laUniversidad
Autnoma de Madrid(Madrid, Espaa).
ENERGA SOLAR PASIVAEs el conjunto de tcnicas dirigidas al
aprovechamiento de la energa solar de forma directa, sin
transformarla en otro tipo de energa, para su utilizacin inmediata
o para su almacenamiento sin la necesidad de sistemas mecnicos ni
aporte externo de energa, aunque puede ser complementada por ellos,
por ejemplo para su regulacin.La tecnologa solar pasiva incluye
sistemas congananciadirecta e indirecta para el calentamiento de
espacios, sistemas de calentamiento de agua basados entermosifn, el
uso demasa trmicay de materiales con cambio de fase para suavizar
las oscilaciones de la temperatura del aire, cocinas solares,
chimeneas solares para mejorar laventilacin naturaly el propio
abrigo de la tierra.Laarquitectura bioclimticaes la aplicacin de
este principio al diseo de edificaciones. La energa no se aprovecha
por medio de captadores industrializados, sino que son los propios
elementos constructivos los que absorben la energa de da y la
redistribuyen por la noche. El Instituto de Tecnologa de la
Universidad deDarmstadtenAlemaniagan la edicin de 2007 delSolar
DecathlonenWashington D. C.con esta casa con tecnologa solar
pasiva, diseada especficamente para climas subtropicales
hmedos.
ENERGA SOLAR TRMICA
Consiste en el aprovechamiento de la energa del Sol para
producircalorque puede aprovecharse paracocinar alimentoso para la
produccin de agua caliente destinada al consumo de agua domstico,
ya seaagua caliente sanitaria, calefaccin, o para produccin
deenerga mecnicay, a partir de ella, de energa elctrica.
Adicionalmente puede emplearse para alimentar una
mquinaderefrigeracinpor absorcin, que emplea calor en lugar de
electricidad para producir fro con el que se puede acondicionar el
aire de los locales.Los colectores de energa solar trmica estn
clasificados como colectores de baja, media y alta temperatura:
Colectores de baja temperatura. Proveen calor til a temperaturas
menores de 65C mediante absorbedores metlicos o no metlicos para
aplicaciones tales como calentamiento de piscinas, calentamiento
domstico de agua para bao y, en general, para todas aquellas
actividades industriales en las que el calor de proceso no es mayor
de 60C, por ejemplo la pasteurizacin, el lavado textil, etc.
Colectores de temperatura media. Son los dispositivos que
concentran la radiacin solar para entregar calor til a mayor
temperatura, usualmente entre los 100 y 300C. En esta categora se
tiene a los concentradores estacionarios y a los canales
parablicos, todos ellos efectan la concentracin mediante espejos
dirigidos hacia un receptor de menor tamao. Tienen el inconveniente
de trabajar solamente con la componente directa de la radiacin
solar por lo que su utilizacin queda restringida a zonas de alta
insolacin. Colectores de alta temperatura. Existen en tres tipos
diferentes: los colectores de plato parablico, la nueva generacin
de canal parablico y los sistemas de torre central. Operan a
temperaturas superiores a los 500C y se usan para generar
electricidad (electricidad termosolar) y transmitirla a lared
elctrica; en algunos pases estos sistemas son operados por
productores independientes y se instalan en regiones donde las
posibilidades de das nublados son remotas o escasas.
Energa solar trmica de baja temperaturaUna instalacin solar
trmica de baja temperatura est formada por captadores solares, un
circuito primario y secundario, intercambiador de calor,
acumulador, vaso de expansin y tuberas. Si el sistema funciona
mediantetermosifnser la diferencia de densidad por cambio de
temperatura la que mover el fluido. Si el sistema es forzado,
entonces ser necesario adems dotar al sistema de una bomba de
circulacin y un sistema de control.Los captadores solares son los
elementos que capturan laradiacin solar y la convierten en energa
trmica, en calor. Como captadores solares se conocen los de placa
plana, los de tubos de vaco y los captadores absorbedores sin
proteccin ni aislamiento. Los sistemas de captacin planes (o de
placa plana) con cubierta de vidrio son los comunes
mayoritariamente en la produccin de agua caliente sanitaria ACS. El
vidrio deja pasar los rayos del Sol, estos calientan unos tubos
metlicos que transmiten el calor al lquido de dentro. Los tubos son
de color oscuro, ya que las superficies oscuras calientan ms.El
vidrio que cubre el captador no slo protege la instalacin sino que
tambin permite conservar el calor produciendo unefecto
invernaderoque mejora el rendimiento del captador.Estn formados de
una carcasa de aluminio cerrada y resistente a ambientes marinos,
un marco de aluminio, una junta perimetral libre de siliconas,
aislante trmico (normalmente lana de roca), cubierta de vidrio
solar de alta transparencia, y finalmente por tubos soldados que
conducen el fluido portador de calor hacia el interior y el
exterior del captador.Los colectores solares se componen de los
siguientes elementos: Cubierta:Es transparente, puede estar
presente o no. Generalmente es de vidrio aunque tambin se utilizan
de plstico ya que es menos caro y manejable, pero debe ser un
plstico especial. Su funcin es minimizar las prdidas por
conveccinyradiaciny por eso debe tener unatransmitanciasolar lo ms
alta posible. Canal de aire:Es un espacio (vaco o no) que separa la
cubierta de la placa absorbente. Su espesor se calcular teniendo en
cuenta para equilibrar las prdidas porconvecciny las altas
temperaturas que se pueden producir si es demasiado estrecho. Placa
absorbente:La placa absorbente es el elemento que absorbe la energa
solar y la transmite al lquido que circula por las tuberas. La
principal caracterstica de la placa es que tiene que tener una gran
absorcin solar y una emisin trmica reducida. Como los materiales
comunes no cumplen con este requisito, se utilizan materiales
combinados para obtener la mejor relacin absorcin / emisin. Tubos o
conductos:Los tubos estn tocando (a veces soldadas) la placa
absorbente para que el intercambio de energa sea lo ms grande
posible. Por los tubos circula el lquido que se calentar e ir hacia
el tanque de acumulacin. Capa aislante:La finalidad de la capa
aislante es recubrir el sistema para evitar y minimizar prdidas.
Para que el aislamiento sea el mejor posible, el material aislante
deber tener una baja conductividad trmica.
Energa solar trmica de media temperaturaLas instalaciones de
temperatura media pueden usar varias diseos, los diseos ms comunes
son:glicola presin, drenaje trasero, sistemas de lote y sistemas ms
nuevos de baja presin tolerantes al congelamiento que usan tuberas
depolmeroque contienen agua conbombeofotovoltaico. Los estndares
europeos e internacionales estn siendo revisados para incluir las
innovaciones en diseo y la operacin de colectores de temperatura
media. Las innovaciones operacionales incluyen la operacin de
"colectores permanentemente hmedos". Esta tcnica reduce o incluso
elimina la ocurrencia de tensiones de no flujo de alta temperatura
conocidas como estancamiento, las que reducen la vida esperada de
estos colectores.
Energa solar trmica de alta temperaturaLas temperaturas
inferiores a 95 grados Celsius son suficientes para calefaccin de
espacios, en ese caso generalmente se usan colectores planos del
tipo no concentradores. Debido a las relativamente altas prdidas de
calor a travs del cristal, los colectores planos no logran alcanzar
mucho ms de 200C incluso cuando el fluido de transferencia est
estancado. Tales temperaturas son demasiado bajas para ser usadas
en la conversin eficiente en electricidad.La eficiencia de
losmotores trmicosse incrementa con la temperatura de la fuente de
calor. Para lograr esto en las plantas de energa termal, laradiacin
solares concentrada por medio de espejos o lentes para lograr altas
temperaturas mediante una tcnica llamadaelectricidad solar de
concentracin(en ingls: Concentrated Solar Power, CSP). El efecto
prctico de las mayores eficiencias es la reduccin del tamao de los
colectores de la planta y del uso de terreno por unidad de energa
generada, reduciendo el impacto ambiental de una central de
potencia as como su costo.A medida de que la temperatura aumenta,
diferentes formas de conversin se vuelven prcticas. Hasta 600C,
lasturbinas de vapor, la tecnologa estndar, tienen una eficiencia
de hasta 41%, Por sobre los 600C, lasturbinas de gas pueden ser ms
eficientes. Las temperaturas ms altas son problemticas y se
necesitan diferentes materiales y tcnicas. Uno propuesta para
temperaturas muy altas es usar sales de fluoruro lquidas operando a
temperaturas de entre 700C a 800C, que utilizan sistemas de
turbinas de etapas mltiples para lograr eficiencias termales de 50%
o ms.21Las temperaturas ms altas de operacin le permiten a la
planta usar intercambiadoressecos de alta temperatura para su
escape termal, reduciendo el uso de agua de la planta, siendo esto
crtico para que las centrales ubicadas endesiertossean prcticas.
Tambin las altas temperaturas hacen que el almacenamiento de
calorsea ms eficiente, ya que se almacenan mswatts-horas por unidad
de fluido.Dado que una planta de electricidad solar de concentracin
(CSP) primero genera calor, puede almacenar dicho calor antes de
convertirlo en electricidad. Con la actual tecnologa,
elalmacenamiento de calores mucho ms barato que el almacenamiento
de electricidad. De esta forma, una planta CSP pude producir
electricidad durante el da y la noche. Si la ubicacin de la planta
CSP tiene una radiacin solar predecible, entonces la planta se
convierte en una central confiable de generacin de energa.
ENERGA FOTOVOLTAICA
La energa solar fotovoltaica consiste en la obtencin
deelectricidad obtenida directamente a partir de laradiacin
solarmediante un dispositivosemiconductordenominadoclula
fotovoltaica, o bien mediante una deposicin de metales sobre un
sustrato denominada clula solar de pelcula fina.
Paneles solares fotovoltaicosUn panel fotovoltaico consiste en
una asociacin de clulas, encapsulada en dos capas
deEVA(etileno-vinilo-acetato), entre una lmina frontal de vidrio y
una capa posterior de unpolmero termoplstico(normalmente tedlar).
Este conjunto es enmarcado en una estructura de aluminio con el
objetivo de aumentar la resistencia mecnica del conjunto y
facilitar el anclaje del mdulo a las estructuras de soporte.26Las
clulas ms comnmente empleadas en los paneles fotovoltaicos son de
silicio, y se puede dividir en tres subcategoras: Lasclulas de
silicio monocristalinoestn constituidas por un nico cristal de
silicio, normalmente manufacturado mediante elproceso
Czochralski.27Este tipo de clulas presenta un color azul oscuro
uniforme. Lasclulas de silicio policristalinoestn constituidas por
un conjunto de cristales de silicio, lo que explica que su
rendimiento sea algo inferior al de las clulas monocristalinas.28Se
caracterizan por un color azul ms intenso. Lasclulas de silicio
amorfo son menos eficientes que las clulas de silicio cristalino
pero tambin menos costoso. Este tipo de clulas es, por ejemplo, el
que se emplea en aplicaciones solares comorelojesocalculadoras. El
parmetro estandarizado para clasificar la potencia de un panel
fotovoltaico se denominapotencia pico, y se corresponde con la
potencia mxima que el mdulo puede entregar bajo unas condiciones
estandarizadas, que son: Radiacin de 1000 W/m Temperatura de clula
de 25C (no temperatura ambiente).Los rendimientos tpicos de una
clula fotovoltaica de silicio policristalino oscilan entre el
14%-20%. Para clulas de silicio monocristalino, los valores oscilan
en el 15%-21%.3031Los ms altos se consiguen con los colectores
solares trmicos a baja temperatura (que puede alcanzar un 70% de
rendimiento en la transferencia de energa solar a
trmica).Lospaneles solares fotovoltaicosno producen calor que se
pueda reaprovechar -aunque hay lneas de investigacin sobre paneles
hbridos que permiten generar energa elctrica y trmica
simultneamente. Sin embargo, son muy apropiados para proyectos de
electrificacin rural en zonas que no cuentan con red elctrica,
instalaciones sencillas en azoteas y de autoconsumo
fotovoltaico.
LA ENERGA DEL FUTUROSegn informes deGreenpeace, la fotovoltaica
podr suministrar electricidad a dos tercios de la poblacin mundial
en 2030. Y segn un estudio publicado en 2007 por elConsejo Mundial
de Energa, para el ao 2100 el 70% de la energa consumida ser de
origen solarPor otro lado, algunos pases, como es el caso
deTokelau, unarchipilagoubicado en elocano Pacfico, no cuentan con
mix elctrico, ya que obtienen toda la electricidad que necesitan
del sol.El pas lo forman unos 125 islotes que abarcan un rea de
10km y cuenta con cerca de 1.500 habitantes. La situacin geogrfica
del archipilago hace que el uso de combustibles fsiles sea
comparativamente mucho ms caro y difcil de mantener que un sistema
fotovoltaico.La instalacin de Tokelau es un ejemplo del que ya han
tomado nota otros pases deOceana. De hecho, las vecinasIslas Cooky
el archipilago deTuvalutambin pretenden abastecerse completamente a
partir deenergas renovablespara el ao 2020.
Prgola Fotovoltaica delFrum de las Culturas deBarcelona(2004).
Proyecto PV Soundless Freising, en una autopista de Alemania.
Parque solar fotovoltaico en Bruhrain, Alemania. Mdulos solares de
capa fina, en una planta del Laboratorio Nacional de Energas
Renovables (NREL) de Estados Unidos.
Bibliografa
Enciclopedia LAUROSSE Enciclopedia temtica CLASZ bsica Internet:
www.wikipedia.com www.energiasolar.mx
www.energias.bienescomunes.org
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