ING.MECANICA ELECTRICA FACU UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO LTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA ELECTRONICA Y SISTEMAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA CURSO: INGENIERIA AMBIENTAL TRABAJO GRUPAL GENERACION FOTOVOLTAICA DOCENTE ZUNIGA. PRESENTADO POR : ING. EDITH : CCORA QUITO YOEL 083806 VELAZQUEZ LIMACHI WILDER BRAULIO 103364 1 ING. MECANICA ELECTRICA CHOQQUE SALINAS CESAR 063932 PACCO LIMA DIEGO 102287 KEVIN ATENCIO ALANOCA OCHOA YUCRA RONNY ALI 105701 Puno, JULIO del 2015 Contenido 1. Introducción.................................................................................................. 4 2. Objetivos....................................................................................................... 4 3. Justificación................................................................................................... 4 4. Memoria descriptiva..................................................................................... 5 Historia de la Energía Solar Fotovoltaica..........................................................5 Tecnología Fotovoltaica.................................................................................... 6 La célula fotovoltaica.................................................................................... 6 Módulos fotovoltaicos................................................................................... 7 Tipos de Paneles Fotovoltaicas........................................................................8 Paneles Solares de Celdas de Silicio.............................................................8 Material cristalino y policristalino....................................................................9 Material orgánico-Celdas solares de plástico.................................................10 Material HIT (Heterojuntura con capa fina intrínseca)....................................10 Otros Paneles Solares.................................................................................... 11 Placas solares de capa fina..................................................................11 Capas transparentes................................................................................... 11 Celdas orgánicas......................................................................................... 12 Celdas de concentración............................................................................. 12 2 ING. MECANICA ELECTRICA Generador fotovoltaico.................................................................................. 12 Sistemas fotovoltaicos...................................................................................... 14 Sistemas fotovoltaicos conectados a la red...................................................15 Sistemas fotovoltaicos no conectados a la red..............................................16 OPORTUNIDADES Y BARRERAS.........................................................................18 OPORTUNIDADES.............................................................................................. 18 BARRERAS......................................................................................................... 19 Fundamentos de los Sistemas Fotovoltaicos.....................................................19 El Sol como Recurso Energético.....................................................................20 Instrumentos de medición de la irradiación solar.............................................21 Medición de la radiación total........................................................................22 Conociendo los paneles solares........................................................................22 Construcción y fabricación............................................................................. 25 Proceso de producción de una celda FV......................................................25 Efecto de la temperatura............................................................................ 26 Paneles fotovoltaicos - módulos.....................................................................27 USOS................................................................................................................. 28 Carreteras inteligentes con tecnología solar..................................................28 Nuevo Diseño de Panel Solar Cuya Eficacia No Está Limitada Por el Angulo..29 HelioVolt pone nuevo CIGS solar punto de referencia eficiente.....................30 CUANTIFICACION DE LOS RECURSOS................................................................31 Explotación de la energía solar:.....................................................................31 Usos de la energía Solar:............................................................................... 31 PROCESO DE PRODUCCION DE PANELES SOLARES COMO IMPACTO NEGATIVO EN EL MEDIO AMBIENTE.................................................................................... 32 Producción..................................................................................................... 32 Materiales peligrosos..................................................................................... 32 Tierra............................................................................................................. 32 Subcontratación............................................................................................. 32 CUANTIFICACIÓN SOLAR EN EL PERU.............................................................33 CUANTIFICACION SOLAR EN LA REGION DE PUNO.........................................34 5. Conclusiones............................................................................................... 35 6. Referencias bibliográficas...........................................................................36 3 ING. MECANICA ELECTRICA 4 . Varias de las civilizaciones antiguas. Justificación 5 baratas para obtener energía . Objetivos La finalidad de este tema es ofrecer una comprensión básica de las posibilidades y restricciones de la tecnología fotovoltaica (FV). libres del contenido salino. son fácilmente reconocidas. El aprovechamiento de la energía solar representará un costo mensual cero. MECANICA ELECTRICA LA TECNOLOGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA Y SU GENERACION DEL RECURSO SOLAR APROVECHABLE 1. Introducción Cuando pensamos en la energía solar. controlar y almacenar energía eléctrica. 2. La luz solar hace posible el proceso de fotosíntesis.ING. las que. luz y calor. sin el cual el reino vegetal y animal desaparecerían. Promover el uso de la tecnología disponible para el aprovechamiento de la energía solar fotovoltaica Evaluación y cuantificación del recurso solar disponible en la región. dos manifestaciones de ésta. y 3. país y el mundo Promover el uso de energías limpias y amigables con el medio ambiente. Ambas juegan un papel vital en la vida de nuestro planeta. Utilizar tecnologías eficientes fotovoltaica de calidad. conscientes de esta dependencia. convirtieron al sol en una deidad digna de veneración. Seres humanos. El calor tempera el clima y evapora las aguas del mar. vale la pena mencionar que hay una inversión inicial para los equipos que permitirán captar la energía solar. animales y plantas deben su existencia a este simple mecanismo de purificación. ya que esta es gratuita. la cual se capta a través de paneles fotovoltaicos y se almacena en baterías como energía eléctrica para suministrar electricidad a las luces (bombillas) y diversos equipos que funcionan con energía eléctrica. Hoy en día la energía solar se utiliza como fuente de energía renovable. son devueltas al planeta en forma de lluvia. sin embargo. No solo la alarma medioambiental ha conseguido que se tenga en cuenta a las energías renovables como una alternativa al suministro energético. ya que en su origen proceden en su mayoría del Sol. El desarrollo de la tecnología FV surgió durante los programas de investigación espacial. 4. sino también la preocupación por una independencia energética y la escasez de recursos fósiles han sido los grandes precursores. Memoria descriptiva Historia de la Energía Solar Fotovoltaica La generación de electricidad con celdas fotovoltaicas solares fue descubierta en el siglo XIX. lo cual ha traído consigo el aumento de emisiones de anhídrido carbónico a la atmósfera y el previsible agotamiento de las fuentes tradicionales de energía. MECANICA ELECTRICA Las energías regenerativas son una fuente de abastecimiento inagotable. realmente alejados de la red pública. A pesar de este temprano descubrimiento de los principios de su funcionamiento. los Sistemas Fotovoltaicos sólo fueron recientemente una opción interesante para aplicaciones comerciales a gran escala. dan origen a los recursos en los que se basan los diferentes tipos de reservas de las mismas. en 1839 por Edward Becquerel cuando observó casi accidentalmente la aparición de un voltaje en las terminales de un pedazo de selenio en electrolito. con la llegada de la crisis petrolera y el incremento de los costos de energía. sino que el Sol produce una serie de fenómenos naturales que. 6 . Esto no significa que las energías renovables deban asociarse al aprovechamiento directo de la energía solar. En los últimos treinta años su consumo se ha duplicado.1970 debido a sus características idóneas. Durante los siguientes 15 años la tecnología de la celda fue mejorada y estuvo lista para que en 1975. especialmente entre 1950 . se pensara en dicha tecnología como alternativa de solución. larga vida. a su vez. resistencia al ambiente exterior y alta confiabilidad.ING. Las celdas fotovoltaicas (FV) eran aún muy costosas para muchas de las aplicaciones comerciales pero probaron ser una opción interesante para aquellos lugares. La demanda de energía crece de manera imparable. bajo peso. con una superficie aproximadamente igual a 100 cm2. frecuentemente de silicio. Otro desarrollo reciente es el mejoramiento del comportamiento de módulos de silicio amorfo. Este tipo de módulos convierte la luz solar en electricidad con una eficiencia del 12 al 15 %. Debido al descenso de los costos. Son especialmente interesantes los desarrollos con la tecnología de la película delgada para las celdas solares. Tecnología Fotovoltaica La célula fotovoltaica La conversión de la radiación solar en una corriente eléctrica tiene lugar en la célula fotovoltaica. el número de aplicaciones comerciales va creciendo. 7 . Se espera que a largo plazo estas celdas solares produzcan electricidad a una eficiencia de más del 15%. Generalmente.25 y los 0. Wp es la potencia de salida máxima de una célula bajo condiciones estándar. Estas celdas están aún es una fase pre-comercial pero se espera que sean una alternativa económicamente viable en una o dos décadas. Las recientes mejoras en eficiencia probablemente influirán en una mayor utilización de estas celdas solares. MECANICA ELECTRICA Desde entonces. muchos de los paneles solares fotovoltaicos utilizados son celdas cristalinas o de silicio.ING. una célula fotovoltaica tiene un grosor que varía entre los 0.35 mm y una forma generalmente cuadrada. La célula fotovoltaica es un dispositivo formado por una delgada lámina de un material semiconductor. hoy en día pequeñas celdas fotovoltaicas se usan dondequiera alrededor del mundo en una infinidad de diferentes aplicaciones comerciales. Hasta ahora. La ventaja de un silicio amorfo es que su precio es bajo. En la siguiente tabla se muestran las eficiencias y características de las diferentes tecnologías de celdas. Al principio los PF eran sólo una opción interesante para aplicaciones espaciales. Inicialmente estas celdas producían electricidad con una eficiencia muy baja (5%) pero con mejoras recientes (después de su estabilización) puede acercarse al 10%. los precios de las celdas fotovoltaicas han ido bajando y su eficiencia gradualmente se ha incrementado y por tanto los costos por unidad de electricidad generada con fotovoltaica empiezan a ser cada vez más bajos. telurio de cadmio. son extremadamente frágiles. Otros materiales: Arseniuro de galio. El módulo fotovoltaico es una estructura robusta y manejable sobre la que se colocan las células fotovoltaicas. Silicio Amorfo: con rendimiento energético menor del 10 %. Los módulos pueden tener diferentes tamaños (los más utilizados tienen superficies que van de los 8 . en comparación a los requeridos normalmente por los aparatos convencionales. no justificados por el grado de pureza requerido para la fotovoltaica. Otros materiales para la realización de las células solares son: Silicio Mono-cristalino: de rendimiento energético hasta 15 -18 %. cuyo proceso de fabricación presenta costes muy altos. Después. el material actualmente más utilizado es el mismo silicio utilizado por la industria electrónica. diseleniuro de indio y cobre. el material más utilizado es el silicio monocristalino que presenta prestaciones y duración en el tiempo superiores a cualquier otro material utilizado para el mismo fin. que son inferiores a los necesarios en electrónica. Silicio Poli-cristalino: de rendimiento energético hasta 12 -14 %. MECANICA ELECTRICA Para la realización de las células. Actualmente. Módulos fotovoltaicos Las células solares constituyen un producto intermedio de la industria fotovoltaica: proporcionan valores de tensión y corriente limitados. eléctricamente no aisladas y sin un soporte mecánico. son ensambladas de la manera adecuada para constituir una única estructura: los módulos fotovoltaicos.ING. 5). MECANICA ELECTRICA 0. Tensión nominal (V): tensión de trabajo del módulo.5 m2 a los 1. Las características eléctricas principales de un módulo fotovoltaico se pueden resumir en las siguientes: Potencia de Pico (Wp): potencia suministrada por el módulo en condiciones estándar STC (Radiación solar = 1000 W/m2.M. = 1.ING. Algunos módulos fotovoltaicos presentes en el mercado Los módulos formados tienen una potencia que varía entre los 50Wp y los 150Wp. Corriente nominal (A): corriente suministrada por el módulo en el punto de trabajo. Tipos de Paneles Fotovoltaicas Paneles (o mejor 'módulos') fotovoltaicos se puede producir de muchos elementos. Temperatura = 25 °C. existe hoy una gran variedad de productos. 9 . según el tipo y la eficiencia de las células que lo componen. Con mejorados y nuevos métodos de producción y el uso de nuevos elementos incluyendo materiales orgánicos. A.3 m2) y constan normalmente de 36 células conectadas eléctricamente en serie. este tiempo de retorno todavía es más corto. Se distinguen entre placas compuestas de celdas monocristalinas (izquierda) y policristalina (derecha). Frecuentemente con placas policristalinas se puede conseguir más energía por el mismo precio. MECANICA ELECTRICA Paneles Solares de Celdas de Silicio Las celdas fabricadas de bloques de silicio ('ingots') son las más comunes. o Aquí se encuentran cristalinas.ING. algunas consideraciones 10 sobre paneles . La empresa Noruega Elkem logra recuperar la energía usada para la fabricación de sus ingots en 1. las placas de silicio fabricadas hoy con procesos modernos y celdas más finas necesitan menos de dos años para producir la energía que se usó para su propia fabricación (vea por ejemplo Mariska de Wild-Scholten 'Environmental profile of PV mass production: globalization'. o El argumento de que la energía (eléctrica) necesaria para producir las placas solares es mayor a la que ellas generan durante su vida (tiempo de retorno energético). Una escasez de silicio de alta pureza anunciado en 2005 fue evitada con nuevos descubrimientos y mejores procesos de fabricación. En la práctica la diferencia entre ambas es mínima. La experiencia comprobó una vida útil con frecuentemente más de 40 años sin ningún mantenimiento.3 meses). La mayor eficiencia de las monocristalinas puede tener importancia cuando el espacio disponible es reducido. cada vez más asequibles. la cantidad con suficiente pureza (99. Varias empresas que invirtieron fuertemente en tecnologías alternativas hoy se encuentran en serios problemas para competir con los paneles de silicio tradicionales. En países de alta radiación como en el Perú. Aunque con validez hace más de 50 años atrás. Tradicionalmente se discutieron dos argumentos en contra de este tipo de placas solares: Aunque el silicio es muy abundante (por ejemplo en arena).9999%) es limitada y consecuentemente caro. el que es vertido en moldes rectangulares. la confortabilidad. Los dos tipos pueden ser identificados a simple vista. Material polímero 11 . que insume enormes cantidades de energía eléctrica. el precio y el peso. MECANICA ELECTRICA Material cristalino y policristalino Las celdas fotovoltaicas que se ofrecen en el mercado actual utilizan dos tipos de materiales semiconductores. de ahí el nombre de poli (muchos) y cristalino (cristales). aumentan la vida de la batería sin aumentar o impedir el factor de forma de diseños de producto por los demás. Su estructura cristalina no es uniforme. Puede ser cubierto o imprimido en una superficie. Las foto 01 muestran esta diferencia. es hecho en un proceso similar a la película fotográfica. el rendimiento. Uno tiene una estructura cristalina uniforme. ya que la estructura cristalina provee una superficie de brillo uniforme. La flexibilidad. El tipo cristalino requiere un elaborado proceso de manufactura. el otro una estructura policristalina.ING. Material cristalino. son algunas de las características de esta versátil celda solar de plástico. incrementando substancialmente el costo del material semiconductor. La versión policristalina se obtiene fundiendo el material semiconductor. mientras que la policristalina muestra zonas de brillo diferente. lingote monocristalino y Material policristalino Material orgánico-Celdas solares de plástico Estos nuevos materiales son hechos de polímeros conductores y nanoingeniería de los materiales. Cortesía de Sanyo Energy (USA) Corporation Otros Paneles Solares Placas solares de capa fina Para reducir los costos de producción y salir de la posible escasez de silicio se empezaron a investigar e invertir en placas de otros materiales. galio y selenio (CIGS) y módulos de capa delgada a base de cadmio y telurio (CdTe).ING. 12 . La mejora más reciente de progreso de la celda HIT de Sanyo fue recientemente usando un grosor de celda de 98 micrómetros. se logró una importante reducción de los costos usando otros elementos. viene con una eficiencia de conversión de energía de celda de 22. el cuál ha sido verificado independientemente por el National Institute of Advanced Industrial Science and Technology. Brinda el mejor nivel de generación de potencia del mundo por unidad de área de instalación. es una tecnología original. indio. A parte de paneles solares de capa fina (thin film solar cells) con silicio (amorfas). basada en la conversión eficiente de energía alta superior y resistencia de temperatura. Los más importantes son módulos de capa delgada de cobre. indio y selenio (CIS) o de cobre.8%. MECANICA ELECTRICA Material HIT (Heterojuntura con capa fina intrínseca) La célula solar hit de Sanyo es un modelo híbrido que se combina un substrato de silicio cristalino y una película fina silicio amorfo. el cual es menos del medio grosor de la celda previa. Con estas se puede reemplazar los vidrios polarizados y usar la energía generada para apoyar la climatización de los edificios. etc. por ejemplo para cargar aparatos de telecomunicación. mochilas. MECANICA ELECTRICA Modernos procesos como por ejemplo tecnologías de imprenta resultan en capas ultra finas usando menos materia prima. A parte de aplicaciones especiales. Así se puede evitar un celular descargado. De interés especial es la Celda Grätzel de material simple similar a la fotosíntesis con características 13 .ING. Capas transparentes Un desarrollo práctica es la recién empezada producción de ventanas con capas finas semi-transparentes. sombrillas. Inversiones masivas en estas nuevas tecnologías (en gran parte asegurado por programas gubernamentales) permitieron instalaciones de parques solares de gran tamaño. Celdas orgánicas Celdas orgánicas ya se puede tejer en la ropa. sirven para cargar aparatos de poco consumo. Celdas flexibles Las nuevas formas de producción permiten también producir celdas flexibles que abren posibilidades que la rigidez de los paneles tradicionales no permitieron. Estas celdas cada vez más se incorporan en la ropa. alimentar otros aparatos portátiles o tener luz en la playa una vez que se va el sol. Es una válida alternativa arquitectónica para incluirlas en edificios. con el resultado de que la empresa First Solar (EEUU) con sus placas tipo CdTe se convirtió en el 2009 temporalmente en el productor fotovoltaico más grande del mundo. Este mineral. la primera vez descrito en 1839. MECANICA ELECTRICA muy prometedoras. Nuevas técnologías que eviten las desventajas están bajo desarrollo. no es tóxico. Celdas de concentración Concentrar la luz con sistemas ópticos es otro desarrollo para aumentar la relativamente baja eficiencia de las celdas fotovoltaicas y reducir los costos. A causa del uso de materiales simples. con la combinación adecuada para obtener la corriente y el voltaje necesarios para una determinada aplicación. se espera en el futuro una importante reducción de los precios. la necesidad de orientarlos exactamente hacia el sol y el control de la alta temperatura generada imponen sistemas sofisticados con un mantenimiento alto y costoso. Contario de las celdas cristalinas. abundante y conocido como semiconductor desde años. Grätzel ganó el Premio Tecnológico del Millenium en el 2010. Generador fotovoltaico Está formado por el conjunto de los módulos fotovoltaicos. mientras otras tecnologías necesitaban décadas para lograr algo similar. En 2013 por ejemplo se alcanzaron con el mineral Perovskite producir en el laboratorio celdas fotovoltaicas con una sorprendente eficiencia de 15% en el laboratorio. tienen la ventaja que la eficiencia aumenta con la temperatura. El elemento base es el módulo fotovoltaico. Aunque se logró mejorar la eficiencia por un factor importante en los sistemas instalados. Con esta invención el Prof. Esto salto de eficiencia creo la esperanza de producir comercialmente en pocos años nuevas celdas de Perovskite hasta un 30% de eficiencia a costos muy bajos. adecuadamente conectados en serie y en paralelo. Lo exitante es el gran avance de producir estas celdas fototovoltaicos en menos de cuatro años (de solamente 3% en 2009). 14 .ING. Las investigaciones continuan fuertemente. Actualmente están preparando una primera producción industrial. potencia de pico. características arquitectónicas específicas del edificio.ING. Los módulos fotovoltaicos que forman el generador. mientras que módulos o paneles conectados eléctricamente en serie. La cantidad de energía producida por un generador fotovoltaico varía durante el año en función de la insolación de la localidad y de la latitud de la misma. Finalmente. características eléctricas específicas de la carga. A título indicativo.600 15 . están montados sobre una estructura mecánica capaz de sujetarlos y que está orientada para optimizar la radiación solar. en España se recibe de media una insolación de 1. Para cada aplicación. la conexión eléctrica en paralelo de muchas ramas constituye el campo. latitud del lugar y radiación solar media anual del mismo. MECANICA ELECTRICA Varios módulos ensamblados mecánicamente entre ellos forman el panel. para obtener la tensión nominal de generación. aunque existen diferencias regionales y estacionales significativas. el generador tendrá que ser dimensionado teniendo en cuenta los siguientes aspectos: carga eléctrica. forman larama. posibilidad de conexión a la red eléctrica. lo que la sitúa. lo que podría proporcionar el 24. Sistemas fotovoltaicos Se define como sistema fotovoltaico el conjunto de componentes mecánicos. con lo que nuestro país podría reducir estas emisiones en un 9-20%.ING. a la cabeza de Europa. Un sistema de este tipo. durante las horas de insolación escasa o nula. se pueden dividir en dos categorías: aislados (stand alone ) conectados a la red (grid connected ) Los sistemas aislados. eléctricos y electrónicos que concurren para captar y transformar la energía solar disponible. evaluado para España en 31. necesario prever una acumulación de la energía no inmediatamente utilizada. por tanto. por el hecho de no estar conectados a la red eléctrica. MECANICA ELECTRICA kWh/m2-año. mientras que a menudo la mayor demanda por parte del usuario se concentra en las horas de la tarde y de la noche. ya que la energía producida durante las horas de insolación es canalizada a la red eléctrica. normalmente no tienen sistemas de acumulación.2% de la electricidad consumida y ahorrar de 17. Durante la fase de insolación es. Una configuración de este tipo implica que el campo fotovoltaico debe estar dimensionado de forma que permita. Esto se traduce en un enorme potencial de los tejados fotovoltaicos.5 a 50 millones de toneladas de CO2.885 MWp para 1990. la alimentación de la carga y de la recarga de las baterías de acumulación. junto con Portugal. en cambio. independientemente de su utilización y del tamaño de potencia. al contrario. que es proporcionada a la carga cuando la energía disponible es reducida e incluso nula. la carga viene alimentada por la red. La acumulación es necesaria porque el campo fotovoltaico puede proporcionar energía sólo en las horas diurnas. transformándola en utilizable como energía eléctrica. durante las horas de insolación. desde el punto de vista de la continuidad de 16 . Los sistemas conectados en red. normalmente están equipados con sistemas de acumulación de la energía producida. Estos sistemas. MECANICA ELECTRICA servicio. Es necesario tener en cuenta que en el caso especial de sistemas sin acumulación conectados en red. en cambio. ya que maximiza la producción de corriente del dispositivo fotovoltaico y optimiza el paso de energía entre el módulo y la carga. Sistemas fotovoltaicos conectados a la red Los principales componentes que forman un sistema fotovoltaico “grid connected” son: Módulos fotovoltaicos Inversor para la conexión a red Dispositivo de intercambio con la red eléctrica Contador de energía bidireccional El inversor es uno de los componentes más importantes en los sistemas conectados a red.) en energía alterna (generalmente 220V). con la que trabaja en régimen de intercambio. La carga la representa. por ejemplo. por tanto. es la red misma la que desempeña la tarea de acumulador. no tiene posibilidad de alimentación alternativa. en caso de avería. . como sucede en cualquier otro sistema “grid connected”. se pueden obtener sistemas de alta fiabilidad integrando el sistema aislado con una fuente energética tradicional. La tarea de los sistemas conectados a la red es. el usuario conectado a la red. la de introducir en la red la mayor cantidad posible de energía. En este caso. para alimentar el sistema y/o introducirla en la red. 17 . 48V. resulta más fiable que uno no conectado a la red que..ING. La estructura física de un sistema fotovoltaico (aislado o conectado a la red) puede ser muy diferente. Es un dispositivo que transforma la energía continua producida por los módulos (12V. de capacidad infinita. 24V. diesel (sistema híbrido diesel-fotovoltaico). pero normalmente se pueden distinguir tres elementos fundamentales: el campo fotovoltaico sistema de acondicionamiento de la potencia sistema de adquisición de datos. 18 . Este dispositivo sigue el punto de máxima potencia (MPPT) y tiene justamente la función de adaptar las características de producción del campo fotovoltaico a las exigencias de la carga. Finalmente. MECANICA ELECTRICA Los inversores para la conexión a la red eléctrica están equipados generalmente con un dispositivo electrónico que permite extraer la máxima potencia. El dispositivo de intercambio con la red sirve para que la energía eléctrica introducida en la red tenga todas las características requeridas por la misma.ING. el contador de energía mide la energía producida por el sistema fotovoltaico durante su periodo de funcionamiento. del generador fotovoltaico. paso por paso. por la energía acumulada en las baterías.ING. Ambas condiciones son nocivas para la correcta funcionalidad y la duración de los acumuladores. El regulador de carga sirve fundamentalmente para preservar los acumuladores de un exceso de carga por el generador fotovoltaico y de la descarga por el exceso de uso. a través del regulador de carga. 19 . por consiguiente. Ya que normalmente la potencia requerida por el usuario no es proporcional a la radiación solar (y. a la producción eléctrica de un sistema fotovoltaico) una parte de la energía producida por el campo fotovoltaico tiene que ser almacenada para poder ser reutilizada cuando el usuario la necesite. la energía producida por los módulos fotovoltaicos es almacenada en baterías de acumulación. La carga es alimentada. Este es la finalidad del sistema de acumulación. MECANICA ELECTRICA Sistemas fotovoltaicos no conectados a la red Los principales componentes que forman un sistema fotovoltaico aislado son: Módulos fotovoltaicos Regulador de carga Inversor Sistema de acumulación (baterías de acumulación) En este tipo de sistemas. el inversor tiene que estar dimensionado para poder alimentar directamente la carga que se le quiere conectar. Al estar hablando de la energía solar podemos afirmar que es una fuente inagotable. En este caso. al ser España un lugar tan favorecido por esta estrella. son muchas las ventajas que vienen a nuestra cabeza. La más importante de todas las ventajas es que este tipo de energía no contamina.ING. MECANICA ELECTRICA Un sistema de acumulación está formado por un conjunto de acumuladores recargables. 20 . Las baterías que se utilizan con esta finalidad son acumuladores de tipo estacionario y sólo en casos muy especiales es posible utilizar baterías tipo automoción. De hecho. su finalidad en los sistemas aislados es la de transformar corriente continua (CC) producida por el campo fotovoltaico. OPORTUNIDADES Y BARRERAS OPORTUNIDADES Cuando pensamos en la energía solar. parece que este tipo de energía se nos ofrece día tras día con la salida del sol y. se convierte en un tipo de energía que podríamos calificar como interesante. es posible incluso alimentar directamente con corriente continua de baja tensión la carga. de todos modos. Las baterías para uso fotovoltaico tienen que cumplir los siguientes requisitos: Bajo valor de autodescarga Larga vida útil Manutención casi nula Elevado número de ciclos de carga-descarga En cuanto al inversor. en corriente alterna (CA). el inversor en este tipo de instalaciones (sistemas aislados) no es un componente indispensable. Es evidente que. dimensionado de forma que garantice la suficiente autonomía de alimentación de la carga eléctrica. necesaria para la alimentación directa de los usuarios. suele costarnos mucho más pensar en algo en concreto salvo que estéticamente. y se puada amortizar a los 5 años de su implantación. lo que puede no ser tan atractivo para el consumidor. 21 .ING. Es un sector que promueve la creación de empleo. se necesitan grandes extensiones de terreno. y lo mismo ocurre entre una estación del año y otra. lo que facilita su elección. Los sistemas de captación solar que se suelen utilizar son de fácil mantenimiento. o es dificultoso y costoso su traslado. lo que dificulta que se escoja este tipo de energía. mientras que el costo de los combustibles fósiles aumenta con el paso del tiempo porque cada vez son más escasos. como para realizar la instalación y el mantenimiento de la misma. pues no requiere de ningún combustible para su funcionamiento. MECANICA ELECTRICA Es un sistema de aprovechamiento de energía idóneo para zonas donde el tendido eléctrico no llega (zonas rurales. el nivel de radiación de esta energía fluctúa de una zona a otra. Vas a ahorrar dinero a medida que la tecnología va avanzando. La disponibilidad de energía solar reduce la dependencia de otros países para el abastecimiento de energía de la población. no queda especialmente bonito cuando se decide instalarlo en los campos. islas). Cuando se decide utilizar la energía solar para una parte importante de la población . necesario para la fabricación de células y paneles solares. La energía solar fotovoltaica no requiere ocupar ningún espacio adicional. pues puede instalarse en tejados y edificios. La única inversión es el coste inicial de la infraestructura. Pero además. montañosas. BARRERAS Cuando pensamos en las desventajas de este tipo de energía renovable. MECANICA ELECTRICA Además. Si quisiéramos cubrir todo el consumo con energía solar. De otro lado. son lugares desérticos y alejados.. otra de las desventajas.etc…) Algunas de sus ventajas son que los sistemas solares fotovoltaicos casi no requieren de mantenimiento.000 veces el actual consumo de energía del mundo. como por ejemplo las instalaciones de agua caliente y calefacción. requieren una bomba que haga circular el fluido. En realidad la energía que recibimos es 10. hay desventajas. Una de las desventajas más conocidas es el alto costo inicial de los FV.ING. Los lugares donde hay mayor radiación. Esto hace que mucha gente difícilmente adquiera un sistema fotovoltaico. Fundamentos de los Sistemas Fotovoltaicos El Sol como Recurso Energético La energía que recibimos del Sol es más que suficiente para cubrir toda la demanda energética del mundo. o puntos débiles de los sistemas fotovoltaicos. casi la misma área que utilizamos para cultivar 22 . necesitaríamos un área de aproximadamente 25 millones de hectáreas que es lo mismo que 500km x 500 km. no hacen ruido y no contaminan. Otras desventajas son que algunas de las partes deben importarse. es que inicialmente requiere una fuerte inversión económica a la que muchos consumidores no están dispuestos a arriesgarse Muchas veces se debe complementar este método de convertir energía con otros. (energía que no se aprovecha para desarrollar actividad agrícola o industrial. en la tierra la máxima intensidad de la irradiación es aproximadamente de 1000 W/m2. Este diagrama está referido a las horas efectivas de incidencia de irradiación solar por día (horas sol pico) en base a estudios de mediciones de horas de sol. hay variaciones de país en país. Las áreas desérticas con climas muy secos y claros. reciben mayor irradiación que las áreas tropicales donde la humedad es mucho mayor. MECANICA ELECTRICA maní o semillas de algodón. La irradiación no está distribuida equitativamente sobre la superficie de la Tierra. Como referencia la actual producción de módulos fotovoltaicos está acercándose a los 100 MWp/día o más o menos 1 km. Instrumentos de medición de la irradiación solar El nombre del instrumento que sirve para medir la energía solar es el solarímetro. Todos estos diferentes efectos hacen que la energía solar fluctúe fuertemente de región a región y de tiempo en tiempo. cuadrado al año. Fuera de la atmósfera la irradiación del Sol tiene una intensidad de 1350 W/m2.ING. primeramente debido a la forma de la Tierra. las áreas alrededor del Ecuador reciben más energía solar que otras partes. aún si se encuentran en la misma latitud. En días claros la energía solar está distribuida a lo largo del día en una especie de distribución de Gauss (forma de campana). esto quiere decir 1000 W/m2 por cinco horas útiles de radiación solar al día. Aún más hay fluctuaciones debido a la rotación de la tierra alrededor de su propio eje (fluctuación diaria) y alrededor del sol (fluctuación estacionaria). Básicamente hay dos tipos de solarímetros: el 23 . En segundo lugar. despeje del cielo y nubosidad. pero en días muy despejados puede ser un poco más alta. debido a las diferencias en la humedad del aire. Por ejemplo la estimación de energía solar en el Perú es de aproximadamente 5kWh /m2 /día. Los data loggers son costosos y por lo tanto sólo se utilizan para monitorios detallados de sistemas grandes o para estudiar sistemas experimentales. El piranómetro tiene una pequeña plancha de metal negro dentro con una termocupla unida a ella. un año). Así. esto no puede realizarse automáticamente. La salida de la termocupla es medida para la irradiación instantánea total en un momento dado. El solarímetro fotovoltaico no es nada más que una célula fotovoltaica pequeña que genera electricidad. Si se utilizan los piranómetros. la insolación se mida bajo el mismo ángulo en que están colocados los paneles. por día. La cantidad de electricidad es nuevamente medida para la irradiación instantánea. La mayor parte del tiempo sin embargo. Especialmente si uno desea monitorear el comportamiento de un sistema en detalle entonces será necesario medir la entrada y salida del sistema por un período más largo (varios meses.ING. Los Solarímetros fotovoltaicos son mucho más económicos que los piranómetros pero menos exactos. por ejemplo. durante una inspección al término. La plancha y la termocupla están cubiertas y aisladas por una cúpula de vidrio. Sólo en esa forma los disturbios o problemas a corto plazo pueden reglamentarse y hacerse evaluaciones más exactas del comportamiento. tendrán que utilizarse los data loggers para almacenar y agregar las mediciones instantáneas. por mes o por año. Una ventaja de los solarímetros fotovoltaicos es que están también disponibles con un integrador para que la irradiación total diaria u horaria pueda ser medida sin dificultad. en un proyecto de monitoreo. la irradiación total a lo largo de períodos de tiempo fijos (total por hora o día) tendrán que medirse. uno está más interesado en la irradiación durante un período más largo. Esta plancha negra se calienta al sol y con la termocupla el aumento el aumento de temperatura se puede medir. Conociendo los paneles solares 24 . Si la insolación total por hora o por día es requerida. Es importante. ambos tipos miden la irradiación solar tanto directa como difusa. Medición de la radiación total La irradiación instantánea es solo útil para determinar el comportamiento de una instalación en determinado momento. MECANICA ELECTRICA piranómetro y el medidor fotovoltaico. llenándolo pero dejando un hueco en el átomo 25 . que también pueden catalogarse con átomos con huecos. contactos metálicos y usualmente un recubrimiento delgado que aumenta la eficiencia de la célula (reflexión reducida). El silicio cristalino es un semiconductor que consta de un registro periódico de átomos y un cristal. En general. La cantidad de energía mínima para liberar a un electrón de su posición fija se llama Band-gap. Esto se logra impurificando el cristal de silicio con átomos que tienen electrones libres. Las celdas fotovoltaicas consisten de un semiconductor de silicio. sin partes móviles y sin generar ruido o contaminación alguna. por ejemplo. En un metal. Los electrones en las órbitas exteriores son las más importantes pues determinan las características del átomo. los electrones exteriores circulan libremente y por lo tanto un metal conduce electricidad muy bien. MECANICA ELECTRICA Una célula fotovoltaica es un conductor semiplano que convierte la irradiación solar directamente a corriente eléctrica. La capa superior es un semiconductor del tipo n y la capa inferior es un semiconductor del tipo p. Un semiconductor del tipo n (tipo negativo) es un semiconductor con un exceso de electrones libres. un átomo consiste de un núcleo positivo y electrones negativos que circulan en órbitas alrededor del núcleo. El principio básico del efecto fotovoltaico es que es posible liberar electrones de sus átomos y en estos electrones libres hacer el material conductivo. Estos huecos también se mueven libremente a través del cristal a temperatura ambiente.ING. Cuando un fotón cae sobre un semiconductor puede suministrar suficiente energía para liberar a un electrón. El electrón exterior de un átomo vecino tiene suficiente energía de vibración para saltar dentro del hueco. Un semiconductor del tipo p (tipo positivo) está impurificado con átomos que tienen una escasez de átomos libres. La célula fotovoltaica realmente consiste en dos capas muy delgadas de semiconductores. Al hacer esto causan una carga positiva en la capa del tipo n porque los electrones negativos dejaron esta capa. 26 . los electrones libres de la capa tipo n fluirán hacia los huecos de la capa tipo p y llenarán estos huecos. al mismo tiempo en la capa del tipo p se da una carga b negativa debido a la recepción de electrones de la capa tipo n.ING. La diferencia de cargas crea un voltaje interno que impide a más electrones fluir de la capa del tipo n a la capa del tipo p. MECANICA ELECTRICA Cuando dos capas delgadas de materiales tipo p y tipo n se unen. También es posible hacer crecer cristal directamente sobre una placa de metal. creando un voltaje en los contactos externos de las dos capas. Construcción y fabricación Proceso de producción de una celda FV Básicamente el proceso de producción de celdas cristalinas consiste en producción de obleas y fabricación de celdas a partir de estas obleas. Producir poli-cristalino es más barato que el cristalino-puro y también materia prima menos costosa puede utilizarse.ING. fluirá una corriente eléctrica. Si no se hace ninguna conexión externa entre las dos capas. Otra posibilidad es. El cristalino-puro se produce sacando un lingote del silicio derretido. Para reponer el equilibrio. MECANICA ELECTRICA Cuando la luz solar cae sobre las capas se crearán más electrones libres en la capa p y huecos en la capa n. Se produce un silicio poli cristalino enfriando un container de silicio derretido. Los costos del silicio crudo son algo más caros y con la demanda creciente de celdas FV y otros semi-conductores los precios tienden más a subir que a bajar. eliminando así el proceso de corte (que es el costoso). Sin embargo la eficiencia es un poco menor. Las obleas (láminas muy delgadas de silicio cristalino) se cortan de un bloque sólido de silicio. este voltaje externo permanecerá tal como está porque no hay electrones que puedan fluir de la capa n a la capa p. Para bajar el precio de las celdas FV se están utilizando nuevas técnicas de corte que producen menos desperdicio al serruchar y que pueden cortar láminas más delgadas. por supuesto. alterando por tanto el equilibrio. crear los 27 . se hacen contactos con metales y se hace un recubrimiento anti-reflexivo. Las celdas están entonces listas para ser usadas e incorporadas en los paneles FV o módulos. entre otras. MECANICA ELECTRICA cristales directamente sobre una superficie. Las obleas son luego compuestas en celdas en varios pasos. las capas pueden hacerse muy delgadas y no hay pérdidas en el corte. 28 . las capas tipo n y p se producen (ver siguiente sección en el principio de funcionamiento de las celdas).ING. En estas etapas. las celdas son hechas en forma redonda o cuadrada. MECANICA ELECTRICA Efecto de la temperatura El voltaje del punto de máxima potencia disminuye al aumentar la temperatura.módulos Generalmente. La temperatura de las celdas solares es de 20°C a 25°C más alta que la temperatura ambiente. como de 29 . Para tener un voltaje mayor.ING. del orden de los 100 cm2.55V CC. Si el voltaje a máxima potencia del módulo está exacto. entonces cuando el voltaje de la batería o las caídas de voltaje entre módulo y batería aumenten o la temperatura suba más allá de lo esperado. Se debe seleccionar el módulo cuyo voltaje de máxima potencia coincida con el voltaje de la batería. Paneles fotovoltaicos . Es importante entonces asegurar que el módulo solar opere en el punto de máxima potencia con el voltaje de batería que se necesita y a la temperatura de la celda que se tenga en el lugar. El voltaje de una célula es relativamente estable y aproximadamente de 0. considerando la temperatura de las celdas solares. la corriente solar disminuirá a pesar de que haya buena insolación. Esto aumenta la salida neta por metro cuadrado de un módulo. Se trata de una iniciativa que busca transformar a las rutas de todo el país en 30 . Un factor importante que determina la salida de un panel solar es el factor de empaque.55 = 13. La salida usual de los módulos FV es alrededor de 100 Wp por metro cuadrado.2 V). Más o menos así es como se verían las carreteras en Estados Unidos si el proyecto de Solar Roadways llegase a convertirse en una realidad. Esto significa que un módulo FV diseñado para cargar batería de 12V debería producir alrededor de 13V. un número de celdas se conectan en serie. aún si las mismas celdas FV se usan. Como si fuera un gigantesco juego de video. Algunos módulos se hacen de tal manera que relativamente gran parte del panel permanece vacío. de 33 celdas de silicio en serie (24 x 0. MECANICA ELECTRICA 12 o 24 V. USOS Carreteras inteligentes con tecnología solar Las carreteras cuentan con un sistema interno de iluminación que marca las líneas divisorias entre los carriles y brinda indicaciones a los conductores.5 m2 que es el tamaño más pequeño posible para un panel de 12V cuando se utilizan celdas de 100 c m2. mientras que en otros módulos las celdas se empacan de manera bastante densa.ING. por ejemplo. Para el cargado de baterías el voltaje de salida de un módulo debería siempre ser un poco más alto que el voltaje de la batería. dicho módulo puede hacerse. El tamaño usual de los módulos es de alrededor de 0. Estas carreteras son más visibles por la noche. y también cuando llueve".6 kilovatios por día y según dijo Scott Brusaw. "donde los autos circulan a menor velocidad". un transeúnte u otro carro en la cercanía. otra ventaja de los paneles es que "tienen incorporado una suerte de calefacción para evitar la acumulación de nieve durante el invierno". un kilómetro y medio de cuatro carriles construido con estos paneles podría generar (y almacenar) electricidad suficiente para abastecer cerca de 500 hogares. el Departamento de Transporte estadounidense le concedió a esta empresa un contrato de US$100.ING. “si estas vías se implementan en todo el país. "lo cual las hace más visibles por la noche. Recientemente. en esta primera fase -la idea es colocar los paneles solares en los estacionamientos. ya que "sería la primera vez que se conduce un automóvil sobre vidrio". una sustancia derivada del petróleo. como también cuentan con un sensor que reconoce por el peso si hay un animal. uno de los dos fundadores de la empresa. generarían tres veces más electricidad de la que necesita todo el territorio estadounidense”. Para darnos una idea en una escala más pequeña. especialmente para la gente que tiene problemas de visión. En cuanto al sistema de señalización. dice la empresa”.para los automóviles eléctricos. Los paneles tienen un sistema de calefacción para derretir la nieve que se acumula durante el invierno. 31 . Además. de cuatro metros por cuatro metros. tiene la capacidad de indicarle al conductor si debe frenar o desacelerar la marcha. Cada panel. MECANICA ELECTRICA "carreteras inteligentes" construidas con paneles solares. Según dijo Scott Brusaw. tiene la capacidad de producir 7. no hace falta pintar las líneas sobre la ruta: ésta contiene unas lámparas LED (acrónimo del inglés que significa diodo de emisión de luz) que se iluminan marcando las rayas blancas y amarillas. ya que éstos pueden recargarse en cualquier lugar de la carretera. para reemplazar a las autopistas de asfalto tradicionales. Por esta razón. Pero para que este proyecto se lleve a la práctica aún falta poner a prueba el material y evaluar su resistencia. y también cuando llueve. cofundador de Solar Roadways: “No sólo contribuye en la lucha contra el cambio climático porque descarta el uso de asfalto. sino que también abre el camino -una metáfora bastante apropiada en este caso. especialmente para la gente que tiene problemas de visión.000 para que continúe desarrollando un prototipo de panel solar resistente. 4 por ciento de la luz del Sol que incide sobre ella. MECANICA ELECTRICA Solar Roadways tiene previsto que la primera planta para la fabricación de estos paneles comience a funcionar dentro dos años. y por tanto desaprovecha. desde la ultravioleta a la infrarroja. se necesita de un panel solar que pueda absorber casi cada fotón individual de luz. casi un tercio de esa luz. el material absorbió el 96. Desde una perspectiva económica y de eficiencia. sin tener en cuenta la posición del Sol en el cielo.21 por ciento de la luz solar que incidió en él.ING. después de que una superficie de silicio fuese tratada con la nueva capa creada por Lin mediante nanoingeniería. pasando por la visible. Desarrollando un nuevo recubrimiento antirreflectante que eleva la cantidad de luz del Sol capturada por los paneles solares y permite a éstos absorber el espectro solar completo desde casi cualquier ángulo. Esta gran ganancia en la absorción se mantuvo en todo el espectro de la luz del Sol incidente. 32 . Una célula solar de silicio no tratada sólo absorbe el 67. significando esto que se refleja. durante la investigación. el equipo de la investigación ha acercado más a la academia y a la industria hacia la obtención de la alta eficiencia que hará rentable a la energía solar. Nuevo Diseño de Panel Solar Cuya Eficacia No Está Limitada Por el Angulo Un equipo de investigadores dirigido por Shawn-Yu Lin. esta luz no aprovechada es una oportunidad desperdiciada de lograr el rendimiento adecuado de los paneles solares que conduzca a una adopción generalizada de la energía solar. ha descubierto y demostrado un nuevo método para superar dos de las mayores barreras que limitan a la energía solar. El nuevo recubrimiento antirreflectante hace esto posible. Sin embargo. del Instituto Politécnico Rensselaer. Para conseguir la eficiencia máxima al convertir la energía solar en electricidad. 2% eficiencia con su CIGS solar cells. los bancos son todavía un bit inseguro para proveerlo para la nueva tecnología solar. como las celdas están esperando para durar por varias décadas. los paneles no estarían óptimamente posicionados y por consiguiente absorberían menos luz solar. Las celdas CIGS son un competidor serio para las celdas de silicio más costosas. Qué tecnología será la ganadora en esta batalla? La respuesta. Los reultados están siendo presentados en la IEEE Conferencia de especialistas fotovoltaicos.9% en celdas experimentales temprano este año. Sin este movimiento automatizado. Ese es el caso de los paneles solares convencionales. Las celdas comerciales tendrán un promedio de eficiencia entre 10 y 12%. MECANICA ELECTRICA Este logro tecnológico lleva a la energía solar mucho más cerca de la viabilidad económica. sin embargo. es el hecho que HelioVolt's la nueva producción puede producir celdas en seis minuto. gracias a sus características geográficas y climatológicas. Sin embargo la restricción más grande para esta tecnología es el financiamiento. HelioVolt pone nuevo CIGS solar punto de referencia eficiente HelioVolt tiene que alcanzar el 12. La Dirección Ejecutiva de Proyectos del Ministerio de Energía y Minas ha encargado al Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI) la elaboración de un 33 .ING. en los siguientes años. La mayoría de las superficies sólo pueden absorber la luz con eficiencia dentro de una gama específica de ángulos. Las nuevas celdas serán enviadas a finales de 2008 o comienzos de 2009. el costo del mantenimiento de este sistema y la posibilidad de errores de sincronización o de alineamiento. Y por ello algunos paneles solares industriales poseen un mecanismo para moverse despacio a lo largo del día para que así sus paneles se alineen perfectamente con la posición del Sol en el cielo. Los asuntos más importantes. Los laboratorios nacionales de energías renovables US (National Renewable Energy Laboratories-NREL) consiguieron 19. Sin embargo. CUANTIFICACION DE LOS RECURSOS El Perú cuenta con un gran potencial de energía solar. la contrapartida de este aumento de la eficiencia es la energía necesaria para impulsar el sistema automatizado. Calefacción de ambientes. El Ministerio de Energía y Minas. en los últimos años se han ejecutado diversos proyectos demostrativos orientados a establecer estrategias de administración y operación que garanticen la sostenibilidad de los proyectos. 34 . Bombeo de agua e invernaderos. Explotación de la energía solar: Producción de calor a bajas temperaturas. de acuerdo a los siguientes puntos. Producción Se requiere una gran cantidad de energía para fabricar paneles solares. MECANICA ELECTRICA Mapa Solar. aplicando criterios de calidad de energía y sostenibilidad en el tiempo. Secadores de productos agrícolas. Usos de la energía Solar: Electricidad para el sector residencial. Cocinas y hornos para el sector rural. Por otro lado. y de PROCESO DE PRODUCCION DE PANELES SOLARES COMO IMPACTO NEGATIVO EN EL MEDIO AMBIENTE A pesar de que la energía solar es más limpia que el combustible fósil. Incubadoras para aves de corral. Aplicación pasiva en la arquitectura. Los combustibles fósiles producen gases de efecto invernadero que son emitidos hacia la atmosfera. Sin embrago durante el proceso de su fabricación se producen emisiones por el gasto de combustibles fósiles. Calentamiento de agua mediante termas solares.ING. Sistemas de desalinización y potabilización de agua. Producción de hidrógeno mediante electrólisis. la fabricación de paneles solares puede tener un impacto negativo en el medio ambiente. lográndose avances cualitativos en este aspecto. como ente promotor de las energías renovables. Se estima que cada Kwh producido ha originado de 15 a 70 gramos de CO2 en el proceso de su fabricación. Concentración de calor a altas temperaturas. Esto permitirá cuantificar el potencial disponible y servirá como una herramienta importante para la elaboración de proyectos que utilicen equipos de energía solar. Producción de energía eléctrica. comercial infraestructura social. está desarrollando un importante proyecto para la diseminación de equipos de energía solar fotovoltaica en zonas de pobreza y extrema pobreza. Subcontratación Estados unidos y la unión europea tienen leyes estrictas que regulan la manera qn que pueden usarse y desecharse los químicos peligroso. Tierra Los paneles solares tendría que cubrir una gran parte del paisaje para generar energía suficiente como para satisfacer nuestras necesidades energéticas. se producen cuatro toneladas de desechos que pueden transformase en varios ácidos y gases venenosos.debido a esto . además necesitan de una sustancia llamada polysilicio . pero muchos paneles solares son fabricados en países en desarrollo con regulaciones ambientales laxas . un laboratorio independiente analizo la tierra y encontró que contenía concentraciones elevadas de muchos compuestos agresivos de acuerdo con el “Washington post” CUANTIFICACIÓN SOLAR EN EL PERU OR LOCALIDA DE D N DISTRITO PROVINCIA 35 DEPART AMENTO LATIT UD AL TIT UD (m etr os) IRRADIACIÓ N SOLAR Promedio Anual (kWh/m²) .recientemente. se descubrió que un productor de paneles solares de china estaba recordando sus gastos vertiendo desechos tóxicos en las cercanías de tierras de cultivo. La fabricación de paneles solares requiere de arsénico y cadmio. un uso incrementado de energía solar podría representar una amenaza hacia la preservación del medio ambiente y la protección de la vida salvaje.Para fabricar una tonelada de polysilicio . MECANICA ELECTRICA Materiales peligrosos Están hechos con muchos materiales peligrosos. se necesitan de un kilómetro de cuadrado de paneles solares para producir de 20 a 60 mega watts de electricidad .ING. incluyendo mucho que son cancerígenos . MECANICA ELECTRICA 33 CALANA CALANA TACNA TACNA 17º 56 17 67 5 4.99 CUANTIFICACION SOLAR EN LA REGION DE PUNO RADIACION SOLAR HORIZONTAL PROVINCIAS Y DISTRITOS DE PUNO Radiación solar Provinci Latitud Longitu Altitud horizontal a Distrito S dW (msnm) (KWh/m²/d) Puno Puno 15.03 36 .ING.84° 70.02° 3827 6. 42 69.03 6.88 13.29 3932 3892 4230 3907 4400 5.35° 3913 5.64° 15.31 69.03 6.43° 70.ING.49 37 .27° 69.03 6.14° 70.03 Cabana Sandia Phara Cuyo cuyo 15.40° 3886 5.79° 70.03 5.36 70.42 4315 5.2 69.49 5.88 Arapa 15.09 16.83° 70.79 69.29° 3876 6.54° 3901 2178 3450 3542 6.26° 70.56 69.45 3869 6.9 70.88 Macusani San Gaban 14.03 3809 6.58 70.95° 70.34° 3867 3817 3830 3831 3863 3873 3885 3935 6.03 6.47° 70.88 Azángaro 14.9 70.65° 15.49 5.49 70.88 San Antón 14.79° 15.83 70.88 Tirapata 14.06 6.76 3841 6.03 Huancané 15.24 14.31 3960 5.06 Inchupalla Lampa Ocuviri Ayaviri Antauta 15 15. MECANICA ELECTRICA Puno Puno Puno Puno Puno Puno Puno Puno Huanca né Huanca né Lampa Lampa Melgar Melgar Azángar o Azángar o Azángar o Azangar o Azangar o Carabay a Carabay a Chucuit o Chucuit o Chucuit o San Román San Román Sandia Sandia Sandia Acora Amantani Platería Atuncolla Capachica Vilque Tiquillaca Mañazo 15.94 15.29 69.65 Juli Desaguad ero 16.11 14.16 14.78° 70.18° 70.13 3824 6.06 6.49 6.11° 3829 6.06 6.87 14.03 Asillo 14.06 70.02° 69.76° 15.66 69.03 6.58 70.38° 610 4.68 15.09 Pomata 16.09 Juliaca 15.88 5.36 15.99° 15.64 14.14 69.21 69.68 70.03 5.19 3589 5. Impidiendo la contaminación producida por la quema de combustibles fósiles.34° 3826 3841 3825 6. 2.09 Capaso 17. posibilitando la creación de nuevas alternativas de vida que apuesten por un mayor respeto al medio ambiente y que se orientan hacia la autosuficiencia. así como usar energía solar para convertir CO 2 en combustible. La generación de energía eléctrica mediante el sistema Fotovoltaico constituye una alternativa viable.91kWh/m² aproximadamente.75 69. a la vez impide la emisión de gases tóxicos.08 69. la energía solar como vector energético podría ser una solución a los problemas energéticos que existe en nuestro pais. el aumento del cambio climático.09 6. MECANICA ELECTRICA Yunguyo Moho Moho El Collao El Collao El Collao Yunguyo Moho Tilali 16. 5. Conclusiones 1. no contribuye con el efecto invernadero. Por ejemplo en nuestro departamento de Puno la energía solar incidente diaria promedio anual es de 5. del día del año. 3. Las nuevas generaciones de paneles fotovoltaicos no se limitan solamente a bajar el coste del sistema o ayudar a la conservación ambiental siendo cero contaminantes o ecológicos. tratan de aprovechar materiales reciclados.11° 69. mejorar la eficiencia de los paneles fotovoltaicos para la producción de energía fotovoltaica (tecnología madura). 4. hacer paneles de nuevos materiales.51° 69.18 69. aprovechando la luz del sol el cual se convierte en energía eléctrica y “divide” el dióxido de carbono en monóxido de carbono (CO) y oxígeno. de forma complicada pero predecible.55° 3833 6. el efecto invernadero y que seamos consumidores dependientes de los países que poseen grandes reservas de petróleo. La intensidad de energía solar aprovechable en un punto determinado de la Tierra depende.2 15.74 4400 6. Además. de la hora y de la latitud.09 69. nos permite progresar materialmente.ING.06 Ilave 16.06 6.23 15.63 3847 6. ni destruye la capa de ozono. La energía solar es importante porque a través de la electricidad fotovoltaica.30 Pilcuyo 16.09 5. la 38 . electricidadgratuita.com/ciencia-tecnologia/energia-fotovoltaica https://prezi.com/energia-solar-ventajas-y-desventajas/ http://www.com/zy8ic5awdb7c/impacto-ambiental-de-la-energiafotovoltaica-paneles-solares/ http://www.abcpedia. MECANICA ELECTRICA cantidad de energía solar que puede recibir un receptor depende de la orientación. Referencias bibliográficas http://erenovable.ING. dispositivo 6.html 39 .com/introduccion_energia_fotovoltaica.
Report "Trabajo Generacion de Energia Fotovoltaica"