ENERGÍA FOTOVOLTAICA (monografía).docx

5/26/2018 ENERGA FOTOVOLTAICA (monografa).docx

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UNIVERSIDAD CATLICA SANTO TORIBIO DE MOGROVEJO

FACULTAD DE INGENIERAESCUELA DE INGENIERA CIVIL Y AMBIENTAL

ENERGA FOTOVOLTAICA

Carlos Alberto Asenjo Padilla

METODOLOGA DEL TRABAJO INTELECTUAL

Prof. Rosario Romero Cieza

Chiclayo, 11 de julio del 2012


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Introduccin

Sin duda alguna, el creciente inters actual por las energas renovables, se debe a la tema deconciencia mundial de revisar las polticas energticas, para luchar contra las emisiones dedixido de carbono, e ir sustituyendo los combustibles fsiles por energas ms limpias.

Esto es una de las razones por las cuales es importante hablar sobre la energa solarfotovoltaica.

Pero, por qu informarnos acerca de ella? Porque es una excelente solucin tcnica en laszonas donde no llega la electrificacin, contando con un gran nmero de aplicacionesdomsticas y profesionales en esas zonas, a las que puede dar un servicio irremplazable.Adems al no producirse ningn tipo de combustin, no se generan contaminantesatmosfricos en el punto de utilizacin, ni se producen efectos como la lluvia cida, efectoinvernadero por CO2, etc.

Por consiguiente, la finalidad de esta monografa es dar a conocer lo importante yaprovechable que es la energa solar fotovoltaica en las diferentes aplicaciones que veremosen estos dos captulos; no dejando de lado sus conceptos ms relevantes.


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ndice

Introduccin Pg. 2

ndice ... Pg. 3

CAPTULO I: CONCEPTOS BSICOS DE LA ENERGA SOLARFOTOVOLTAICA Pg. 5

1.1.Qu es la energa solar fotovoltaica?. Pg. 51.1.1.Definicin Pg. 51.1.2.Datos Complementarios Pg. 5

1.2. La Energa del Sol . Pg. 61.2.1.Definicin y datos importantes acerca del sol . Pg. 61.2.2.Caractersticas de las radiaciones solares .. Pg. 71.2.3. La radiacin solar sobre nuestro planeta .. Pg. 8

CAPTULO II: PROCESOS Y APLICACIONES FOTOVOLTAICAS . Pg. 10

2.1.Conversin de la luz en electricidad . Pg. 10

2.1.1.Conversin Fotovoltaica..

Pg. 102.1.2.Tecnologa de clulas solares ... Pg. 11

2.1.2.1 Clulas de silicio cristalino .. Pg. 122.1.2.2 Clulas de silicio amorfo Pg. 13

2.2.Componentes de Sistemas Fotovoltaicos .. Pg. 142.2.1.Mdulo fotovoltaico ... Pg. 142.2.2.Estructura soporte .. Pg. 142.2.3. Regulador Pg. 152.2.4.Inversor ... Pg. 16

2.3.Aplicaciones actuales y a medio plazo de la energa fotovoltaica Pg. 162.3.1.Aplicaciones aisladas a la red elctrica .. Pg. 172.3.2.Aplicaciones conectadas a la red elctrica Pg. 17


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CONCLUSIONES .. Pg. 19

ANEXOS .. Pg. 20

REFERENCIAS . Pg. 24


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CAPTULO I: CONCEPTOS BSICOS DE LAENERGA SOLAR FOTOVOLTAICA

1.1.Qu es la energa solar fotovoltaica?

1.1.1. Definicin:

Madrid (2009) observ que: La energa solar fotovoltaica se caracteriza por funcionara base de paneles solares que captan las radiaciones luminosas del sol y las trasformanen una corriente elctrica.

La energa solarfotovoltaicaconvierte de forma directa los rayos luminosos del sol (o

de otra fuente) en electricidad.Para ello, utiliza mdulos fotovoltaicoscompuestos decdulas solares o de fotopilas que realizan esta transformacin energtica (Labouret,

2008).

1.1.2. Datos Complementarios:

En el 2009, Madrid dice que: Estos paneles especiales estn compuestos por unas

clulas fotovoltaicas que es donde realmente tiene lugar la transformacin de la energaluminosa (fotones) en electricidad (electrones en movimiento).

Labouret (2008) precisa que: Esa energa es radicalmente diferente a la energa solartrmica que, produce calor a partir de los rayos solares infrarrojos y que se aplica paracalentar aire o agua. En este caso se utilizan unos paneles o captadores solares trmicos,diferentes de los fotovoltaicos.

Tambin est la denominada energa solar termodinmica, cuyo principio defuncionamiento se basa en una concentracin de rayos solares mediante espejosespeciales, contenidos en un receptculo que almacena las caloras para restituirlasrpidamente bajo forma mecnica, gracias a una tribuna de vapor (por ejemplo).

Labouret (2008) dice lo siguiente: Las clulas solares y los mdulos fotovoltaicos

producen electricidad en forma de corr iente continua(del Ingls DC: Direct Current),como las bateras. No produce corriente alterna (del Ingls AC: Alternative Current).Para alimentar aparatos que funcionen con corriente alterna, a partir de energafotovoltaica, es preciso utilizar equipos DC/AC, que producen una corriente alterna a


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partir de la continua. Se les suele llamar convertidores de corriente. Tambin se lessuele llamar inversores.

1.2. La Energa del Sol:

1.2.1.Definicin y datos importantes acerca del sol:

Labouret (2008) considera que: El Sol es una estrella de forma casi esfrica con undimetro de 1.391.000 km. Est situado a una distancia media de 149.598.000 km de laTierra. Est compuesta de manera gaseosa, esencialmente de hidrgeno y helio, conproduccin de reacciones de fusin nuclear permanentes y con una temperatura en suncleo de 10.000.000 K.

El Sol es una bola incandescente que emite luz y calor y es la nica estrella del sistemasolar, donde est situada la Tierra junto a otros planetas. Cuenta con un radio de unos695.000 kilmetros y con un perodo de rotacin sobre su eje de 25 a 36 das (Madrid,2009)

Tabla N 1: Datos Interesantes sobre la Tierra y el sol (Madrid,2009)

Cada segundo 700 millones de toneladas de hidrgeno se convierte en helio, generandocomo consecuencia la produccin de 5 millones de toneladas de energa pura.

El Sol tiene un volumen de 1.300.000 veces superior al de la Tierra. El radio del Sol es 110 veces ms largo que el de la Tierra. El Sol naci hace unos 4.600 millones de aos. Le quedan aproximadamente unos 5.000

millones de aos La temperatura en el centro del Sol es de 15 millones de grados centgrados (en el centro

de la Tierra es de 5.000 C)

Al final de la vida del Sol, todo el hidrgeno ya se habr convertido en helio, y estostomos de helio se fundirn dando lugar a elementos ms pesados, por lo que el Solaumentar de volumen, hasta tal punto que alcanzar a la Tierra y se la tragar.Pero por ahora, nos sigue dando luz y calor, y con ello la vida a nuestro planeta.


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1.2.2.Caractersticas de las radiaciones solares:

Energa Renovable:La energa que nos llega del Sol representa casi la totalidad de la quedisponemos en la Tierra. Adems del aporte directo en forma de luz y de calores tambin origen de la biomasa (fotosntesis), del ciclo del agua, de losvientos, de las corrientes ocenicas, etc., y como energa almacenada durantemillones de aos, tambin es el origen de nuestras reservas de gas, petrleo y

carbn. Las nicas fuentes energticas no solares son el calor de la tierra(geotermia), las mareas y la energa nuclear (Labouret, 2008).

Madrid (2009) establece que: El Sol es una fuente de energa limpia einagotable que puede proporcionarnos energa si sabemos captarla. Porejemplo:

El viento es producto de la energa solar, y mediante aerogeneradores(modernos molinos de viento) podemos obtener electricidad.

Las olas y las mareas son tambin producto de la energa solar. Tambinpodemos obtener energa a partir de ellas.

Funcin de la Atmsfera:

Tabla N2: Composicin del Sol (Madrid, 2009)Elemento Porcentaje presente (%)

Hidrgeno (+)Helio

OxgenoCarbono

NitrgenoNenHierroSilicio

MagnesioAzufre

Otros Elementos

92,17,8

0,0610,0300,00840,00760,00370,00310,00240,00150,0015


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Esta energa luminosa que desciende en lnea recta hacia nuestro planeta, nopuede llegar ntegramente, ya que sufrira transformaciones al atravesar laatmsfera. En efecto, como se sabe, la atmsfera contiene sobre todo nitrgeno(78 %) y oxgeno (21 %), y menores cantidades de Argn, CO 2, vapor de aguay la famosa capa de ozono de la estratsfera, cuyo papel como filtro protector

contra los rayos ultravioleta, es muy importante (Labouret, 2008).

En el 2009, Madridprecisa que: Tambinlas nubes tienen su importancia en ladifusin de las radiaciones solares. Las nubes estn formadas por diminutasgotas de agua (estado lquido), por lo que no se deben confundir con el vapor deagua (estado gaseoso).

Labouret (2008) nos cuenta que: Alatravesar la atmsfera, la radiacin solares absorbida y difuminada. Podemos distinguir varios componentes en las

radiaciones del sol:

La radiacin directa es la recibida del Sol, sin difusin por laatmsfera. Los rayos son paralelos entre ellos. Forman sombras ypueden ser concentrados mediante espejos.

La radiacin difusa est constituida por la luz difuminada por laatmsfera. La difusin es un fenmeno por un haz paralelo se reparteen una multitud de haces en todas direcciones.

El albedo es la parte reflejada por el suelo y depende de lascaractersticas meteorolgicas del lugar. La nieve, por ejemplo, refleja

mucho los rayos luminosos, mientras que el asfalto no reflejaprcticamente nada. Todo esto se debe tener en cuenta para evaluar lasradiaciones sobre los planos inclinados.

1.2.3. La radiacin solar sobre nuestro planeta:

Labouret (2008) indica que: Para la concepcin de los sistemas fotovoltaicos espreciso conocer la radiacin solar til sobre el sitio donde se situar la instalacin, en el

plano de los paneles solares. Es uno de los parmetros esenciales del estudio previo:para un consumo elctrico determinado, a ms energa solar recibida, menos panelessolares a instalar. Y viceversa.

La modificacin de la radiacin solar provocada por la atmsfera, obedece a losfenmenos bastante complejos y aleatorios. El estado del cielo y por lo tanto el flujo


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luminoso recibido a nivel del suelo en un instante dado, dependen de un gran nmerode parmetros:

Gases presentes en la atmsfera. Nubes. Albedo. Temperatura ambiente. Viento. Humedad relativa.

A su vez, esos parmetros varan segn:

Lugar geogrfico. Estacin del ao. Hora del da. Condiciones meteorolgicas del momento

Los cientficos (los climatlogos en particular), elaboran modelos para describir yprescindir estos fenmenos atmosfricos, pero el medio ms seguro para disponer dedatos fiables, todava se hace recurriendo a estadsticas acumuladas de los aosanteriores, gracias a los instrumentos de medida. Efectivamente, el clima evoluciona yser necesario tenerlo en cuenta, pero esa evolucin es relativamente lenta con relacina los mrgenes que se toma.


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CAPTULO II: PROCESOS Y APLICACIONESFOTOVOLTAICAS

2.1. Conversin de la luz en electricidad

2.1.1. Conversin Fotovoltaica:

Vamos a ver ahora cmo se produce esta conversin de energa. Entran en juego tresfenmenos fsicos, ntimamente ligados y simultneos:

La absorcin de la luz en los materiales.Labouret (2008) precisa que: Como hemos visto, la luz se compone defotones (partculas de luz), y cada uno de ellos es portador de una energa que

depende de su longitud de onda (o color de rayo). Estos fotones puedenpenetrar en ciertos materiales, e incluso atravesarlos. Los objetos trasparentes alojo humano, dejan pasar la luz visible. Generalmente, un rayo luminoso queincide sobre un slido, puede sufrir tres fenmenos pticos:

La reflexin:la luz es reenviada en otra direccin por la superficie delobjeto.

La transmisin:la luz atraviesa el objeto. La absorcin: La luz penetra en el objeto y no sale. La energa se

transforma.

En un material fotovoltaico, una parte del flujo luminoso absorbido serrestituido bajo forma de energa elctrica. Por ello, debemos partir de unmaterial que tenga capacidad de absorber la luz visible, que es la que tratamosde convertir. Vale la luz del sol o de fuentes artificiales. Hay que tener cuidadode minimizar las prdidas puramente pticaspor reflexin o por transmisin

La trasferencia de energa de los fotones a las cargas elctricas.Ahora vamos a ver la luz absorbida en el material fotovoltaico y a explicarcmo su energa se convierte en electricidad.

Labouret (2008) establece que: Las cargas elementales que van a producircorriente elctrica por accin de la iluminacin, son los electrones. Estoselectrones son elementos cargados negativamente, contenidos en la materiasemiconductora. En efecto, todo slido est constituido por tomos. Estos


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tomos tienen u ncleo (constituido por protones y neutrones) y un conjunto deelectrones que gravitan alrededor del citado ncleo.

Los fotones absorbidos transfieren su energa a los electrones perifricos (a losms alejados del ncleo), lo que les permite liberarse de la atraccin de su

ncleo. Estos electrones liberados son susceptibles de producir una corrienteelctrica, si se les atrae inmediatamente hacia el exterior.

En rgimen permanente, el electrn liberado deja un hueco que se traduce enuna carga positiva. Si este electrn es atrado hacia el exterior, ser un electrnde un tomo vecino el que vendr a rellenar este hueco, dejando a su vez unhueco, que lo rellena otro electrn de un tomo vecino y as sucesivamente. Deesta forma se genera una circulacin de cargas elementales de electrones en unadireccin, y de huecos en la opuesta, lo que da como resultado una corriente

elctrica

La unin de las cargas.Labouret (2008) seala que: Para que las cargas liberadas por la luz puedangenerar energa, es preciso que circulen. Por ello, es preciso tirar de ellas,

sacndolas del material semiconductor, para que pasen a un circuito elctrico.En caso contrario, las cargas se recombinaran: el electrn cargadonegativamente neutralizara el hueco cargado positivamente. Dicho de otramanera, los electrones liberados retomaran su estado inicial en la periferia del

tomo. Esto provocara la liberacin de energa trmica (calor), pero no deenerga elctrica.

Esta atraccin de cargas se realiza en el seno de una unin creadavoluntariamente en el semiconductor. El objetivo es generar un campo elctricoe el interior del material, que arrastrar las cargas negativas por un lado, y lascargas positivas por otro. Eso es posible gracias al dopado del semiconductor.Una fotopila de silicio est constituida de una parte dopada de fsforo (P), deltipo n, pegada a una parte dopada del boro (B), del tipo p. En la frontera de

estas dos partes se crea un campo elctrico para las cargas positivas y

negativas.

2.1.2. Tecnologa de clulas solares:

El material ms utilizado para la fabricacin de fotopilas o construccin de clulasfotovoltaicas es el silicio, semiconductor de tipo IV (tetravalente). Esto significa que


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un tomo de silicio se puede unir a otros cuatro tomos de la misma naturaleza. Elsilicio puede ser cristalino o amorfo.

2.1.2.1 Clulas de silicio cristalino:

Las fotopilas de silicio cristalino son las ms comunes. Se presentan en formade plaquetas redondeadas, cuadradas o semicuadradas. Si decimos que se tratade un material cristalino, es porque el silicio constituyente es un cristal, con un

agrupamiento prefecto de los tomos, segn una estructura atmica ordenada detipo tetradrico (Labouret, 2008)

Silicio monocristalino:En el 2008, Labouret precis que si la fotopila est constituida por unsolo cristal, se habla de un silicio monocromtico, que tiene un aspecto

uniforme y un color gris azulado, negro a veces.

Por otro lado, Madrid (2009) afirma que el silicio monocristalino es elmejor y ms caro. La mayora de las clulas fotovoltaicas actuales estnhechas de este tipo de silicio. El proceso de fabricacin resumido es elsiguiente: el silicio se purifica, se funde y se cristaliza en lingotes(barras). Los lingotes obtenidos se cortan muy finamente para hacer lasclulas monocristalinas (de color uniforme, azul o casi negro)

Todos sus tomos estn perfectamente ordenados. En el proceso de

cristalizacin al ir depositndose los tomos en el cristal ya formado lohacen siempre respetando el mismo orden. El color que representan esmuy monocromtico: azulado, oscuro y con un cierto brillo metlico(Ortega, 2006)

Silicio policristalino:Labouret (2008) nos cuenta que si la fotopila est hecha de siliciomulticristalino (o policristalino), est compuesta de varios cristales

unidos, y presenta el aspecto de un mosaico compacto de fragmentoscristalinos azulados de varios milmetros a algunos centmetros,llamadosgranos.

En su obra maestra, Madrid (2009) sostiene que tiene menorrendimiento que el silicio monocristalino, pero es ms barato, por lo queest imponiendo su utilizacin, ya que reduce el costo de kilovatio solar.Se le llama cristalino porque la cristalizacin es aleatoria, en vez de


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seguir u patrn homogneo de cristalizacin como ocurre en el siliciocristalino.

Finalmente, Ortega (2006) expone que el silicio policristalino estformado la agrupacin de cristales de silicio donde las direcciones de

alineamiento de los tomos cambian cada cierto tiempo durante elproceso de deposicin. Tiene el aspecto de una amalgama de cristales dedistintos tonos azulados y grises con brillo metlico.}

2.1.2.2 Clulas de silicio amorfo:

El silicio tambin se emplea en capas finas y se le denomina amorfo por el

desorden de su estructura, del tipo vidrioso. La organizacin de los tomos no

es regular como en un cristal, ya que est deformada y el orden cristalino solo

existe a nivel atmico (2 3 uniones atmicas). El material amorfo tienedeformaciones, con pequeas cavidades, y dado que los tomos que estnunidos solamente a tres, en vez de a cuatro, quedan por lo tanto unionespendientes. Por ello, el silicio amorfo puro es un mal semiconductor, conmuchos defectos, y no se le puede dopar. (Labouret, 2008)

En el 2009, Madrid observa que: Es ms barato pero tiene menor rendimientoque el silicio cristalino. La clula amorfa consta de: una unin p-i-n, una capatransparente de xido en la parte superior, una capa de metal de contacto yreflectora, y un sustrato final flexible. La capa de silicio amorfo se deposita

sobre un sustrato (acero, vidrio, plstico) una temperatura de 200 300 C.Estas bajas temperaturas (relativamente hablando) hacen posible la utilizacinde sustratos de menor coste. Cuando las temperaturas de deposicin son muyaltas necesitan sustratos de materiales caros (resistentes a altas temperaturas).El silicio amorfo tiene una elevada capacidad de absorcin de la luz, por lo quese puede poner en capas extra-delgadas (m), pero la propia intensidadlumnica produce su degradacin progresiva, con lo que va bajando surendimiento.

Ortega (2006) seala que: Ha desaparecido la estructura cristalina ordenada y

el silicio se ha depositado formando una capa fina sobre un soportetransparente. El aspecto es de tonos color marrn y gris oscuro. Es el siliciotpico de las calculadoras y otros pequeos objetos con funciones diversas.


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2.2. Componentes de Sistemas Fotovoltaicos

2.2.1. Mdulo fotovoltaico:

En primer lugar recordemos que los mdulos fotovoltaicos son convertidores deenerga luminosa en electricidad. No los debemos confundir con los captadores solareso captadores planos, que son los que producen calor a partir de las radiaciones solares.

En el 2009, Madrid nos cuenta de forma precisa que los mdulos o panelesfotovoltaicos son los que reciben las radiaciones solares y las convierten en unacorriente elctrica continua.

Labouret (2008) nos dice que: El mdulo fotovoltaico es por definicin, un conjunto

de fotopilas ensambladas para generar electricidad cuando se exponen a la luz. En

efecto, una fotopila elemental no genera suficiente tensin: entre 0,5 y 1,5 V segn lastecnologas. Se necesitan varias fotopilas en serie para generar una tensin utilizable.Adems este montaje en serie debe estar protegido para que el mdulo pueda usarse ala intemperie. Las fotopilas son objetos frgiles y sensibles a la corrosin, queconviene proteger para ponerlas al abrigo de los rigores climticos (humedad,variaciones de temperatura).

Sison (2005)precisa que: Los mdulos fotovoltaicos ms utilizados en la prctica sonlos formados por clulas elaboradas a base de silicio (monocristalino, policristalino o

amorfo). De cara a su utilizacin e identificacin, pueden tenerse en cuenta lassiguientes consideraciones:

A igualdad de caractersticas elctricas, un mdulo policristalino es mseconmico y de tamao algo mayor que uno monocristalino.

Los mdulos de silicio amorfo, y otros de capa delgada, se utilizanprincipalmente en unidades independientes y en aplicaciones de baja potencia.

Generalmente, el tamao de un mdulo de un tipo determinado vara enproporcin directa a su potencia elctrica, siendo posible su manejo de formamanual.

2.2.2. Estructura Soporte:

Se describen a continuacin las funciones y caractersticas generales de una estructurasoporte:


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Tabla N 03: Generalidades de la Estructura Soporte (Sison, 2005)Funciones Caractersticas

Servir de soporte y fijacin seguro de losmdulos, facilitando el montaje de los

mismos y la formacin de los paneles.

Dotar a los mdulos de la inclinacin yorientacin adecuada.

Evitar sombras en los mdulos, arrojadaspor los elementos artificiales, onaturales, existentes en las proximidadesde los mismos

Deben ser aptas para su colocacin de laintemperie, con materiales protegidos

contra fenmenos de corrosin,principalmente.

Deben estar bien ancladas para soportarlas cargas mximas producidas por elviento en previstas en el lugar.

2.2.3. Regulador:

El regulador es el elemento central del sistema fotovoltaico autnomo (Labouret,2008).

Tabla N 04: Generalidades del Regulador (Sison, 2005)Funciones Tipos

Proteger la batera contra lasobrecarga (requisito mnimo exigible

a cualquier regulador, implementadaanulando o reduciendo al mnimo deinyeccin de corriente procedente delcampo fotovoltaico).

Proteger a la batera contra lasobrecarga. Esto se implementaanulando la generacin de corriente enla batera, desconectando sta de loscircuitos de consumos presentes en lainstalacin.

Facilitar al usuario informacin bsicasobre el funcionamiento de suinstalacin, monitorizando valores detensin, intensidad, estado de carga,etc.

Serie: El control de sobrecarga se efecta

interrumpiendo la lnea campo FV-batera.

El interruptor de control no disipa potenciacuando est interrumpiendo la corrientecarga (adecuado para instalaciones decualquier potencia).

Paralelo: El control de sobrecarga se efecta

cortocircuitando el campo FV.

El interruptor del control disipa potenciacuando est cortocircuitando la corriente decarga (se limita a instalaciones de bajapotencia)


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2.2.4. Inversor:

Madrid (2009) seala que: El inversor (tambin llamado convertidor) sirve paratransformar la corriente continua (12 V, por ejemplo) recibida de los paneles, encorriente alterna (230 V). Hay que tener en cuenta que la mayora de los aparatos

modernos (televisores, ordenadores, hornos microondas, etc.) funcionan con corrientealterna. Estos inversores deben llevar proteccin contra sobrecarga del sistema, excesode temperatura, batera baja e inversin de polaridad.

Los convertidores son aparatos que se utilizan para transformar la tensin continua

suministrada por los paneles o las bateras en la que utilizan los aparatos receptores quepueden funcionar a una tensin continua diferente o a una tensin alternativa

(Labouret, 2008)

Tabla N 05:Caractersticas del Inversor (Sison, 2005)Los parmetros caractersticos de un inversor son:

Tensin nominal: es la tensin que debe aplicar los terminales de entrada al inversor. Potencia Nominal: es la potencia que puede suministrar el inversor de forma

continuada. Su rango potencial entre los 100 y los 500 vatios.

Capacidad de sobrecarga: capacidad del inversor para suministrar una potencia muchomayor a la nominal, as como al tiempo que puede mantener esta situacin.

Forma de onda: en los terminales de salida del inversor aparece una seal alternacaracterizada principalmente por su forma de onda y los valores de tensin eficaz yfrecuencia de la misma.

Eficiencia (o rendimiento): es la relacin, en tanto por ciento, entre las potenciaspresentes a la salida y entrada del inversor.

2.3.Aplicaciones actuales y a medio plazo de la energa fotovoltaica:Ortega (2006) precisa que: Los sistemas de suministro elctrico cuyo generador est

compuesto por uno o varios mdulos fotovoltaicos se llaman instalaciones fotovoltaicas.Entre sus principales ventajas estn la ausencia de emisores tanto a la atmsfera como a lasaguas o a la tierra, la ausencia de contaminacin acstica, la descentralizacin al permitir laproduccin de energa donde se necesita, su modularidad que permite, normalmente,ampliaciones debidas al aumento de las necesidades sin desechar los componentes


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previamente instalados, la gratuidad de la energa consumida una vez realizada la inversin,y el mnimo pero indispensable y necesario mantenimiento de las bateras si stas puedenperder nivel de lquido o se pueden producir en las conexiones de sus bornes procesos decorrosin electromagntica.

Desarrollada en los aos 50 por condicionantes de la carrera espacial - la energa solarfotovoltaica es la que alimenta todos los sistemas elctricos y electrnicos de los satlites yestaciones espaciales -, la tecnologa fotovoltaica ha ido reduciendo costes y mejorando elrendimiento y fiabilidad de los componentes, de manera que sus aplicaciones se han idoextendiendo. Es necesario aclarar ahora que este desarrollo contribuyen de manerafavorable, entre otros factores, la aparicin de aparatos elctricos cada vez menos exigentesen consumo de energa, la fabricacin de electrnica de control y potencia de alta calidad yfiabilidad, y la mejora de los sistemas electroqumicos de acumulacin de energa.

En la actualidad podemos dividir las aplicaciones fotovoltaicas en dos tipos:

2.3.1.Aplicaciones aisladas a la red elctrica:

Madrid (2009) nos dice que: Son las que se construyen para dar suministro de

electricidad a casas o instalaciones aisladas donde no llega la red de distribucinelctrica. Se utilizan en los casos donde est muy alejada la red elctrica o donde nisiquiera hay redes elctricas (cercanas o lejanas). Lo mismo se puede utilizar enpoblados de frica, que en una casa de vacaciones e los Pirineos. En una seal decarretera, que se surte con un pequeo panel fotovoltaico, o en u pequeo puesto

meteorolgico en lo alto de una montaa, donde no es econmico tender un cable hastala red elctrica.

En este caso se usa la energa solar para pequeos consumos en el mismo lugar que se

produce la demanda. Estos lugares estn retirados de la red elctrica o presentanorografas agrestes que hacen costosa la colocacin del tendido elctrico. Noolvidemos que en el vasto planeta tierra los territorios que presentan estascaractersticas son la mayora. (Ortega, 2006)

2.3.2.Aplicaciones conectadas a la red elctrica:

Ortega (2006) seala que: Son en la actualidad implantados como piloto con apoyos

pblicos. Muchos de ellos se integran en edificios singulares como bibliotecas, centrosde investigacin y difusin cultural de ciencias y tcnicas medioambientales, edificiosuniversitarios, etc. Otros los realizan las compaas elctricas dentro de sus lneas deI+D. La labor investigadora y el apoyo pblico a esta labor son de importancia capital.


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Se espera de los sistemas conectados a la red un buen grado de desarrollo en la medidaen que los costos se reduzcan y se incentive pblicamente su implementacin dados losbeneficios medioambientales y sociopolticos que pueden producir. La evolucin delprecio de la electricidad producida de modo convencional y sus gravmenes fiscales amodo de ecotasas por emisiones al planeta, deberan ser factores coadyuvantes quebeneficiaran el necesario inmediato desarrollo de estas aplicaciones.

En este caso la instalacin est cerca de una red de distribucin, por lo que la

electricidad producida se puede vender a la red. Por ejemplo, una nave que tiene unainstalacin fotovoltaica, y en las horas ms soleadas tiene un exceso de produccin quepuede enviar a la red electrnica, en hora punta, y obtener un beneficio econmico.

(Madrid, 2009)


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CONCLUSIONES

Al no producirse ningn tipo de combustin, no se generan contaminantesatmosfricos en el punto de utilizacin, ni se producen efectos como la lluvia cida,efecto invernadero por CO2, etc.

El Silicio, elemento base para la fabricacin de las clulas fotovoltaicas, es muyabundante, no siendo necesario explotar yacimientos de forma intensiva.

Al ser una energa fundamentalmente de mbito local, evita pistas, cables, postes,no se requieren grandes tendidos elctricos, y su impacto visual es reducido.Tampoco tiene unos requerimientos de suelo necesario excesivamente grandes(1kWp puede ocupar entre 10 y 15 m2).

Prcticamente se produce la energa con ausencia total de ruidos. Adems, no precisa ningn suministro exterior (combustible) ni presencia relevante

de otros tipos de recursos (agua, viento).

Inconvenientes

Impacto en el proceso de fabricacin de las placas: Extraccin del Silicio,fabricacin de las clulas

Explotaciones conectadas a red: Necesidad de grandes extensiones de terrenoImpacto visual

Barreras para su desarrollo

De carcter administrativo y legislativo: Falta de normativa sobre la conexin a lared

De carcter inversor: Inversiones iniciales elevadas De carcter tecnolgico: Necesidad de nuevos desarrollos tecnolgicos De carcter social: Falta de informacin


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ANEXOS

Fig. 1:Absorcin de la energa solar al mdulo Fig. 2:Panel y clula fotovoltaica

Fig. 3:Energa solar renovable Fig. 4:Funcin de la atmsfera


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Fig. 5:Componentes en las radiaciones solares

Fig. 6:Silicios cristalinos y amorfos


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Fig. 7:Mdulo fotovoltaico Fig. 8:Estructura soporte

Fig. 9:Regulador Fig. 10:Inversor


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Fig. 11:Aplicacin fotovoltaica en una casa


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REFERENCIAS

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