Proyecto Panel Solar

7/22/2019 Proyecto Panel Solar

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Repblica Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Educacin

Instituto Educacional Puerto PrituPuerto Pritu Estado Anzotegui

DISEO Y CONSTRUCCIN DE PROTOTIPO EXPERIMENTALDE UN PANEL SOLAR CASERO COMO MEDIO PARA EL

SUMINISTRO DE ELECTRICIDAD A PARTIR DE SISTEMAS DEENERGA NO CONVENCIONAL

Profesora: Alumnos:Jenny Surez Gonzlez, Giosier

Gonzlez, CsarRodrguez, JessRodrguez, EladioRojas, Luis

Salazar, Fernando

Puerto Pritu, Abril de 2012


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Repblica Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Educacin

Instituto Educacional Puerto PrituPuerto Pritu Estado Anzotegui

DISEO Y CONSTRUCCIN DE PROTOTIPO EXPERIMENTALDE UN PANEL SOLAR CASERO COMO MEDIO PARA EL

SUMINISTRO DE ELECTRICIDAD A PARTIR DE SISTEMAS DEENERGA NO CONVENCIONAL

Profesora: Alumnos:Jenny Surez Gonzlez, Giosier CI: 26.548.570

Gonzlez, Csar CI: 24.252.082Rodrguez, Jess CI: 25.436.125Rodrguez, Eladio CI: 24.707.501Rojas. Luis CI: 22.850.616

Salazar, Fernando CI: 25 429 355

Puerto Pritu, Abril de 2012


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DEDICATORIA


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AGRADECIMIENTOS


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NDICE

DEDICATORIA ........................................................................................... 3

AGRADECIMIENTOS ................................................................................. 4

INTRODUCCIN ........................................................................................ 8

CAPITULO I .............................................................................................. 11

EL PROBLEMA ........................................................................................ 11

1.1 PLANTEAMIENTO DE PROBLEMA .............................................. 12

1.2 JUSTIFICACIN E IMPORTANCIA ............................................... 15

1.3 Limitaciones ................................................................................... 16

1.4.2 OBJETIVOS ESPECFICOS ....................................................... 18

CAPITULO II ............................................................................................. 19

MARCO TERICO ................................................................................... 19

2.1 ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIN ...................................... 20

2.2 BASES TERICAS ............................................................................ 22

2.2.1 Energa ........................................................................................ 22

2.2.2 Sol ............................................................................................... 23

2.2.3 La radiacin solar ........................................................................ 23

2.2.4 La energa solar fotovoltaica ....................................................... 27

2.2.5 CELDA FOTOVOLTAICA ............................................................ 28

2.2.6 Material cristalino y policristalino. ................................................ 28

2.2.7 FUNCIONAMIENTO DE UN PANEL FOTOVOLTAICO .............. 29


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2.2.8 Factores que afectan el rendimiento de un Panel Fotovoltaico ....... 31

2.2.8.1 Energa de la luz incidente ....................................................... 31

2.2.8.2 Reflexin .................................................................................. 32

2.2.8.3 Efecto de la Sombra ................................................................ 32

2.2.8.4 Efecto de la orientacin e inclinacin ....................................... 32

2.2.8.5 Efecto de la Temperatura ......................................................... 33

2.2.9 Otros elementos asociados a los paneles solares fotovoltaicos. ..... 33

2.2.10 Aplicaciones de los paneles fotovoltaicos ...................................... 352.2.11 Clasificaciones de las instalaciones fotovoltaicas .......................... 35

2.2.11.1 Instalaciones aisladas de la red elctrica ............................... 36

2.2.11.2 Instalaciones conectadas a la red elctrica ............................ 36

2.2.12 Mantenimiento de la instalacin ..................................................... 38

2.2.13 Ventaja de la energa fotovoltaica .................................................. 40

2.2.14 Inconvenientes y barreras de la generacin solar fotovoltaica. ..... 412.3 BASES LEGALES .............................................................................. 42

2.3.1 Constitucin de la Repblica Bolivariana de Venezuela (1999)....... 42

2.3.2 Ley Orgnica Del Ambiente ............................................................. 42

Artculo 3 .................................................................................................. 42

Articulo 7 ................................................................................................... 44

Articulo 8 ................................................................................................... 442.4 DEFINICIN DE TRMINOS ............................................................. 45

CAPTULO III ............................................................................................ 49

MARCO METODOLGICO ...................................................................... 49


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3.1 TIPO DE INVESTIGACIN ................................................................ 50

3.2 DISEO DE LA INVESTIGACIN ...................................................... 51

3.3 POBLACIN Y MUESTRA ................................................................. 52

3.3.1 Poblacin ................................................................................... 52

3.3.2 Muestra .................................................................................... 52

3.4 TCNICA E INSTRUMENTO DE RECOLECCIN DE DATOS ......... 53

3.4.1 Tcnicas .................................................................................... 53

3.4.2 Tcnicas de Recoleccin de Datos. .......................................... 533.4.3 Instrumentos .............................................................................. 54

CAPTULO IV ........................................................................................... 55

ANLISIS E INTERPRETACIN DE LOS RESULTADOS ...................... 55

4.1 CONSTRUCCIN DEL PROTOTIPO EXPERIMENTAL DE LA CELDA

FOTOVOLTAICA .......................................................................................... 56

2.4.2 PROCEDIMIENTO .......................................................................... 57

4.2.3 PRUEBA Y FUNCIONAMIENTO: .................................................... 59

CAPTULO V ............................................................................................ 60

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................ 60

5.1 CONCLUSIONES ............................................................................... 61

5.2 Recomendaciones .............................................................................. 64

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS ......................................................... 66


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INTRODUCCIN

Para nadie es un secreto que los rayos de sol son una fuente de energa

prcticamente inagotable y que la energa que genera llega a la tierra en

forma de radiacin electromagntica, la cual puede aprovecharse para

diversas aplicaciones, entre ellas calefaccin, agua caliente y electricidad.

La energa solar fotovoltaica puede aprovecharse de dos formas

diferentes: la primera sirve para aquellos lugares que no cuentan con servicio

elctrico y permite el almacenamiento en bateras para utilizarlo cuando haya

demanda; y la segunda servira para abastecer ncleos mayores que

requieren de una central o planta de produccin formada por una serie de

paneles solares (heliostatos) que reflejen la luz recibida hacia un punto en

particular.

En Venezuela tambin se ha dado inicio desde el ao 2001 a la prctica

de experiencias de aprovechamiento de la energa solar, siendo el poblado

de Los Cedros, en el estado Sucre, uno de los pioneros en esta materia,

pues algunas de sus casas se abastecen de la electricidad proveniente de

paneles solares, teniendo la capacidad y potencia suficiente para satisfacer

las necesidades de la poblacin en materia fotovoltaica.

De igual forma se han instalado unas 60 plantas potabilizadoras de agua

que utilizan energa solar, en el marco del programa Sembrando Luz, que


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tambin instal en zonas completamente aisladas otros 768 sistemas

fotovoltaicos. Estos recursos apuntan a que Venezuela es un pas con gran

potencial para el desarrollo de la energa solar, donde se promedia que si se

recibe una insolacin solar promedio de cinco horas diarias, se puede

incrementar hasta en un 10% la adecuacin de nuevas plantas ubicadas a

las posiciones del sol con esta novedosa tecnologa

La luz del sol se puede convertir directamente en electricidad usando el

efecto fotoelctrico. Las clulas fotovoltaicas no tienen rendimientos altos. Laeficiencia media en la actualidad es de un 10% a un 15% aunque algunos

prototipos experimentales logran eficiencias hasta el 30%. Por esto se

necesitan grandes extensiones si se quiere producir energa en grandes

cantidades y ya pasara a ser un panel solar que es una coleccin de celdas

solares. Aunque cada celda solar provee una cantidad relativamente

pequea de energa, muchas de stas repartidas en un rea grande pueden

proveer suficiente energa como para ser tiles. Para obtener la mayor

cantidad de energa las celdas solares deben apuntar directamente al sol.

La energa del sol se recoge en paneles solares y se convierte en

electricidad basndose en la aplicacin del efecto fotovoltaico, que se

produce al incidir la luz sobre unos materiales semiconductores, lo que

genera un flujo de electrones en el interior del material, y en condiciones

adecuadas, una diferencia de potencial que puede ser aprovechada en

mltiples aplicaciones.


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La investigacin est estructurada en captulos, los cuales se

describen a continuacin: en el Captulo I Planteamiento del problema,

objetivo general y especficos, justificacin. Al respecto en el captulo se

describe o se da a conocer la problemtica actual de manera macro, meso y

micro, es decir a nivel mundial, en Venezuela y en el rea especfica del

estudio.

En el captulo II, el Marco terico, antecedentes o estudios previos,

bases tericas, bases legales, glosario. En este sentido el captulo indica demanera global el enfoque conceptual con el desarrollo sistemtico y

organizado del esquema a representar en los contenidos referidos a la

temtica, sustentado en estudios previos relacionados con el tema.

Captulo III, se desarrolla el Marco Metodolgico sealando el tipo y

nivel de investigacin. Detalla cada uno de los aspectos relacionados a la

metodologa a emplear.

Captulo IV, anlisis e interpretacin de la investigacin, finalmente se

muestran en el capitulo V las conclusiones y recomendaciones producto de

los anlisis efectuados, as como las referencias consultadas en el estudio.


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CAPITULO I

EL PROBLEMA


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1.1 PLANTEAMIENTO DE PROBLEMA

Los recursos energticos, como el petrleo, gas natural y carbn se estn

agotando, est aumentando la demanda de fuentes de energa alternativas.

Con cada da que pasa, los cambios de climas y el calentamiento global es

aumentar el valor de las fuentes de energa renovables. Por esto los paneles

solares para uso domstico son una excelente idea para reducir la factura

energtica as como huella de carbono personal.

Espaa tuvo a lo largo del 2006 un serio desabastecimiento de paneles

solares a pesar de ser uno de los principales fabricantes de paneles solares

a nivel mundial, esto fue debido a que el silicio a pesar de ser un

componente muy comn dentro de la naturaleza tiene que sufrir un proceso

complejo para poder fabricarse con l las clulas solares fotovoltaicascapaces de convertir la radiacin solar en energa elctrica, este proceso en

la actualidad solo se hacen en cinco fbricas en todo el panorama mundial y

ninguna de ellas radica en Espaa, este es el motivo por el cual muchas

organizaciones ecologistas exigen a este gobierno la construccin de una

fbrica de clulas solares capaz de abastecer al mercado espaol, por otro

lado la fuerte demanda de algunos pases que estn apostando de manera

seria y fuerte por las energas limpias como es el caso de Alemania, produce

el desabastecimiento de los paneles solares.


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Hoy en da los paneles solares en Venezuela son cada vez ms

frecuentes. Este pas se est dando cuenta, as como otros de Latinoamrica

de la necesidad de poder generar energa limpia y renovable, sin embargo la

tarea de regularizar el uso de los paneles solares en Venezuela no est

resultando para nada fcil. Primeramente hay que decir que este pas no es

productor de tecnologa solar.

Esto hace que los paneles tengan que ser importados, lo cual ya sube los

precios en el mercado. La importacin lleva muchsimos trmites y aadecostos extra, por lo que pone obstculos en la promocin de este tipo de

tecnologa. Pero, por qu Venezuela no tiene la tecnologa para producir

paneles solares? Ciertas investigaciones explican que la fabricacin de

paneles solares en este pas, aparte de ser costoso, necesita de

instalaciones muy onerosas y el estado no puede generar una inversin en

esto.

Ms all de destacar los esfuerzos que hay que realizar para poder tener

paneles solares en Venezuela ciertos estudios por el otro lado destacan que

esta es una buena forma de inversin del dinero, y que es preferible invertir

en paneles solares que en sistemas elicos, debido a que los primeros

resultan ms efectivos que los segundos. Con respecto a las cifras, se puede

decir que desde el ao 2006 en Venezuela se han instalado 900 paneles

solares en 235 comunidades indgenas y 316 en asentamientos rurales como

parte de un proyecto del gobierno nacional.


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La energa fotovoltaica se emplea principalmente en zonas rurales o

aisladas, ya que all no se disponen de sistemas de electricidad artificial y la

nica forma que estos pueblos tienen de abastecerse es mediante la

utilizacin de esta energa.

La idea con los paneles solares en Venezuela no es solamente que la

clase media pueda acceder a estas tecnologas para la utilizacin en el

hogar, o que puedan quedar relegadas a los grandes campos de produccin

de energa, sino que las poblaciones ms vulnerabilizadas puedanaprovechar de este tipo de recurso.

Dada la importancia real de la utilizacin de energas alternativas, en pro

de proteger el ambiente, conservar los recursos no renovables, ahorro

energtico, entre otras ventajas que ofrece la utilizacin de estas

herramientas opcionales y por todo lo antes expuesto surge la siguiente

interrogante:

Ser una buena opcin fabricar paneles solares para sustituir la

energa convencional?


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1.2 JUSTIFICACIN E IMPORTANCIA

Por razones econmicos, ambientales y polticos, es necesario buscar

otras fuentes alternativas de energa que sean a la vez econmicas,

abundante, limpio y que preserven el equilibrio ecolgico. Energa

proveniente del sol, viento y de la tierra (geotrmica) son las opciones, pero

la energa del sol tiene una ventaja extra con respeto a otras dos fuentes. Se

pueden construir dispositivos solares de cualquier tamao, pequeo que sea(hasta 0.5 Vatios y de 0.25 m2), y por ser tipo modular tambin se pueden

ampliar. Esto dara la posibilidad de llevar energa a las casas remotas, reas

protegidas, donde no pueden instalarse proyectos convencionales y por ende

podra electrificar el 100% del pas.

Adems la energa del sol es un excelente candidato porque:

El sol emite energa 24 horas al da, 365 das al ao a nuestro planeta.

Todos los lugares reciben esta energa segn la ubicacin (latitud), es

abundante y gratuita, no es contaminante, como el petrleo y el carbn,

no tiene desechos radioactivos, como la nuclear, entre otros.

Ocupa menor rea por watio de la produccin de energa, nadie puede

aumentar su precio, no necesita algunos tipos de cables o tanques, para

su transportacin.


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No se puede secuestrar esta gran fuente, el Sol es responsable de que

en nuestro planeta existan las condiciones adecuadas para la

supervivencia de la vida humana, animal y vegetal.

Es por esto que se ha estado investigando y trabajando acerca de la

utilizacin de estos mecanismos porque se cree que aprovechamiento de la

energa del sol es ideal para la generacin de energa. Como la energa solar

es renovable, es una gran fuente de carcter verde, beneficioso, no

depender de los combustibles fsiles y adems, la utilizacin de esta energa

es amigable para el ambiente pudiendo reducir considerablemente la

cantidad de emisiones de carbono al espacio.

Si se habla de Importancia se puede destacar que este dispositivo es muy

favorable para zonas donde la energa elctrica comn es deficiente, o en

algunas otras partes donde la corriente elctrica no puede llegar a travs de

ciertos sistemas de redes; cabe destacar que es una buena opcin para laspersonas que tienen labores en el campo, en zonas rurales, incluso en

algunas partes de una ciudad de utilizar este sistema, para esto se puede

utilizar este importante artefacto que nos beneficia tanto a las personas como

al medio ambiente al ser una energa limpia.

1.3 Limitaciones

La limitaciones, y obstculos encontrados en la realizacin de esta

investigacin, ha sido la dificultad de encontrar un modelo de bajo costo que

permitiera disear un prototipo experimental con el objeto de confirmar la


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obtencin de energa proveniente del sol que pudiera ser utilizada para

encender pequeos equipos de bajo diferencial de potencial, y poco

consumo de corriente.

Otra restriccin fue la difcil adquisicin de lminas de cobre que permitira

hacer uso de una fuente qumica, que sera activada con los fotones

provenientes del sol, en la zona a pesar de ser artesanal no se encontr este

material, ocasionando la bsqueda de otras alternativas que produjeran el

mismo efecto que se desea demostrar.


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1.4 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIN

Construir un prototipo experimental de un panel solar casero de bajo nivel

para suministrar electricidad a partir de sistemas de energa no

convencionales.

1.4.2 OBJETIVOS ESPECFICOS

Evaluar y determinar las especificaciones sistemticas de los elementos

que intervienen en la estructura fsica necesaria para la construccin de

paneles solares de bajo nivel.

Determinar los valores tcnicos mnimos requeridos para la obtencin de

energa solar, capaz de poner en funcionamiento dispositivos de

pequeo alcance automatizado.

Registrar los valores obtenidos en el uso del prototipo del panel solar,

para medir la eficiencia en el aprovechamiento de la energa solar.

Relacionar e inferir el uso beneficioso del prototipo casero del panel solar

en el suministro energa elctrica y las variables que se desprenden delsistema.


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CAPITULO II

MARCO TERICO


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2.1 ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIN

Entre los trabajos previos relacionados al presente estudio se

encuentra el realizado por, Ravelo (2009) en ponencia realizada en el V

Seminario de Ecoeficiencia Produccin Limpia y Consumo Sustentable

en Venezuela, destaca la participacin de diversos organismos en la

capacidad energtica.

Otro trabajo realizado referente al presente estudio se encuentra

desarrollado por Pascual (2007) en Manual de Energa Solar Fotovoltaica

y Cooperacin al Desarrollo, teniendo como objetivo principal mostrar los

conceptos bsicos de energa solar fotovoltaica. El tema desarrollado

ofrece a los investigadores una visin general de los componentes que lo

conforman y una descripcin de los mismos.

El trabajo realizado por Posso (2004) titulado: Estudio del

desarrollo de las energas alternativas de Venezuela, en el Estado

Tchira, el cual tuvo como objetivo general determinar la factibilidad de la

participacin de las energas alternativas en el balance energtico

nacional y de la actitud del Estado ante las energas alternativas.

Entre los elementos importantes destacados en el estudio se

sealan: energas alternativas, sistemas energticos y contaminacin

ambiental. Los resultados arrojaron que en Venezuela las energas


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alternativas tienen un alto potencial, y la hidroenerga en gran escala es

la nica con una participacin importante en el sistema energtico y que

adems la energa solar y elica son de mayor posibilidad de desarrollo

debido a la ubicacin geogrfica que presenta Venezuela donde los

rayos solares impactan directamente sobre el territorio.


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2.2 BASES TERICAS

2.2.1 Energa

En Fsica se define la energa como la capacidad para producir un trabajo.

La energa se halla en cada proceso de la Tierra; el calor, el viento, la vida, elmovimiento. La sociedad moderna industrializada exige diariamente mayores

cantidades de energa para satisfacer sus necesidades. Tal es la importancia

de la disponibilidad y empleo de la energa, que estos conceptos son usados

como tablas de desarrollo de las sociedades.

Actualmente la mayor parte de la energa es obtenida de combustibles

fsiles de carcter no renovable (petrleo, carbn y gas). El empleo masivo

de tales fuentes energticas plantea serios problemas medioambientales

siendo el cambio climtico el ms grave de todos ellos. Los combustibles

fsiles, al ser quemados para obtener la energa contenida en ellos,

producen Anhdrido Carbnico que al liberarse a la atmsfera acrecienta el

efecto invernadero natural lo cual altera la climatologa general y acrecienta

los fenmenos climatolgicos extremos e inusuales. Sin embargo, existe una

alternativa al empleo de los combustibles fsiles que adems es respetuosacon el medio ambiente: las energas renovables.


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Se entiende por energas renovables a las fuentes de energa que de

forma peridica se ponen a disposicin del hombre y que este es capaz de

aprovechar y transformar. Ests son inagotables, de libre disposicin, se

distribuyen en amplias zonas y tienen un extremadamente reducido impacto

ambiental. Entre las energas renovables se encuentran, la energa elica,

biomasa, geotrmica, hidrulica y aquella que ms abunda y que ofrece

mayores posibilidades; la energa solar.

2.2.2 Sol

Es la estrella que, por el efecto gravitacional de su masa, domina el

sistema planetario que incluye a la Tierra. Es una esfera de materia gaseosa

intensamente caliente con un radio Rs= 7108 m=1,4 millones de kilmetros,

una masa Ms= 21030 kg (330.000 veces la masa de la tierra) y su energa

radiante continua (la potencia que emite bajo la forma de fotones) que est

formada por diversos elementos en estado gaseoso, (principalmente,

hidrgeno); la potencia liberada es del orden de Ls= 3891024 W. Hacindolo

un gigantesco reactor nuclear, origen de la energa solar y aportador directo

o indirecto de toda la energa que mantiene la vida en la Tierra.

2.2.3 La radiacin solar

Es la energa electromagntica del sol emitida, transmitida o recibida, se

puede considerar tambin como una lluvia de pequeas partculas llamadas

fotones. Los fotones viajan a la velocidad de la luz (C = 3x108 m/s). La


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energa es transmitida por medio de ondas electromagnticas presentes en

los rayos solares, las cuales son generadas en forma continua y emitida

permanentemente al espacio, se puede percibir en forma de luz y calor.

Cerca del 70% de la energa solar recibida por la tierra es absorbida por la

atmsfera, la tierra y por los ocanos, mientras que el 30% restante es

reflejado por la atmsfera de regreso al espacio.

La energa absorbida por la atmsfera, la tierra y los ocanos permite una

serie de procesos naturales, como por ejemplo mantener una temperatura

promedio, la evaporacin, que permite la generacin de precipitaciones,

movimiento de masas de aire, fotosntesis, generacin de biomasa, entre

otros.

Por otro lado la energa solar es una fuente de energa renovable,

inagotable, limpia y sustentable en el tiempo. Producto de la sobre-

explotacin de recursos no renovables y los efectos generados por suconsumo, se puede percibir una creciente conciencia social y de los

gobiernos, de sacar provecho de este tipo de energas. Esto es posible de

ver por la mayor cantidad de sistemas de generacin en base a energas

renovables instalados y en proceso de instalacin, los cuales son utilizados

como sistema auxiliar o principal, dependiendo de la ubicacin y recursos de

quien los utilice.

Ahora bien, la potencia de la radiacin depende del momento del da, las

condiciones atmosfricas y la ubicacin. Bajo condiciones optimas se puede

asumir un valor aproximado de irradiacin de 1000 W/m en la superficie

terrestre. Esta radiacin puede llegar a la tierra en forma directa o difusa.


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Radiacin Directa: es aquella que llega directamente del Sol hasta algn

objeto o superficie terrestre, sin reflexiones o refracciones en su recorrido.

Este tipo de radiacin puede reflejarse y concentrarse para su utilizacin.

Adems se caracteriza por producir sombras bien definidas de los objetos

que se interponen en su trayecto.

Radiacin Difusa: corresponde a la radiacin emitida por el sol y que

sufre alteraciones en su recorrido desde que ingresa a la atmosfera, siendo

reflejada por partculas de polvo atmosfrico, montaas, rboles, edificios, oabsorbida por las nubes. Producto de las constantes reflexiones va

perdiendo energa. No proyecta sombra de los objetos que se interponen en

su recorrido. Las superficies horizontales son las que ms radiacin difusa

reciben, ya que ven pueden ver el cielo en todas la direcciones, mientras que

las verticales reciben menos porque slo ven la mitad.

La radiacin es aprovechable en sus componentes directa y difusa, o en la

suma de ambas. En un da despejado, la radiacin directa es mucho mayor

que la radiacin difusa. Por el contrario, en un da nublado no existe

radiacin directa y la totalidad de la radiacin incidente corresponde a

radiacin difusa. La irradiacin directa normal fuera de la atmsfera, recibe el

nombre de constante solar y tiene un valor promedio de 1354 W/m, el valor

mximo se encuentra en el perihelio (lugar donde un planeta se encuentra

ms cercano al sol) y corresponde a 1395 W/m, mientras que el valor

mnimo se encuentra en el afelio (lugar donde un planeta se encuentra ms

lejano al sol) y es de 1308 W/m.


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Existen distintos tipos de tecnologas que permiten utilizar la energa

proveniente del sol, los cuales se nombran a continuacin:

Energa solar pasiva: aprovecha el calor del sol sin necesidad de

mecanismos o sistemas mecnicos.

Energa solar trmica: aprovecha la energa calrica del sol para

calentar algn tipo de fluido a baja temperatura, normalmente agua, para

uso sanitario y calefaccin, los sistemas utilizados para esto se

denominan colectores solares.

Energa solar fotovoltaica: aprovecha la energa lumnica del sol para

producir electricidad mediante placas de semiconductores que se alteran

con la radiacin solar, estos sistemas se llaman Paneles SolaresFotovoltaicos (PFV).

Energa solar termoelctrica: aprovecha la energa calrica para

producir electricidad, esto se logra a travs de un ciclo termodinmico

convencional, mediante el cual se calienta algn tipo de fluido a alta

temperatura (aceite trmico).


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Energa solar hbrida: consiste en utilizar adems de la energa solar,

otro tipo de energa. Esto se conoce como hibridacin y dependiendo con

el tipo de energa que se combine ser:

Renovable: biomasa, energa elica.

Fsil.

Energa elico solar: consiste en utilizar el aire calentado por el sol,

para hacer girar unos generadores ubicados en la parte superior de una

chimenea.

2.2.4 La energa solar fotovoltaica

La palabra fotovoltaico(a) est formada por la combinacin de las palabras

de origen griego: foto, que significa luz, y voltaico que significa elctrico. El

nombre sintetiza la accin de estas celdas: transformar directamente la

energa luminosa en energa elctrica. La electricidad es una de las formas

ms verstiles y que mejor se adapta a cada necesidad. Su utilizacin est

tan extendida que hoy difcilmente podra concebirse una sociedad

tecnolgicamente avanzada que no hiciese uso de ella. Los diferentes

aparatos funcionan alimentados con energa elctrica, bien con corrientecontinua de pequea tensin o de corriente alterna a tensiones mayores.


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El Efecto fotovoltaico, el cual se conoce en bases tericas desde principios

de siglo XX, no fue sino hasta 1954 que se logr producir la primera celda

fotovoltaica en New Jersey, EEUU. El fundamento fsico terico del

fenmeno del efecto fotovoltaico, trata acerca del comportamiento de ciertos

materiales llamados semiconductores, los cuales bajo ciertas circunstancias,

son capaces de crear una fuerza electromotriz.

2.2.5 CELDA FOTOVOLTAICA

Una celda fotovoltaica, es un dispositivo electrnico que permite

transformar la energa luminosa (fotones) en energa elctrica (electrones)

mediante el efecto fotoelctrico. A su vez el efecto fotoelctrico consiste en la

emisin de electrones por un material que cuando se le ilumina con radiacin

electromagntica, estos electrones libres, al ser capturados generan una

corriente elctrica. La unin de celdas fotovoltaicas da origen a un panel

fotovoltaico, el que consiste en una red de celdas solares conectadas en

serie para aumentar la tensin de salida continua hasta el valor deseado.

Tambin se conectan en paralelo con el propsito de aumentar la corriente

de salida del sistema.

2.2.6 Material cristalino y policristalino.

Las 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 policristalino. El tipo cristalino requiere un


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elaborado proceso de manufactura, que insume enormes cantidades de

energa elctrica, incrementando substancialmente el costo del material

semiconductor. La versin policristalino se obtiene fundiendo el material

semiconductor, el que es vertido en moldes rectangulares. Su estructura

cristalina no es uniforme, de ah 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

policristalino muestra zonas de brillo diferente.

2.2.7 FUNCIONAMIENTO DE UN PANEL FOTOVOLTAICO

El principio de funcionamiento de los paneles fotovoltaicos se basa en el

efecto fotovoltaico o efecto fotoelctrico, mediante la captacin de fotones

provenientes de la luz solar, los cuales inciden con una cierta cantidad de

energa en la superficie del panel, esta interaccin provoca el

desprendimiento de los electrones de los tomos de silicio, rompiendo y

atravesando la barrera de potencial de la capa semiconductora. Luego si se

conecta una carga elctrica o elemento de consumo entre los terminales del

panel se iniciar una circulacin de corriente continua. El nivel de energa

proporcionado por un panel fotovoltaico depende de lo siguiente:

Tipo de panel y rea del mismo Nivel de radiacin e insolacin

Longitud de onda de la luz solar


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Una celda fotovoltaica comn de silicio monocristalino de 100 cm2 de

superficie, puede producir aproximadamente 1.5 Watt de energa a 0.5

voltios (CC) y 3 amperes de corriente bajo condiciones ptimas (luz solar en

pleno verano a una radiacin de 1000W/m2). La energa entregada por la

celda es casi directamente proporcional al nivel de radiacin solar.

El nivel de potencia de salida por panel es denominado potencia pico, la

cual corresponde a la potencia mxima entregable por el conjunto de celdas

bajo las siguientes condiciones estndares de prueba (STC: Standard TestConditions):

Radiacin de 1000 W/m2

Temperatura de celda de 25 C (no corresponde a la temperatura

ambiente).

Masa de aire (AM=1,5).

Bajo estas condiciones es posible medir los siguientes parmetros:

Corriente de corto circuito (Isc): corresponde a la mxima corriente en

amperes generada por cada panel, al conectar una carga de resistencia

cero en sus terminales de salida. Su valor depende de la superficie del

panel y de la radiacin solar.

Voltaje de circuito abierto (Voc): corresponde al voltaje mximo que

genera un panel solar y medido en los terminales de salida cuando no

existe carga conectada, es decir, a circuito abierto.


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Una caracterstica importante a tener en cuenta de los paneles

fotovoltaicos es que el voltaje de salida no depende de su tamao, ya que

frente a cambios en los niveles de radiacin incidente tiende a mantener una

tensin constante de salida. En cambio la corriente, es casi directamente

proporcional a la radiacin solar y al tamao del panel.

2.2.8 Factores que afectan el rendimiento de un Panel

Fotovoltaico

2.2.8.1 Energa de la luz incidente

Para producir el movimiento de los electrones y generar flujo de corriente,

es necesario que el nivel de radiacin que incide sobre el panel (fotones)

posea una cantidad de energa entre ciertos lmites. Debido a que la luzincidente tiene distintas longitudes de onda, cerca del 50% de la radiacin

recibida no est dentro del margen aceptado por los paneles solares

disponibles comercialmente y se pierde, ya sea por poca o demasiada

energa.

Por otro lado la corriente es directamente proporcional a la radiacin

incidente y aceptada por el panel, por lo que un bajo nivel de energa

radiante provocar que la corriente generada tambin sea baja.


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2.2.8.2 Reflexin

Este tipo de perdidas se produce en la superficie del panel, debido a la

reflexin de los rayos incidentes. Para disminuir este tipo de prdidas, en el

proceso de fabricacin se estn utilizando capas antirreflejo y superficies

rugosas.

2.2.8.3 Efecto de la Sombra

El efecto de sombras sobre los paneles solares, afecta notoriamente el

rendimiento de estos, es por ello que se debe procurar al momento de

disear una instalacin fotovoltaica, situar los paneles en lugares donde no

sufran este tipo de interferencias. Este efecto es ms notorio en instalaciones

de paneles conectados en serie, ya que si un panel es sombreado no

generar los mismos niveles de energa que los que se encuentran

descubiertos, por lo cual consumir energa, en vez de generarla.

2.2.8.4 Efecto de la orientacin e inclinacin

Los paneles solares trabajarn en forma ptima cuando su orientacin sea

directa hacia el sol, es decir, que el panel se site perpendicularmente hacia

el sol. En instalaciones fijas, es imposible mantener el panel perpendicular al


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sol, por lo cual, el sistema se debe disear de tal forma que su instalacin

permita aprovechar la mayor cantidad de luz posible y en los periodos de

mayor radiacin.

2.2.8.5 Efecto de la Temperatura

La temperatura es un parmetro que afecta directamente la generacin de

energa en un panel fotovoltaico. Al aumentar la temperatura, la corriente

tambin tiende a aumentar, pero el voltaje cae notablemente, lo que provoca

una disminucin de la potencia entregada por el panel, en cambio, al

disminuir la temperatura el voltaje tiende a aumentar, pero la corriente

disminuye, aumentando en una fraccin el nivel de potencia entregada. Se

estima que la potencia nominal se reduce aproximadamente un 0.5% por

cada grado por sobre de 25 C.

2.2.9 Otros elementos asociados a los paneles solares

fotovoltaicos.

Asociado a los paneles solares existen otros componentes que se utilizan

en las instalaciones como elementos de seguridad o que amplan las

posibilidades del uso de la instalacin. Los componentes esenciales de una

instalacin fotovoltaica son:


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Regulador. Es el elemento que regula la inyeccin de corriente desde

los paneles a la batera. El regulador interrumpe el paso de energa

cuando la batera se halla totalmente cargada evitando as los negativos

efectos derivados de una sobrecarga. En todo momento el regulador

controla el estado de carga de la batera para permitir el paso de energa

elctrica proveniente de los paneles cuando esta empieza a bajar.

Batera.Almacena la energa de los paneles para los momentos en que

no hay sol, o para los momentos en que las caractersticas de la energa

proporcionada por los paneles no es suficiente o adecuada para

satisfacer la demanda (falta de potencia al atardecer, amanecer, das

nublados). La naturaleza de la radiacin solar es variable a lo largo del

da y del ao, la batera es el elemento que solventa este problema

ofreciendo una disponibilidad de energa de manera uniforme durante

todo el ao.

Inversores. El elemento que transforma las caractersticas de la

corriente de continua a alterna. La mayora de los aparatos elctricos

funcionan con corriente alterna y tanto los paneles como las bateras

suministran energa elctrica en forma de corriente continua. Es por ello

que se hace necesario este elemento que modifique la naturaleza de la

corriente y la haga apta para su consumo por muchos aparatos.


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2.2.10 Aplicaciones de los paneles fotovoltaicos

Los sistemas fotovoltaicos pueden ser aplicados tanto en la superficie

terrestre como en el espacio. En el espacio son una forma muy confiable

para alimentar de energa a los satlites o sondas espaciales, ya que los

niveles de radiacin son ms elevados por la carencia de obstculos como la

atmsfera. Por otro lado, las aplicaciones en tierra van desde una simple

celda para energizar calculadoras o relojes, hasta complejos sistemas de

captacin de la energa solar, tambin llamados parques solares. Lasinstalaciones pueden ser de dos tipos: conectadas a la red elctrica, o bien,

aisladas de la red elctrica.

2.2.11 Clasificaciones de las instalaciones fotovoltaicas

Las instalaciones fotovoltaicas se pueden dividir en dos tipos, segn elobjetivo que a estas se les designe. El primer tipo corresponde a las

instalaciones aisladas de la red elctrica, las cuales cumplen la funcin de

satisfacer total o parcialmente los requerimientos de energa elctrica de

viviendas o localidades que no cuentan con la prestacin de servicio elctrico

de alguna compaa.

El segundo tipo corresponde a las instalaciones conectadas a la red

elctrica y tienen por objetivo reducir el consumo de energa elctrica

convencional (de la red), optando por satisfacer la demanda por medio del

sistema fotovoltaico y si es posible, entregar a la red elctrica parte de la

energa generada y que no es ocupada en el lugar de la instalacin.


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2.2.11.1 Instalaciones aisladas de la red elctrica

Son utilizadas en sectores alejados, que no tienen acceso a la red

elctrica, generalmente sectores rurales, iluminacin de reas aisladas,

antenas de comunicaciones, balizas o boyas de sealizacin, bombeo de

agua, etc. Estos sistemas van acompaados de inversores de corriente, para

pasar de corriente continua a corriente alterna, reguladores de voltaje y

bancos de bateras que permiten almacenar la energa que no se esta

utilizando. Las instalaciones aisladas de la red dan lugar a dos tipos desuministros segn sea el tipo de distribucin:

El sistema centralizado: Consiste en un nico sistema que cubre las

necesidades del conjunto de usuarios. De esta forma se disminuyen los

costos del sistema, sin afectar la calidad del suministro.

El sistema descentralizado: Al contrario del sistema centralizado, en

este caso se instala individualmente el sistema completo en la vivienda o

lugar a energizar. Los costos en este tipo de instalaciones son ms altos.

2.2.11.2 Instalaciones conectadas a la red elctrica

Este tipo de instalaciones se encuentra permanentemente conectado a la

red elctrica, de tal forma que en periodos de irradiacin solar, sea el sistema

fotovoltaico quien entregue energa, mientras que en periodos de radiacin


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limitada o nula, sea la red elctrica quien entregue la electricidad necesaria

para satisfacer la demanda.

En el caso de que la energa generada por el sistema sea superior a la

demanda localmente, la red elctrica aceptar todo excedente de energa

que no sea utilizado. Los equipos que forman parte de estas instalaciones

son: panel fotovoltaico, inversor de corriente para pasar de CC a CA y un

Contador que permita contabilizar la energa producida por el sistema. Para

poner en funcionamiento una instalacin fotovoltaica de este tipo esnecesario contar con un punto de acceso a la red elctrica, que permitir

entregar la energa generada, este punto de acceso es asignado por la

compaa elctrica del sector donde se realice la instalacin.

Si bien es cierto, estas instalaciones en estricto rigor estn

permanentemente conectadas a la red elctrica, por lo cual no necesitan de

sistemas de conversin y almacenamiento como en el caso de las aisladas,

tambin sera posible utilizarlas como los sistemas aislados, esto en el caso

de que sea una instalacin pequea que cubra parcialmente la demanda

local y que desee cubrir la energa faltante con la red elctrica. Para esto,

adems es necesario utilizar un conmutador que permita realizar el cambio

entre la energa entregada por el sistema fotovoltaico a la energa de la red.

Huerta Solar: Una huerta solar o tambin llamada Electranet, es un

recinto en el cual distintos dueos o familias instalan y comparten pequeos

sistemas fotovoltaicos. Se estima que una instalacin fotovoltaica en una


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El proyecto tiene como finalidad la construccin de una celda solar con

lminas de cobre de bajo rendimiento, destacando la importancia de la

aplicacin de estos materiales para la generacin de energa alternativa. Una

celda solar es un dispositivo que convierte la energa lumnica del sol en

electricidad.

Las celdas solares usadas actualmente, estn hechas de silicio y

requieren mucha tecnologa para poder construirlas. Esta celda solar est

hecha de oxido cuproso en lugar de silicio. El xido cuproso es uno de losprimeros materiales que mostr el llamado efecto fotoelctrico, es decir la

condicin que permite que la luz que incide sobre un material determinado se

transforme en un flujo de electricidad por el mismo.

Es decir un producto intermedio entre un conductor, donde la electricidad

puede fluir libremente y un aislante, donde los electrones se encuentran

unidos firmemente a sus tomos y no fluyen fcilmente. Cuando la luz del sol

llega a los electrones del xido cuproso, algunos de estos ganan suficiente

energa como para pasar de un nivel de energa (u rbita) a otro y se

convierten en electrones libres. Los electrones libres se mueven por el agua

salada, luego van a la lmina de cobre, van por el cable, llegan al

instrumento de medicin o resistencia y vuelven al xido cuproso,

produciendo de esta manera energa elctrica. La celda posee un tamao de

rea de 34,5 cm2, un radio de 5,5 cm y una altura de 23 cm. Internamente

presenta 2 placas de cobre de 12 cm de ancho por 18 cm de alto, de 1 mm

de espesor. La potencia generada es de 0,08W lo que equivale

aproximadamente al 20% de una celda solar de Silicio. Palabras Claves:

Cobre - Fotoelctrico - Ecolgico


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2.2.13 Ventaja de la energa fotovoltaica

Evita un costoso mantenimiento de lneas elctricas en zonas de difcil

acceso.

Elimina los costos ecolgicos y estticos de la instalacin de lneas en

esas condiciones.

Contribuye a evitar el despoblamiento progresivo de determinadas zonas.

Es una energa descentralizada que puede ser captada y utilizada en

todo el territorio, por su abastecimiento mnimo para garantizar el

funcionamiento del sistema.

Mantenimiento y riesgo de avera muy bajo. Slo se requiere un

mantenimiento mnimo para garantizar el funcionamiento del sistema.

No produce contaminacin de ningn tipo. Los mdulos fotovoltaicos son

reciclables, y las materias primas reutilizables.

Se trata de una tecnologa en rpido desarrollo que tiende a reducir el

costo y aumentar el rendimiento, ya que permite disminuir inversiones en

transmisin y distribucin, disminuir la energa no suministrada,incremento de la capacidad, adecuacin de los ndices de desempeo.

No existe costo de combustible alguno.


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2.2.14 Inconvenientes y barreras de la generacin solar

fotovoltaica.

Varios problemas son identificados tales como:

Incremento de las corrientes de cortocircuito en la red.

Impacto en los sistemas de proteccin que pierden eficacia en la

operacin y la coordinacin.

Los altos costos de inversin, si se compara con otro tipo de tecnologas,

siguen siendo la mayor barrera para la inclusin de energa fotovoltaica.


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2.3BASES LEGALES

2.3.1 Constitucin de la Repblica Bolivariana de Venezuela

(1999)

Prembulo. el equilibrio ecolgico y los bienes jurdicos

ambientales como patrimonio comn e irrenunciable de la

humanidad;

El Estado velar por el bienestar de todos los ciudadanos, por lo que debe

garantizar un ambiente saludable, seguro, bajo condiciones ptimas; debido

a la problemtica existente con la energa elctrica en el pas es

indispensable buscar alternativas que garanticen una vida saludable y esto

se puede lograr mediante la implementacin de la energa fotovoltaica a

travs de paneles solares, para cumplir con este derecho irrenunciable de los

venezolanos.

2.3.2 Ley Orgnica Del Ambiente

Artculo 3

A los efectos de la presente Ley, se entender por:


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Ambiente: Conjunto o sistema de elementos de naturaleza fsica, qumica,

biolgica o socio cultural, en constante dinmica por la accin humana o

natural, que rige y condiciona la existencia de los seres humanos y dems

organismos vivos, que interactan permanentemente en un espacio y tiempo

determinado.

Ambiente seguro, sano y ecolgicamente equilibrado: Cuando los

elementos que lo integran se encuentran en una relacin de

interdependencia armnica y dinmica que hace posible la existencia,transformacin y desarrollo de la especie humana y dems seres vivos.

Aprovechamiento sustentable: Proceso orientado a la utilizacin de los

recursos naturales y dems elementos de los ecosistemas, de manera

eficiente y socialmente til, respetando la integridad funcional y la capacidad

de carga de los mismos, en forma tal que la tasa de uso sea inferior a la

capacidad de regeneracin.

Auditora ambiental: Instrumento que comporta la evaluacin sistemtica,

documentada, peridica y objetiva realizada sobre la actividad sujeta a

regulacin, para verificar el cumplimiento de las disposiciones establecidas

en esta Ley y dems normas ambientales.


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Bienestar social:Condicin que permite al ser humano la satisfaccin de

sus necesidades bsicas, intelectuales. Culturales y espirituales, individuales

y colectivas, en un ambiente sano, seguro y ecolgicamente equilibrado.

Articulo 7

La poltica ambiental deber fundamentarse en los principios establecidos

en la Constitucin de la Repblica Bolivariana de Venezuela, en la presente

Ley, las dems leyes que la desarrollen y conforme a los compromisos

internacionales contrados vlidamente por la Repblica Bolivariana de

Venezuela.

Articulo 8

La gestin del ambiente se aplica sobre todos los componentes de los

.ecosistemas, las actividades capaces de degradar el ambiente y la

evaluacin de sus efectos.


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2.4 DEFINICIN DE TRMINOS

Autoconsumo:Es el consumo del propio productor.

Celda fotovoltaica: Tiene como funcin primordial convertir la energa

captada por el sol en electricidad a un nivel atmico.

Conductores: son materiales en el que los portadores de carga poseen

libertad de moverse en su interior.

Efecto gravitacional: Si un objeto esta en las cercanas de un planeta

experimentara una aceleracin dirigida hacia la zona central de dicho

planeta.

Energa radiante: Es la energa que poseen las ondas electromagnticas

como la luz.

Entidad:Es la representacin de un objeto o concepto.

Fotn: Es la partcula portadora de todas las formas de radiacin

electromagntica.


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Fotoqumica:Fenmeno o reaccin qumica producido por un fotn.

Fuerza electromotriz: es toda causa capaz de mantener una diferencia de

potencial entre dos puntos de un circuito abierto o de producir una corriente

elctrica en un circuito cerrado.

Fundir: convertir un slido en lquido.

Idneo:Que tiene buena disposicin o aptitud para algo.

Incidir:Causar un efecto.

Irradiacin: consiste en la propagacin de energa en forma de ondas

electromagnticas o partculas subatmicas a travs del vaco o de un medio

material.

Masa:Es la cantidad de material que tiene un objeto.

Nano estructuras: es una estructura con un tamao intermedio entre las

estructuras moleculares y microscpicas.


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Nano materiales: Los nano materiales son materiales con propiedades

morfolgicas ms pequeas que una dcima de micrmetro en al menos una

dimensin.

Nano partcula: es una partcula microscpica con por lo menos una

dimensin menor que 100 nanmetros.

Onda:Consiste en la propagacin de una perturbacin de alguna propiedadde un medio.

Radiacin solar:Es el conjunto de radiaciones electromagnticas emitidas

por el Sol.

Radio:Es cualquier segmento que va desde su centro a cualquier punto de

la circunferencia.

Red elctrica: Se denomina red elctrica al conjunto de medios formado

por generadores elctricos, transformadores, lneas de transmisin y lneas

de distribucin.

Semiconductores: Los semiconductores son elementos que tienen una

conductividad elctrica inferior a la de un conductor metlico pero superior a

la de un buen aislante.


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Silicio:es un elemento qumico metaloide.

Subsistema:es un sistema que se ejecuta sobre un sistema operativo.

Substrato: es una especie qumica que se considera, de forma explcita,

objeto de la accin de otros reactivos.

Vatio:Unidad de potencia, de smbolo W, que equivale a la potencia capaz

de conseguir la produccin de energa igual a un julio por segundo.

Verter:Derramar o vaciar lquidos.

Voltio: Es la unidad derivada del Sistema Internacional para el potencial

elctrico, la fuerza electromotriz y la tensin elctrica.


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CAPTULO III

MARCO METODOLGICO


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3.1 TIPO DE INVESTIGACIN

Debido a que la intencin de los investigadores es describir y demostrar a

travs de una exposicin audiovisual a un colectivo de personas que s es

posible generar electricidad por medio de un panel solar, en este caso un

prototipo casero; se indica que esta investigacin es de tipo descriptiva.

Segn Hurtado, J. (2000) La define: Tiene como propsito exponer el

evento estudiado, haciendo una enumeracin detallada de sus

caractersticas, de modo tal que en los resultados se puedan obtener dos

niveles de anlisis (fenmenos y propsitos).


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3.2 DISEO DE LA INVESTIGACIN

El diseo aplicado para esta investigacin es experimental y documental

de campo, debido a que a partir de ciertos materiales que interactan entre

s, lleva a la elaboracin de un modelo efectivo el cual da como resultados el

adquirir electricidad en pequeas cantidades y de campo porque se realiza

en un contexto habitual o ambiente natural.

.

Segn Arias, F. (1999) Define el Diseo experimental: Proceso que

consiste en someter a un objeto o grupo de individuos a determinadas

condiciones o estmulos (variable independiente), para observar los efectos

que se producen (variable dependiente).

Segn la UPEL (1998), la investigacin de campo es creativa y requiere

de un "anlisis sistemtico de problemas en la realidad con el propsito bien

sea de describirlos, interpretarlos, entender su naturaleza y factores

constituyentes, explicar sus causas y efectos o predecir su ocurrencia."


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3.3 POBLACIN Y MUESTRA

3.3.1 Poblacin

Segn Hurtado, J (2.000). Define Poblacin La poblacin de

investigacin est constituida por el conjunto de seres en los cuales se va a

estudiar un evento.

La poblacin est conformada por las personas que habitan en la

residencia Roma ubicada en la urbanizacin las isletas del municipio

Pealver estado Anzotegui, consta de 164 habitantes las cuales son padres

y madres de familia.

3.3.2 Muestra

Segn Hurtado, J. (2000). Define Muestra Es una porcin de la

poblacin que se toma para realizar el estudio, la cual se considera

representativa.


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La porcin de la poblacin estar representada por (20) personas

escogidas por los autores de este proyecto, que habitan en la residencia

Roma ubicada en la urbanizacin las isletas del municipio Pealver estado

Anzotegui.

3.4 TCNICA E INSTRUMENTO DE RECOLECCIN DE

DATOS

3.4.1 Tcnicas

Las tcnicas que se aplicaron en esta investigacin son las entrevistas

y la gua de observacin.

3.4.2 Tcnicas de Recoleccin de Datos.

Segn Arias, F. (1999). Es cualquier recurso de que se vale el

investigador para acercarse a los fenmenos y extraer de ellos informacinnecesaria para alcanzar los objetivos de la investigacin.


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La observacin, la define Hurtado, J. (1998), como Un proceso de

atencin, recopilacin, seleccin y registro de informacin, para el cual el

investigador se apoya en sus sentidos (vista, odo, sentidos kiniestsicos y

cenestsicos, olfato y tacto).

3.4.3 Instrumentos

Arias (1997) Define los instrumentos: Los medios materiales que se

emplean para recoger y almacenar informacin

Arias (1997) define: Los instrumentos de recoleccin son: Las distintas

formas o maneras de obtener la informacin.

Lazarsfeld Paul, La encuesta es un mtodo de recoleccin de

informacin, que, por medio de un cuestionario, recoge las actitudes,

opiniones u otros datos de una poblacin, tratando diversos temas de inters.

Las encuestas son aplicadas a una muestra de la poblacin objeto de

estudio, con el fin de inferir y concluir con respecto a la poblacin completa.

Los instrumentos utilizados en los registros de datos fueron: Lpiz, papel,

PC, borrador, cmara y la encuesta.


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CAPTULO IV

ANLISIS E INTERPRETACIN DE LOS

RESULTADOS


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4.1 CONSTRUCCIN DEL PROTOTIPO

EXPERIMENTAL DE LA CELDA FOTOVOLTAICA

Una celda solar es un dispositivo que convierte la energa de la luz del sol

en energa elctrica en forma directa, sin la necesidad de piezas mviles o

algn tipo de combustin. El efecto fotovoltaico, es decir, convertir la luz solar

en electricidad se produce en materiales conocidos como semiconductores,

las cuales son materiales cuya conductividad puede ser modificada, y

adems generar una corriente elctrica con cargas negativas, positivas o

ambas.

En una clula fotovoltaica, la luz excita electrones entre capas de

materiales semiconductores de silicio. Esto produce corrientes elctricas.

Las clulas solares hechas con obleas finas de silicio, arseniuro de galio uotro material semiconductor en estado cristalino, convierten la radiacin en

electricidad de forma directa.

Por medio de la conexin de muchas de estas clulas en mdulos, el

coste de la electricidad fotovoltaica se ha reducido mucho. El uso actual de

las clulas solares se limita a dispositivos de baja potencia, remotos y sin

mantenimiento, como boyas y equipamiento de naves espaciales.Las celdas

solares proveen solamente voltaje de corriente directa (dc) o tambin llamada

corriente continua (cc). Eso quiere decir que la corriente siempre fluye en una

sola direccin.


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Las celdas solares contienen en su superficie silicio como uno de los

materiales para lograr "convertir" la energa lumnica en energa elctrica, los

transistores tambin, algunos germanio. Para el proyecto se us transistores

de potencia, tales como el 2N3055 (NPN) que se hayan descartado.

2.4.2 PROCEDIMIENTO PARA LA CONSTRUCCIN DE CELDA

FOTOVOLTAICA

Para hacer estas simples celdas solares a partir de transistores

descartados se procede de la siguiente manera:

1. Se quita la tapa superior del transistor, con ayuda de una segueta para

metal y de esta manera se dejan descubiertas sus conexiones interiores,

teniendo cuidado y precaucin en el manejo de los transistores porcontener sustancias toxicas.

2. Dentro, pegado en el fondo, se descubre el transistor propiamente dicho

que mide aproximadamente 1 mm2. De l salen dos hilos muy finos. Las

patillas del transistor que van al emisor y a la base estn aisladas de la

caja metlica por unos puntos de resina epoxi y de ellas salen hacia el

transistor dos hilitos metlicos muy finos.En cambio la patilla del colector

est soldada al fondo de la caja.


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3. Se limpia, con cuidado si hay algn tipo de material, con ayuda de un

trozo de algodn y alcohol.

4. Se comprueba a travs de las dos patillas del transistor que al iluminarlas

con distintas intensidades se manifiesta que la intensidad de corriente

vara.

5. Finalmente se acopla el colector al emisor, y as se tendr nicamente 2puntos de conexin: El colector y emisor sern el positivo y la base el

negativo, el voltaje que entregar ser de aproximadamente 0.6 voltios. Y

el amperaje ser realmente muy bajo.

6. Se coloca el multmetro en CC y en la escala 100 mV conectando la

punta de prueba positiva (la que va a la clavija de la hembrilla de 100

mV) a la patilla de la base y la punta de prueba de la hembrilla a la patilla

del emisor. Se aprieta fuertemente mientras se iluminan las puntas de

prueba del multmetro contra las patillas del transistor y se observa como

el multmetro detecta el paso de la corriente. Cuando se ilumina con msintensidad acercando una lmpara halgena, se logra una corriente

mayor.

Es obvio que este proyecto no servir para alimentar un radio a

transistores pequeo, ya que el amperaje es mnimo, pero se podr entender

el funcionamiento de las celdas solares.


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4.2.3 PRUEBA Y FUNCIONAMIENTO:

Para comprobar el funcionamiento de la celda solar, se coloca de forma

que la luz solar incida sobre los elementos del transistor que quedaron

descubiertos cuando se quit la tapa que los cubra, y se conecta un

multmetro en las patitas.

Para que la celda solar que se elabor se pueda usar, se tiene que

conectar en serie junto a otras celdas del mismo tipo. Al conectar las celdas

en serie se suman los voltajes, de manera que tres celdas arrojaran

aproximadamente 1,5 voltios, pero el amperaje sigue siendo muy bajo, por lo

que se pueden conectar otras celdas en paralelo, ya que en paralelo, se

mantiene el voltaje pero se suma el amperaje o corriente.


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CAPTULO V

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES


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5.1 CONCLUSIONES

El potencial solar y elico de Venezuela es inmenso. No slo para ir a la

playa y surfear en casi todas las costas del pas, sino que estando frente a

las costas del Mar Caribe, recibiendo los vientos alisios y con una incidencia

solar propia de un pas tan cercano al Ecuador, se tenga similar

potencialidad que el Desierto del Sahara, donde el proyecto Desertec

(financiado por bancos y empresas alemanas) genera el 15% de laelectricidad de toda Europa con aerogeneradores, celdas fotovoltaicas y

plantas termosolares.

Una placa o clula solar puede operar en un amplio rango

de voltajes e intensidades de corriente. El punto de potencia mxima de un

dispositivo fotovoltaico vara con la iluminacin incidente. Para sistemas

bastante grandes se puede justificar un incremento en el precio con la

inclusin de dispositivos que midan la potencia instantnea por medida

continua del voltaje y la intensidad de corriente (y de ah la potencia

transferida), y usar esta informacin para ajustar, de manera dinmica, y en

tiempo real, la carga para que se transfiera, siempre, la mxima potencia

posible, a pesar de las variaciones de luz, que se produzcan durante el da.

La experiencia en produccin e instalacin, los avances tecnolgicos que

aumentan la eficiencia de las celdas solares, las economas de escala en un

mercado que crece un 40% anualmente, unido a las subidas en los precios

de los combustibles fsiles, hacen que las se empiece a contemplar la


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fotovoltaica para produccin elctrica de base, en centrales conectadas a

red.

La energa elctrica no est presente en la naturaleza como fuente de

energa primaria y, en consecuencia, slo se puede disponer de ella

mediante la transformacin de alguna otra forma de energa. Es por eso que

han surgido todo tipo de plantas generadoras de energa a partir de

combustibles fsiles, sin embargo, se ha notado que esta forma de

generacin produce mucha contaminacin y devastacin de los recursosnaturales con los que cuenta nuestro planeta.

La generacin de este tipo de energa elctrica no produce contaminantes,

en especial la energa solar, y es por eso que ltimamente ha tomado mucha

importancia debido al mal estado en el que se encuentra el ecosistema. Son

de fcil uso. Generan bajos voltajes pero se pueden interconectar para dar

altos voltajes, no requieren mantenimiento (ocasionalmente limpiarlas).

Contienen bancos de bateras que requieren del agregado de agua

ocasionalmente. No almacenan la energa. Son costosas. No producen

contaminacin Funcionan en el fro (Generan ms energa a bajas

temperaturas). Funcionan en das nublados pero disminuye la energa

generada hasta un 10%. La eficiencia es alrededor del 13%, tericamente se

pueden lograr eficiencias de hasta un y 50% en laboratorio se han logrado

fabricar celdas con eficiencias superiores al 30%. Estn diseadas para

durar al menos 30 aos e incluso cuentan con garantas de 20 aos.

Los costos actuales de las celdas fotovoltaicas son elevados, aunque se

esperan que sean competitivos en unos 7 a 15 aos.


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Los precios de los paneles fotovoltaicos suelen encarecerse por la

presencia del silicio en ellos, este componente es vital para que las celdas

solares capten la radiacin proveniente del sol y luego la conviertan en

energa para el abastecimiento de los sistemas elctricos.

Una de las principales razones del fuerte incremento en los precios de los

paneles fotovoltaicos se relaciona con el desabastecimiento en la oferta de

silicio de grado semiconductor. Pero otro de los factores que hacen que

dicho precio se incremente es la demanda; hace 5 aos atrs, las personasno confiaban plenamente en los sistemas solares, por ende las conexiones

elctricas prevalecan; hoy, existen legislaciones mundiales que obligan a las

prximas construcciones a instalar mdulos fotovoltaicos y es as como la

demanda de los mismos se increment en ms de un 50%.


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5.2 Recomendaciones

Con la finalidad de alcanzar los resultados esperados se considera

pertinente y oportuno realizar algunas recomendaciones, las cuales se

exponen a continuacin:

A los ingenieros y diseadores arquitectnicos: al momento de disear lasconstrucciones de edificios, tomar en cuenta el uso de energa renovable o

ecolgica para disminuir los problemas ambientales y reducir el consumo de

energa elctrica convencional, as mismo se propone la utilizacin de

materiales a travs de innovaciones tecnolgicas como lo es el uso de la

energa solar con sistemas fotovoltaicos, por medio de la instalacin de

paneles solares como elemento constructivo e integrador reduciendo los

costos de materiales y energa elctrica.

A los constructores: reconocer la gran importancia de energas alternativas

para la proteccin del medio ambiente y utilizar los materiales adecuados

favoreciendo la integracin arquitectnica con el uso de paneles solares

como elemento integrador.

Proporcionar a travs de cursos y talleres, la importancia de la aplicacin

de las innovaciones tecnolgicas, a travs de la energa solar con

instalaciones de paneles solares, contribuyendo al ahorro energtico y

reduccin de costos de materiales en la construccin.


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A los estudiantes: profundizar sobre el tema de paneles solares como

elemento constructivo para edificaciones, ya que es un tema de innovacin

tecnolgica y una tcnica vanguardista en la construccin, siendo el tema

relevante en la actualidad para proporcionar beneficios energticos y reducir

los problemas ecolgicos, ampliando los conocimientos adquiridos durante la

formacin acadmica.


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REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

Alfonso, I. (1999). Tcnicas de Investigacin Bibliogrfica. Caracas.

Contexto Editores.

Aplicacin con Energa Solar Fotovoltaica (Documento en Lnea).

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Celdas Fotovoltaicas. (Documento en lnea) disponible:

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Celdas solares. (documento en lnea) disponible:

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Conceptos de energa solar y elica. (Documento en lnea). Disponible:www. monografas.com.

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