REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA
PROGRAMA NACIONAL DE FORMACIÓN EN INGENIERÍA MECÁNICA E INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO:
ESTUDIO ALTERNATIVO ENERGÍA SOLAR Y SUS VARIANTES: (PANELES SOLARES).
COMPILADOR: PROFESOR MSc EDUCACIÓN AMBIENTAL NESTOR J: MALAVE MATA
LINEA DE Investigación: ENERGÍAS ALTERNATIVAS:TRABAJO MODALIDAD DISEÑO DE BASE A PROYECTO FACTIBLE SOCIO TECNOLÓGICO
PRESENTACIÓN:
La energía solar es la energía que se obtiene a partir de la radiación electromagnética que proviene del sol. Es una fuente de energía renovable. Algunos tipos de energía solar son: energía fotovoltaica, energía solar térmica y energía eólico solar. Los estudios en la (U.P.T.P Luis Mariano Rivera), en las ingenierías de mecánica, mantenimiento, informática y en las carreras técnicas como tecnología naval, son un aporte básico y real, para el impulso de una alternativa prototipo de energía, para el eje de paria, el pueblo de sucre y de los diversos estados de la República Bolivariana de Venezuela.Los esquemas unidades curriculares, procesos tecnológicos dictados en el contexto de las realidades universitarios, donde se compaginan, el trabajo en la base industrial de la universidad, en sus aulas, y en los programas de soporte e intercambio comunitario, para realizar proyectos factibles es una base técnica, metodológica y factible aplicable y realista.
No obstante, por otro lado, los estudios de la radiación electromagnética está compuesta por campos magnéticos y eléctricos que propagan energía de un lado a otro, como métodos y esquemas de desarrollo en el uso y manejo de la energía solar. Esta radiación puede utilizarse como una fuente de energía que permite reducir el uso de los combustibles fósiles, que son contaminantes y no renovables, para nuestras comunidades.
Los paneles solares son el intermediario que hace que la luz solar nos sirva de energía. Su diseño es simple, muy eficaz y permite el autoconsumo, lo que fomenta la sostenibilidad. En un futuro próximo, los paneles generarán electricidad incluso de noche.
ALCANCES FUNCIONALES DE LOS PANELES SOLARES.
Los paneles solares o paneles fotovoltaicos consisten en una estructura rectangular con una unidad básica de transformación que es la célula solar y que mide aproximadamente 10 centímetros cuadrados.
Un panel une sobre una plancha varias de estas células, que se recubren con un plástico llamado EVA (Etilen Vinil Acetato). Este plástico puede aguantar condiciones y temperaturas extremas y, además, permite que pase la luz, pero no los rayos ultravioletas. La instalación de paneles solares cuenta también con un elemento imprescindible que es el inversor, capaz de transformar la corriente para que podamos utilizar esa energía.
Las primeras células fotovoltaicas se desarrollaron en 1954. Daryl Chapin, ingeniero electrónico; Gerald Pearson, físico, y Calvin Fuller, químico, los tres investigadores de los laboratorios estadounidenses Bell, presentaron al mundo su gran descubrimiento: se trataba de la primera célula que captaba energía del sol y con ella se podía hacer funcionar un transistor. Aquella célula tenía una particularidad: era de silicio. Precisamente ese es el material fundamental que absorbe la luz del sol y a través del cual esa luz se transforma en electricidad. Es un semiconductor con unas características muy buenas para fabricar células solares y muy abundante en la tierra.
Volviendo a estos paneles fotovoltaicos, otra de las preguntas más frecuentes es si las granjas (así se conoce a estas instalaciones) de paneles solares se van moviendo con el sol. Hay dos respuestas, algunos paneles están instalados sobre estructuras fijas inclinadas y otras son instalaciones con seguidor, es decir, cuentan con un motor inteligente que los va moviendo para que estén en su punto más eficiente durante todos los días del año.
DISEÑO Y CONSTRUCCION DE PANEL SOLAR DE EMPRENDIMIENTO; CASERO; ARTESANAL O SEMI INDUSTRIAL:
En primer lugar, debes entender que un solo panel solar casero no será suficiente para cubrir las necesidades energéticas de toda tu casa. Apenas será suficiente para encender algunas luces y recargar las baterías de tus dispositivos móviles. Responsablemente, desde estas acciones. Se plantean soluciones te recomendamos no plantearte un proyecto a mayor escala con placas artesanales o de emprendimiento, caseras o semi indistrial. Los sistemas de autoconsumo fotovoltaico para toda una casa, comunidad de vecinos o empresa son muy complejos y requieren la intervención de expertos. Cualquier fallo en el ensamblaje o conexión de los paneles puede derivar en incidentes peligrosos.
Nuestra intención al explicarte cómo hacer un panel solar en casa es que entiendas su funcionamiento para cubrir algunas necesidades muy básicas o para divertirte con tus hijos. Dicho esto, vamos a continuar.
ESTRUCTURA TECNICA; DE METODOS; MATERIALES; PROCEDIMIENTOS PARA DISEÑAR Y CONSTRUIR PANEL SOLARES ALTERNATIVOS INNOVADORES:
Componentes y materiales para tu panel solar innovador o artesanal.Para construir tu propio panel solar para casa, debes disponer de los siguientes componentes:Células solares. Las células solares, o celdas fotovoltaicas, convierten la luz solar en electricidad, mediante el efecto fotovoltaico. Un panel solar estándar está integrado por 36 células solares. En el mercado es factible comprar células individuales a partir de 2,5 W. Aunque también puedes conseguir kits para ensamblar placas con esta cantidad de células, para obtener una potencia nominal de 90 W, con rendimiento de 20%, con lo que obtendrás 18 W reales. Es aconsejable comprar células sin cera de protección, ya que es muy engorroso retirarla.Cableado pre-soldado. Adquirir cableado pre-soldado te ahorrará algunos pasos del proceso.Si no consigues cableado pre-soldado, requerirás un soldador de baja potencia para soldar el cableado a la parte posterior de las células y ensartar el cable para conectarlas de manera adecuada.
Material no conductor para fijar las células. Frecuentemente se emplea madera para elaborar la estructura en la que se ensamblarán las células. Esto se debe a la facilidad para hacer las perforaciones necesarias para las conexiones de las celdas solares. Pero puedes recurrir al vidrio, plástico o acrílico, que son materiales más ligeros. Esta base debe ser de, al menos, un metro cuadrado.
Una caja de conexiones para los cables centrales.
Un diodo de bloqueo. Dos láminas de plexiglás del tamaño del panel. Uno para cada lado.Sellador y barniz para proteger la madera. Si la base es de este material, recuerda que el panel solar estará expuesto a la intemperie y ésta requiere protección.
Un inversor solar adaptado a la potencia del panel.¿Cómo ensamblar tu panel solar casero?Mide y marca en la lámina de soporte los puntos donde harás las perforaciones para que pasen los cables de cada célula de tu panel solar casero.Seguidamente, realiza las perforaciones correspondientes.
Si la lámina de soporte es de madera, ahora la podrás lijar para aplicar el sellador y el barniz de protección.Incorpora los cables de salida de las células. Utiliza el soldador para fijar los cables a los polos positivo y negativo de las células solares. Tómate tu tiempo. Es una labor que requiere cuidado, porque las pestañas de las celdas normalmente son frágiles.
Ahora, corresponde unir las láminas entre sí mediante soldadura de baja temperatura. Para esta operación se recomienda girar las láminas y disponerlas en filas, en este caso, de seis células, una tras otra. De esta manera, aplicarás la soldadura por la parte trasera de las celdas. Es importante que no queden orificios en estas uniones.
Una vez concluida la integración de las células, coloca el conjunto sobre el soporte de madera o acrílico. Haz que los cables de las celdas pasen por sus respectivas perforaciones. Emplea silicona para fijar los paneles al soporte.Cableado, protección y conexión final.A continuación, conecta los cables de cada celda a una línea de cable central para transmitir el aporte de corriente de cada célula. Puedes disponer dicho cable en la lámina protectora siguiendo la unión de dos filas de celdas. En total, serán tres cables que se integrarán en la caja de conexiones.
Ya lista la trama del cableado, es tiempo de fijar las láminas de plexiglás a ambos lados del conjunto, fijando tornillos en puntos estratégicos del borde de protección que quedará en la lámina. Luego, es indispensable sellar las ranuras de los bordes con silicona. Opcionalmente, puedes agregar un marco de material aislante para asegurar la protección frente a lluvias y nevadas.Por último, instala el diodo de bloqueo que impide que el panel se descargue en momentos de oscuridad o poco sol y conecta el cableado al inversor previamente conectado al circuito central.
Este inversor convierte la energía de corriente continua (CC) del sol en la corriente alterna (AC) que emplean el común de los equipos e instalaciones eléctricas.Previo a todo este proceso, es necesario que determines dónde colocar tu panel solar para aprovechar la mayor cantidad de luz solar posible.
Así lograrás que el panel aporte el rendimiento esperado.No obstante, es relevante señalar la dificultad de encontrar material de calidad para construir un panel solar casero. Es frecuente que cada componente provenga de un distribuidor distinto, por lo que la calidad y la eficiencia no se alcanzarán por completo. Construir paneles solares con material de dudosa calidad puede provocar daños. Peor aún, se corre el riesgo de ocasionar incendios por defectos de fabricación. De modo que reiteramos la advertencia de disponer este tipo de piezas para un consumo menor de electricidad.
CARACTERIZACION Y EJEMPLO DE ENERGIAS DE TIPO SOLAR ALTERNATIVA.
Energía termosolar de concentración. Es una forma de energía solar térmica. Se utilizan centrales donde la energía del sol se concentra en un punto gracias a una gran cantidad de espejos. De esta manera se produce calor que sirve para impulsar una turbina que está conectada a un generador de electricidad.Energía solar térmica. Se utiliza la energía solar para producir calor, que permite calentar agua en los hogares, ofrecer calefacción o incluso convertirla en energía mecánica que se convierte en energía eléctrica. Para ello se utilizan dispositivos llamados colectores de energía.
Energía fotovoltaica. Es un tipo de energía solar que permite la conversión de la radiación solar directamente en electricidad utilizando dispositivos denominados células fotovoltaicas. Actualmente, esta es la tercera forma de energía renovable más utilizada.
Las células fotovoltaicas se instalan en módulos conectados entre sí, que pueden instalarse en los techos de las casas, o bien ocupar grandes áreas libres donde la luz del sol incida la mayor cantidad de tiempo posible (sin sombras de árboles, edificios, colinas, etc.). Dependiendo de la latitud en que se encuentren, algunos edificios pueden aprovechar sus fachadas para instalar estos paneles.
Energía solar pasiva. Es la energía solar que se utiliza sin la intervención de ningún medio mecánico y sin el aporte de otro tipo de energía. Se utiliza en cocinas solares, chimeneas solares y en algunos sistemas de calentamiento de agua.Energía solar activa. Es la energía solar que se transforma en calor útil mediante el uso de bombas, ventiladores o equipos mecánicos. Se utiliza en bombas o ventiladores para la circulación de agua.
Energía eólico solar. Se utiliza la energía solar para calentar chimeneas a través de las que se transporta el calor hacia los generadores que luego transforman la energía eólica en energía eléctrica.
Energía solar híbrida. Es una combinación de energía solar con algún otro tipo de energía, que puede ser eólica, obtenida de la biomasa o de combustibles fósiles.
VENTAJAS DEL USO DE LA ENERGIA SOLAR:
Bajo impacto ambiental. Se evita la emisión de gases tóxicos, como ocurre con la energía generada a partir de combustibles fósiles. También se distingue de la energía hidroeléctrica, que aunque tampoco emite gases, sí afecta el ambiente debido al daño que provoca la construcción de las plantas hidráulicas en los ríos.
Renovabilidad. Es una energía renovable, es decir, que no se agota por su uso.Autonomía. Permite obtener energía en zonas donde no llega el tendido eléctrico.Fácil mantenimiento. Una vez instalado un sistema de captación de energía solar, su mantenimiento es relativamente simple.
Bajo costo. Existe una inversión inicial importante para la instalación de los dispositivos, pero luego no se requiere ningún gasto, ya que no utiliza ningún combustible una vez que comienza el proceso de conversión de energía solar en otro tipo de energía.
Practicidad. Si se elige la energía solar fotovoltaica, los paneles pueden instalarse directamente en los techos, es decir, que no ocupa lugar en el suelo.
DESVENTAJAS DE LA ENERGIA SOLAR:
Inconstancia. Es una fuente de energía que varía según la zona, el clima y la estación del año, por lo que habitualmente debe utilizarse junto con alguna otra fuente de energía. Justamente, en los lugares que hay mayor radiación solar, no suele haber viviendas ni actividad humana.
Necesidad de espacio. Si se utiliza para suministrar energía a grandes poblaciones o industrias, se requiere una extensión de terreno para la instalación de los paneles, lo cual no ocurre en casas individuales.
Gran inversión inicial. La inversión inicial puede no estar al alcance de muchos consumidores.Tecnología nueva. La tecnología necesaria para la utilización de esta energía aún continúa en desarrollo, por lo que aún no es del todo eficiente.
PREMISAS FINALES
Las conclusiones fundamentales que podemos obtener de este proyecto, teórico y de acción práctica, es que las instalaciones aisladas de la red para autoconsumo, concretamente las que funcionan con energía solar fotovoltaica y cogeneración, son una alternativa factible tecnológica y económicamente viable dentro del contexto actual tan marcado por un contiguo aumento del precio de la energía eléctrica y una cada vez mayor exigencia en términos de bajo consumo energético y bajo nivel de emisiones, diseñando e instalando paneles solares caseros u prácticos, a pesar del costo, pero precisando las opciones socio tecnológicas aprovechables, básicas y complejas que los paneles solares aportan al avance y cuido del medio ambiente y de los beneficios a la sociedad misma.Enumeramos a continuación de forma más detallada las conclusiones que hemos obtenido a lo largo de la realización del proyecto.
Donde destaca por ejemplo la tipología de las instalaciones de autoconsumo de paneles solares, y donde actualmente las instalaciones de autoconsumo pueden clasificarse en interconectadas, asistidas o aisladas. La falta de regulación del llamado balance neto y la reciente aprobación del peaje de respaldo, ha provocado que las instalaciones asistidas pierdan rentabilidad económica, en poblaciones modelos o prototipos.
Las instalaciones interconectadas, que son aquellas donde el suministro conmuta entre nuestro sistema de generación y la red, solo son aplicables para ciertos usos, en la funcionalidad y alcance operativo de los paneles solares. Por tanto las instalaciones aisladas cobran un renovado interés de cara al desarrollo de modelos energéticos basados en fuentes de energía limpias o eficientes.
Además las instalaciones aisladas presentan otras ventajas, como la exención de aval y la no necesidad de obtener un punto de suministro. En la realización de este proyecto, se ha supuesto que las instalaciones aisladas no van a ser gravadas con nuevos impuestos o peajes.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SISTEMAS FOTOVOLTAICOS. INTRODUCCIÓN AL DISEÑO Y DIMENSIONADO DE INSTALACIONES DE ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICAMiguel Alonso Abella Ediciones S.A.P.T. Publicaciones Técnicas S.L. ISBN: 84-86913-12-8 Año de publicación: 2005.
Instalaciones solares fotovoltaicas Enrique Alcor CabrerizoTapa blanda (reforzada)☹288) páginas Editor: Promotora General De Estudios (11 de marzo de 2011) Idioma: Español ISBN-10: 8495693453ISBN-13: 978-8495693457.