NÚCLEO ANZOÁTEGUI
DEPARTAMENTO DE HUMANIDADES
COMPRESIÓN Y EXPRESIÓN LINGÜÍSTICA
Prof. Massiel Suniaga
1er Semestre Ing. Eléctrica
Redactores
Rossana Salazar
Franklin Rodríguez
Energía Solar Fotovoltaica – Solar Photovoltaic
Resumen
Se busca informar sobre la fotovoltaica como nuevo método de obtención de energía eléctrica que a diferencia de la obtenida por combustibles fósiles causante de tanta contaminación, este mantiene un equilibrio con el medio ambiente, ya que utiliza un recurso natural como es la luz del sol, la fuente de energía más segura e inagotable que existe y que se puede decir está en plano florecimiento.
El efecto fotovoltaico, fue identificado por primera vez en 1839 por Alexander –Edmond Becquerel físico, francés, quien observo que la tensión que aparecía entre dos electrodos inmersos en electrolitos dependía de la intensidad de la luz que incidiese sobre ellos. Pero fue después de la crisis energética de 1973, que impulso de forma decisiva la investigación y desarrollo de energía solar fotovoltaica para nuevas aplicaciones, ya que en los años 50 se le daba uso, como fuente de suministro de energía en satélites.
Abstract
Photovoltaic affection was firt identified in 1839 by Alexander – Edmond Becquered french physicist, who note that the tension between voters appared inmersed in electrolyte depen ded on the intensity of the Light incide them. But it wos alter the energy crisis of 1973, so that momentum decisiva research and development of solar photovoltaic aplications, since in the 50s it was used as a source of energy in satellites.
it is looked for to inform on the photovoltaic one as a new method of electric power obtaining that there is difference of those obtained by fossil fuels, causing of so much contamination, this it maintains a balance with the environment, since it uses a natural resource, like it is the light of the sun the source but sure and inexhaustible that exists and that one can say that this in the middle of bloom.
Palabras claves
- Energía
- Electricidad
- Solar
- Corriente
- Fotoeléctrico
- Ecología
- Transformación
- Energy
- Electricity
- Solar
- Current
- Photoelectric
- Ecology
- Transformation
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Rossana Salazar
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICO
La energía solar fotovoltaica es una forma de obtención de energía eléctrica a través de paneles o módulo fotovoltaico. La expresión fotovoltaica (a) esta formada por la combinación de dos palabras, la primera de origen griego “foto” que significa luz y la segunda: voltaico, que significa voltaje, derivado del nombre Alejandro Volta (quien inventó la pila eléctrica), y significa “electricidad producida a través de luz”. El nombre resume la acción de un dispositivo que transforma directamente la energía luminosa en energía eléctrica.
Alejandro Volta
Alexander – Edmonel Becquered
A finales de los 90 y principios del siglo XXI, se inicia una carrera tecnológica e industrial en torno a la energía solar fotovoltaica, en la disputan Alemania y Japón como productores inclusive Alemania como consumidor. Entre el 2004 7 2007, la industria fotovoltaica ha tenido un crecimiento de 40%, manteniéndose en el liderazgo Alemania (50% del mercado mundial) y la incorporación de países como Italia, Francia, Corea, del Sur y España. En cuanto al vencimiento energético, la célula actual de silicio llega 20%, sin embargo se viene probando nuevas tecnologías de células fotovoltaicas que podrían alcanzar un rendimiento hasta 40%.
La célula o celda fotovoltaica es un dispositivo electrónico, cuya principal función es transformar la energía luminosa (fotones) en energía eléctrica (flujo de electrones) mediante el efecto fotoeléctrico. Este flujo de electrones (corriente eléctrica) es de tipo continuo, por lo que para su utilización en la mayoría de aparatos domésticos, se requiere convertir en corriente alterna. a través de un dispositivo denominado convertidor. Se ha venido utilizando de manera intensiva para producir electricidad en lugares donde no llega la red de distribución eléctrica, tanto en áreas remotas de la tierra como en el espacio. Ensambladas en paneles o módulos y dispuestas sobre estructura especiales, por medio de un convertidor, las células fotovoltaicas pueden inyectar la electricidad generada en la red de distribución para el consumo, favoreciendo la producción global de energía primaria de un país, de manera limpia y sostenible.
Celda Fotovoltaica
La célula o celda fotovoltaica funciona mediante el efecto fotoeléctrico el cual consiste en la emisión de electrones por un material. Cuando se ilumina con radiación eléctrica (luz visible o ultravioleta).
La energía solar fotovoltaico se encuentra en plena fase de exposición. El potencial de las células para revolucionar la industria y el servicio energético, ha motivado el interés de gobiernos, organizaciones y corporaciones por la investigación aplicada, un fin de incrementar su capacidad rendimiento y reducir su costo.
En la actualidad y bajo una óptima simplista. Se señala que el Kilovatio (KW) de electricidad solar resulta entre tres y cuatro veces más costosa que la producida por medio de combustibles fósiles es limitada y se prevé una crisis energética hacia mediados de este siglo. En este proceso de agotamiento, sin duda se elevara al costo de los mismo pudiendo superar al de la generación fotovoltaica.
Combustibles Fósiles
FABRICACIÓN DE
Las células fotovoltaicas actuales están fabricadas con materiales con propiedad electrónica. Esta compuesta de dos delgadas láminas u obleas de silicio: tipo P y tipo N. Mediante la unión P-N se produce una barrera potencial que hace posible el efecto foto eléctrico.
B: Lamina N
La posibilidad de aprovechar la radiación solar directa para producir electricidad a través de una célula, se debe a la propiedades semiconductoras de ciertos elementos en la naturaleza, especialmente el silicio (que es el componente principal de la células), para alterar el comportamiento de las partículas de una emisión o radiación solar, y convertirla en un emisión de electrones y en consecuencia producir una corriente eléctrica.
Silicio
Las células se producen tanto de forma circular como rectangular, de un tamaño aproximado entre
Las células fotovoltaicas de silicio producidas industrialmente se dividen en tres: monocristalinos (compuestos de secciones de un único cristal de silicio, con rendimiento de 20%); policristalinas (formadas por pequeñas partículas y un rendimiento de 12-14%); y amorfas (silicio que no se ha cristalizados; rendimiento menos 10%).
Celdas Monocristalinas
Su efectividad es mayor cuando mayor son los cristales, pero también su peso, grosor y costo. El rendimiento de las primeras puede llegar a 20%, mientras que el de las últimas no llega a 10%, sin embargo, su costo y peso es muy inferior.
La célula fotovoltaica funciona gracias al efecto fotovoltaico. Cuando la luz o radiación solar inicie sobre la superficie de la célula o celda se libera electrones de los átomos, Estos electrones sin capturados por un conductor eléctrico externo, resultando una corriente eléctrica.
La corriente eléctrica producto de la interacción de fotones y electrones, es de tipo continuo, por lo que seguiremos de un convertidor para transformarla a corriente alterna para su uso domestico.
Hacer funcionar un dispositivo eléctrico, por ejemplo un bombillo o un computador, requiere más de una célula fotovoltaica, además necesitamos de otros dispositivos para lograr corriente eléctrica.
Como antes ya mencionado el logro hacer funcionar un dispositivo eléctrico, ya sea un bombillo si requiere más de una célula fotovoltaica, la cuales son integradas en una serie de circuito paralelo; formando así un modelo de esta unión. Pero no solo de la integración de célula o celda fotovoltaica se necesita para lograr funcionar dicho dispositivos, sino también de la unión de otros elementos. Este conjunto de elementos es lo que denominamos sistema fotovoltaico.
Es un sistema fotovoltaico la energía ya antes obtenida por efecto fotoeléctricos, de la luz o radicación solar, sobre la célula fotovoltaica, es recogida y conducida hasta un controlador de carga, el cual tiene la función de evitar toda o parte de esta energía hasta el banco de baterías, en donde es almacenada, cuidando que no se excedan los limites de sobrecarga y sobredescarga; en algunos diseños, parte de esta energía es enviada directamente a las cargas.
La energía almacenada es utilizada para abastecer las cargas durante la noche o en días de baja insolación, o cuando el arreglo fotovoltaico es incapaz de satisfacer la demanda por sí solo.
Los elementos que constituye un sistema fotovoltaico:
Modulo Solar Fotovoltaico:
Un modulo solar fotovoltaico está formado por la interconexión de varias células solares para una capacidad determinada. A su vez los módulos se conectan en serie y en paralelo con los que se fijan valores específicos de corriente y voltaje.
Mientras más paneles se tengan, se generará más energía y por lo tanto, el proceso de acumulación se hará más rápido; pero podría desperdiciarse energía al no poder acumular tanto como se produce.
Módulos Fotovoltaicos
Baterías:
La disponibilidad del recurso solar es variable debido a los periodos nublados del día, durante la noche o en algunas estaciones del año. Por esa razón, un sistema fotovoltaico posee un conjunto de baterías, que almacenan la energía durante los períodos soleados.
Baterías Fotovoltaicas
Regulador:
El proceso de carga de baterías debe ser controlado. Para eso se cuenta con un equipo electrónico llamado regulador. Cuando la carga de las baterías disminuye, el regulador permite que la corriente de los módulos fluya hacia las baterías para volverlas a cargar. Pero una vez que ellos alcanzan su valor máximo, el regulador interrumpe ese flujo.
Regulador Fotovoltaico
Convertidor Dc/Ac:
La energía eléctrica proveniente de las baterías es corriente (Dc), sin embargo, la mayoría de los artefactos eléctricos de uso diario están diseñados o adaptados para corriente alterna (Ac). El convertidor Dc/Ac es un equipo eléctrico que transforma corriente continua a corriente alterna.
Convertidor Dc/Ac
Estructura De Soporte:
Todos los elementos de un sistema fotovoltaico se fijan con una estructura o soporte de diseño variado, para darle a todo el conjunto estabilidad y rigidez.
Estructura de Soporte
Cables Y Accesorios Eléctricos:
El sistema fotovoltaico se completa con el tablero, canalizaciones y cables necesarios para conectar eléctricamente tanto los diferentes elementos del circuito fotovoltaico y la carga a suplir.
Cables de un Sistema Fotovoltaico
FUENTES INFORMATIVA
_Blog energías renovable. (2009). [Pagina wed en línea]. Disponible: http://www.erenovable.com.
_Blog inhalación de energía solar. (2006). [Pagina wed en línea]. Disponible: http://www.instalacionenergiasolar.com.
_Enciclopedia de contenido libre. (2009). [Pagina wed en línea]. Disponible: http://es.wikipedia.org/wiki/panel/fotovoltaico/80k.
_Milton Gussow. (1988). Fundamentos de la electricidad. (1ra ed.). Venezuela, Dc: Biblioteca Luis García Pelisier
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Mediante un encuentro con el Sr. Eduardo Barrera, el cual se define de profesión “Un Obrero Curioso”, nos dio a conocer su opinión, con respecto a
- ¿Qué piensa usted de
La verdad no pienso que sea un nuevo método, sino la primera forma de obtención de energía, ya que la utilización de la luz solar, es la fuente mas primitiva que ha existido; por ejemplo nuestros indígenas la utilizaban para hacer el cazabe y a medida que fueron pasando los años, con el surgimiento de nuevos métodos, a manos de los científicos, de alguna forma se fue abandonando la utilización de esta fuente proveniente de lo que llamamos luz del sol, y ahora se puede decir, vuelve a surgir en conjunto con un nuevo método, como es el tema de esta entrevista la fotovoltaica.
- Sabemos que hoy en día el medio ambiente se encuentra en peligro. ¿Cómo piensa que
Porque otro tipo de energía, que se genera a partir de combustibles fósiles, va a causar siempre contaminación ambiental, es decir es la causa de tantos humos tóxicos. Pero si aumentamos la utilización de métodos como es la fotovoltaica, la eólica, hidráulica, u otras formas, que no ocasionaran este tipo de contaminación disminuiría el consumo de energía de origen fósil y esto ayudaría a la conservación del tan valioso medio ambiente.
- ¿Cree usted que mediante el surgimiento de este método, en un futuro sea necesario la utilización de las centrales termoeléctricas, para obtener energía?
La fuente que llaman termoeléctrica, tiene el contraste de hacerlo funcionar o para transportar la energía producida por este medio a diferentes lugares, se necesita del uso de combustibles fósiles, entonces es contradictorio. Yo considero que se debe plantear algo más pequeño, es decir, que cada ciudad, cada pueblo, cada población; tenga su pequeña fuente de energía para su autoabastecimiento.
Porque vamos al mismo punto, el tener que usar directa o indirectamente, repito, energía de origen fósil para producir energía limpia, es como decir, que se necesita de matar a otro para vivir; y eso es contradictorio, o sea, es inmoral. Por eso pienso que en vez de grandes centrales termoeléctricas, que sean pequeñas termoeléctricas que abastezcan pequeñas poblaciones o que hallan varias dentro de una ciudad.
Nosotros pensamos que la electricidad que se produce es limpia, pero para llegar a originar electricidad se necesitan turbinas a motor, la cual para poner en funcionamiento es indispensable el uso de gasoil, gasolina y otros; es decir, de combustible de origen fósil, causante de tanta polución. Entonces no es tan limpia como parece, porque hasta las de origen renovable; puede que sea de un comienzo limpia, pero para llegar a transportarla necesita de estas turbinas.
En particular en Venezuela mucha de la energía que producimos es de origen hidroeléctrica, no obstante, como ya dije, para lograr mover los motores, también usamos estos combustible, o sea que no hacemos mucho con esta electricidad; un cambio seria, volviendo al tema de energía fotovoltaica, así como la eólica, las corrientes marinas, la hidráulica; al no producir polución, ayudaría a la conservación del medio ambiente.
- ¿Podría ser
Indiscutiblemente.
- Se sabe que la fotovoltaica, esta en pleno desarrollo en nuestro país y que le da un uso en zonas aisladas, zonas indígenas o fronterizas, donde no sea capaz de llegar la red de distribución eléctrica. ¿Piensa que esto tenga un uso más global?
Si, necesariamente debe tener un uso más global, inmediato, lograr que esos experimentos que se hacen en zonas aisladas, zonas indígenas o incluso en grandes ciudades, como caracas (la cual esta siendo iluminada a través de panales fotovoltaicos), estos experimentos ya llevan dos años, al menos debe dar algún fruto.
Lo que me hace recordar que en Venezuela vivió una personalidad como lo fue Don Luís Sambrano, el diseño una turbina a agua, para llegar a producir electricidad en el estado Mérida y que aun se sigue usando. Lo que hace pensar que desde hace mucho tiempo ha habido personas interesadas en este tema.
glosario
Batería: Nombre aplicado a una pila seca o un acumulador.
cables: Conjunto de alambres tejidos que forman cuerda que transporta electricidad.
carga Eléctrica: Es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas (pérdida o ganancia de electrones) que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan las interacciones electromagnéticas entre ellas.
convertidor: Equipo electrónico que transforma corriente continua a corriente alterna.
corriente Continua: Es el flujo continuo de electrones a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial.
corriente Alterna: Es corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente.
combustible Fósil: son mezclas de compuestos orgánicos que se extraen del subsuelo con el objetivo de producir energía por combustión. Se consideran combustibles fósiles al carbón, procedente de bosques del periodo carbonífero, al petróleo y el gas natural procedente de otros organismos.
Efecto Fotoeléctrico: Consiste en la emisión de electrones por un material cuando se le ilumina con radiación electromagnética (luz visible o ultravioleta, en general).
Electricidad: Agente natural originada en los electrones atómicos que se manifiesta además en fenómenos magnéticos, mecánicos, luminosos, químicos o físicos. Se habla de carga eléctrica positiva o negativa en los cuerpos.
Electrolito: Es una solución de sales de agua, que da lugar a la formación de iones y que permite que la energía pase a través de ellos.
Electrón: Partícula elemental con carga eléctrica negativa, que es uno de los componentes del átomo y gira alrededor de un núcleo con carga eléctrica positiva.
Energía: Poder, fuerza.
Fotones: Cantidad mínima de energía de la luz u otra radiación electromagnética. En física es la partícula elemental responsable de las manifestaciones del fenómeno electromagnético.
Kilovatio (Kw.): Unidad igual a 1000 watts.
Periodos Nublados: Etapa donde existe ocultamiento del cielo por las nubes.
Radiación: Solar energía emitida por el sol, que se propaga en todas las direcciones a través del espacio mediante ondas electromagnéticas.
Red de Distribución: Sistemas de cables, donde se transporta la electricidad a diferentes partes del mundo.
Satélite: Astronave que se pone en órbita alrededor de la tierra para efectuar estudios u otros fines.
Selenio: No metal del grupo del azufre, de calor pardo rojizo y brillo metálico. Se usa en la fabricación de diversos productos. Símbolo Se.
Silicio: Material sólido de consistencia pétrea, que no se puede disolver en agua, y es más pesado que ella.
Sistema: Grupo de elementos que constituye o hacen funcionar algo.
Sobrecarga: Cargar demasiado.
Sobredescarga: Lo contrario de sobrecarga.
Tecnología: Conjunto de conocimiento y actividades de aplicación de la ciencia.
Voltaje: Potencial eléctrico expresado en voltios.
