UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA

FACULTAD DE HUMANIDADES Y EDUCACIÓN

ESCUELA DE GEOGRAFÍA

ASIGNATURA: SEMINARIO DE Inv. Y Eval. De RECURSO.

LA ENERGÍA SOLAR COMO ENERGÍA ALTERNA RENOVABLE EN

VENEZUELA.

Profesor:

Nilko Codallo

Bachilleres:

Borges Alma

González Karla

Caracas, Junio del 2012.

INTRODUCCION

En los años 30 la tecnología de las instalaciones de energía solar para la

producción de agua caliente sanitaria se encuentra totalmente desarrollada. A finales

de los 30 se construyen las primeras casas de energía solar. Una vez terminada la

Segunda Guerra Mundial, se siguen desarrollando las técnicas de aprovechamiento de

la energía solar para la obtención de agua caliente sanitaria, así como el mejor

aprovechamiento de las condiciones medioambientales en beneficio de una mejora en

la calidad de la vivienda. Todas estas líneas de investigación e inversión se debatieron

en 1955 en el Simposio Mundial de la Aplicación de la Energía Solar, celebrado en

Phoenix (Arizona).

Una nueva crisis económica hace resurgir las viejas ideas de la energía solar.

Esta vez es la crisis del petróleo de 1973. A diferencia de las anteriores situaciones, en

esta ocasión las investigaciones sobre el aprovechamiento energético del sol no sufren

un estancamiento, sino todo lo contrario, siguen su curso e incluso en aumento. La

mentalidad energética y medioambiental se encuentra inmersa en una profunda

transformación, al ser en estos momentos cuando empieza a prevaleces el bienestar y

no la producción; se invierte en instalaciones de energías alternativas y se va

abandonando progresivamente la energía utilizada a partir de la Segunda Guerra

Mundial, la energía nuclear. Una nueva amenaza en las economías de occidente, la

invasión de Kuwait, hace resurgir las ideas de la utilización de las energías alternativas

y, sobre todo, el aprovechamiento solar.

En la actualidad las directrices energéticas de los países industrializados se

encuentran en una nueva etapa, fundamentada en el aprovechamiento energético de

nuestros propios recursos naturales, siendo el mayor recurso energético, el más limpio

y el menos contaminante la energía procedente del sol

Estudios realizados en el año 2001 señalan que Venezuela posee un altísimo

potencial aprovechable para el desarrollo de las energías alternativas que podría ser

equivalente a tres veces la producción promedio de energía incidente de 4.71 Kwh. por

día, por metro cuadrado, casi el doble del promedio de Estados Unidos.

Durante el desarrollo de la investigación nos encargaremos de mostrar el

desarrollo que ha tenido la energía solar como fuente de energía alterna renovable en

nuestro país y su alcance.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

El actual modelo económico mundial funciona sobre la base de un constante crecimiento y exige también un incremento continuo del consumo de energía, de hecho, es uno de los indicadores utilizados para medir el desarrollo de un país o región. La mayor parte de la energía que se consume en la actualidad proviene de combustibles fósiles (petróleo, gas natural y sus derivados), dado que son recursos finitos, se hace inminente la búsqueda de fuentes renovables y limpias o al menos, ambientalmente menos perjudiciales, que además sean económicamente competitivas y capaces de suplir la demanda actual.

Las fuentes alternativas de energía que se explotan actualmente no están en capacidad de suplir la demanda actual y mucho menos el consumo que se estima para el futuro basado en los índices de crecimiento poblacional y desarrollos actuales, por esta razón se hace imposible excluir el uso del petróleo y sus derivados de un momento a otro.

En tiempos en los que el precio del petróleo sube a un ritmo arrollador es el tiempo en el que cada día las energías renovables y limpias ocupan un mayor porcentaje de la producción total de energía.

La primera de todas las fuentes alternativas de energía que por lo general nos viene a la mente es la energía solar, que se crea a partir de varios procedimientos diferentes que se encargan de aprovechar la energía que viene del sol.

A partir de los años 2000 Venezuela ha comenzado a ejecutar planes para la generación de electricidad a partir de la energía solar. Dichos planes tienen una amplia área de desarrollo por lo cual nos plantemos la siguiente interrogante, que nos dará a conocer que factibilidad tendrá el desarrollo de la energía que nos compete en la investigación y cuál será su alcance en el tiempo.

FORMULACION DEL PROBLEMA

¿Cómo ha sido el desarrollo de la fuente de energía alterna renovable de tipo solar en Venezuela?

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Realizar un análisis integral de la energía solar como fuente de energía alterna renovable en Venezuela.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

1- Estudiar las condiciones fisiográficas y aspectos poblacionales del país, y su relación con la energía alterna renovable.

2- Evaluar la energía solar como fuente de energía alterna renovable en Venezuela.

3- Evaluar las propuestas planteadas de nuevas energías alternas en el país.

CUADRO DE VARIABLES

Con el objeto de reconocer las partes que conforman el objeto de estudio, y a los fines de justificar su análisis, en el cuadro N° 1 se presentan las variables e indicadores a estudiar en función de los objetivos específicos a desarrollar en la investigación

Objetivo específico Dimensión Variable Indicador

Forma de Medición Espacialización

1- Estudiar las condiciones

fisiográficas y aspectos

poblacionales del país, y su relación

con la energía alterna renovable.

Ambiental Medio Físico

ClimaTemperatura (ºc),

precipitación (mm) y vientos (km/h)

Regiones naturalesHidrografía

Cercanía al mar, ríos, lagos y

lagunas

Geomorfología Unidades de relieve (ha.)

Cultural Población Patrón de Ocupación

Número de personas (%)

Regiones político-

administrativas

Económica Recursos Energías renovables

Número de energías

2- Evaluar la energía solar

como fuente de energía alterna renovable en

Venezuela

Social Recurso

Asentamientos que disfrutan del recurso

Localización

Producción Mwh / año

Modernidad Avances tecnológicos

3- Evaluar las energías alternas

en desarrollo en el país

Social Recursos

Energía Propuestas

Modernidad Avances tecnológicos

Evolución Histórica.

Hitos de la historia.

Lo primero que se debe comprender en el estudio de cualquier fenómeno geográfico, es que todo posee una trascendencia histórica y, por lo tanto, un pasado y una tendencia. Se considera que para poder definir cuáles son los espacios que han cambiado en el tiempo, en conjunto con los factores que predominan en el entorno, es fundamental analizar los procesos que han marcado estos cambios o el aprovechamiento que se quiera desempeñar en dicho espacio. Es por esto que describiremos por orden cronológico una serie de sucesos que han marcado el desarrollo de la energía, en este caso, la energía que nos compete, la energía solar.

Los pioneros:

La generación de una fuerza electromotriz por la absorción de cualquier tipo de radiación ionizante en un material semiconductor se denomina efecto fotovoltaico. Para poder entender esta definición en toda su plenitud nos remontaremos a la evolución histórica de una parte de la física, denominada física de materiales.

En 1839, el físico francés Alexander- Edmond Becquerel realizó un experimento que consistía en el estudio de la creación de una tensión eléctrica en función de unos electrodos sumergidos en una disolución débilmente conductora. Realizó este experimento varias veces a fin de buscar las condiciones más favorables para la creación de máxima tensión. Llegó a la conclusión de que si el experimento se realizaba con la acción de la luz era más favorable que si se realizaba son la acción de la luz. Obtenida esta conclusión, varió la fuente luminosa concluyendo que se obtenían los mismos resultados para diferentes tipos de luz. Este experimento fue identificado como efecto voltaico o efecto fotoeléctrico.

En 1905, Einstein aplicó la idea de la cuantificación de la energía a la teoría de Planck sobre la radiación que poseían los osciladores elementales en las paredes interiores de un cuerpo negro. Einstein explicó de la siguiente manera el efecto fotoeléctrico:“La radiación está constituida por cuantos indivisibles de energía que interaccionan con la materia de forma localizada. Estos cuantos de luz, denominados fotones, penetran a través de la superficie del electrodo que hace de blanco. El fotón le comunica su energía al electrón con el que interacciona; parte de la energía del cuanto de luz se transforma en energía cinética del electrón”.

En el siglo XVII nace el primer surtidor de agua accionado por energía solar el cual consistía en un recipiente herméticamente cerrado se introducía agua hasta ocupar una cierta cantidad del volumen total del recipiente. Mediante un lente se concentraba el calor solar en las paredes del recipiente, elevando la temperatura en el interior de éste y dilatando así el aire interior, lo que hacía subir el agua por un conducto abierto en el extremo superior y servía como una fuente decorativa y como fuente de calor. Mas que calefacción era un dispositivo de acondicionamiento de la vivienda, ya que no producía el calor suficiente como para considerarlo un sistema de calefacción.

A mediados de este siglo el físico Atanasio Kircher vuelve a conseguir encender a distancia madera. A finales de siglo, el físico Enhrenfried Walter Von Tschirnhaus logra fundir materiales cerámicos. Ambos experimentos se fundamentan en concentración de los rayos solares mediante espejos y lentes.

En el siglo XVIII, siguiendo las directrices del siglo anterior, George Luis Leclerc Buffon realiza una serie de hornos solares, uno de los cuales consta de 360 espejos que concentran su poderío energético.

Claude Poillet contemporáneo de Buffon, fue el primero interesado en medir la intensidad de la radiación solar, consiguiendo la primera medición de esta magnitud aunque los resultados que obtuvo fueron muy puntuales. Durante este siglo varios químicos utilizaron los conocimientos anteriormente mencionados para realizar experimentos químicos de gran relevancia, como la síntesis del oxígeno que realizó Joseph Piestly, que supuso el primer paso para llegar a la conclusión de que el aire es una mezcla, y no una sustancia simple. Las últimas construcciones de sistemas solares de este siglo fueron iniciadas por el naturalista suizo Saussure, que construyó una cocina solar a la cual bautizó con el nombre de caja caliente.

En la segunda mitad del siglo XIX fue el físico Augustin Mouchot, quien se dedicó a estudiar y a desarrollar los concentradores solares no planos, basándose en la reflexión de la luz en superficies no planas. Su mayor logro fue el concentrador cónico axial, capaz de concentrar los rayos luminosos del sol en una línea focal coincidente con el eje de concentrador. Su ingenio llegó a ser tal que desarrolló varias máquinas que seguían el movimiento solar al cabo del día y servían para calentar agua contenida en tanques que una vez convertida en vapor, se usaba para mover dispositivos tales como la prensa tipográfica que se instaló en los jardines de las Tullerías de París en 1892.

Tenemos que resaltar la figura de Augustin Mouchot, al ser el primer científico que estudió exhaustivamente las posibilidades de la energía solar como fuente calorífica, plasmando sus resultados en su libro el calor solar y sus aplicaciones industriales, publicado en 1879. Este libro supuso el primer documento científico en el cual se reflejan las posibilidades energéticas de la energía solar y su utilización a finales del siglo pasado. Simultáneamente a los estudios de Mouchot se realizaron otros proyectos de embergadura; no podemos olvidar la planta desalinizadora instalada en una mina de nitrato al norte de Chile en 1872, diseñada por el ingeniero Charles Wilsonsobre en una superficie de unos 4750 m2.

William Adams publicó un libro en 1878 en el cual exponía el diseño y la planificación de una bomba hidráulica que instaló en Bombay, lugar donde se encontraba destinado, así como diversas construcciones de cocinas solares.

El científico Samuel Pierpont Langley concentró sus estudios principalmente en la intensidad de la radiación solar, así como en la relación de esta magnitud con el clima y la ubicación. Estos estudios le llevaron a construir un bolómetro, aparato que utilizó para medir la intensidad de la radiación solar y su espectro. En su honor, la unidad de medida de la intensidad de la radiación lleva su nombre, “el Langly”.

Unas décadas después, en 1877, Adams y Day estudiaron contactos de platino en selenio y curiosamente llegaron a las mismas conclusiones que unos años antes Becquerel había obtenido. De esta manera se construyeron los primeros dispositivos capaces de aprovechar la luz, denominados células solares, las cuales estaban basadas en el selenio, aunque tenían un rendimiento muy pequeño, inferior al 1%. Aunque en estas fechas no se conocía el porqué del fenómeno, se conocía como se podían fabricar este tipo de dispositivos.

Años 50 – 80:

En la década de los 50, debido al gran desarrollo de la física cuántica y la física de materiales, se descubrieron ciertas propiedades eléctricas en algunos materiales, por lo que se clasificó a los materiales en función de sus propiedades eléctricas en conductores, semiconductores y aislantes. A partir de ese momento se disponía los conocimientos tecnología suficiente para construir células solares de silicio con un rendimiento del 4%.

La conquista del espacio por el hombre en la década de los 60, fue la razón por la cual la tecnología fotovoltaica se empezó a desarrollar industrialmente. A partir de aquí, y hasta el momento, la búsqueda de nuevos materiales que tengan un mayor rendimiento es el reto de todo científico que se dedique al estudio de las células solares.

Las energías renovables han constituido una parte importante de la energía utilizada por los humanos desde tiempos remotos, especialmente la solar, la eólica y la hidráulica. Es sostenible, ya que se obtiene de fuentes que son inagotables (a diferencia de los combustibles fósiles).

1954: Chaplin, Fuller y Pearson, producen la primera célula fotovoltaica con un rendimiento razonable de 4,5 a 5% con un futuro prometedor para la energía solar.

1973: La universidad de Delaware instala el Solar One, las primeras casas con placas fotovoltaicas.

1974-77: Se fundan las primeras compañías de energía solar, LA NASA coloca

En los años 70 todo se basaba en estas formas de energía; sin embargo, todo

cambió en 1973 una gran crisis asoló el mundo. Uno de sus pilares

fundamentales, el petróleo, se tambaleaba. Simultaneamente, la crítica a las

centrales nucleares iba siendo cada vez mayor, sobre todo a raíz de varios

accidentes producidos en algunas de ellas. las primeras aplicaciones en lugares aislados

1981: Nace el primer avión movido por energía solar fotovoltaica

En la corteza terrestre también se desarrollan energías procedentes de algunos lugares

donde esta solo actúa como un leve manto térmico por el cual pasan diversas energías.

Dichos lugares tienen un calor procedente de la tierra y que se puede aprovechar de

diversas maneras, este tipo de energía se llama Geotérmica.

En el siglo XX empiezan a realizarse programas de investigación con el fin de unir

todos los esfuerzos para el desarrollo de esta nueva disciplina científica. En la primera

década de este siglo los científicos E.H.Mc Henry y E.C. Ketcham desarrollan un

dispositivo utilizando dos fluidos.

Simultaneamente H. E. Willsie y John Boyle Jr. Utilizan colectores planos en cuyo

interior circula agua transportando, de esta manera, el calor a un acumulador para su

posterior utilización. Aparece así el concepto de líquido caloportador.

Años 90y siglo XXI

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 el cual disputan Alemania y Japón como productores y consumidores.

2004-2007-. La industria solar fotovoltaica ha tenido un crecimiento de 40%, manteniéndose el liderazgo de Alemania 50% del mercado mundial, incorporándose los países Italia, Francia, Corea del Sur y España.

En cuanto al rendimiento energético, la célula actual de silicio llega a 20%, sin embargo dentro de los actuales avances se vienen probando nuevas tecnologías de células fotovoltaicas que podrían alcanzar rendimiento de 40%.

En general, la energía de este tipo es limpia y no contaminante. Muchas formas no emiten gases de efecto invernadero o los residuos tóxicos en el proceso de producción de electricidad.

Marco Legal en el Ámbito de las Energías Renovables.

Ley Orgánica del Ambiente

Principal legislación existente en este ámbito:

El Art.10.11 establece como objetivo de la gestión del ambiente la promoción del uso de tecnologías limpias y la reducción de parámetros de contaminación.

Ley Orgánica del Servicio Eléctrico

• Norma sobre la Regulación y Control del aprovechamiento de los recursos hídricos y de las cuencas hidrográficas.

• Registro Nacional de Energías Renovables

Plan de Desarrollo Económico y Social de la Nación (2007 – 2013).

Línea estratégica VI

Venezuela: Potencia Energética Mundial

VI-2. Objetivos :

VI-2.4.- Propiciar un cambio radical hacia la generación térmica de energía eléctrica adicional con base en el gas y otras fuentes de energía alternativa.

VI-3. Estrategias y Políticas:

VI-3.3.- Propiciar el uso de fuentes de energías alternas, renovables y ambientalmente sostenibles:

a. Incentivar la generación de fuentes alternas de energía.

b. Incrementar la generación de electricidad con energía no convencional y combustibles no hidrocarburos.

c. Aplicar fuentes alternas como complemento a las redes principales y en la electrificación de zonas aisladas.

Situación Geográfica y Características Generales del País: Venezuela y su relación con las energías alternas.

Antes de entrar en el aspecto de cuantificar el recurso energético solar en Venezuela, resulta importante centrarse en la posición geográfica de Venezuela con respecto al ecuador y considerar el tipo de clima predominante en la región. Así como las características meteorológicas importantes que sirvan para valorar la calidad y el tipo de radiación solar incidente en el territorio.

De acuerdo a la red de coordenadas geográficas, el territorio continental de Venezuela está comprendido entre los 0º 38’ 53’’ y los 12º 11’ 46’’ de latitud norte, y entre los 59º 47’30’’ y 71º 15’ de longitud oeste. La posición que ocupa Venezuela en el Hemisferio Norte (entre los paralelos 1º y 12º norte), la sitúa en la zona intertropical, donde se manifiestan la influencia de los vientos alisios al sur oeste correspondiente al hemisferio norte y los alisios del sur oeste provenientes del hemisferio sur.

En Venezuela, los períodos secos y lluviosos están incluidos en la faja latitudinal comprendida entre los 5º y 10º norte. En general, los meses secos comprenden desde Diciembre hasta Abril y los meses lluviosos de Mayo a Noviembre.

La nubosidad que se desarrolla en casi todos los días del año, responde al proceso de convección por hecho de que la atmosfera tropical sobre Venezuela tiene características de inestabilidad condicional.

Estas características meteorológicas llevan a considerar que el recurso solar en Venezuela, por su cercanía al ecuador, es relativamente alto y también se puede concluir, que dado que la época de lluvia comprende la mayor parte del año y la nubosidad de acuerdo a la información medida en las diversas estaciones meteorológicas, registran niveles altos en todo el territorio nacional, el tipo de radiación solar incidente aprovechable en el territorio nacional es rico en componente difusa y menos rico en componente directa lo cual lleva a considerar que en principio serán más eficientes los sistemas que aprovechan este tipo de componentes.

La tierra, todos los días, recibe una cantidad inmensa de energía del sol. Esta energía calienta e irradia la superficie terrestre y es la responsable entre otras cosas de la vida misma, de los flujos de la atmósfera y los mares.

Aprovechar los rayos solares que es uno de los recursos energéticos ilimitados que disponemos, es ápice del estudio del principio fotovoltaico; el cual motivado a la situación espacial, geográfica y atmosférica de nuestro país Venezuela, tenemos garantizado un 85% de la incidencia solar estable durante todo el día desde tempranas horas de la mañana hasta la tarde, a una inclinación promedio de 15º con vista norte - sur; cuando en períodos de verano alcanzamos hasta 8 horas de radiación solar efectiva.

El sol se aprovecha de muchas maneras, no solo con los famosos Paneles Solares, sino también con otros métodos igual de útiles e importantes. Estos métodos no siempre transforman la energía del sol en energía eléctrica, sino que también aprovechan el calor del sol en forma directa.

La energía renovable puede ser especialmente apropiada para los países en desarrollo. En las zonas rurales y remotas, transmisión y distribución de la energía generada a partir de combustibles fósiles puede ser difícil y costoso. Producir energías renovables a nivel local puede ofrecer una alternativa viable.

1. Recursos energéticos

Se denomina recurso energético a todo aquello que almacena o proporciona

energía. Los combustibles fósiles como el carbón, el petróleo y el gas natural

almacenan energía. Cuando se queman en centrales de energía, esta energía se

transforma en energía eléctrica.

Los combustibles fósiles se están consumiendo con mucha rapidez. Son

recursos energéticos no renovables. Las formas de energía que no se agotarán se

denominan recursos energéticos renovables. Las nuevas generaciones de

investigadores, como miembros que se sentían de esta sociedad de mentalidad

cambiante, propusieron formas equivalentes de obtener energía, llamadas Energías

Alternativas por ser formas de energía que sustituirían a las energías convencionales.

Existen diversos tipos de energía y diferentes formas de obtener la misma, una de ellas

es la Biomasa o Bio energía, es aquella que de que obtenemos de las formas de vida.

De los medios de los cuales hacemos vida también podemos obtener energía, como lo

es el agua, de la cual poseemos la energía Hidraulica, a la que llamamos Hidrográfica si

procede de las aguas que fluyen por la corteza terrestre y si se obtiene de las aguas de

los mares y océanos, la denominamos Hidroceánica. Si esta energía es producida por

movimiento de dichas aguas, se la conoce por energía Maremotriz; por el contrario, si

la energía es debida a la temperatura que tienen estas aguas se le denomina energía

Termomarina.

Cuadro Nº 1. Ventajas y desventajas de los recursos energéticos renovables.

Ventajas DesventajasPueden hallarse en todo el mundo y son inagotables.

No siempre son confiables

Producen muy poca contaminación y los costos de

funcionamiento son bajos.

Varios de los equipos necesarios son muy

costososUtilizar recursos energéticos renovables significa que el

petróleo puede utilizarse para fabricar plásticos y otros

objetos útiles.

Se puede obtener electricidad a partir de

granjas eólicas únicamente en un día ventoso.

BIOMASA

La biomasa es el conjunto de recursos forestales, plantas terrestres y acuáticas, y de residuos y subproductos agrícolas, ganaderos, urbanos e industriales.

Esta fuente energética puede ser aprovechada mediante su combustión directa a través de su transformación en biogás, bioalcohol, etc.

Cuadro Nº 2. Ventajas y desventajas de la energía de biomasa.

Ventajas Desventajas

Es un recurso renovable inagotable

Los cultivos de biomasa cubren extensas áreas de tierra. Estas podrían utilizarse para crear biocombustible.

No contribuye al calentamiento global

La madera ocupa mucho espacio. Es mas difícil de quemar que los

combustibles fósiles y genera mucho humo y cenizas.

Energía Eólica

Es la energía obtenida del viento, es decir, la energía cinética generada por efecto de

las corrientes de aire, y que es transmutada en otras formas útiles para las actividades

humanas. La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las

emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar termoeléctricas a base de

combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo de energía verde. Sin embargo, el principal

inconveniente es su intermitencia.

Cuadro Nº 3. Ventajas y desventajas de la energía eólica

Ventajas DesventajasLas turbinas eólicas no

necesitan combustibles para funcionar.

Las turbinas eólicas funcionan únicamente en días ventosos

No generan ninguna contaminación

Deben cerrarse si el viento sopla demasiado fuerte.

Una vez que se construyen las turbinas eólicas, los costos de

funcionamiento son bajos.

No todas las áreas son lo suficientemente ventosas para

las granjas eólicas.

Fuente: Energia Renovable. Nigel Saunders Steven Chapman. 2008

Energía Hidroeléctrica

Es aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de

la corriente del agua, saltos de agua o mareas. Es un tipo de energía verde cuando su impacto

ambiental es mínimo y usa la fuerza hídrica sin represarla, en caso contrario es considerada

sólo una forma de energía renovable.

Cuadro Nº 3. Ventajas y desventajas de la energía hidroeléctrica.

Ventajas DesventajasNo se dañan con frecuencia y su funcionamiento es económico.

Las represas y los lagos pueden destruir hogares y vida silvestre

No generan ninguna contaminación y no necesitan

combustible para su funcionamiento.

Los costos de construcción son muy elevados.

Las represas y los diques de contención también pueden

utilizarse como puentes.

La electricidad se genera lejos del lugar donde se necesita, por lo que debe transportarse mediante una

red de cableado.Fuente: Energía Renovable. Nigel Saunders Steven Chapman. 2008

Energía Solar.

La energía solar tiene dos aplicaciones principales: por un lado, está la energía térmica que es cuando se aprovechan los rayos solares para producir agua caliente; por otro, está la energía fotovoltaica que consiste en generar electricidad a partir de la radicación solar, para lo cual se necesitan unas celdas conocidas como fotovoltaicas.

Cuadro Nº 2. Ventajas y desventajas de la energía solar como recurso renovable.

Ventajas DesventajasEl uso de esta energía no causa

contaminación.Los días nublados son nublados

limitan el aprovechamiento optimo de la energía.

Los costos de funcionamiento son bajos.

Las células solares no son muy eficaces y los equipos tienen

altos costos.La utilización de la energía solar implica la conservación de los

combustibles fósiles.

Se necesitan baterías costosas para almacenar la electricidad producida durante el día para

poder utilizarla durante la noche

Fuente: Energia Renovable. Nigel Saunders Steven Chapman. 2008

El potencial energético aprovechable del recurso solar es una magnitud dinámica que cambia con el tiempo (avance de la tecnología de conversión), y con el tipo de aplicación en que se utilice.

En principio, las tecnologías de conversión de la radiación solar se pueden clasificar en dos vertientes, la térmica y la fotovoltaica.

Energía fototérmica

La energía solar fototérmica, es entendida como la transformación de la

energía radiante solar en calor o energía térmica. Esta se encarga de calentar el agua

de forma directa alcanzando temperaturas que oscilan entre los 40º y 50º gracias a la

utilización de paneles solares (siempre temperaturas inferiores a los 80ºC). El agua

caliente queda almacenada para su posterior consumo: calentamiento de agua

sanitaria, usos industriales, calefacción de espacio, calentamiento de piscinas,

secaderos, refrigeración, etc.

Por tanto, esta energía utiliza directamente la energía que recibimos del Sol

para calentar un fluido. La diferencia con la energía solar fotovoltaica es que

ésta aprovechado las propiedades físicas de ciertos materiales semiconductores para

generar electricidad a partir de la radiación solar.

El futuro de la energía fototérmica depende exclusivamente de la política

desarrollada en cada país. La tecnología necesaria se encuentra totalmente

desarrollada para ser utilizada, como se puede ver en algunas ciudades del sur de

Estados Unidos, algunas comarcas del sur de Europa, así como algunos países nórdicos

cuyas políticas energéticas y medioambientales así lo exigen.

Esta, es una de las energías alternativas más utilizables por todos y la más

rentable, ya que las instalaciones se rentabilizan en poco tiempo y en consecuencia no

nos tenemos que preocupar nada más que de mantener la instalación, es decir,

realizar una revisión anual.

Este tipo de energía puede disponerse por cualquier tipo de persona que pueda

realizar una pequeña inversión en un sistema de calefacción, agua caliente,

climatización, etc. Estos sistemas pueden ser ubicados en lugares donde llegue la

radiación solar y que no disponga de sombras que dificulten la llegada de la misma. En

Madrid existen numerosas instalaciones fototermicas y aunque el nivel de

contaminación de esta ciudad es elevado normalmente, estas instalaciones funcionan

correctamente. Los suecos votaron en referéndum la no utilización de energía nuclear

para principios del siglo XXI, por lo cual han diseñado un sistema fototermico

comunitario para poder abastecer simultáneamente a todo un municipio, y no

debemos olvidar que la situación geográfica de Suecia no es la más favorable.

En Venezuela la aplicación de la energía solar se ha concentrado en el área

térmica, utilizando el sistema de calentamiento de agua a nivel doméstico con un

rango de temperatura (40-70ºC), con énfasis en zonas urbanas o altamente pobladas y

así mismo en algunas aplicaciones de tipo industrial. Otra aplicación de la radiación

solar vía térmica en Venezuela que ha suscitado gran interés en zonas aisladas costeras

e insulares es la desalinización de agua de mar por destiladores solares para la

producción de agua potable.

Entre las más importantes aplicaciones de la energía solar por conversión térmica se

cuentan las siguientes:

- Un sistema solar de recuperación de calor para el calentamiento de agua en la

Maternidad Concepción Palacios en Caracas. El sistema calienta 50.000 litros

diarios de agua en 60 ºC

- Un calentador solar en la guardería infantil “La Alquitrana” del M.E.M: Produce

500 litros diarios de agua caliente.

- Un desalinizador de agua de mar por destiladores solares en la Isla La Orchila

(Base de la Armada Venezolana), el cual produce 6.000 litros de agua potable

diarios a partir de 3.2000 metros cuadrados de área colectora.

En el campo comercial, los sistemas de calentamiento de agua para uso doméstico

son producidos en forma industrial con tecnología nacional y hay suficiente

experiencia para aplicar dicha tecnología a nivel de obras de grandes dimensiones tales

como hoteles, industrias y otras edificaciones en general.

Energía Fotovoltaica

El aprovechamiento de la energía solar en energía eléctrica se denomina energía fotovoltaica. El aprovechamiento de esta energía comienza al disponer de células solares con el mayor rendimiento posible. Además necesitamos elementos para su transporte y almacenamiento. Trataremos de llegar a comprender en su totalidad este curioso y fascinante mundo.

El aprovechamiento energético del sol en forma de electricidad es cada vez mayor. El único problema que tiene es la inversión inicial a la hora de construir una instalación fotovoltaica a gran escala.

Las centrales fotovoltaicas poseen un tiempo de amortización durante el cual, los beneficios amortizan la inversión realizada. Una vez sufragados todos los gastos, la energía es gratis. En pequeñas instalaciones el desarrollo de este tipo de energía resulta óptimo y a gran escala la idea central es mantener un impacto medio ambiental mínimo.

En 1955 los laboratorios de la Bell Telephone, en EEUU, realizaron la primera prueba al alimentar un repetidor telefónico en Georgia con energía fotovoltaica. Su desarrollo, sin embargo, se debió al éxito en la alimentación de sistemas electrónicos de los satélites artificiales. Esta técnica se probó por primera vez a nivel espacial en el satélite Vanguard I, en 1958; su transmisor de radio estaba alimentado por células de silicio.

Esta energía es utilizada en países ricos, ya que son los que se encuentran más concienciados en la protección del medioambiente y poseen recursos económicos para poder invertir en nuevas tecnologías que les proporciones una mayor independencia energética.

En Venezuela las aplicaciones fotovoltaicas, han dado buenos resultados pese a su alto costo inicial, en zonas aisladas y de difícil acceso. Esto se puede evidenciar por las aplicaciones que se han desarrollado hasta el momento y que se encuentra en funcionamiento. Entre los proyectos más resaltantes figuran:

- Un prototipo para el balizaje aéreo en el Aeropuerto del estado Nueva Esparta, alimentado por celdas fotovoltaicas, a una potencia de 200 vatios-pico.

- Un sistema automático que transmite la información pluviométrica de la cuenca del Caroní, que consta de 23 sensores y un repetidor de micro-ondas accionado por energía solar fotovoltaica, perteneciente a EDELCA.

- Una Aldea Solar en Kakurí (Territorio Federal Amazonas) instalada por CADAFE, en el cual se utilizan beneficios del sol para producir electricidad, utilizada en los equipos del dispensario médico, el equipo de radiocomunicación, bombeo de agua, etc.

En Venezuela, si bien los paneles fotovoltaicos son importados, se han implementado sistemas para protección catódica, en telecomunicaciones sensores meteorológicos, balizaje marítimo y aéreo, y para aplicaciones eléctricas a pequeña escala (a nivel de aldeas), que han tenido gran aceptación al utilizarlas en zonas aisladas.

La forma común de estimar el potencial aprovechable de la energía solar es mediante la utilización de factores promedios de eficiencia, dependiendo de la conversión y su aplicación:

-Térmica mediana temperatura: 40%

-Fotovoltaica: 10%

Otra forma de estimar la energía aprovechable es calcular directamente el beneficio en unidades de superficie por cantidad de agua calentada u horas pico fotovoltaicas, etc.

Otros tipos de Energía Solar son:

Energía solar pasiva : Aprovecha el calor del sol sin necesidad de mecanismos o sistemas mecánicos.

Energía solar termoeléctrica : Para producir electricidad con un ciclo termodinámico convencional a partir de un fluido calentado a alta temperatura (aceite térmico)

Energía solar híbrida : Combina la energía solar con otra energía. Según la energía con la que se combine es una hibridación

Celda Fotovoltaica.

Una celda fotovoltaica es un dispositivo que convierte la energía solar en energía eléctrica, fueron descubiertas por el físico francés Henri Becquerel en el siglo XIX, aplicándose su uso hasta bien entrado el siglo XX.

La energía solar fotovoltaica puede aprovecharse de dos formas diferentes: la primera sirve para aquellos lugares que no cuentan con servicio eléctrico y permite el almacenamiento en baterías para utilizarlo cuando haya demanda; y la segunda serviría para abastecer núcleos mayores que requieren de una central o planta de producción formada por una serie de paneles solares (heliostatos) que reflejen la luz recibida hacia un punto en particular.

En Venezuela también se ha dado inicio desde el año 2001 a la práctica de experiencias de aprovechamiento de la energía solar, siendo el poblado de Los Cedros, en el estado Sucre, uno de los pioneros en esta materia, pues algunas de sus casas se abastecen de la electricidad proveniente de paneles solares, teniendo la capacidad y potencia suficiente para satisfacer las necesidades de la población en materia fotovoltaica.

De igual forma se han instalado unas 60 plantas potabilizadoras de agua que utilizan energía solar, en el marco del programa Sembrando Luz, que también instaló en zonas completamente aisladas otros 768 sistemas fotovoltaicos.

Estos recursos apuntan a que Venezuela es un país con gran potencial para el desarrollo de la energía solar, donde se promedia que si se recibe una insolación solar promedio de cinco horas diarias, se puede incrementar hasta en un 10% la adecuación de nuevas plantas ubicadas a las posiciones del sol con esta novedosa tecnología.

Módulo o Panel fotovoltaico

La intensidad eléctrica suministrada por una célula es proporcional a su superficie; como la superficie de las células es pequeña, tendremos que unirla para poder obtener mayor corriente o tensión. La unión de las células con el soporte estructural adecuado es lo que denominamos modulo o panel fotovoltaico. Normalmente se fabrican de tal forma que podemos obtener una tensión de 6.1224 voltios y una potencia entre 3 y 45 watios. Estos valores son estándar y tendremos que estudiar las características que nos dé el fabricante del panel fotovoltaico.

La forma y estructura de los módulos fotovoltaicos son muy variables y dependen del fabricante. Las células fotovoltaicas se conectan en serie para conseguir la tensión deseada, una vez conseguida esta, se colocan en paralelo para obtener la intensidad eléctrica adecuada a fin de obtener la potencia eléctrica que queremos. Una vez realizada las conexiones, las células y sus conexionados se encuentran protegidos por unas capsulas que suelen ser de siliconas y otros materiales. Para proteger las capsulas de los agentes atmosféricos y una interacción directa, colocamos un cristal denominado cubierta exterior. Para poder proteger las células de la humedad del suelo o superficie donde se encuentre adherido el panel, existe una capa de silicona o telar.

Entes destinados al desarrollo de la energía solar como fuente de energía alterna renovable.

Durante el período 2006-2009 las acciones de FUNDELEC se centraron en la administración y ejecución de proyectos en los campos de la eficiencia energética, fuentes renovables de energía y sistemas de distribución. Para ese entonces, se realizó la Instalación de 806 sistemas fotovoltaicos para la electrificación de objetivos comunitarios, beneficiando a más de 130 habitantes.

En febrero de 2010, La Corporación Eléctrica Nacional (Corpoelec) emitió datos estadísticos sobre el consumo eléctrico promedio de cada venezolano por año. Las cifras demostraron que cada ciudadano que habita el país consume, aproximadamente, 4.126 KV por hora al año. Lo que ubica a Venezuela como el mayor consumidor de energía eléctrica en Latinoamérica. Datos preocupantes, ya que el nivel de agua en el embalse Guri evidencia una disminución considerable, lo que ha generado una crisis en el sector eléctrico, que devino en un plan de racionamiento nacional. Dado este panorama, el Gobierno opta por solicitar la reducción del consumo; muchos empresarios, por adquirir plantas eléctricas. Pero se le ha prestado muy poca atención al aprovechamiento de la energía renovable proveniente del sol: la energía fotovoltaica. En Venezuela existen pocas empresas encargadas de instalar sistemas de energía fotovoltaica. Jorge Valverde, politólogo de profesión, es socio de la compañía Tecnosun, radicada en Maracaibo, estado Zulia. A través de ella apuesta por el desarrollo sustentable y se dedica a emplear y difundir las bondades de la energía renovable. Él explica que “en este país existe un potencial de generación de energía solar equivalente a 4.600.000 barriles de petróleo. Lo que nos habla de una industria muy potente que está adormecida, pero que otros países ya suman más de 30 años aprovechándola. Por ser un territorio tropical, Venezuela tiene un promedio mayor de pico solar con respecto al resto del mundo. Gozamos de la bondad de cuatro horas constantes de sol y, a veces, hasta podría ser más. Entre las diez de la mañana y las tres de la tarde es el periodo en el que el panel es más eficiente”. La empresa Tecnosun mantiene operaciones desde el año 2009.

Algunas empresas de sistemas fotovoltaicos en Venezuela son:

Tecnosun (Maracaibo)

Ecopotencia, c.a (coro, Trujillo, Maracaibo, carora, cabimas, Barquisimeto)

Enersole (los caobos)

Gelosol (Porlamar)

TecnoSoluciones Da Silva R. L

Saecsar (mexico)

Potencial solar en Venezuela.

Debido a los diferentes efectos que ocurren en la atmósfera, la superficie del

planeta recibe una intensidad de radiación que raras veces sobrepasa los 1000 w/m2.

La radiación solar se distribuye sobre la tierra de una manera más uniforme que

los yacimientos de combustibles fósiles; sin embargo, hay lugares donde la

concentración de los rayos solares es mayor. Lógicamente, en una primera

aproximación, se puede decir que aquellos países cercanos a la línea ecuatorial

(paralelo cero), se encuentran favorecidos por este recurso frente a países de otras

latitudes.

En Venezuela, las observaciones meteorológicas se iniciaron en 1951, dotando a la

mayoría de las estaciones con instrumentos de medición, entre otros elementos, de la

radiación solar global. Desde entonces de una manera gradual, diversas instituciones

han participado con las estaciones integrando la “Red Meteorológica Nacional”.

Venezuela cuenta con 52 estaciones que miden la variable Radiación Solar Global, las

cuales están a cargo de las siguientes instituciones:

- Fuerza Aérea Venezolana ………………………………………………… 20 estaciones

- Ministerio del Ambiente y de los Recursos Naturales Renovables

……………………………………….. 23 estaciones

- Comandancia General de la Marina …………………………………… 3 estaciones

- Electricidad del Caroní (EDELCA) ………………………………………… 5 estaciones

- Fondo Nacional de Investigaciones Agropecuaria……………….. 1 estación

Por otra parte, O.L.A.D.E. (Organización Latinoamericana de Energía), que es el

Organismo Internacional encargado de la promoción, fomento y desarrollo de las

energías nuevas y renovables en el ámbito latinoamericano, ha realizado estudios

precisos del potencial solar de la región indicando, que el territorio venezolano está en

la región de más alto potencial para el aprovechamiento de la energía solar. Esta

evidencia producida por organismos Internacionales da una clara visión sobre la

importancia que tiene para Venezuela el recurso energético solar.

Es notorio que en el planeta, la radiación solar fluctúa a lo largo del año,

siguiendo el ciclo de las estaciones. En este particular, siendo un país de clima

intertropical, no existen diferencias climáticas extremas provocadas por inviernos y

veranos marcados, como puede observarse en la figura X. la cual compara los valores

de radiación solar global a lo largo del año 90 de algunas ciudades de otras latitudes

con los valores medidos en Coro y Caracas. Como se puede notar, por los valores de

estas estaciones en Venezuela, la magnitud de su radiación solar global no fluctúa a lo

largo del año como sucede por ejemplo en la ciudad de Madison (U.S.A). Esta es una

ventaja apreciable a la hora de diseñar los equipos que aprovechan la luz solar como

fuente de energía, ya que no se requiere considerar sobre dimensionamiento de los

mismos para los meses de poca radiación solar.

Es importante mencionar, que la presente imagen fue tomada de la bibliografía

“Distribución territorial del potencial solar en Venezuela” bajo la autoría del Ministerio

de Energía y Minas en los años 90. En la misma se presenta un gráfico. E cual no pudo

elaborarse por la falta de información y datos cuánticos.

Figura Nº 1

La misma tiene como fuentes:

1- Promedios climatológicos de Venezuela (1951 – 1970). Fuerza Aerea Venezolana.

Grupo logístico de meteorología.

2- Conferencia sobre el uso de las energías renovables en países desarrollados. Junio de

1980, Berlin.

3- A.M.M. Sayigh “Solar Energy Engineering”

INVENTARIO Y EVALUACIÓN DEL RECURSO

Región Estado Municipios Comunidades Sistemas Programados

Población beneficiada

1 ZuliaFalcón

65

4121

5327

144854318

2 TáchiraMéridaTrujillo

273

19197

292812

70442716709

3 Yaracuy Carabobo

Lara

555

401314

461724

688430152619

4 Barinas Cojedes

Portuguesa

365

302518

572821

630028283687

5 Aragua GuáricoMiranda

443

192413

252726

508242582014

6 Apure Amazonas

56

3955

8386

50478264

7 Sucre Nueva Esparta

Anzoátegui

457

126

13

151027

2019173

20488 Bolívar 5 55 82 100389 Monagas

Delta Amacuro64

1821

2063

30798491

Datos de radiación media anual en calorías/cm2 de Venezuela (1970-2000)

ESTACIÓN ESTADO CAL/CM2Río NegroSanta BárbaraAtabapo

Amazonas340385553

La CorcovadaMusinacio

Anzoátegui 371385

ElorzaBruzualMantecalHato Uraño

Apure327384377346

Santa Cruz EdafológicaEmbalse de Camatagua

Aragua 418319

La QuintaPeña Larga

Barinas 335329

Anacoco Bolívar 457Puerto Cabello Carabobo 438San Carlos Unellez Cojedes 407Tucupita Delta Amacuro 355Coro Falcón 496GuanapitoPresa TamanacoValle La PascuaBiológica Los LLanos

Guárico417371374415

MoroturoQuíbor

Lara 332378

Aeropuerto Mérida 455Caracas-La MariposaCua

Miranda 337384

Aeropuerto Monagas 391Punta de Piedra Nueva Esparta 445Mesa de Cavacas Portuguesa 367Cariaco Sucre 404El Paradero Táchira 288Aeropuerto Trujillo 369Maiquetía Vargas 464GuarabaoNaranjal

Yaracuy 354383

CarichuanoEl Carbón

343354

ManueloteMaquines-GranjaSanta Bárbara

Zulia 366348344

Fuente: Ministerio del Poder Popular para el ambiente 2000

Los valores obtenidos en el cuadro anterior expresados en cal/cm2, demuestran que los estados que poseen mayor radiación media anual, son Amazonas, Falcón, Vargas y Mérida. La mayor cifra se presenta en el estado Amazonas; esto podría deberse a su mayor cercanía al Ecuador, donde los rayos ultravioleta penetran con mayor facilidad, que hacia el norte del país. Cabe destacar que, aunque exista mayor cantidad de radiación en dichos estados, la energía solar de otras entidades federales puede ser igualmente aprovechable, ya que en el territorio venezolano, se tienen radiaciones mayores a los 300cal/cm2.

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES.

ACTIVIDAD Marzo Abril Mayo Junio Julio

S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4 S1 S2

Desarrollo de Prediagnóstico

Visita a Organismos Competentes

Consultas del Pre-Diagnóstico

Exposición nº 1

Informe de Anteproyecto

Investigación y Análisis

Capítulos Siguientes

Exposición nº 2

Entrega final de informe

Consultas,

Revisión e Investigación

Visita a Organismos Competentes o Bibliotecas y Exposiciones.

Semana Feriada o Libre

Conclusión

Las energías renovables son una firme apuesta política, que las considera una

importante contribución al desarrollo sostenible, con una mayor seguridad y

diversidad del suministro, potenciando una energía de alta calidad y bajo costo, la

mejora de la competitividad industrial y la mejora de la calidad ambiental.

Este tipo de energías ha alcanzado una alta importancia y desarrollo a nivel

mundial, beneficiando a países que han agotado parte de sus recursos o que no

disponen de recursos renovables para su explotación.

La financiación europea se ha dedicado a la ejecución de proyectos de

demostración, de especial importancia para la expansión de este sector. Para

imponerse en el mercado, donde han sido ignoradas durante mucho tiempo, las

energías renovables han de "demostrar lo que valen" en instalaciones piloto con el fin

de convencer a los posibles usuarios. En efecto, es ahí donde puede comprobarse su

capacidad de funcionamiento y su interés económico, en aplicaciones bien focalizadas.

Hay que tener en cuenta que las energías renovables tienen dos tipos de usos:

la producción de electricidad y la producción de calor. Las áreas con producción

principalmente eléctrica son la energía hidráulica, la incineración con aprovechamiento

energético de los residuos sólidos urbanos y la energía solar fotovoltaica. La energía

hidráulica es cuantitativamente la más importante desde el punto de vista de

producción eléctrica. En este caso, a los importantes recursos de que se dispone, se

unen gran experiencia en su aprovechamiento.

La producción térmica con energías renovables proviene de la biomasa, energía

solar térmica y geotermia. La biomasa engloba un gran número de recursos y

aplicaciones, con tecnologías en muy diversos grados de madurez, desde los

tradicionales usos domésticos a la tecnología más avanzada de gasificación, producción

de biocombustible para el transporte o cogeneración.

Venezuela cuenta con una ubicación latitudinal favorable, coincidiendo con

vientos que pueden ser aprovechados para el establecimiento de complejos eólicos,

radiación solar constante durante todo el año, ya que el país no presenta estaciones

climáticas extremas; así como también de una red hídrica abundante que garantiza el

desarrollo de energía hidráulica constante.

Como Gómez Camacho cita "es imprescindible, para potenciar el crecimiento

de las energías renovables, coordinar los esfuerzos de las empresas, la administración

pública y los centros de investigación y realizar avances significativos en materia de

formación, investigación y desarrollo tecnológico, capacidad empresarial, normativa,

fiscalidad y financiación".

Bibliografía

- http://www.globalmagazineciudad.com . Vanessa Mata Valeri- Energías alternativas, (3era edición) Abril 2008, José Antonio Domingo Gómez;

editorial equipo sirius.- Energía Renovable. Niguel Saunders Steven Chapman; editorial Raintree.

Chicago 2008.- La energía Solar, Agosto 1987, editorial Unidad Eléctrica, S.A, UNESA- Revista La Luz del Alba, año 1- N2, marzo 2008, FUNDELEC- REYES. S, Análisis Geográfico de las fuentes alternas renovables de energía en

Venezuela, trabajo de licenciatura, universidad Central de Venezuela 2012.