05:13:33 a. m.

Sistemas Fotovoltaicos

MC. FernandoMC. Rodrigo García CarlosING. Juan Ismael Verdugo

ING. José Paul

Sistemas Fotovoltaicos

05:13:34 a. m.

Materia

Materia es todo lo que tiene Masa y ocupa un lugar en el espacio, se puede tocar, se puede sentir, se puede medir, etc.

– Posee una cierta cantidad de energía– Está sujeto a cambios en el tiempo – Puede ser medida con aparatos de medición.

05:13:34 a. m.

Átomo

• La partícula más pequeña en que un elemento puede ser dividido sin perder sus propiedades químicas.

05:13:34 a. m.

Átomo

• La palabra átomo proviene del griego, que significa indivisible, los átomos están formados por partículas aún más pequeñas, las partículas subatómicas.

05:13:34 a. m.

Elementos de un Átomo(modelo Tradicional)

Las partículas subatómicas con las que están formados los átomos son tres: los electrones, los protones y los neutrones.

– Los electrones tienen una carga negativa y son las partículas subatómicas más livianas que tienen los átomos.

– Los protones tienen carga positiva y pesan unas 1.836 veces más que los electrones.

– Los Neutrones no tienen carga eléctrica y pesan aproximadamente lo mismo que los protones.

05:13:34 a. m.

Partículas Elementales (actualidad)

05:13:34 a. m.

Electrón

• representado por el símbolo: e−, es una partícula subatómica con una carga eléctrica elemental negativa.

• Este esta presente en muchos fenómenos físicos como: Electricidad, Magnetismo, Conductividad Térmica

• Un electrón cando se acelera, puede absorber o radiar energía en forma de fotones.

05:13:34 a. m.

Electrones en la Naturaleza

05:13:34 a. m.

Energía

• Es la capacidad de generar movimiento, realizar un trabajo y producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos.

• La unidad de medida que utilizamos para cuantificar la energía es el Joule (J).

05:13:34 a. m.

Energía

• La energía es la capacidad que tienen los cuerpos para producir trabajo: trabajo mecánico, emisión de luz, generación de calor, etc.

• La energía puede manifestarse de distintas formas: gravitatoria, cinética, química, eléctrica, magnética, nuclear, radiante, etc., existiendo la posibilidad de que se transformen entre sí, pero respetando siempre el principio de conservación de la energía.

05:13:34 a. m.

Origen de la Energía

• Prácticamente toda la energía de que disponemos proviene del Sol.

• El Sol produce el viento, la evaporación de las aguas superficiales, la formación de nubes, las lluvias, etc.

• Su calor y su luz son la base de numerosas reacciones químicas indispensables para el desarrollo de los vegetales y de los animales, cuyos restos, con el paso de los siglos, originaron los combustibles fósiles: carbón, petróleo y gas natural.

05:13:34 a. m.

Clasificación según su Uso

Desde el punto de vista de la utilización de la energía, podemos clasificar la energía en:

–Primaria–Secundaria–Útil.

05:13:34 a. m.

Energía Primaria

• Es la que se obtiene directamente de la naturaleza y corresponde a un tipo de energía almacenada o disponible.

• Ejemplos:– Petróleo– carbón– Gas Natural– Uranio.– Energías Renovables

05:13:34 a. m.

Energía Secundaria

• Es conocida como energía final, esta se obtiene a partir de transformaciones de la energía primaria.

• Ejemplos de esta categoría son:– Electricidad – Gasolina– Alcohol– Etc.

05:13:34 a. m.

Energía Útil

• Es la que obtiene el consumidor después de la última conversión realizada por sus propios equipos de demanda.

• Ejemplo la energía mecánica gastada en un motor, la luminosa en una bombilla, etc.

05:13:35 a. m.

Clasificación de la Energía según su Fuente

05:13:35 a. m.

Clasificación de la Energía según su Fuente

Energías Renovables

• Energía eólica• Energía

geotérmica• Energía

hidráulica• Energía

mareomotriz• Energía solar• Energía cinética• Energía eólica• Biomasa

• Gradiente térmico oceánico

• Energía azul• Energía

termoeléctrica generada por termopares

• Energía nuclear de fusión

Energías No Renovables

• Carbón• Centrales nucleares• Gas Natural• Petróleo• Energía atómica o

nuclear, que requiere de Uranio o Plutonio.

05:13:35 a. m.

Energía Renovables

• Son aquellas cuyo potencial es inagotable, ya que provienen de la energía que llega a nuestro planeta de forma continua, como consecuencia de la radiación solar o de la atracción gravitatoria de la Luna.

• Son fundamentalmente la energía hidráulica, solar, eólica, biomasa, geotérmica y las marinas.

05:13:35 a. m.

Energía No Renovables

• Las son aquellas que existen en la naturaleza en una cantidad limitada. No se renuevan a corto plazo y por eso se agotan cuando se utilizan.

• La demanda mundial de energía en la actualidad se satisface fundamentalmente con este tipo de fuentes energéticas: el carbón, el petróleo, el gas natural y el uranio.

05:13:35 a. m.

Energía Solar

• La energía solar es una energía renovable, obtenida a partir del aprovechamiento de la radiación electromagnética procedente del Sol.

05:13:35 a. m.

Energía Solar

Energía Fotovoltaica La energía solar fotovoltaica es una fuente de energía que produce electricidad de origen renovable, obtenida directamente a partir de la radiación solar mediante un dispositivo semiconductor denominado célula fotovoltaica

Energía Fototérmica La energía solar térmica consiste en el aprovechamiento de la energía del Sol para producir calor que puede aprovecharse para cocinar alimentos o para la producción de agua caliente destinada al consumo de agua doméstico

05:13:35 a. m.

Espectro Electromagnético

05:13:35 a. m.

Principio de conservaciónde la energía

«La energía no se crea ni se destruye, sólo se

transforma»primera ley de la termodinámica

05:13:35 a. m.

Transferencia de Energía

• Hay tres formas de transferir energía de un cuerpo a otro:– Trabajo: Cuando se realiza un trabajo se pasa

energía a un cuerpo que cambia de una posición a otra.

– Ondas: Las ondas son la propagación de perturbaciones, como es el campo eléctrico, el magnetismo o la presión, y que se propagan a través del espacio transmitiendo energía.

– Calor: Esta se manifiesta cuando se transfiere energía de un cuerpo caliente a otro cuerpo más frío.

05:13:35 a. m.

Transferencia de energía

• Sin embargo, no siempre viaja de la misma manera, existiendo tres formas diferentes de transferencia energética:– Conducción: cuando se calienta un extremo de un

material, sus partículas vibran y chocan con las partículas vecinas, transmitiéndoles parte de su energía.

– Radiación: el calor se propaga a través de ondas de radiación infrarroja (ondas que se propagan a través del vacío y a la velocidad de la luz).

– Convección: que es propia de fluidos ,  la evaporación del agua o fluidos.

05:13:35 a. m.

Conductividad

• Si un cuerpo tiene más o menos electrones de los necesarios para equilibrar la carga positiva del núcleo, entonces este objeto tiene una carga eléctrica neta.

• Cuando hay un exceso de electrones, se dice que este objeto está cargado negativamente,

• Cuando hay menos electrones que protones en el núcleo, se dice que este objeto está cargado positivamente.

• Cuando el número de protones y de electrones son equivalentes, las cargas se cancelan y se dice que el objeto es eléctricamente neutro.

05:13:35 a. m.

Conductividad

• Si un cuerpo tiene más o menos electrones de los necesarios para equilibrar la carga positiva del núcleo, entonces este objeto tiene una carga eléctrica neta.

• Cuando hay un exceso de electrones, se dice que este objeto está cargado negativamente,

• Cuando hay menos electrones que protones en el núcleo, se dice que este objeto está cargado positivamente.

• Cuando el número de protones y de electrones son equivalentes, las cargas se cancelan y se dice que el objeto es eléctricamente neutro.

05:13:35 a. m.

Electricidad

• La electricidad es una propiedad física manifestada a través de la atracción o del rechazo que ejercen entre sí las distintas partes de la materia.

• El origen de esta propiedad se encuentra en la presencia de componentes con carga negativa denominados electrones y otros con carga positiva los protones.

05:13:35 a. m.

Electricidad

• La electricidad es el nombre que recibe una clase de energía que se basa en dicha propiedad física y que se manifiesta tanto en movimiento (corriente) como en estado de reposo (estática).

• Como fuente energética, la electricidad puede usarse para la iluminación o para producir calor.

05:13:35 a. m.

Caracterización de la Electricidad

Carga Eléctrica: una propiedad que determina su interacción electromagnética.

Corriente Eléctrica: un flujo o desplazamiento de partículas cargadas eléctricamente por un material conductor; se mide en Amperios.

Campo Eléctrico: un tipo de campo electromagnético producido por una carga eléctrica incluso cuando no se está moviendo.

Potencial Eléctrico: es la capacidad que tiene un campo eléctrico de realizar trabajo; se mide en voltios.

Magnetismo: La corriente eléctrica produce campos magnéticos, y los campos magnéticos variables en el tiempo generan corriente eléctrica.

05:13:35 a. m.

Que es un Sistema Fotovoltaico

• La energía fotovoltaica es una fuente de energía que produce electricidad de origen renovable, obtenida directamente a partir de la radiación solar mediante un dispositivo semiconductor denominado Celda Fotovoltaica

05:13:35 a. m.

Ventajas del uso de la Energía Solar

• No contamina al producir la electricidad ya que no genera ningún tipo de combustión

• Hay gran cantidad de materiales para la creación de celdas fotovoltaicas

• No genera ruidos para la conversión de energía

• Disminución de costos en gastos energéticos.

• Mantenimiento sencillo y barato.

05:13:36 a. m.

Desventajas del Uso de la Energía Solar

• Se requiere de una gran extensión de terreno para funcionar debidamente.

• No hay apoyo ni promoción suficiente para el uso de esta energía en la sociedad.

• hay gran escases de información lo que no permite conocer debidamente el funcionamiento de la energía solar fotovoltaica.

• la inversión inicial para estos sistemas es un poco caro por lo que es un poco difícil obtenerlo para toda la población

05:13:36 a. m.

Elementos Que Compone un sistema fotovoltaico

• Paneles Solares Fotovoltaicos (Celdas Solares)

• Controlador o Regulador de Carga • Inversor • Baterías (interconexión a la red)

05:13:36 a. m.

Celda Solar

05:13:36 a. m.

Celda Solar

• Una célula fotoeléctrica, también llamada célula, fotocélula o celda fotovoltaica, es un dispositivo electrónico que permite transformar la energía luminosa llamada Fotones, en energía eléctrica mediante el Efecto Fotovoltaico.

05:13:36 a. m.

Celda Solar

• Una celda solar produce electricidad cuando el sol la ilumina. Las celdas solares de silicio constan de dos o más capas, que están lubricadas con químicos especiales para cargas opuestas (positiva y negativa).

05:13:36 a. m.

Tipos de Celdas Solares

Los paneles fotovoltaicos se conforman por diferentes tipos de celdas (células) que son:• Cristalinas• Monocristalinas• Policristalinas• Amorfas

05:13:36 a. m.

Celda Solar

05:13:36 a. m.

Celda Solar

05:13:36 a. m.

Panel Solar

05:13:36 a. m.

Panel Solar

Los paneles solares están fabricados de recubrimiento y laminados de vidrio con diversos materiales semiconductores, de tal modo que con la incidencia de la radiación solar producen Electricidad.

05:13:36 a. m.

Panel Solar

• Los paneles se presentan en marcos de aluminio de dimensiones variadas, que van desde 0.5 a 1.0 mts. de ancho por 0.80 a 2.00 mts. de largo. con una sección de 35 a 50 mm de ancho.

• El tamaño varía dependiendo de la cantidad y tamaño de celdas que contenga. Los paneles más comunes son 60 a 72 celdas por módulo.

• Las celdas más comunes son de 125 mm x 125 mm o de 156 mm x 156 mm.

• Tienen un peso promedio de 15 a 27 kg.

05:13:36 a. m.

Panel Solar

05:13:36 a. m.

Sistema fotovoltaico autónomo

• El sistema autónomo es aquel que debe abastecer en su totalidad nuestra demanda energética sin la necesidad de contar con otro tipo de energía,un sistema de este tipo es utilizado generalmente en lugares aislados donde el red eléctrica es inexistente

05:13:36 a. m.

Sistema Fotovoltaico Conectado a la red Eléctrica

• un sistema conectado a la red eléctrica es capaz de trabajar con ambos tipos de Energía, es decir cuando el sistema fotovoltaico no es capaz de entregar la cantidad de energía que se requiere, la red eléctrica entra en funcionamiento para suplir esta falta.

• Además de tener en cuenta estos factores también debemos analizar el uso que vamos a darle a la energía y el equipo que necesitamos para ello por lo cual contamos con distintos elementos se hacen necesarios o no.

05:13:36 a. m.

Controlador o Regulador de Carga

• Dispositivo electrónico que controla y dosifica la cantidad de energía suministrada al banco de baterías para evitar que estas se dañen y mantenerlas en un nivel optimo evitando un sobrecargo de energía.

05:13:36 a. m.

Inversor

• La función de un inversor es cambiar un voltaje de entrada de corriente continua a un voltaje simétrico de salida de corriente alterna, con la magnitud y frecuencia deseada por el usuario o el diseñador.

05:13:36 a. m.

Batería