Energia solar hoy, un futuro mañana
19
BENEMERITA UNIVERSIDAD AUTONOMA DE PUEBLA ENERGIA SOLAR ENERGIA SOLAR HOY, UN FUTURO MAÑANA Gabriela Aline Reynoso Sánchez 09/07/2013 DHTIC
-
Upload
alinereynoso -
Category
Documents
-
view
514 -
download
0
description
Transcript of Energia solar hoy, un futuro mañana
BENEMERITA UNIVERSIDAD AUTONOMA DE PUEBLA
ENERGIA SOLAR
ENERGIA SOLAR HOY, UN FUTURO MAÑANA
Gabriela Aline Reynoso Sánchez
09/07/2013
DHTIC
REYNOSO SANCHEZ GABRIELA ALINE BUAP BIOMEDICINA
INDICE
¿De qué depende la incidencia del sol?...................................................................6¿Que es la energía solar?........................................................................................5¿Qué se puede hacer con la energía solar?............................................................5Bibliografía.............................................................................................................13CONCLUSIONES...................................................................................................12CONVERSIONES DE LA ENERGIA SOLAR...........................................................8DESVENTAJAS.....................................................................................................11Diferencias de la energía termina y fotovoltaica......................................................7Energía fotovoltaica..................................................................................................9ENERGIA SOLAR HOY, UN FUTUTO MAÑANA....................................................3FORMAS DE APROVECHAMIENTO DE LA ENERGIA SOLAR.............................7Glosario..................................................................................................................12INTRODUCCION.....................................................................................................4VENTAJAS.............................................................................................................11
REYNOSO SANCHEZ GABRIELA ALINE BUAP BIOMEDICINA
ENERGIA SOLAR HOY, UN FUTUTO
MAÑANA.
RESUMEN
La energía solar es esencial para el desarrollo, para la protección del medio
ambiente y para la gestión correcta de los recursos naturales, se presenta
especial atención a las radiaciones solares, procesos para su uso, utilización y
sobre células solares, que se producen en el medio por los rayos solares. Uno de
sus grandes objetivos es mejorar el medio ambiente mostrándola como una
alternativa para su recuperación.
Desde el desarrollo de la máquina de vapor y el uso generalizado del carbón, hace
no más de 150 años, y el petróleo, desde tan sólo seis o siete décadas, nuestra
cultura ha venido disfrutando de los combustibles fósiles como una fuente barata y
abundante de energía, que ha sido capaz de generar un desarrollo de una
magnitud inimaginable para los primeros usuarios de este recurso. Prácticamente
toda nuestra actividad depende de la disponibilidad de petróleo, carbón o gas
natural, y el hecho de que estas fuentes energéticas sean contaminantes y tengan
unas posibilidades limitadas de seguir soportando nuestra demanda, ah
preocupado a la mayoría.
Afortunadamente existen maneras de evitar el desgaste de medio ambiente y
además obtener beneficios de las energías renovables, que como principio tienen
la característica de ser renovables e inagotables, tal descripción nos explica que
estas podrían salvar el futuro y satisfacer nuestras necesidades cotidianas.
REYNOSO SANCHEZ GABRIELA ALINE BUAP BIOMEDICINA
INTRODUCCION
Las energías renovables son una realidad que aporta soluciones a muchos de los
problemas de hoy en día y conforme más se conozcan, antes integrarán todo su
potencial en nuestras vidas. Por ello, este esfuerzo encaminado a abrir los ojos a
una realidad que puede ser mucho más cercana de lo que algunos imaginan y a
estimular la conciencia de que su utilización no es sólo posible en una multitud de
casos sino deseable en todos ellos por sus efectos saludables para la salud del
Planeta.
En este ensayo se propone como energía renovable a la ENERGIA SOLAR, la
cantidad de energía que el sol radia diariamente sobre la tierra (3,600,00 TW*) es
diez mil veces mayor que la que se consume diariamente ( aprox. 360,00 GW*),
esta información nos deja en claro que la energía del sol, es una alternativa que
podemos utilizar sin contaminar.
Me interese en este tema por el desglosamiento del mismo, pues existen otras
maneras de obtener energía, sin necesidad de dañar o agotar nuestros recursos
naturales, trataremos de explicar cómo explotar la mayor parte de la energía solar
ya que es una energía natural viable para evitar el alto consumo de energía
eléctrica.
Mi postura respecto a este tema es a favor de la energía solar ya que es una
alternativa para prevenir la contaminación y reducir el calentamiento global, su
precio es accesible considerando que es inagotable, además es mas barata que
otras energías como la biomasa y la energía eólica.
REYNOSO SANCHEZ GABRIELA ALINE BUAP BIOMEDICINA
-¿Que es la energía solar?Es aquella que proviene del aprovechamiento directo de la radiación del sol, y de
la cual se obtiene calor y electricidad. El calor se obtiene mediante colectores
térmicos, y la electricidad por medio de paneles fotovoltaicos.
La energía solar es un recurso inminente para todo ser humano, su intensidad
varia en el transcurso del día debido a la rotación de la tierra y cambia en las
estaciones debido a la translación de esta con respecto al sol.
La cantidad de energía que actualmente se estima en 149x10ˆ^8kWh, energía
muy superior al consumo mundial, esta es limpia, inagotable y no cuesta, sin
embargo el problema es cómo convertirla de energía solar en eléctrica y térmica.
La conversión de energía solar en eléctrica se produce en células solares que son
parte del efecto fotovoltaico.
Los paneles fotovoltaicos, que constan de un conjunto de celdas solares, se
utilizan para la producción de electricidad, y constituyen una adecuada solución
para el abastecimiento eléctrico en las áreas rurales que cuentan con un recurso
solar abundante.
La electricidad obtenida mediante los sistemas fotovoltaicos puede utilizarse de
forma directa, o bien ser almacenada en baterías para utilizarse durante la noche.
¿Qué se puede hacer con la energía solar?
Básicamente, recogiendo de forma adecuada la radiación solar, podemos obtener
calor y electricidad.
El calor se logra mediante los colectores térmicos, y la electricidad, a través de los
llamados módulos fotovoltaicos. Ambos procesos nada tienen que ver entre sí, ni
en cuanto a su tecnología ni en su aplicación.
REYNOSO SANCHEZ GABRIELA ALINE BUAP BIOMEDICINA
Hablemos primero de los sistemas de aprovechamiento térmico. El calor recogido
en los colectores puede destinarse a satisfacer numerosas necesidades. Por
ejemplo, se puede obtener agua caliente para consumo doméstico o industrial, o
bien para dar calefacción a nuestros hogares, hoteles, colegios, fábricas, etc.
Incluso podemos climatizar las piscinas y permitir el baño durante gran parte del
año.
Las células solares, dispuestas en paneles solares, ya producían electricidad en
los primeros satélites espaciales. Actualmente se perfilan como la solución
definitiva al problema de la electrificación, con clara ventaja sobre otras
alternativas, pues, al carecer los paneles de partes móviles, resultan totalmente
inalterables al paso del tiempo, no contaminan ni producen ningún ruido en
absoluto, no consumen combustible y no necesitan mantenimiento. Además, y
aunque con menos rendimiento, funcionan también en días nublados, puesto que
captan la luz que se filtra a través de las nubes.
La electricidad que así se obtiene puede usarse de manera directa (por ejemplo
para sacar agua de un pozo o para regar, mediante un motor eléctrico), o bien ser
almacenada en acumuladores para usarse en las horas nocturnas. Incluso es
posible inyectar la electricidad sobrante a la red general, obteniendo un importante
beneficio.
¿De qué depende la incidencia del sol?
- La hora
- La inclinación de la Tierra respecto del Sol, variable a lo largo del año.
- Condiciones meteorológicas
- Grado de contaminación
REYNOSO SANCHEZ GABRIELA ALINE BUAP BIOMEDICINA
Diferencias de la energía termina y fotovoltaica.
Aunque las dos energías utilizan la radiación solar, la térmica aprovecha el calor
del Sol mientras que la fotovoltaica convierte la luz en electricidad.
La térmica se emplea fundamentalmente para calentar un fluido, que a su vez
sirve para la producción de agua caliente sanitaria, para calentar piscinas, para la
climatización de edificios y para otras aplicaciones industriales. También puede
emplearse para mover turbinas que generan electricidad.
La electricidad de origen fotovoltaico sirve para alimentar motores, otros aparatos
eléctricos o para ser vertida a la red eléctrica.
Una diferencia importante entre ambas es que la térmica se almacena en
depósitos de agua, mientras que la fotovoltaica en baterías.
-FORMAS DE APROVECHAMIENTO DE LA ENERGIA SOLAR
Es importante tener presente que en el caso de la radiación solar, la radiación
térmica se emite en una longitud de onda pequeña, ya que este detalle es el que
permite que el vidrio pueda utilizarse como aislante. La estructura molecular del
vidrio es una especie de rejilla en la que los átomos están separados por una
distancia similar a la de la longitud de onda que llega del Sol. El vidrio es
transparente a la luz y al calor que llega del Sol.
-Aprovechando el calor (conversión térmica)
- Aprovechando la luz (conversión fotovoltaica)
REYNOSO SANCHEZ GABRIELA ALINE BUAP BIOMEDICINA
La energía solar presenta dos características que la diferencian de las fuentes
energéticas convencionales:
• Dispersión: su densidad apenas alcanza 1 kW/m2 , muy por debajo de otras
densidades energéticas, lo que hace necesarias grandes superficies de captación
o sistemas de concentración de los rayos solares.
• Intermitencia: hace necesario el uso de sistemas de almacenamiento de la
energía captada
El primer paso para el aprovechamiento de la energía solar es su captación,
aspecto dentro del que se pueden distinguir dos tipos de sistemas:
• Pasivos: no necesitan ningún dispositivo para captar la energía solar, el
aprovechamiento se logra aplicando distintos elementos arquitectónicos.
• Activos: captan la radiación solar por medio de un elemento de determinadas
características, llamado "colector"; según sea éste se puede llevar a cabo una
conversión térmica aprovechando el calor contenido en la radiación solar (a baja,
media o alta temperatura), o bien una conversión eléctrica, aprovechando la
energía luminosa de la radiación solar para generar directamente energía eléctrica
por medio del llamado "efecto fotovoltaico.
CONVERSIONES DE LA ENERGIA SOLAR
Se basa en la absorción del calor del Sol. Si el cuerpo es negro, la absorción es
máxima y el cuerpo se calienta. Si es blanco refleja las radiaciones y el cuerpo no
experimenta variación de temperatura. La conversión térmica puede ser de tres
tipos: de baja, media y alta temperatura.
-Conversión térmica de baja y media temperatura
Se utilizan colectores, que absorben el calor del Sol y lo transmiten a un fluido
(suele ser agua).
REYNOSO SANCHEZ GABRIELA ALINE BUAP BIOMEDICINA
-Conversión térmica de baja temperatura
Esta tecnología comprende el calentamiento de agua por debajo de su punto de
ebullición.
- Conversión térmica a media temperatura
Para obtener temperaturas superiores a los 100°C se debe concentrar la radiación
solar, para lo que se pueden utilizar lentes o espejos.
-Conversión térmica de alta temperatura
Existen 2 formas:
Centrales solares: Para conversiones térmicas superiores a los 500 °C,
encaminadas a la producción de energía eléctrica a gran escala.
Hornos solares: formados por un espejo parabólico que concentra en su foco los
rayos provenientes de la reflexión de las radiaciones solares en un cierto número
de espejos, llamados heliostatos, convenientemente dispuestos
- Energía fotovoltaica
La conversión de la energía solar en energía eléctrica está basada casi por
completo en el denominado "efecto fotovoltaico", o producción de una corriente
eléctrica en un material semiconductor como consecuencia de la absorción de
radiación luminosa.
La luz del Sol se transforma directamente en energía eléctrica en las llamadas
células solares o fotovoltaicas, constituidas por un material semiconductor, como,
por ejemplo, silicio. Al incidir luz (fotones) sobre estas células se origina una
corriente eléctrica (efecto fotovoltaico), aunque el rendimiento de este proceso es
muy pequeño, pues en el mejor de los casos sólo un 25% de la energía luminosa
se transforma en eléctrica.
REYNOSO SANCHEZ GABRIELA ALINE BUAP BIOMEDICINA
Para obtener suficiente, se conectan varias de ellas en serie. Son los llamados
módulos o paneles fotovoltaicos. Las células del panel están protegidas por un
cristal y se construyen de forma que se pueden unir con otros paneles. Las
instalaciones fotovoltaicas han de ir provistas de acumuladores, capaces de
almacenar la energía eléctrica no utilizada en forma de energía química. En
algunos casos, también puede estar conectado en paralelo con la red, para
emplear la energía de la misma cuando falte el Sol.
Como características positivas podemos mencionar que la energía solar se
transforma en energía eléctrica sin partes móviles, sin ciclos termodinámicos y sin
reacciones químicas.
Esta generación eléctrica es de duración prácticamente ilimitada, no requiere
mantenimiento, no produce contaminación ni hace ruido.
Convertidores fotovoltaicos
El efecto fotoeléctrico permite transformar directamente energía solar en energía
eléctrica continua. Para ello, se suelen utilizar semiconductores, y en especial el
silicio (el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre que se obtiene
de la arena).
El elemento base es la célula solar, los conjuntos de células se orientan hacia el
Sur para aprovechar más la radiación solar, y son conectadas a un sistema de
almacenamiento (baterías) y de conversión de la corriente.
Se trata pues de una fuente de energía que puede aprovecharse en cualquier
aplicación: red eléctrica, consumo en lugares aislados de zonas rurales, etc.
Los paneles fotovoltaicos surgen de la necesidad y la alta factibilidad para
convertir la energía solar en eléctrica útil al hombre, estos paneles son hasta
ahora la mejor forma de llevar a cabo esta conversión de manera directa a través
del efecto antes mencionado.
REYNOSO SANCHEZ GABRIELA ALINE BUAP BIOMEDICINA
El sistema fotovoltaico está compuesto por 4 partes principales que son: panel
fotovoltaico que genera corriente eléctrica, una batería, un regulador y un
convertidor.
La parte más importante es el panel que contiene de 30 a 48 células fotovoltaicas
cada una está formada por un material semiconductor, ya que en este tipo de
materiales los electrones de valencia no están fuertemente unidos al núcleo del
átomo y esto permite que el efecto fotovoltaico se lleve a cabo, es decir que los
fotones provenientes de la radiación solar constituyen las células solares.
VENTAJAS
Energía limpia, pues no emite ningún tipo de residuo.
Las instalaciones exigen una gran superficie de suelo.
Fuente inagotable y gratuita de energía.
Compensan desigualdades:
los países menos desarrollados disponen de ella y no necesitan importarla
DESVENTAJAS
El coste de las instalaciones es alto en relación a su rendimiento.
Aunque es una energía limpia, producir y mantener los paneles fotovoltaicos es
contaminante.
Las instalaciones modifican el entorno inmediato, dada su magnitud.
REYNOSO SANCHEZ GABRIELA ALINE BUAP BIOMEDICINA
CONCLUSIONES
Como conclusión es que mientras usemos este tipo de energía y no solo esta sino
toda aquella que sea renovable como por ejemplo la eólica, biomasa, etc...
Contribuiremos mas reducir la cantidad de gases invernadero y así el cambio
climático.
Por todo lo antes mencionado hoy en día es muy importante desarrollar una vida
sustentable, para nosotros y las nuevas generaciones, pues se busca satisfacer
las necesidades presentes sin comprometer las necesidades de las generaciones
futuras, para lo cual se requiere de una buena información que pueda ayudar en la
preservación de este planeta de manera correcta para no crear más problemas de
los que ya existen, sin mas que decir debemos ser consientes por nosotros y por
los demás.
La energía solar es un método alternativo con muchísima demanda en la manera
de obtener energía ya sea eléctrica o térmica, el sol nos proporciona beneficios y
soluciones.
Glosario
Heliostatos: Un heliostato o helióstato es un conjunto de espejos que se mueven
sobre dos ejes normalmente en montura de caballo, lo que permite, con los
movimientos apropiados, mantener el reflejo de los rayos solares que inciden
sobre él en todo momento en un punto o pequeña superficie, deshaciendo en el
rayo reflejado el movimiento diurno terrestre.
REYNOSO SANCHEZ GABRIELA ALINE BUAP BIOMEDICINA
Bibliografía
ECA, INSTITUTO DE TECNOLOGIA E INFORMACION
AUTOR: JAVIER MARIA MENDEZ MUÑIZ
TITULO: ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
EDITORIAL: FC
ENERGIA SOLAR TERMICA TECNICAS PARA SU APROVECHAMIENTO
AUTOR: PEDRO RUFES MARTINEZ
EDITORIAL: MARCOMBO
APLICACIONES DE LA ENERGIA SOLAR
AUTORES: A.B. MEINEL
M.P.MEINEL
EDITORIAL: REVERTE S.A
Promexico (2013). Energías Renovables.
http://www.promexico.gob.mx/es_us/promexico/Renewable_Energy
Jesús Antonio del Rio Portilla CENTRO DE INVESTIGACION DE ENERGIA,
UNAM, TEMIXCO, MOR.(2009)
http://www.cie.unam.mx/~arp/EnergiaSolar.html
Edición en español coordinada por WWF-México.
Publicado en enero del 2011 por WWF - World Wide Fund For Nature (También
conocido como World Wildlife Fund en Estados Unidos y Canadá), Gland, Suiza.
REYNOSO SANCHEZ GABRIELA ALINE BUAP BIOMEDICINA
http://awsassets.wwfar.panda.org/downloads/informe_de_la_energia_renovable__
_br_1_.pdf
http://www.solarizate.org/pdf/castellano/profesor/PROFESOR.pdf
