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I. INTRODUCCIÓN Muchas personas están cada vez más preocupadas por los crecientes cambios que experimenta el medio ambiente, que por cierto son negativos y cada vez más irreversibles. El ser humano se ve en la necesidad de realizar actividades que generen una menor contaminación ambiental, utilizando otros recursos disponibles que sean renovables; por ejemplo, la energía solar.

II. JUSTIFICACIÓN Este proyecto se lleva cabo debido a que existe una opción de generar energía limpia a través de paneles solares, los mismos que contribuyen a reducir el calentamiento global ya que la energía solar es una energía renovable. La importancia de este proyecto se basa en que nos ayuda a entender las ventajas de la energía solar y sus implicaciones con respecto a lo social y económico. Todo esto tiene la intención de demostrar que no se necesita deteriorar la naturaleza para obtener energía, sino por el contrario, debemos tener proyectos que aprovechen los recursos renovables de la naturaleza.

III. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Durante los últimos veinte años, el mundo viene afrontando un exponencial crecimiento de demanda energética debido al aumento de la población humana. Los países que consumen la mayor parte de energía eléctrica utilizada en el mundo son: Estados Unidos, China, India, Japón, Alemania, Francia, Rusia, Italia, Corea del Sur, entre otros. Sin embargo, existe una manera de generar energía eléctrica a partir de una fuente renovable, la energía solar; de esta manera se podría satisfacer la falta de energía eléctrica en las zonas rurales de nuestro país y de cualquier parte del mundo.

IV. OBJETIVO GENERAL Generar energía eléctrica aprovechando la energía solar a través de la utilización paneles solares.

V. OBJETIVOS ESPECÍFICOS  Aprovechar la energía solar fotovoltaica para la producción de paneles solares.  Hacer uso de energías renovables para la generación de nuevas energías.  Dar a conocer las ventajas de la energía solar para el medio ambiente.

VI. PLANTEAMIENTO DE LA HIPOTESIS Dado que en el mundo y principalmente en nuestro país existe una gran demanda energética en los sectores rurales; es probable que con el uso de paneles solares para la generación de energía eléctrica, se lleve la electricidad a los pueblos más alejados del Perú, satisfaciendo dicha demanda.

VII. PROPUESTA Producir energía totalmente limpia, ya que los paneles solares no necesitan combustión, no necesitan de procesos químicos, es decir, no emiten ningún tipo de sustancias contaminantes a la atmósfera y no contribuyen al cambio climático y al efecto invernadero .Se trata de una energía renovable e inagotable. La energía del sol no corre el riesgo de desaparecer, por tanto, no hay que preocuparse de que se agote, al menos en muchos millones de años. Para transformar la energía del sol en energía que podamos aplicar a nuestra vida diaria, necesitaremos una célula fotoeléctrica, y que es un dispositivo electrónico que permite transformar la energía luminosa en

energía eléctrica, mediante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeléctrico. El proceso es que la luz, que llega en forma de fotones, impacta sobre una superficie construida principalmente por silicio (los paneles solares) y que emite electrones que -al ser capturados- producen una corriente eléctrica.

VIII. MARCO TEÓRICO El presente trabajo se centra en la generación de la electricidad a partir de paneles solares, para ello resulta fundamenta definir los términos que se presentan a continuación:

a) Energía renovable Las energías renovables son aquellas que se producen de forma natural, cuyo aprovechamiento no agota la fuente de la que se obtiene, es decir, son inagotables y por eso su uso no reduce los recursos existentes de las mismas. Las energías renovables más importantes son: energía fotovoltaica, energía eólica, energía hidráulica y la biomasa.

b) Panel solar Un panel solar es un dispositivo que aprovecha la energía de la radiación solar para generar electricidad mediante energía solar fotovoltaica. Está formado por un conjunto de placas de Silicio, el segundo material más abundante de la Tierra después del Oxígeno. (Ver anexo 1)

c) 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, o bien

mediante una deposición de metales sobre un sustrato denominada célula solar de película fina. (Ver anexo 2) d) Acumulador Es un dispositivo encargado principalmente de la batería, permite la entrada de corriente eléctrica necesaria, según la energía que van produciendo en las placas solares y la que se va consumiendo. (Ver anexo 3)

e) Baterías La función prioritaria de las baterías en un sistema de generación fotovoltaico es la de acumular la energía que se produce durante las horas de luminosidad para poder ser utilizada en la noche o durante periodos prolongados de mal tiempo. Otra importante función de las baterías es la de proveer una intensidad de corriente superior a la que el dispositivo fotovoltaico puede entregar. Tal es el caso de un motor, que en el momento del arranque puede demandar una corriente de 4 a 6 veces su corriente nominal durante unos pocos segundos. (Ver anexo 4)

f) Inversor Un inversor fotovoltaico es un convertidor que transforma la energía de corriente continua procedente del generador fotovoltaico en corriente alterna. (Ver anexo 5)

IX. ESTADO DE ARTE Un equipo de científicos liderado por la Universidad de Princeton ha logrado un aumento de nada menos que un 47 por ciento en la generación de electricidad a partir de flexibles células solares plásticas, simplemente texturizar la superficie para imitar las arrugas de una hoja típica. La biomimética enfoque ha dado lugar a una solución de bajo costo y elegante para polímeros de células

solares, que son relativamente baratos de fabricar, pero no empacar el golpe eficiencia de las células solares de silicio típicos. En Colombia se implementará un programa piloto para dotar de calentadores solares a próximas viviendas de interés prioritario a construir en Bogotá. La secretaria Distrital de Ambiente de la ciudad de Bogotá, Susana Muhamad, anunció que las secretarias de ambiente y habitabilidad están trabajando en un proyecto para dotar de energía solar a un conjunto de viviendas de interés prioritario que se proyectan construir en el denominado centro ampliado de la ciudad. La tecnología a usarse, según la información facilitada, sería la de los calentadores solares. Estos captan la luz solar para transformarla en calor con el que calentar agua para uso sanitario. De esta forma se evita la quema de combustibles para el mismo fin, lo que trae aparejado un ahorro de dinero y de contaminantes. Además, en Colombia, desarrollan un prototipo de deshidratador con energía solar para el secado de productos agrícolas. Investigadores de la ciudad de Pereira en Colombia, han desarrollado un prototipo para la deshidratación de productos agrícolas como el café, el plátano, la guadua, plantas aromáticas y otros. El objetivo de este programa denominado “Helios” es aprovechar la inocua, económica y limpia energía solar para la deshidratación de productos agrícolas, con la idea que de que en el futuro se puedan remplazar los actuales sistemas empleados para tal fin. Estos sistemas utilizados actualmente utilizan colectores que contienen tubos fluorescentes los cuales con el tiempo liberan sustancias tóxicas, como el plomo, altamente perjudiciales para el medio ambiente y la salud humana.

X. DEFICIENCIA DEL ESTADO DEL ARTE Aunque existen distintos tipos de aplicaciones, las diferentes tecnologías solares pueden dividirse en dos grupos, fotovoltaicas y de concentración, atendiendo al principio físico que aplican. 1. Tecnología Solar Fotovoltaica

El efecto fotovoltaico fue descubierto por el físico francés Edmound Becquerel en 1839 al observar que ciertos materiales producían cantidades pequeñas de corriente eléctrica cuando se exponían a la luz. Media década después Willoughby Smith descubrió el efecto fotovoltaico en sólidos y W. G. Adams y R.E. Day produjeron la primera célula fotovoltaica de selenio. Sin embargo no es hasta el principio del siglo XX cuando el fenómeno es explicado por Einstein, basando su concepto de fotoelectricidad en los trabajos previos sobre cuantos de energía formulada por Max Planck. En la actualidad, la energía fotovoltaica se utiliza de forma aislada para generar pequeñas cantidades de electricidad en zonas alejadas de la red de transporte, o directamente como elementos de generación de energía eléctrica inyectada a red. Dependiendo del tipo de aplicación, se utilizan distintos materiales como el silicio amorfo o monocristalino, el teluro de cadmio o CIGS, y se sigue investigando en materiales y configuraciones que aumenten el rendimiento de la célula. Desde el punto de vista de la producción, además de las células de silicio, los componentes fundamentales de una planta fotovoltaica suelen considerar: a) Inversores: Convierten la corriente continua proveniente de los módulos fotovoltaicos, en corriente alterna. b) Transformadores: Elevan el voltaje de la corriente alterna proveniente de los inversores, al adecuado para su conexión a una subestación de distribución. c) Protecciones

y

aparellaje

eléctrico:

Necesario

para

llevar

la

alimentación a cada uno de los elementos de la planta y para entregar la energía producida a la red. El rendimiento de la instalación dependerá de los rendimientos de cada uno de sus componentes así como de su correcto acoplamiento eléctrico.

2. Tecnologías Solares de Concentración.

Los dispositivos de concentración solar están formados por lentes o elementos reflectantes de gran área para colimar la radiación solar sobre un receptor. Esto permite obtener rendimientos térmicos elevados en una región del espacio y poder transformar esta energía en trabajo. Desde la época antigua diferentes culturas conocían la forma de concentrar la luz del sol sobre superficies reflectantes curvas de metal pulimentado para quemar objetos. Durante los siglos XVII y XVIII se intentaron diseñar espejos de mayor área para conseguir temperaturas más altas en el foco de la superficie curva. A principios del siglo XX el ingeniero estadounidense Frank Shuman desarrolló el primer motor solar práctico. Entre 1920 y 1970 se sustituyen los combustibles fósiles basados en el carbón por los derivados del petróleo y el gas natural. En esta época se avanza de forma esporádica en la mejoras de los elementos existentes. Aparecen estudios y se construyen proyectos prototipos que analizan sistemas de seguimiento con grupos de helióstatos inclinados, con receptor o caldera central. A esta época corresponden los proyectos desarrollados entre 1965 y 1969 en Genoa (Italia). En la actualidad existen 4 tecnologías viables de concentración que comparten el mismo nicho de mercado que la fotovoltaica y las plantas de generación de electricidad de gas y carbón. a) Plantas de Torre o Receptor Central: Compuestas por un campo de helióstatos de forma circular con movimiento continuo. El campo concentra la radiación solar en un receptor situado en lo alto de una torre, que actúa como caldera. La recirculación de un fluido caloportador que absorbe la radiación, permite generar vapor que es inyectado a una turbina para generar electricidad. b) Plantas de Colectores Cilindro Parabólicos (CCP): Compuestas por varios metros de espejos con forma parabólica que consiguen concentrar la radiación solar en su foco. En este lugar se suele situar un tubo por el que circula un fluido térmicamente eficiente que absorbe la radiación colimada. Típicamente suele ser aceite sintético en que

alcanza temperaturas cercanas a los 400º C. Bombeando el fluido a tanques intercambiadores se consigue energía suficiente para mover una turbina. c) Plantas de Reflectores Lineales de Fresnel (LFR): El diseño considera un sistema de foco en línea similar a los concentradores CCP, donde la radiación solar se concentra en un captador lineal invertido, elevado mediante una serie de reflectores casi planos. Con las ventajas de bajos costes estructurales de apoyo, juntas de fluido fijas, receptor separado del sistema reflector, y largas longitudes de foco que permiten el uso de cristal convencional, los colectores LFR han atraído una creciente atención. Sin embargo, este rendimiento inferior se compensa por los bajos costes de inversión y de operación y mantenimiento. d) Plantas de Discos Stirling: Formados por pequeñas unidades que componen una superficie en forma de disco que se mueve en dos ejes respecto al sol. El disco concentra la luz sobre un receptor situado en su foco en donde se alcanzan temperaturas cercanas a 750 º C. Recirculando un fluido se realiza una transferencia térmica que se utiliza para generar electricidad en microturbinas o motores Stirling colocados en el receptor. XI. RECOMENDACIÓN Para preservar nuestro medio ambiente se debe tratar de usar energía limpia, como lo es la energía solar que como hemos visto es muy fácil y sustentable su aprovechamiento, así no solo favorecen al cuidado del medio ambiente, sino también al ahorro económico en los hogares.

XII. CONCLUSIONES Los paneles solares son una manera de producir energía netamente limpia, asimismo son uno de los métodos más favorables para el medio ambiente por

el hecho de que no necesitan procesos químicos, ni de combustión; no emiten ningún tipo de contaminantes a la atmósfera. Una de las ventajas que tiene esta tecnología es, que se puede fabricar de diversos tamaños ya sea para una casa o para grandes plantas industriales. Por otra parte, los paneles solares permitirán el acceso a la electricidad en las zonas menos favorecidas donde ni siquiera llega el tendido eléctrico. De esta manera, podemos suministrar electricidad a casas de campo, refugios de montaña, bombeos de agua, instalaciones ganaderas, sistemas de iluminación y sistemas de comunicaciones. Utilizando paneles solares se reduciría el consumo de combustibles fósiles y energía nuclear que son fuertes contaminantes y tardan años en desaparecer.

XIII. ANEXOS

Anexo 1. Paneles solares

Anexo 2. Energía solar fotovoltaica

Anexo 3.

Anexo 4.

Acumulador

Baterías

Anexo 5. Inversor XIV. BIBLIOGRAFÍA

2015

“Energías limpias”. Erenovable. Consulta: 23 de julio de 2016

2015

“Funcionamiento de los paneles solares”. Erenovable. Consulta: 23 de julio de 2016 .

2016

“Paneles solares”. Generación de energía eléctrica. Consulta: 23 de julio de 2016

2016

“Inversores fotovoltaicos”. Sunpower. Consulta: 23 de julio de 2016...