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Energía Solar
AMDG
El Sol como fuente de energía
AMDG
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La presentación consiste de:
• Datos generales sobre la energía solar• Su utilización en Puerto Rico
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Energía Solar
• La energía solar nos llega como una onda. Parte de esta onda la podemos ver y la llamamos luz visible. Otras partes que no podemos ver las llamamos luz infrarroja y luz ultravioleta.
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La energía solar nos interesa porque:
• Es confiable, estará disponible por miles de años• Es abundante• Es gratis para todos
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¿GRATIS?
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La energía solar es gratispero no su utilización.
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La utilización de la energía solar es gratis para:
• Alumbrar de día• Secar ropa en un tendero• Broncear la piel en la playa• Secar café en un glácil
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Para todo lo demás la utilización de la energía solar
es costosa y requiere de la aplicación de
alta tecnología.
¿Por qué?
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PROBLEMA
• La energía solar no llega a la superficie terrestre en una forma concentrada.
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Constante Solarenergía solar fuera de la atmósfera
G = 1,367 watt/m2
433 Btu/hr-pie2
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Energía solar en la superficie terrestre
Valores entre 700 watt/m2 y 900 watt/m2
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Comparación con una hornilla eléctrica pequeña
• Una hornilla eléctrica pequeñacuyo costo es $9.99 + IVU puede liberar 1000 watts. El flujo de energía liberada podría llegar a 30,836 watts/m2.
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La hornilla produce una energía unas34 veces más concentrada que el Sol.
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Relación entre el Sol y la Tierra
12,700Km
Sol Tierra
149,500,000±1.7%Km
32’
Tef = 5777K1,390,000Km
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PROBLEMA
• La energía solar no llega por igual a todas las regiones del planeta.
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PROBLEMA
• La energía solar no es uniforme en un mismo lugar durante el año.
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Las estaciones del año en el hemisferio boreal (austral)
Solsticio deverano(invierno)
Solsticio deinvierno(verano)
Equinociodeprimavera(otoño)
Equinociodeotoño(primavera)
Sol
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PROBLEMA
• La energía solar no es uniforme ni estádisponible en un mismo lugar durante todo el día.
• Para utilización durante las 24 horas del día se requiere almacenar energía.
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Radiación Solar
• La radiación solar que llega a una superficie es la suma de la radiación directa, la radiación indirectay la radiación reflejada.
• Radiación directa es radiación solar que no ha sido desviada por la atmósfera terrestre. Esta radiación produce una sombra bien definida.
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Radiación solar
• Radiación indirecta o difusa es radiación solar que ha sido desviada en todas direcciones por la atmósfera terrestre.
• Radiación reflejada es radiación que choca contra una superficie (pared, terreno, agua, nieve) y cambia de dirección.
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Solarímetro
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Usos prácticos de la energía solar
• Para el ciudadano común son a baja temperatura.
• Usos a temperaturas altas requieren concentración de los rayos del sol y esto solamente se puede hacer con radiación solar directa.
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Uso en Puerto Rico de la energía solar por el ciudadano común
• Calentar agua• Climatizar• Generar electricidad
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Calentador de agua
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Climatización
• No es un uso factible para el ciudadano común en estos momentos
• Requiere equipo sofisticado y alta temperatura
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Generación de electricidad
• Motor de calor acoplado a un generador eléctrico, requiere concentración de los rayos del sol, no es un método factible.
• Celdas fotovoltaicas - es un método factible y económico bajo ciertas condiciones muy especiales.
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Componentes necesarios de un sistema fotovoltaico
• Celdas fotovoltaicas• Carga
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Sistema celdas y carga
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Sistema de celdas y carga
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Panel fotovoltaico
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Componentes para almacenar energía
• Baterías• Regulador de carga
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Sistema con batería y carga DC
Este es un diagrama ilustrativo, no para conexión
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Sistema con batería y carga DC
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Sistema integrado
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Sistema con baterías y carga DC
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Para suplir energía a una carga AChay que incluir un invertidor de corriente
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Sistema residencial con baterías
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Celdas solares
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Invertidor
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Baterías
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Sistema residencial con baterías
• Costo del equipo es prohibitivo• Las baterías tienen vida corta y requieren
atención
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Mejor opción
• Sistema sin baterías• Sistema proveyendo una parte de la carga
total
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Sistema sin baterías
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Sistema híbrido
• Es un sistema que combina dos fuentes de energía distintas, solar y viento o solar y un generador de emergencia
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Condiciones especiales para sistema ser costo-efectivo
• Instalaciones alejadas de las líneas eléctricas.
• Instalación sin baterías utilizando la red eléctrica como almacenaje. Requiere que el contador registre en ambas direcciones.
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No todo en la vida se hace por dinero.
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Advertencia
Los diagramas eléctricos en esta presentación deben tomarse como muestra del equipo principal necesario y no deben utilizarse
como referencia de conexión.
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¿Preguntas?
• Las dejamos para el final del día.
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FIN